本發(fā)明涉及用于生產(chǎn)烴油的生產(chǎn)方法和生成裝置。

背景技術(shù)：

近年來，由于二氧化碳排放引起的全球變暖的問題已變得嚴(yán)重。在工業(yè)世界里，已進(jìn)行了對(duì)低排放的努力和可替代能源的開發(fā)，并且已實(shí)現(xiàn)了一定的效果。與此同時(shí)，受到東日本大地震影響的核發(fā)電實(shí)際上目前已停止了，因此化石燃料必須比以往使用更多，因而加速了二氧化碳的排放。

如今，與此同時(shí)，存在由能源引起的環(huán)境破壞的問題。已知的是，化石燃料含有生成有毒氣體的硫組分、氮組分和酚組分而導(dǎo)致環(huán)境破壞。采取針對(duì)由CO₂生成而引起的全球變暖的措施也是緊迫的任務(wù)。為了防止或抑制環(huán)境破壞，有效的是減少通過使用化石燃料而產(chǎn)生的有毒氣體的生成以及改善燃料效率。

從這樣的觀點(diǎn)，作為改善燃料烴的燃料效率的發(fā)明，存在由本發(fā)明人完成的專利文獻(xiàn)1中記載的發(fā)明。專利文獻(xiàn)1中公開的發(fā)明是其中使通過將天然植物復(fù)合酶混合進(jìn)水中而制備的活性水與油反應(yīng)，并且反應(yīng)后的水由于原料油通過酶的水解反應(yīng)也起到燃料的功能的發(fā)明；因而該發(fā)明能夠改善燃料效率，容易抑制有毒物質(zhì)的生成，提供了用于生產(chǎn)穩(wěn)定的燃料油的生產(chǎn)方法和生成裝置，并且能夠有助于防止環(huán)境破壞。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利特開No.2012-72199

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

然而，近年來，已需要能夠徹底地解決由于二氧化碳排放而引起的全球變暖的問題和由于化石燃料的消耗而引起的可替代能源的問題的技術(shù)。已經(jīng)清楚的是如汽油餾分等燃料烴可以從氫和二氧化碳之間的反應(yīng)來生產(chǎn)；然而，在高溫高壓條件下的反應(yīng)是必需的。對(duì)于通過使用二氧化碳作為原料而不使用氫氣作為原料來合成烴的方法，已進(jìn)行了如實(shí)施人工光合成的各種嘗試。然而，尚未有效地生產(chǎn)出燃料烴。

鑒于上述問題而進(jìn)行的本發(fā)明的目的是提供其中通過使用含二氧化碳的氣體或液體作為原料而不需要高溫高壓條件且不用添加氫氣來生產(chǎn)甲醇，以及以良好的產(chǎn)率進(jìn)一步生產(chǎn)的如輕油和重油等燃料烴的方法和裝置。

用于解決問題的方案

本發(fā)明人進(jìn)行了勤勉的研究以便解決上述問題，結(jié)果成功地通過將含甲醇的水、烴油(燃料烴)、和含二氧化碳的氣體或水溶液在常溫下而不加壓的情況下混合，以比用作原料的烴油增加的量生產(chǎn)了烴油。

具體地，本發(fā)明如下。

根據(jù)本發(fā)明的烴油的增量方法是如下的方法：其中將在催化劑的存在下用空氣鼓泡的水與甲醇混合；將所得液體混合物與原料烴油混合來制備乳液；并且將所述乳液與含二氧化碳的氣體或水溶液彼此接觸。

根據(jù)本發(fā)明的烴油的生產(chǎn)方法是如下的生產(chǎn)方法：其中將在催化劑的存在下用空氣鼓泡的水與甲醇混合；將所得液體混合物與原料烴油混合來制備乳液；將所述乳液與含二氧化碳的氣體或水溶液進(jìn)行接觸處理；并且從所得處理產(chǎn)物中收集烴油。

在上述烴油的增量方法或上述烴油的生產(chǎn)方法中，所述烴油基于由下式(1)和(2)表示的反應(yīng)而生成：

CO₂+H₂O+C_nH_2n+2＝C_n+1H_2n+4+3/2O₂ (1)

