JP2008081559A - バイオディーゼル燃料組成物およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡便に調製することができ、流動点の低いバイオディーゼル燃料組成物を提供する。
【解決手段】本発明に係るバイオディーゼル燃料組成物は、主要成分として、ラウリン酸アルキルエステルと共に、パルミチン酸アルキルエステルおよび／またはオレイン酸アルキルエステルを含むバイオディーゼル燃料組成物であって、ラウリン酸アルキルエステルの質量Ａと、パルミチン酸アルキルエステルおよびオレイン酸アルキルエステルの合計の質量Ｂとの比率である質量Ａ／質量Ｂが、５／９５以上、８５／１５以下である。上記ラウリン酸アルキルエステルを含むことによって、簡便に調製することができ、流動点の低いバイオディーゼル燃料組成物を提供することができる。
【選択図】なし
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【選択図】なし
Description
本発明は、バイオディーゼル燃料組成物およびその製造方法に関し、詳細には、流動点の低いバイオディーゼル燃料組成物およびその製造方法に関する。
近年、ディーゼルエンジンを有する車両や船舶、発電機等に使用することのできる燃料としてバイオディーゼル燃料が使用されている。
バイオディーゼル燃料は、植物油または動物油をエステル化したアルキルエステルを含むものである。その成分として、硫黄成分および芳香族成分はほとんど含まれないため、軽油を燃料として使用した場合と比較して、黒鉛、ＳＯＸ および浮遊粒子物質を減少させることができる。
また、植物から製造されたバイオディーゼル燃料を燃焼させた際、二酸化炭素は生じるものの、植物は成長過程において二酸化炭素を吸収しているので、当該植物は、カーボンニュートラルとしての性質を有する。そのため、植物から製造されたバイオディーゼル燃料は、環境に負荷を及ぼしにくいという点において優れている。これらの理由から、バイオディーゼル燃料を構成するバイオディーゼル燃料組成物は、環境負荷の少ない石油代替燃料として注目され、ナタネ油や大豆油から製造された脂肪酸アルキルエステルであるバイオディーゼル燃料組成物が軽油に混合されたバイオディーゼル燃料として使用されている。
バイオディーゼル燃料組成物の原料としては、パーム油、パーム核油、ヤシ油、ナタネ油、大豆油、とうもろこし油、綿実油およびごま油などが用いられる。アブラヤシは他の植物に比べて単位面積当たりの植物油収量が非常に大きく、バイオディーゼル燃料組成物を大量に供給できる可能性があることなどから注目されている。また、アブラヤシから得られるパーム油から製造されたバイオディーゼル燃料組成物の燃料特性は良好である。しかし、その流動点は１５℃付近と高く、低温での流動性が悪いため、現状では使用できる地域や季節（時期）がかなり限定されるという欠点がある。
上記のような流動点の問題を解決する技術として、バイオディーゼル油の流動点を低下させることができるよう、好適な配合比率にて調製されたバイオディーゼル油が特許文献１に開示されている。特許文献１のバイオディーゼル油によれば、その流動点を十分に低下させることが可能である。
特開２００４−３５９７６６号公報（平成１６年（2004年）１２月２４日公開）
しかしながら、上記引用文献１に記載されたバイオディーゼル油では、低い流動点を実現するためには精密な配合比率を要するという問題点がある。
具体的には、上記バイオディーゼル油の配合比率として開示されている、流動点が−９℃と−３３℃との場合とでは、バイオディーゼル油に含まれる脂肪酸アルキルエステルがそれぞれ１〜３％異なる程度であり、精密な各成分の配合が必要である。そのため、所望の流動点を有するバイオディーゼル油を簡便に得ることは困難である。
また、原産地、収穫時期などによって、植物油に含まれる脂肪酸アルキルエステルの割合は変動するため、上記バイオディーゼル油における精密な配合比率の調製は困難である。
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、簡便に調製することのでき、流動点の低いバイオディーゼル燃料組成物を提供することにある。
本発明の発明者は、バイオディーゼル燃料組成物がラウリン酸アルキルエステルを含むことによって、当該バイオディーゼル燃料組成物の流動点を低下させることができることを見出し、本発明をなすに至った。
