バイオディーゼル（ＢＤＦ）の次世代技術の最新固体触媒は魅力いっぱいです！！
新固体触媒もいよいよ実用化されつつあります。
先日、実用化も近い海外の例を紹介しました。
今回は、最近某触媒開発元と、守秘義務契約（ＮＤＡ済）を行い、導入・実用化に向けて、本格的な調査・研究を開始しました。
新触媒（ＭTＡ契約済）も入手済です。
この革新的プロセスはCoolProcess(CP)® と言います
。
。併せて、某顧客向（中小規模）日産１０トン強のＢＤＦ装置設計も開始中です（日本では大型？）。
詳細は一般非公開紹介ですが、大型既存装置の関係者、大型装置を新規導入予定の方、或いは中大型プラント製作(、輸出）業の方等は、興味あると思います。
次世代技術の新固体触媒法は、知って損はないと思います
。
。。。。と言うことで、今回の話題は、某社製の新個体触媒を利用すると、ＢＤＦ装置や品質などは、どう変わるのかを簡単に紹介します。ＢＤＦの常識が変わりますので、。。。
下記が主な特徴です。
１）新触媒はバッチでも、連続方式でも可能＞＞新設なら規模に応じて、バッチでも、連続プロセスでも対応可能な様です。勿論、既存ＢＤＦ装置でも、多少の改造を行えば、新触媒装置用に転用可能です。既存の装置で新触媒を利用する場合、不必要な装置（機能）も発生します(装置の簡略化・簡素化）。
加えて、通常の酸･アルカリ法等とは異なり新触媒は無毒で、また他の有害廃棄物も殆どでません。
２）廃油、新油、０～１００％FFAと如何なる植物･動物性油脂も処理可能＞＞無条件で全オイル･油脂を使用可能と言うのが、本新触媒です。エステル交換とエステル反応を同時並行的に行い、ＦＦＡ濃度の制限も一切なく、ＦＦＡ１００％でも処理可能で、かつ反応時間も殆ど変わりません。逆に新油(低FFA)だと、その効果の程は薄まります（高品質グリセリンが得られる？）。
アルカリ法は、遊離脂肪酸２～３％（ＡＶ＝４～６）程度が、処理可能な限界です。それでも、FFA除去、グリセリン前処理などでFFA除去する必要があります（遊離脂肪酸は石鹸に化けるだけで、収率は少なくともこの分は減少します）。
他の多くの新触媒例は、FFA濃度条件付なら、エステル反応とエステル交換反応を同時並行で行える例、対応出来ても、２～３段反応で順次行う例（処理複雑化、反応時間の長期化）、或いはエステル反応に特化した例（逆のエステル交換反応に特化例）等もあります。
水分は理論的に副生しますが、収率ロス（原料の無駄）が全く無いことになります。石鹸分の副生が無ければ、他にもいろいろメリットがあります。エステル反応用（或いは、兼ねた）新固体触媒の殆ども、石鹸分副生なしを宣伝しています。
４）高純度グリセリンが得られる＞＞アルカリ法の様に、石鹸分、アルカリ分（金属）などの混入がありません。不純物は、メタノールと水分のみです従って、メタノールと水分さえ除去（精製処理）すれば、高純度グリセリンが得られます。更に使用メタノール使用量も少なく良く、グリセリン残メタノールも少量です。
５）常温反応（１０～３５℃）でも高速反応＞＞固体触媒（金属酸化物、錯体）には、低触媒活性を補う為、１２０～２００℃と言う高温（高圧）、高メタノール比、或いは溶剤(均一液層化による高速反応）を使う例もあります。
アルカリ法でも、通常５５～７０℃であり、更なる高温によりＢＤＦの品質劣化も有り得ます。本触媒では１０～３５℃の常温下での反応であり、加熱の必要はありません。ＥＣＯなＢＤＦ製造法と言えそうです。
６）原料油中の水分も、反応に影響なし＞＞基本的に、本触媒は水分の影響を受けません（５％まで）。
従って、アルカリ法の様に、水分の存在で、油（ＴＧｓ）が脂肪酸（ＦＦＡ）に分解し、石鹸副生し収率低下と言うシナリオは有り得ません。
この理由から、通常、必用不可欠な原料油脱水処理は不要です。反応上は問題ありませんが、ポンプ保護、グリセリンの品質向上（固形物は最後はグリセリン内へ）、反応工程でのフィルター詰まり防止等から、固形物の除去だけは必用です。
７）高ＦＦＡ成分も全て１００％ＢＤＦへ転換＞＞高濃度ＦＦＡ対応は、多くの固体触媒の宣伝文句ですが、多くはＦＦＡ濃度２０～３０％程度まで、無条件で１００％（全てＦＦＡ成分、油分ＴＧｓ成分なし）までの油･油脂原料に対応できるの例は、少ないと思います。可能でも多段反応でメタノール投入、反応、水分分離の工程を２～３回繰り返すと言う例が多い様です。
従来のアルカリ法は、出来るだけ水分を反応に持ち込まさない様にする為（石鹸の副生量を減らす為）、高純度メタノールが必用でした。回収メタノールは、更に精製蒸留が必用であったり、新メタノールと一部混合に留める等の対応が多いと思います。
また、エタノール、酢酸メチル(エチル）(流動点改善）も、一部混合も含めて使用可能です。
何れにしても、使用メタノール原料費が安価です。メタノールはＢＤＦの最大費用項目ですので、製造コスト上も有利です。別の個体触媒では、多量メタノールを使ったり、油とメタノール均一相化ために（反応速度向上策）、溶剤添加法(単独メタノール使用不可）等もあります（溶剤回収必要）。また、BDFの残溶剤も問題かもしれません。