CH₃OH+C_nH_2n+2＝C_n+1H_2n+4+H₂O (2)。

這里，在上述烴油的增量方法和上述烴油的生產(chǎn)方法中，所述催化劑優(yōu)選為酶和/或沸石或類沸石物質(zhì)(所述催化劑可以是在沸石或類沸石物質(zhì)上承載的物質(zhì))，水優(yōu)選包括活性種，并且所述烴油優(yōu)選為任意的輕油、重油、燈油、煤油和汽油。

此外，根據(jù)本發(fā)明的用于生產(chǎn)烴油的生成裝置是包括如下的裝置：用于將在催化劑的存在下用空氣鼓泡的水與甲醇混合的混合槽；用于通過將包含于所述混合槽中的液體混合物與烴油混合來制備乳液的乳液制備槽；和用于將所制備的乳液與二氧化碳彼此接觸的接觸槽。

這里，所述接觸槽優(yōu)選為其中使所述乳液暴露于大氣中的二氧化碳或從所述槽的任一個(gè)或二氧化碳回收裝置等中回收的二氧化碳，或者將含二氧化碳的氣體或水溶液導(dǎo)入所述乳液制備槽的槽。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明，通過將含甲醇的水、燃料烴和二氧化碳混合，燃料烴的量可以增加至少10％。因此，本發(fā)明能夠通過使用認(rèn)為是全球變暖的原因的二氧化碳作為原料而生產(chǎn)作為能源的燃料烴，因而能夠?qū)崿F(xiàn)與通過植物借助于光合成來固定大氣中的碳而使用大氣中的碳作為能量的類似的效果，并且能夠同時(shí)解決認(rèn)為是由人類造成的整個(gè)地球的問題的能源問題和環(huán)境問題。

附圖說明

[圖1]圖1是用于生產(chǎn)活性水的活性水生成裝置的結(jié)構(gòu)圖。

[圖2]圖2是均勻混合裝置的結(jié)構(gòu)圖。

[圖3]圖3是示出攪拌罐的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。

[圖4]圖4說明攪拌器的結(jié)構(gòu)。

[圖5]圖5是示出攪拌器的內(nèi)部的垂直截面圖。

[圖6]圖6說明脈沖過濾器的結(jié)構(gòu)和精密過濾器的結(jié)構(gòu)。

[圖7]圖7是牛頓分離槽(Newton's separation tank)的垂直截面圖。

[圖8]圖8是示出在另一實(shí)例中的攪拌器的垂直截面圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明如下涉及燃料烴的增加：將含甲醇的水與燃料烴混合為乳化狀態(tài)，使處于乳化狀態(tài)中的甲醇/水/燃料烴的混合溶液與含二氧化碳的氣體或水溶液彼此接觸，因而燃料烴的量增加。與原料燃料烴相比，通過本發(fā)明的方法得到的燃料烴的量增加至少10％、優(yōu)選20％、更優(yōu)選30％、且進(jìn)一步優(yōu)選多達(dá)40％。例如，生產(chǎn)的燃料烴的增量的比例是原料燃料烴的量的10％至100％、優(yōu)選10％至50％、且更優(yōu)選30％至50％。

因此，本發(fā)明使燃料烴極其有效地生產(chǎn)。

本發(fā)明包括以下步驟(i)至(iii)。

(i)通過將水在催化劑的存在下用空氣鼓泡來使水活性化的水處理步驟。

(ii)通過將活性化的水、烴油和甲醇混合來制備乳液的步驟。

(iii)將乳液與二氧化碳彼此接觸的步驟。

這里，替代在水處理步驟之后進(jìn)行混合步驟以及進(jìn)一步隨后進(jìn)行反應(yīng)步驟，水處理步驟和混合步驟也可以同時(shí)進(jìn)行，混合步驟和反應(yīng)步驟可以同時(shí)進(jìn)行，此外，水處理步驟、混合步驟和反應(yīng)步驟也可以全部同時(shí)進(jìn)行。