すなわち、本発明のバイオディーゼル燃料組成物は、上記課題を解決するために、主要成分として、ラウリン酸アルキルエステルと共に、パルミチン酸アルキルエステルおよび／またはオレイン酸アルキルエステルを含むバイオディーゼル燃料組成物であって、ラウリン酸アルキルエステルの質量Ａと、パルミチン酸アルキルエステルおよびオレイン酸アルキルエステルの合計の質量Ｂとの比率である質量Ａ／質量Ｂが、５／９５以上、８５／１５以下であることを特徴としている。
上記の構成によれば、バイオディーゼル燃料組成物が上記比率で上記ラウリン酸アルキルエステルを含んでいることによって、流動点の低いバイオディーゼル燃料組成物を提供することができる。また、飽和脂肪酸アルキルエステルであるラウリン酸による流動点を低下させる手法は、二重結合を有するオレイン酸アルキルエステルなどによる流動点を低下させる手法に比べて、オレイン酸アルキルエステルなどに起因する酸化を抑制することができる。
また、上記バイオディーゼル燃料組成物の脂肪酸アルキルエステルの配合比率は、広い範囲で変更することができるので、バイオディーゼル燃料組成物を調製する際に精密な調製は必要なく、簡便に調製することができ、流動点の低いバイオディーゼル燃料組成物を提供することができる。このような、流動点の低いバイオディーゼル燃料組成物は寒冷地であっても流動性が保たれるため、そのまま使用することができる。
さらに、上記バイオディーゼル燃料組成物は流動点が低いため、バイオディーゼル燃料組成物と軽油などとを混合してバイオディーゼル燃料とする場合、生産地が寒冷地であっても流動性を失わない。したがって、生産地で軽油などと混合する必要がなく、使用地で混合することができる。そのため、混合しない場合に比べ輸送コストを低減させることができる。
また、本発明のバイオディーゼル燃料組成物では、パルミチン酸アルキルエステルおよびオレイン酸アルキルエステルを含み、上記パルミチン酸アルキルエステルの質量Ｃと、オレイン酸アルキルエステルの質量Ｄとの比率である質量Ｃ／質量Ｄが、５／９５以上、９５／５以下であることが好ましい。
上記質量Ｃ／質量Ｄが５／９５以上であることによって、パルミチン酸アルキルエステルの有する良好な燃焼特性を発揮させることができる。また、上記質量Ｃ／質量Ｄが９５／５以下であることによって、バイオディーゼル燃料組成物の流動点をより低く保つことができる。
また、本発明のバイオディーゼル燃料組成物では、ポリグリセリン脂肪酸エステルおよびアルキル（メタ）アクリレート重合体の少なくとも１種の添加剤を含むことが好ましい。
これにより、バイオディーゼル燃料組成物に含まれる脂肪酸アルキルエステルの結晶成分の結晶化を阻害することができ、流動点をさらに低下させることができる。
また、本発明のバイオディーゼル燃料組成物では、密度が０．８６０ｇ／ｃｍ３以上、０．８９０ｇ／ｃｍ３以下であることが好ましい。
これにより、バイオディーゼル燃料組成物と軽油との密度が近くなり、両者を好適に混合できる。そのため、両者を混合した場合、良好にバイオディーゼル燃料組成物を燃焼させることができる。
また、本発明のバイオディーゼル燃料組成物では、動粘度が３．０ｍｍ２／ｓ以上、５．０ｍｍ２／ｓ以下であることが好ましい。
上記動粘度が上記範囲であることによって、ディーゼルエンジンなどの系内におけるバイオディーゼル燃料組成物の潤滑性をより適切なものとすることができ、バイオディーゼル燃料組成物を輸送システム、噴射システムなどに用いた場合に、上記システム内での内部抵抗が増加するおそれを回避することができる。
また、本発明のバイオディーゼル燃料組成物では、上記ラウリン酸アルキルエステル、パルミチン酸アルキルエステルおよびオレイン酸アルキルエステル少なくとも一つがメチルエステルであることが好ましい。
メチルエステルは密度が低いため、バイオディーゼル燃料組成物の密度を低く抑えることができ、軽油などと簡便に混合することが可能なバイオディーゼル燃料組成物を提供することが可能である。また、上記脂肪酸アルキルエステルを得るためにメチルアルコールを用いることができるので、バイオディーゼル燃料組成物の製造コストを低減させることができる。
また、本発明のバイオディーゼル燃料組成物では、脂肪酸部分の炭素数が２０以上である長鎖脂肪酸アルキルエステルを、０．０１質量％以上、１質量％以下含むことが好ましい。
これにより、バイオディーゼル燃料組成物のセタン価、融点を調節することが可能である。