当然、全体の処理時間の短縮化と、残グリセリン量が減少し、石鹸分除去も不要ですので、最後の精製工程が簡略化、或いは、不要になル場合もあります。
１２）精製工程は不要か、或いは簡略化も可能＞＞精製工程は水洗法でも、Ｄｒｙ－Ｗａｓｈｉｎｇ法でも構いません。石鹸分の除去不要で、残留グリセリン除去が主目的となり、簡単です（グリセリン除去が完璧なら精製工程は不要）。
原料油中のステロイド（ＳＧｓ）などが含まれても、反応上は問題とはなりませんが、冬季特性上（固化防止）問題となる場合は、特殊な専用吸着剤（イオン交換樹脂）等の使用でＳＧｓの除去の他、ＤＧ，ＭＧ、りん脂質類も一部除去可能の様です
一方新触媒では、これら全てをＢＤＦに変える機能をもつ触媒機能も含まれています。新触媒はエステル反応、エステル交換反応に加え、残ＤＧ＋Ｍｇ反応の促進機能をはたす特殊触媒を含めた最適化多機能・複数触媒の複数構成です（脱Gum処理不要、As-Is可)。この触媒タイプの複数触媒は最初ですが、金属酸化物触媒等は、最近の傾向の様です。
但し、脱ガム未処理油、或いは重合ポリマー油などを使用する場合、反応は影響受けませんが、(規格値に合格）したBDF製品の製造する為には、混入防止の為の処理が必要です（蒸留、吸着剤など）
１３）プロセスの選択の自由度＞＞２つの反応器があればベスト（最初の第１反応器で転化率９７～９８％（規格値９６．５％）、ここで最低の規格値（ＡＳＴＭ，ＥＮ）は確保し、更に、次の第２反応器で別の触媒で（超）高純度９９％＋～１００％－を達成する(特許のサンプル例で、１００％）方法です。恐らく他の触媒法より高転化率が狙える手法です。
特に、低温特性の阻害要因の一つのＤＧ＋ＭＧを（ほぼ）完全にＢＤＦ化出来ると言う特徴(高選択性）があります(通常法、成分減少がネック）。
１４）既存バッチ装置も連続化で、プラント能力は３～５倍へＵＰ＞＞既存の装置も比較的簡単にバッチ、或いは連続（ＣＳＴＲ）装置へ転換可能です。例えば、１０００Ｌバッチ装置を連続ＣＳＴＲへ変更すると、日産１０，０００～１５，０００Ｌの製造プラントへ容易に変身します。１０００Ｌバッチ装置で最大３バッチ/日としても、３．３～５倍の能力アップが実現します（実績済）。
１５）装置の簡略化も可能＞＞大型プロセスでは、装置が簡単となり、装置建設費は、通常の５０％程度まで削減可能（運転も簡単）の見込みです(原料前処理、酸・アルカリ中和工程も不要）。厳しいＢＤＦビジネス下、特に競争力強化となり有利となります。
1６)触媒販売が主目的＞＞触媒とプラントとの一括パッケージ･セット販売が有りません(この例は多い）。触媒のみを購入し、好みのエンジアリング業者を使用し、或いは、自ら自由に独自の装置が作れ、外販も可能です(利益も）。BDF関連のエンジニアリング業者も、魅力的だと思われます。
１７）新触媒は長期再使用も可能、＞＞連続装置なら６ヶ月～１年以上も、長期連続使用が可能（実績値）であり、この間触媒活性は（殆ど）落ちない様です(有名なN435でも、溶剤無しだと10回程度が限界）。バッチ法だと１５０～２００回程度＋の模様です。
一般に固体触媒は、当初の活性が、例え高くても、使用回数が増えるに従い急激に活性が落ちる場合も、少なくありません(再使用回数を公開してない例も多々あり）。
１８）新触媒価格は、アルカリ・酸触媒と同じか、それ以下＞＞新個体触媒(２種類）は、導入時点では、一度に出費があり、かつ高額です（150～250＄/Kg=12300～20500円/Kg)。
但し、長期再使用実績もあり、通常の触媒（アルカリ触媒や酸触媒）と比べ、年間平均で計算すると同じか、触媒をうまく使えば、むしろ寿命は更に延びて、結局安価となり得そうです。触媒使用量はCSTRタイプだと、５～１５（ｗｔ．）％、後段の充填塔による高純度化反応での触媒量はLHSVは１～３程度です。
１９）Total製造コストの低減化＞＞安価な（極悪）油でも使用可（価格競争力）、高品質、メタノール使用量減、グリセリンの高純度化（販売も可）、建設費減、設置場所減、既存設備の能力増、更に最新技術利用による顧客の信頼性向上）等もありそうです。
結局、結論（Ｂｏｔｔｏｍ－Ｌｉｎｅ）は、安い買い物になり得ると思います。
２０）実稼動実績もあり＞＞現在、バッチ装置の1例（1５００L）、連続装置（CSTR)が1例(日産10トン）、建設中が1例（日産１３トン）、(ミニ)パイロットが数例ある様です。開発元の全面支援も保証されています。
パイロットの実績だけの例も、少なくありません。
等が、今回の新触媒の特徴です。
何か欠点や課題が無い様ですが、。。実は無い訳ではありません
。
。・使い方を間違えると、触媒寿命が短命化し、高負担となり得ます。
・連続プロセスでは、設計に配慮が必要です。間違えると期待した性能が出ません。
他には、特に、現状考えられません。
但し、導入の可能性の高い方は、直接お問い合わせください。
ご相談に応じられると思いますので、。。。
今回は、某新触媒の特徴のサワリを紹介しました。
では、また。。。。。
Ｊｏｅ．Ｈ