本發(fā)明中，上述步驟(i)至(iii)中的反應(yīng)由下式(1)和(2)表示：

CO₂+H₂O+C_nH_2n+2＝C_n+1H_2n+4+3/2O₂ (1)

CH₃OH+C_nH_2n+2＝C_n+1H_2n+4+H₂O (2)。

涉及二氧化碳的上述式(1)可以由以下鏈反應(yīng)來表示。

CO₂+2H₂O→CH₃OH+3/2O₂ (3)

CH₃OH+C_nH_2n+2→C_n+1H_2n+4+H₂O (4)

優(yōu)選使使用的水在包括活性種(如活性氧和羥基自由基)的狀態(tài)下。為了使水包括活性種，羥基自由基在水中生成，或者可選地在水處理步驟中，將諸如脂肪酶等酶混合進(jìn)水中，或者將沸石或類沸石物質(zhì)包括在反應(yīng)體系中。此外，水優(yōu)選用空氣鼓泡預(yù)定的時(shí)長(zhǎng)。例如，為了使水活性化以便使由上述式(1)和(2)表示的反應(yīng)在常溫下進(jìn)行，鼓泡優(yōu)選在常溫下進(jìn)行72小時(shí)；然而，根據(jù)作為原料的水的狀態(tài)，鼓泡時(shí)間可以酌情改變。優(yōu)選進(jìn)行混合步驟以便使反應(yīng)混合物均勻。

本發(fā)明中，烴油意指主要由烴構(gòu)成且在常溫和常壓(例如，15℃的溫度和1atm的壓力)下展現(xiàn)出液態(tài)，并且由C_nH_2n+2或C_n+1H_2n+4表示的物質(zhì)(鏈飽和烴)。這里，n是例如，1至40、且優(yōu)選1至20。此類烴油的實(shí)例包括，而不限定于：重油、輕油(例如，n＝10至20)、汽油(例如，n＝4至10)、石腦油、煤油(例如，n＝10至15)、和燈油(heating oil)(例如，n＝9至15)等。

本說明書中，烴油也稱為“燃料烴”或“燃料油”。類似地，在催化劑的存在下用空氣鼓泡的水也可以稱為“酶水”或“水”。

根據(jù)本發(fā)明的用于生產(chǎn)燃料烴的生產(chǎn)方法可以通過利用日本專利特開No.2012-72199中公開的燃料生成裝置作為其生成裝置來實(shí)施。換言之，圖1是用于使水活性化的水處理裝置1的結(jié)構(gòu)圖。水處理裝置1包括多個(gè)混合槽11(11a至11d)、穩(wěn)定化槽14、用于將空氣送達(dá)至各個(gè)槽的增壓泵15、用于將液體在各槽之間轉(zhuǎn)移的泵P、和用于在轉(zhuǎn)移期間除去雜質(zhì)的過濾器F。如在附圖中的頂部和底部所示，混合槽11a至11d設(shè)置在兩個(gè)系統(tǒng)中，并且各個(gè)系統(tǒng)中的混合槽11a、11b、11c、11d通過泵P和過濾器F串聯(lián)連接。

例如，向混合槽11a中，將軟水和含有酶粉末(例如，EP-10)的沸石或類沸石物質(zhì)以1000升和500g的比例進(jìn)給；將軟水、酶粉末和沸石通過從增壓泵15供給的空氣攪拌和混合例如72小時(shí)。水與含有酶粉末的沸石或類沸石物質(zhì)的比例優(yōu)選為例如，相對(duì)于99.95％(重量比)的軟水為大致0.05％(重量比)的酶粉末。構(gòu)成酶粉末的酶的來源不特別限定；酶可以來源于動(dòng)物、植物或微生物。優(yōu)選地，酶含有脂肪酶作為主要組分，并且更優(yōu)選地由脂肪酶和纖維素酶形成。更優(yōu)選的是酶含有98％(重量比)的脂肪酶和2％(重量比)的纖維素酶。此類酶可以從如芒果、鱷梨、菠蘿、諾麗果和沙棘等水果等中提取。也可以利用商購可得的酶。優(yōu)選地，酶粉末通過將此類酶熱干燥來得到并且具有改善的保存性而使用。