本発明のバイオディーゼル燃料組成物の製造方法は、上記課題を解決するために、主要成分として、ラウリン酸アルキルエステルと共に、パルミチン酸アルキルエステルおよび／またはオレイン酸アルキルエステルを含むバイオディーゼル燃料組成物であって、パーム核油および／またはヤシ油から製造した脂肪酸アルキルエステルの質量Ｅと、パーム油から製造した脂肪酸アルキルエステルの質量Ｆとを、質量Ｅ／質量Ｆが１０／９０以上、９０／１０以下の比率にて配合することを特徴としている。
上記の構成によれば、パーム核油および／またはヤシ油と、パーム油とからから製造した脂肪酸アルキルエステルに、ラウリン酸アルキルエステル、パルミチン酸アルキルエステルおよびオレイン酸アルキルエステルを好ましい範囲で含むため、流動点が低いバイオディーゼル燃料組成物を製造することができる。
また、植物から製造された脂肪酸アルキルエステルを分留および結晶化することなくバイオディーゼル燃料組成物を得ることができるので、その製造工程を簡便にすることができ、製造工程におけるエネルギーコストを低減させることができる。そのため、本製造方法によれば、バイオディーゼル燃料組成物が環境に与える負荷をさらに低減することができる。
さらに、飽和脂肪酸アルキルエステルであるラウリン酸による流動点を低下させる手法は、二重結合を有するオレイン酸アルキルエステルなどによる流動点を低下させる手法に比べて、オレイン酸アルキルエステルなどに起因する酸化を抑制することができる。加えて、上記バイオディーゼル燃料組成物は流動点が低いため、バイオディーゼル燃料組成物と軽油などとを混合してバイオディーゼル燃料とする場合、生産地が寒冷地であっても流動性を失わない。したがって、生産地で軽油などと混合する必要がなく、使用地で混合することができる。そのため、混合しない場合に比べ輸送コストを低減させることができる。
本発明のバイオディーゼル燃料組成物は、以上のように、主要成分として、ラウリン酸アルキルエステルと共に、パルミチン酸アルキルエステルおよび／またはオレイン酸アルキルエステルを含むバイオディーゼル燃料組成物であって、ラウリン酸アルキルエステルの質量Ａと、パルミチン酸アルキルエステルおよびオレイン酸アルキルエステルの合計の質量Ｂとの比率である質量Ａ／質量Ｂが、５／９５以上、８５／１５以下である。
それゆえ、上記バイオディーゼル燃料組成物は、上記範囲でラウリン酸アルキルエステルを含むため、簡便に調製でき、流動点が低いバイオディーゼル燃料組成物を提供することができる。
本発明に係るバイオディーゼル燃料組成物の一実施形態について以下に説明する。本実施の形態に係るバイオディーゼル燃料組成物は、ラウリン酸アルキルエステルと、パルミチン酸アルキルエステルおよび／またはオレイン酸アルキルエステルとを含むものである。
本実施の形態で用いられるラウリン酸アルキルエステルなどの脂肪酸アルキルエステルとしては、特に限定されるものではなく、パーム油、パーム核油、ヤシ油（ココナッツ油）などの各種植物から製造された（由来の）脂肪酸アルキルエステルを用いることができる。これら植物はカーボンニュートラルであるので、上記植物から製造された脂肪酸アルキルエステルを燃焼させた場合、全体のエネルギー収支としては環境に負荷を及ぼしにくいという点において優れている。上記脂肪酸アルキルエステルを得る方法としては、植物油とアルコール等とを用いて、化学的にエステル化またはエステル交換する方法を用いることができる。また、上記植物油から製造した市販品を用いてもよい。
本実施の形態におけるバイオディーゼル燃料組成物には、主要成分として、ラウリン酸アルキルエステルと共に、パルミチン酸アルキルエステルおよび／またはオレイン酸アルキルエステルが含まれている。これらは、バイオディーゼル燃料組成物として良好な燃焼特性を示すものである。ここで「主要成分として、」とは、バイオディーゼル燃料組成物全体に占める上記ラウリン酸アルキルエステル、パルミチン酸アルキルエステルおよび／またはオレイン酸アルキルエステルの合計が、５０質量％以上、１００質量％以下であることを示す。
上記ラウリン酸アルキルエステルと、パルミチン酸アルキルエステルおよび／またはオレイン酸アルキルエステルとを配合する比率としては、ラウリン酸アルキルエステルの質量Ａと、パルミチン酸アルキルエステルおよび／またはオレイン酸アルキルエステルの合計の質量Ｂとの比率である質量Ａ／質量Ｂが５／９５以上、８５／１５以下である。上記比率がこのような範囲であることによって、得られるバイオディーゼル燃料組成物の流動点を低下させることができる。また、質量Ａ／質量Ｂが２０／８０以上、８０／２０以下であれば、さらに流動点を低下させることができるのでより好ましい。
上記質量Ａ／質量Ｂが５／９５未満である場合には、ラウリン酸アルキルエステルの配合比率が低すぎるため、バイオディーゼル燃料組成物の流動点を十分に低下させることができないので好ましくない。また、質量Ａ／質量Ｂが８５／１５を超える場合には、セタン価が低くなるので、好ましくない。
また、ラウリン酸アルキルエステルを添加する作用として、ラウリン酸アルキルエステルとパルミチン酸アルキルエステルとが共晶を形成することにより、バイオディーゼル燃料組成物の流動点が低下すると考えられる。
バイオディーゼル燃料組成物がパルミチン酸アルキルエステルおよびオレイン酸アルキルエステルを含む場合、パルミチン酸アルキルエステルの質量Ｃと、オレイン酸アルキルエステルの質量Ｄとの比率である質量Ｃ／質量Ｄは、５／９５以上、９５／５以下であることが好ましい。上記質量Ｃ／質量Ｄが５／９５以上であることによって、パルミチン酸アルキルエステルの有する良好な燃焼特性を発揮させることができる。また、上記質量Ｃ／質量Ｄが９５／５以下であることによって、バイオディーゼル燃料組成物の流動点をより低く保つことができる。
また、上記バイオディーゼル燃料組成物は、脂肪酸部分の炭素数が２０以上の長鎖脂肪酸アルキルエステルとして、アラキジン酸アルキルエステル、エイコセン酸アルキルエステルなどを含んでいてもよい。バイオディーゼル燃料組成物がこれらを含んでいることによって、バイオディーゼル燃料組成物のセタン価、融点を調節することが可能である。
上記ラウリン酸アルキルエステル、パルミチン酸アルキルエステルおよびオレイン酸アルキルエステルを植物油から得る場合、パーム油と、パーム核油および／またはヤシ油（ココナッツ油）と、アルコール等とを用いて化学的にエステル化又はエステル交換することにより得ることができる。また、脂肪酸アルキルエステルとしては、メチルエステル、エチルエステル、プロピルエステル（Ｎ−プロピルエステル、イソプロピルエステルを含む）が挙げられるが、中でもコスト等の点から、製造工程においてメチルアルコールを使用することができるメチルエステルが好ましい。
上記バイオディーゼル燃料組成物は、ポリグリセリン脂肪酸エステル、アルキル（メタ）アクリレート重合体のうち少なくとも１種の添加剤を含んでいてもよい。また、使用して特に問題がなければ、２種以上の添加剤を併用してもよい。バイオディーゼル燃料組成物が上記の添加剤を含むことによって、バイオディーゼル燃料組成物に含まれる脂肪酸アルキルエステルの結晶成分の結晶化を阻害することができ、流動点をさらに低下させることができる。
上記ポリグリセリン脂肪酸エステルは、ポリグリセリンの水酸基の一部または全部を脂肪酸エステル化したものである。ポリグリセリンの重合度は７〜２０であるものが好ましい。また、ポリグリセリン脂肪酸エステルを構成する脂肪酸は、炭素数が８〜２２の飽和脂肪酸が好ましく、中でも炭素数が偶数である脂肪酸がより好ましい。また、ポリグリセリンの水酸基は、バイオディーゼル燃料組成物に対する溶解性を損なわない程度に一部がエステル化されていることが好ましい。上記の飽和脂肪酸としては、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸等が挙げられる。その中でも、バイオディーゼル燃料組成物の結晶成分として多く含まれるラウリン酸、パルミチン酸を用いることがバイオディーゼル燃料組成物への吸着の点において好ましい。
上記アルキル（メタ）アクリレート重合体は、アルキル基の炭素数が８〜２２である単量体をラジカル重合して得られた重合体であることが好ましい。用いる単量体の例としては、例えば、デシル（メタ）アクリレート、ドデシル（メタ）アクリレート、ミリスチル（メタ）アクリレート、セチル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、ベヘニル（メタ）アクリレート等が挙げられる。アルキル基は、直鎖構造であってもよいし、分岐鎖構造であってもよい。
また、上記アルキル（メタ）アクリレート重合体を重合する際、ジエチルアミノ（メタ）アクリレートやビニルピロリドン等の窒素原子含有の単量体や炭素数が８以下の（メタ）アクリレートを、単量体として添加してもよい。これらの単量体を使用する合計量は、得られる共重合体に対して１０質量％以下であることが望ましい。