所得水混合物在一定時(shí)間之后通過泵P轉(zhuǎn)移至下一個(gè)混合槽11b。轉(zhuǎn)移期間，雜質(zhì)通過過濾器F除去。混合槽11b中，將水混合物通過從增壓泵15供給的空氣再次攪拌和混合。重復(fù)該循環(huán)直至在混合槽11d中結(jié)束，水混合物從混合槽11d轉(zhuǎn)移至穩(wěn)定化槽14，然后將醇添加至穩(wěn)定化槽14中的水混合物。該醇可以是例如，甲醇或乙醇，并且甲醇是優(yōu)選的。醇的優(yōu)選比例相對(duì)于水混合物例如是，約5％至20％(重量比)的甲醇。

用醇精制的活性水通過泵P從穩(wěn)定化槽14中取出。在該過程期間，雜質(zhì)通過三個(gè)過濾器F除去。取出的精制的活性水轉(zhuǎn)移至不同的適當(dāng)容器中或貯存在圖2中示出的均勻混合裝置2的活性水罐22中。

本實(shí)施方案中，將通過水處理裝置1活性化的水活性化，以便當(dāng)原料油在反應(yīng)步驟中添加時(shí)，即使在常溫下也進(jìn)行反應(yīng)式(1)和(2)的反應(yīng)。

圖2是均勻混合裝置2的結(jié)構(gòu)圖。均勻混合裝置2包括作為用于貯存油的油貯存部的原料油罐21、作為用于貯存活性水的活性水貯存部的活性水罐22、兩個(gè)攪拌罐23、控制臺(tái)24、脈沖添加部25、牛頓分離槽26、分離罐27、精密過濾器部28、完成罐29、和廢液罐30。

原料油罐21是用于貯存用作原料的油的罐，并且將其中貯存的原料油以必要量的單位經(jīng)由管道R進(jìn)給至攪拌罐23。原料油可以是例如，A-重油、B-重油、C-重油、輕油或煤油等。本實(shí)施方案中，使用A-重油。

活性水罐22是用于貯存通過水處理裝置1精制的活性水的槽，并且將其中貯存的活性水以必要量的單位經(jīng)由管道R進(jìn)給至攪拌罐23。

攪拌罐23各自是用于通過將進(jìn)給的原料油(例如，A-重油)與活性水?dāng)嚢韬陀纱朔磻?yīng)來生產(chǎn)燃料油的罐。這里的反應(yīng)是原料油通過酶的水解反應(yīng)。待進(jìn)給至攪拌罐23的原料油和活性水的比例可以根據(jù)原料油的類型酌情調(diào)節(jié)。例如，優(yōu)選比例為60％的A-重油和40％的活性水、70％的輕油和30％的活性水、或70％的煤油和30％的活性水。

控制臺(tái)24是用于控制裝置的要件的控制部，并且執(zhí)行各種控制，例如，打開或關(guān)閉電源。脈沖添加部25使攪拌罐23中生產(chǎn)的燃料油振動(dòng)，以致容易除去殘余物。殘余物是例如，未反應(yīng)而留下的水、或重油中的雜質(zhì)等。

牛頓分離槽26貯存燃料油并且通過重力使殘余物滴下，因而提取殘留在其上部中的燃料油。

分離罐27進(jìn)一步將殘余物與燃料油分離。精密過濾器28通過過濾器從燃料油中除去殘余物。完成罐29貯存所生產(chǎn)的精煉的燃料油。廢液罐30貯存脈沖添加部25和牛頓分離槽26中產(chǎn)生的廢液。

圖3是示出攪拌罐23的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。攪拌罐23各自包括略圓筒形的攪拌空間40。攪拌空間40中，設(shè)置攪拌器43(43L、43R)和泵44(44L、44R)。各攪拌器43之中，附圖中左邊示出的攪拌器43L設(shè)置在攪拌空間40的下部，附圖中右邊示出的攪拌器43R設(shè)置在攪拌空間40的上部。因而，攪拌器43上下離散地并且左右也離散地配置。攪拌器43分別連接至泵44(44L、44R)。從泵44中，供給燃料油、活性水、或活性水-油混合物。