上記添加物の含有量は、バイオディーゼル燃料組成物１００質量部に対し、０．０５質量部以上、５質量部以下であることが好ましく、中でも０．１質量部以上、２質量部以下であることがさらに好ましい。
上記バイオディーゼル燃料組成物は、燃焼効率を阻害しない範囲で、カプリル酸アルキルエステル、カプリン酸アルキルエステル、ミリスチン酸アルキルエステル、ステアリン酸アルキルエステルおよびリノール酸アルキルエステルを含んでいてもよい。これらの長鎖脂肪酸アルキルエステルは、パーム核油、ヤシ油、パーム油などに含まれている。すなわち、上記バイオディーゼル燃料組成物は、上記植物油から得られる脂肪酸アルキルエステルを分留することなく、バイオディーゼル燃料組成物を得ることができる。
たとえば、主に、ラウリン酸アルキルエステルを得るために、パーム核油および／またはヤシ油を原料として用いることができる。また、主に、パルミチン酸アルキルエステルおよびオレイン酸アルキルエステルを得るために、パーム油を原料として用いることができる。
パーム核油および／またはヤシ油から製造した脂肪酸アルキルエステルの質量Ｅと、パーム油から製造した脂肪酸アルキルエステルの質量Ｆとの比率である質量Ｅ／質量Ｆは、１０／９０以上、９０／１０以下であることが好ましい。
上記パーム油、パーム核油およびヤシ油は、原産地、収穫時期などによって、得られる各脂肪酸アルキルエステルの比率は増減するものの、パーム核油および／またはヤシ油から製造される脂肪酸アルキルエステルには、ラウリン酸アルキルエステルが４０％以上、５０％以下程度含まれている。したがって、上記質量Ｅ／質量Ｆがこの範囲であれば、上記パーム油などから製造される脂肪酸アルキルエステルを分留することなく、本実施の形態に係るバイオディーゼル燃料組成物を得ることができる。
すなわち、ラウリン酸アルキルエステルの質量Ａと、パルミチン酸アルキルエステルおよびオレイン酸アルキルエステルの合計の質量Ｂとの比率である質量Ａ／質量Ｂが、５／９５以上、８５／１５以下であるバイオディーゼル燃料組成物を得ることができる。
また、上記質量Ｅ／質量Ｆの範囲が２０／８０以上、８０／２０以下であれば、含まれるラウリン酸アルキルエステルの質量がさらに増加するので、さらに流動点の低いバイオディーゼル燃料組成物を得ることができるのでより好ましい。
このように、植物から製造された脂肪酸アルキルエステルを分留および結晶化することなくバイオディーゼル燃料組成物を得る場合、製造工程を簡便にすることができ、エネルギーコストを低減させることができる。そのため、バイオディーゼル燃料組成物が環境に与える負荷をさらに低減することができる。
また、飽和脂肪酸アルキルエステルであるラウリン酸による流動点を低下させる手法は、二重結合を有するオレイン酸アルキルエステルなどによる流動点を低下させる手法に比べて、オレイン酸アルキルエステルなどに起因する酸化を抑制することができる。加えて、上記バイオディーゼル燃料組成物は流動点が低いため、バイオディーゼル燃料組成物と軽油などとを混合してバイオディーゼル燃料とする場合、生産地が寒冷地であっても流動性を失わない。したがって、生産地で軽油などと混合する必要がなく、使用地で混合することができる。そのため、混合しない場合に比べ輸送コストを低減させることができる。
上記パーム油、パーム核油およびヤシ油などとしては、特に限定されるものではなく、中性、酸性のものを用いてもよいし、精製、脱色および脱臭されたものを用いてもよい。また、上記バイオディーゼル燃料組成物は、脂肪族アルキルエステル以外に他の植物油から製造されたものであってもよい。他の植物油としては、例えば、ナタネ油、大豆油、とうもろこし油、綿実油、ごま油などが挙げられる。
また、上記バイオディーゼル燃料組成物は、軽油などの一般的なディーゼル燃料と混合して使用してもよく、単独で使用してもよい。ディーゼル燃料に対して混合される上記バイオディーゼル燃料組成物の割合は、５質量％以上、９０質量％以下が好ましく、５質量％以上、５０質量％以下がより好ましい。
バイオディーゼル燃料組成物およびディーゼル燃料の密度に差があり、両者が好適に混合しない場合には、ディーゼル燃料の液面の上方からバイオディーゼル燃料組成物を噴霧して飛沫として混合する方法、いわゆるスプラッシュブレンディングを行うことが好ましい。この方法を用いることによって、バイオディーゼル燃料組成物が不均一に混合することを抑制することができる。
上記バイオディーゼル燃料組成物の流動点は、バイオディーゼル燃料組成物をヨーロッパなどの寒冷地で用いることを考慮すると、１３℃以下であることが好ましく、１０℃以下であればさらに好ましい。流動点が低いほど、寒冷地であってもバイオディーゼル燃料組成物が流動性を失うおそれがなく、好適に使用することが可能である。
上記バイオディーゼル燃料組成物の密度は、軽油などのディーゼル燃料と混合する場合を考慮すると、バイオディーゼル燃料組成物の密度は０．８６０ｇ／ｃｍ３以上、０．８９０ｇ／ｃｍ３以下であることが好ましい。これにより、バイオディーゼル燃料組成物と軽油などのディーゼル燃料とを撹拌装置を用いずとも容易に混合することができ、良好にバイオディーゼル燃料を燃焼させることができる。
また、バイオディーゼル燃料組成物の密度の下限値は、好ましくは０．８６０ｇ／ｃｍ３以上、より好ましくは０．８６２ｇ／ｃｍ３以上、特に好ましくは０．８６４ｇ／ｃｍ３以上であり、密度の上限値は、好ましくは０．８９０ｇ／ｃｍ３以下、より好ましくは０．８８５ｇ／ｃｍ３以下、特に好ましくは０．８８０ｇ／ｃｍ３以下である。０．８６０ｇ／ｃｍ３未満である場合、燃焼効率が低下するおそれがあり、０．８９０ｇ／ｃｍ３を超える場合、密度の小さい軽油などと混合する際に好適に混合することができないおそれがある。
上記バイオディーゼル燃料組成物の動粘度は、下限値として好ましくは３．０ｍｍ２／ｓ（ｃＳｔ）以上、より好ましくは３．１ｍｍ２／ｓ以上、特に好ましくは３．２ｍｍ２／ｓ以上であり、上限値として好ましくは５．０ｍｍ２／ｓ以下、より好ましくは４．９ｍｍ２／ｓ以下、特に好ましくは４．８ｍｍ２／ｓ以下である。上記動粘度が３．０ｍｍ２／ｓ未満である場合、ディーゼルエンジンなどの系内におけるバイオディーゼル燃料組成物の潤滑性が失われるおそれがあり、上記動粘度が５．０ｍｍ２／ｓを超える場合、輸送システム、噴射システムにおける内部抵抗が増加するおそれがある。
上記バイオディーゼル燃料組成物の引火点は、１００℃以上であることが好ましい。引火点がこのような値であることによって、容易に引火せず、より安全性に優れたバイオディーゼル燃料組成物を提供することができる。
上記バイオディーゼル燃料組成物に含まれる水分量は、５００ｐｐｍ以下であることが好ましい。上記バイオディーゼル燃料組成物に含まれる水分量が、５００ｐｐｍを超える場合には、上記水分に起因して細菌等が発生することとなるので、好ましくない。
上記バイオディーゼル燃料組成物に含まれる硫黄分量は、燃焼時におけるＳＯＸ の発生量を低減させるため、１０ｐｐｍ以下であることが好ましい。上記硫黄分量が１０ｐｐｍを超える場合には、バイオディーゼル燃料組成物の燃焼時におけるＳＯＸ の発生量が増加することとなる。
＜バイオディーゼル燃料組成物の製造方法＞
本実施の形態に係るバイオディーゼル燃料組成物の製造方法としては、植物油から製造されたラウリン酸アルキルエステルと、パルミチン酸アルキルエステルおよび／またはオレイン酸アルキルエステルとを混合する方法を用いることができる。
本実施の形態に係るバイオディーゼル燃料組成物の製造方法としては、植物油から製造されたラウリン酸アルキルエステルと、パルミチン酸アルキルエステルおよび／またはオレイン酸アルキルエステルとを混合する方法を用いることができる。
上記植物油としては、パーム油、パーム核油、ヤシ油などを好ましく用いることができ、ラウリン酸アルキルエステルを得る場合、脂肪酸組成としてラウリン酸脂肪酸を多く含むパーム核油および／またはヤシ油を用いることが好ましい。また、パルミチン酸アルキルエステルおよび／またはオレイン酸アルキルエステルを得る場合、脂肪酸組成としてパルミチン酸アルキルエステルおよび／またはオレイン酸アルキルエステルを多く含むパーム核油および／またはヤシ油を用いることが好ましい。
上記ラウリン酸アルキルエステル等を、カーボンニュートラルであるパーム油等から得ることによって、環境への負荷を及ぼしにくい。また、有限な化石燃料に対し、植物油は再生可能な資源であるので、植物油からバイオディーゼル燃料組成物を得ることは非常に有益である。
植物油由来のラウリン酸アルキルエステル等を得る方法としては、特に限定されるものではなく公知の方法を用いることができる。たとえば、植物油から製造された脂肪酸をメチルアルコールまたはエチルアルコール等を用いてエステル化する工程、上記脂肪酸アルキルエステルを分留する工程および分留した脂肪酸アルキルエステルを結晶化する工程を含む方法であってもよい。