泵44L連接至在上部具有吸入口41L的管道。泵44L將燃料油、活性水、或活性水-油混合物進(jìn)給至攪拌器43L，因而使燃料油、活性水、或活性水-油混合物在攪拌空間40中大致均勻地循環(huán)。

泵44R連接至在其下部具有吸入口41R的管道。泵44R將燃料油、活性水、或活性水-油混合物進(jìn)給至攪拌器43R，因而使燃料油、活性水、或活性水-油混合物在攪拌空間40中大致均勻地循環(huán)。作為各個(gè)泵44L和44R，優(yōu)選使用30至40個(gè)大氣壓力的泵。

圖4是攪拌器43的結(jié)構(gòu)的說明圖。攪拌器43是中空金屬要件，并且主要包括略圓筒形的頭部51、從頭部51連續(xù)的逆錐形的體部59和在體部59下方的后端部60。在頭部51的上表面的中央部上，設(shè)置圓筒形的中心軸53。中心軸53具有在上/下方向上貫通中心軸53的流入孔53a(參見圖5)。燃料油、活性水、或活性水-油混合物經(jīng)由流入孔53a流向內(nèi)部。

頭部51在其側(cè)面的一部分中具有流入口57，經(jīng)由此燃料油、活性水、或活性水-油混合物流向內(nèi)部。流入口57是從頭部51的外部向內(nèi)部貫通的孔，并且被圓筒形的連接蓋55圍繞。連接蓋55在其內(nèi)表面具有螺紋溝槽56，以致向其安裝連接至泵44的管道。

如作為圖4(A)沿線A-A的截面圖的圖4(B)中所示，流入口57的位置和連接蓋55的取向是這樣的：燃料油、活性水、或活性水-油混合物相對(duì)于攪拌器43的中心以偏心的方式流向內(nèi)表面。由于這點(diǎn)，經(jīng)由流入口57流向內(nèi)部的燃料油等圍繞作為旋轉(zhuǎn)軸的圓筒形的中心軸53有效地旋轉(zhuǎn)。

如作為圖4(B)沿線B-B的截面圖的圖5中所示，多個(gè)檔桿63直立設(shè)置在攪拌器43的內(nèi)表面上。多個(gè)檔桿63以不相互交叉的方式有間隔地配置。例如，具有0.03mm直徑的55至80個(gè)檔桿可以以約10mm的間隔設(shè)置。

在攪拌器43的后端部60中，設(shè)置排出孔61。由此構(gòu)成的攪拌器43可以有效地?cái)嚢栌秃突钚运畯亩鸱纸夥磻?yīng)。更詳細(xì)地，經(jīng)由流入口57流向內(nèi)部的燃料油、活性水、或活性水-油混合物圍繞中心軸53旋轉(zhuǎn)，同時(shí)在其旋轉(zhuǎn)半徑逐漸減少的情況下以旋流的方式向排出孔61移動(dòng)。在該過程期間，將燃料油、活性水、或活性水-油混合物通過設(shè)置在攪拌器43中的多個(gè)檔桿63攪拌。通過以旋流的方式旋轉(zhuǎn)，負(fù)壓在中心軸53的下部產(chǎn)生，這使燃料油、活性水、或活性水-油混合物經(jīng)由流入口53a流向內(nèi)部。即，圖3中示出的攪拌器43L主要通過泵44L經(jīng)由流入口57主要吸取從吸入口41L抽吸的油，并且主要經(jīng)由流入口53a吸取活性水，并且攪拌油和活性水。相對(duì)地，攪拌器43R主要通過泵44R經(jīng)由流入口57吸取從吸入口41R抽吸的活性水，并且主要經(jīng)由流入口53a吸取油，并且攪拌油和活性水。由于攪拌器43，活性水和油可以相互碰撞從而在具有高壓的水中攪拌，由此可以促進(jìn)上述反應(yīng)式(1)的反應(yīng)。