本実施の形態に係るバイオディーゼル燃料組成物は、カプリル酸アルキルエステル、カプリン酸アルキルエステル、ミリスチン酸アルキルエステル、ステアリン酸アルキルエステルおよびリノール酸アルキルエステルを含んでいてもよい。そのため、パーム油と、パーム核油および／またはヤシ油とを原料とし、得られた脂肪酸アルキルエステルを分留することなく、混合することによって上記バイオディーゼル燃料組成物を得ることができる。
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、以下、断りの無い場合、「％」は「質量％」を、「部」は「質量部」をそれぞれ示すものとする。
＜流動性＞
流動性は、流動点（ＪＩＳ Ｋ２２６９）、および、示差走査熱量計を用いて測定した融点によって評価を行った。
流動性は、流動点（ＪＩＳ Ｋ２２６９）、および、示差走査熱量計を用いて測定した融点によって評価を行った。
＜密度＞
密度は、ＪＩＳ Ｋ２２４９に基づき、１５℃における密度を測定した。
密度は、ＪＩＳ Ｋ２２４９に基づき、１５℃における密度を測定した。
＜動粘度＞
動粘度は、ＪＩＳ Ｋ２２８３に基づき、４０℃における動粘度を測定した。
動粘度は、ＪＩＳ Ｋ２２８３に基づき、４０℃における動粘度を測定した。
（実施例１〜１４）
ラウリン酸メチルエステル、パルミチン酸メチルエステルおよび／またはオレイン酸アルキルエステル、アルキルメタクリレートとしては、鉱物油溶液（アクルーブ１３３；三洋化成製品）を表１に示す配合比率にて、全体量が３０ｇとなるようサンプル瓶内でこれらを混合し、得られたバイオディーゼル燃料組成物の流動点を測定した。
ラウリン酸メチルエステル、パルミチン酸メチルエステルおよび／またはオレイン酸アルキルエステル、アルキルメタクリレートとしては、鉱物油溶液（アクルーブ１３３；三洋化成製品）を表１に示す配合比率にて、全体量が３０ｇとなるようサンプル瓶内でこれらを混合し、得られたバイオディーゼル燃料組成物の流動点を測定した。
表１に示すように、ラウリン酸メチルエステルの配合比率が高いほど、バイオディーゼル燃料組成物の流動点は低下する結果が明らかとなった。また、実施例１および実施例１１、実施例２および実施例１２を比較した結果からラウリン酸メチルエステルの配合比率は同じであっても、パルミチン酸メチルエステルに対するオレイン酸メチルエステルの配合比率を増加させることによって、バイオディーゼル燃料組成物の流動点がより低下することが分かる。
（実施例１５〜２１）
パーム油から製造されたアルキルエステルとしてはパーム油全蒸留品メチルエステルを、ヤシ油から製造されたアルキルエステルとしてはヤシ脂肪酸メチル（エキセパールＭＣ；花王製品）を、アルキルメタクリレートとしては、鉱物油溶液（アクルーブ１３３；三洋化成製品）を、ポリグリセリン脂肪酸エステルとしては、ポリグリセリン（１０量体）部分エステル（脂肪酸アルキル基の炭素数平均１１）を、表２に示す配合比率にて全体量が３０ｇとなるようサンプル瓶内で混合し、流動点を測定した。
パーム油から製造されたアルキルエステルとしてはパーム油全蒸留品メチルエステルを、ヤシ油から製造されたアルキルエステルとしてはヤシ脂肪酸メチル（エキセパールＭＣ；花王製品）を、アルキルメタクリレートとしては、鉱物油溶液（アクルーブ１３３；三洋化成製品）を、ポリグリセリン脂肪酸エステルとしては、ポリグリセリン（１０量体）部分エステル（脂肪酸アルキル基の炭素数平均１１）を、表２に示す配合比率にて全体量が３０ｇとなるようサンプル瓶内で混合し、流動点を測定した。
（比較例１）
パーム油全蒸留品メチルエステル１００ｇのみについて、実施例１５と同様に流動点を測定した。
パーム油全蒸留品メチルエステル１００ｇのみについて、実施例１５と同様に流動点を測定した。
表２に示すように、ラウリン酸を主に含むヤシ油エステルの含有量が増加するほど、バイオディーゼル燃料組成物の流動点が低下することが明らかとなった。また、実施例１６，１８，１９，２１では、添加剤を加えることによって、流動点をさらに低下できることが示されている。なお、比較例１では、パーム油エステルには、ラウリン酸アルキルエステルがほとんど含まれていないため、流動点が１５℃と高い値が示された。
（実施例２２、２３）