當(dāng)在具有攪拌器43的攪拌罐23中攪拌預(yù)定的時(shí)長(zhǎng)(例如，約15至20分鐘)時(shí)，在攪拌器43中以旋流的方式移動(dòng)的同時(shí)而攪拌的油和活性水相互接觸300至500次。因而，促進(jìn)了水解反應(yīng)，并且分子變得更小且比重減少。

圖6(A)是設(shè)置在脈沖添加部25中的脈沖過濾器70的透視圖。脈沖過濾器70設(shè)置在兩個(gè)管路型混合機(jī)之間，并且使燃料油經(jīng)過格子狀的分區(qū)71中形成的孔。脈沖添加部25(尤其是，分區(qū)71)由燒結(jié)的陶瓷材料形成。

分區(qū)71像螺絲一樣緩慢地向內(nèi)扭曲，并且使流向內(nèi)部的燃料油振動(dòng)從而促進(jìn)反應(yīng)。由于這點(diǎn)，使燃料油進(jìn)入雜質(zhì)容易除去的狀態(tài)。

圖6(B)是設(shè)置在精密過濾器部28中的精密過濾器80的透視圖。精密過濾器80包括由網(wǎng)絲材料形成的類圓筒形的要件82和設(shè)置在類圓筒形的要件82周圍的過濾器81。過濾器81從其中心放射狀擴(kuò)張。使燃料油從外部向圓筒形的要件82經(jīng)過過濾器81，因而可以除去雜質(zhì)。

放射狀地設(shè)置過濾器81。如作為其部分放大圖的圖6(C)中所示，燃料油可以從基部側(cè)81a向前端側(cè)81c經(jīng)過過濾器81的整個(gè)板狀面81b。因此，即使當(dāng)雜質(zhì)在基部側(cè)81a處積累并且變得難以使燃料油經(jīng)過過濾器81時(shí)，板狀面81b也使燃料油沒有問題地經(jīng)過并且除去雜質(zhì)。

圖7是牛頓分離槽26的垂直截面圖。牛頓分離槽26主要包括設(shè)置在底部附近的傾斜板96，以及交替設(shè)置在傾斜板96上方的多個(gè)高位板92和多個(gè)低位板93。牛頓分離槽26在前段上具有用于與要件連接的液體流入口91且在后段上具有用于與要件連接的液體排出口95。在高位板92的下端和傾斜板96之間設(shè)置有空間，以致燃料油可以向前和向后移動(dòng)。低位板93的上端在與高位板92相比較低位置處，以致貯存的燃料油溢流且移向下一個(gè)貯存部。低位板93在其下端各自具有可移動(dòng)板94，并且可移動(dòng)板94的下端接觸傾斜板96。高位板92和低位板93以該順序交替地配置，并且以它們的下端沿著傾斜板96的傾向逐漸處于較高的位置的方式設(shè)置。

由于該結(jié)構(gòu)，燃料油經(jīng)由液體流入口91流向內(nèi)部而進(jìn)入第一貯存部90a。雜質(zhì)積累在其下部，并且精煉的燃料油貯存在其上部且溢流向居于第一貯存部90a之后的第二貯存部90b。從第一貯存部90a至第四貯存部90d重復(fù)該過程，并且所得清潔的燃料油從液體排出口95排出。

貯存部90a至90d中沉淀的雜質(zhì)沿著傾斜板96向下移動(dòng)。對(duì)于該過程，可移動(dòng)板94開啟從而使雜質(zhì)向下移動(dòng)?？梢苿?dòng)板94在反方向上不開啟，所以雜質(zhì)不沿反方向流動(dòng)。

沿著傾斜板96向下移動(dòng)的雜質(zhì)從回收開口97經(jīng)由閥99a轉(zhuǎn)移到回收部98并且在回收部98中回收。閥99a間歇地開啟和關(guān)閉。當(dāng)殘余物以一定量貯存時(shí)，閥99a開啟從而使殘余物在回收部98中回收，然后關(guān)閉。然后，空氣經(jīng)由設(shè)置在回收部98的上部的空氣排出閥99c排出。在回收部98中回收的雜質(zhì)可以經(jīng)由回收閥99b取出并且排出。

作為攪拌器43，也可以使用如圖8中示出的不同類型的攪拌器43A。攪拌器43A在后端部60中不具有排出孔，并且包括中心管道54來代替上述實(shí)施方案中設(shè)置的中心軸53。中心管道54具有其內(nèi)部具有中空部67的圓筒形形狀，并且中空部的上端67a起到燃料油的排出口的作用。在具有這樣的結(jié)構(gòu)的攪拌器43A中，經(jīng)由流入口57流向內(nèi)部的活性水和油在其旋轉(zhuǎn)半徑逐漸減少的情況下以旋流的方式在向下移動(dòng)的同時(shí)旋轉(zhuǎn)，然后從中心管道54的下端移動(dòng)到上端并且從上端排出。攪拌器43A還提供與上述實(shí)施方案中描述的攪拌器43的相同的功能和效果。

通過使用上述的水處理裝置1、均勻混合裝置2和牛頓分離槽26，燃料油可以通過進(jìn)行由反應(yīng)式(1)和(2)表示的反應(yīng)來生產(chǎn)。

下文中，本發(fā)明通過實(shí)施例的方式更具體地描述。然而，本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。

實(shí)施例1

燃料油的生產(chǎn)試驗(yàn)

本發(fā)明人通過使用上述裝置進(jìn)行了燃料烴的生產(chǎn)試驗(yàn)。該試驗(yàn)使用用于進(jìn)行本發(fā)明的上述實(shí)施方案中描述的裝置，并且采用相同實(shí)施方案中描述的方法。

<試驗(yàn)結(jié)果>

在本試驗(yàn)中，輕油用作原料油，并且作為新油，能夠得到通過將原料油與甲醇/活性水(混合體積比為370:150)混合而制備的燃料。

在本試驗(yàn)中，進(jìn)給的物質(zhì)如下。

與此相比，溢流的新燃料和各個(gè)罐中的殘余量的總計(jì)如下。

因此，輕油的收支是+1317.88kg，甲醇酶水的收支是-1934.80kg，總計(jì)收支是-616.92kg，輕油的增加率高達(dá)46.36％。

實(shí)施例2

追加試驗(yàn)

實(shí)施例1之后進(jìn)行的類似的追加試驗(yàn)還得到以下數(shù)據(jù)。

[由于追加試驗(yàn)1得到的產(chǎn)物]

總的物質(zhì)收支-16.0kg

組分物質(zhì)收支

輕油126.5kg

水-117.1kg

甲醇-25.3kg

輕油的增加率40.2％

[由于追加試驗(yàn)2得到的產(chǎn)物]

進(jìn)行連續(xù)的9批次(一個(gè)批次中為370升的輕油)的生產(chǎn)試驗(yàn)。

進(jìn)給的輕油：2813.85kg

產(chǎn)生的輕油：3826.88kg

輕油的增加率：36％

[由于追加試驗(yàn)3得到的產(chǎn)物]

進(jìn)給量(總計(jì)：9768.1kg)

牛頓槽的準(zhǔn)備

甲醇酶水(裝載小室的測(cè)量值：7036.0kg，甲醇濃度：0.786％)

(物品：酶水(6980.7kg)、甲醇(55.3kg)、輕油(無))

1個(gè)進(jìn)程(6批次)中的進(jìn)給總量

甲醇酶水：868.6kg((i)145.3、(ii)144.0、(iii)145.6、(iv)143.6、(v)145.2、(vi)144.9)kg

輕油：1863.5kg(2218.45升，比重：0.840)((i)310.3、(ii)310.3、(iii)311.1、(iv)310.3、(v)311.3、(vi)310.2)kg

(基本準(zhǔn)備：酶水130kg/130升，甲醇25.7kg/32.5升，輕油319.2kg/380升)

回收量(總計(jì)：9608.6kg)

在完成1個(gè)進(jìn)程(6批次)的全部進(jìn)程之后，通過人工操作測(cè)量各質(zhì)量。

甲醇酶水：7092.7kg

輕油：2515.9kg(2995.12升，比重：0.84)