次パーム油全蒸留品メチルエステル、ヤシ脂肪酸メチル、アルキルメタクリレートを表３に示す質量（ｇ）にて、実施例１５と同様に混合することによって、バイオディーゼル燃料組成物を調製した。実施例２２，２３において得られたバイオディーゼル燃料組成物について示差走査熱量計（ＤＳＣ３１００Ｓ；ブルカー・エイエックスエス株式会社製）を用いて、５０℃から１℃／分の降温速度により融点を測定した。また、融点を示すピーク温度を表３に示した。また、実施例１７，１８において得られたバイオディーゼル燃料組成物の融点についても同様に測定し、最低融点および融点ピーク温度を表３に示した。
次パーム油全蒸留品メチルエステル、ヤシ脂肪酸メチル、アルキルメタクリレートを表３に示す質量（ｇ）にて、実施例１５と同様に混合することによって、バイオディーゼル燃料組成物を調製した。実施例２２，２３において得られたバイオディーゼル燃料組成物について示差走査熱量計（ＤＳＣ３１００Ｓ；ブルカー・エイエックスエス株式会社製）を用いて、５０℃から１℃／分の降温速度により融点を測定した。また、融点を示すピーク温度を表３に示した。また、実施例１７，１８において得られたバイオディーゼル燃料組成物の融点についても同様に測定し、最低融点および融点ピーク温度を表３に示した。
表３から明らかなように、実施例２２、２３におけるバイオディーゼル燃料組成物は、パーム油から製造された脂肪酸アルキルエステルと、ラウリン酸メチルエステルとを含有するので、比較例１におけるラウリン酸メチルエステルを含有しないパーム油全蒸留品のみの場合に比べ低温流動性が向上する（融点ピークが低下する）結果が得られた。また、アルキルメタクリレートの添加により、融点ピークをさらに低下させることができた。
なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明によれば、流動点の低いバイオディーゼル燃料組成物を提供することができる。すなわち、上記バイオディーゼル燃料組成物は、寒冷地などにおいて好適に使用することができる。また、上記バイオディーゼル燃料組成物は、軽油などのディーゼル燃料と混合して用いることができるため、バイオディーゼル燃料として好適に利用することが可能である。
Claims (8)
- 主要成分として、ラウリン酸アルキルエステルと共に、パルミチン酸アルキルエステルおよび／またはオレイン酸アルキルエステルを含むバイオディーゼル燃料組成物であって、
ラウリン酸アルキルエステルの質量Ａと、パルミチン酸アルキルエステルおよびオレイン酸アルキルエステルの合計の質量Ｂとの比率である質量Ａ／質量Ｂが、５／９５以上、８５／１５以下であることを特徴とするバイオディーゼル燃料組成物。 - パルミチン酸アルキルエステルおよびオレイン酸アルキルエステルを含み、
上記パルミチン酸アルキルエステルの質量Ｃと、オレイン酸アルキルエステルの質量Ｄとの比率である質量Ｃ／質量Ｄが、５／９５以上、９５／５以下であることを特徴とする請求項１に記載のバイオディーゼル燃料組成物。 - ポリグリセリン脂肪酸エステルおよびアルキル（メタ）アクリレート重合体の少なくとも１種の添加剤を含むことを特徴とする請求項１に記載のバイオディーゼル燃料組成物。
- 密度が０．８６０ｇ／ｃｍ３以上、０．８９０ｇ／ｃｍ３以下であることを特徴とする請求項１に記載のバイオディーゼル燃料組成物。
- 動粘度が３．０ｍｍ２／ｓ以上、５．０ｍｍ２／ｓ以下であることを特徴とする請求項１に記載のバイオディーゼル燃料組成物。
- 上記ラウリン酸アルキルエステル、パルミチン酸アルキルエステルおよびオレイン酸アルキルエステルの少なくとも一つがメチルエステルであることを特徴とする請求項２に記載のバイオディーゼル燃料組成物。
- 脂肪酸部分の炭素数が２０以上である長鎖脂肪酸アルキルエステルを、０．０１質量％以上、１質量％以下含むことを特徴とする請求項１に記載のバイオディーゼル燃料組成物。
- 主要成分として、ラウリン酸アルキルエステルと共に、パルミチン酸アルキルエステルおよび／またはオレイン酸アルキルエステルを含むバイオディーゼル燃料組成物であって、
パーム核油および／またはヤシ油から製造した脂肪酸アルキルエステルの質量Ｅと、パーム油から製造した脂肪酸アルキルエステルの質量Ｆとを、質量Ｅ／質量Ｆが１０／９０以上、９０／１０以下の比率にて配合することを特徴とするバイオディーゼル燃料組成物の製造方法。
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