質(zhì)量收支(-159.5kg)

進(jìn)給量-回收量＝9768.1kg-9608.6kg＝-159.5kg

根據(jù)裝載小室的測(cè)量值，總重量求得為-140kg，因此實(shí)質(zhì)的質(zhì)量增加或減少大致為19.5kg。

甲醇酶水的增加或減少：-811.9kg(進(jìn)給量7904.6kg-回收量7092.7kg)

輕油的增加或減少：+652.4kg(進(jìn)給量1863.5kg-回收量2515.9kg，776.6升}

輕油的增加率：35.0％

實(shí)施例3

試驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)證

基于上述試驗(yàn)結(jié)果的物質(zhì)收支數(shù)據(jù)，驗(yàn)證了增量的輕油的碳源。

首先，通過基于物質(zhì)收支數(shù)據(jù)來驗(yàn)證增量的輕油的碳源，從通過生產(chǎn)新燃料得到的物質(zhì)收支數(shù)據(jù)表明了以下各點(diǎn)。

1)甲醇單獨(dú)的減少量不能說明輕油的增量，因而表明了涉及到其它碳源。

2)清楚地觀察到水量的減少，因此需要除了甲醇之外的碳源；因?yàn)椋厝徽J(rèn)為化學(xué)反應(yīng)式(1)(反應(yīng)中二氧化碳的參與消耗了水)成立；因而，可以確實(shí)地認(rèn)為空氣中的二氧化碳是輕油的增量的碳源。

從前述討論中，需要除了甲醇之外的碳源，并且反應(yīng)中二氧化碳的參與消耗了水，因此已顯示出的是，空氣中的二氧化碳可以是輕油的增量的碳源。實(shí)施例1和2中的輕油的生成率彼此不同的結(jié)果可以歸因于如從式(1)至(4)可看出的條件，水是輕油的增量的原料，并且例如，生成率根據(jù)水的性質(zhì)(pH、硬度和濁度等)而改變；然而，前述實(shí)施例已驗(yàn)證了大致30％以上的增量是可能的。

實(shí)施例4

碳源的驗(yàn)證

為了研究二氧化碳是否是輕油的增量的碳源，根據(jù)以下過程來進(jìn)行穩(wěn)定的碳同位素13C引入輕油中的烴的驗(yàn)證。

<試驗(yàn)過程>

1)將內(nèi)容積為500ml的PET瓶(容器1)填充有用13C示蹤的CO₂并且緊緊地密封。

2)在容器1中，放入從脈沖罐中流出的100g液體混合物(液溫：30.5℃)并且將容器緊緊地密封。

3)將容器振蕩大致5秒，然后使其靜置。振蕩期間，確認(rèn)了容器1碎裂。

4)從完成上述操作起的6天后，將穩(wěn)定的碳同位素比δ13C通過使用Thermo Fischer Scientific K.K.的DELTA V ADVANTAGE來測(cè)量。

該測(cè)量在同位素研究所(橫濱市Industry-Academia Colloborative Research Center中，1-1-40Suehiro-cho,Tsurumi-ku,Yokomama，CEO：Akira Hanawa)中進(jìn)行。

根據(jù)兩輪分析(分析1和分析2)的結(jié)果，穩(wěn)定的碳同位素比(δ13C vs PDB)在分析1中為-26.4(％)，在分析2中為-27.8(％)。

換言之，該結(jié)果顯示出，與13C接觸的輕油的δ13C比原始的輕油的δ13C高1.4％。這顯示出13C的含量與原始的輕油相比較高。結(jié)果，證實(shí)了二氧化碳是輕油的增量的碳源。

如上所述，生產(chǎn)新燃料時(shí)的物質(zhì)收支和使用穩(wěn)定的碳同位素13C的反應(yīng)試驗(yàn)證實(shí)了作為輕油的增量的碳源，不僅涉及甲醇而且也涉及二氧化碳。

換言之，當(dāng)大氣中的二氧化碳的碳用作碳源時(shí)，碳能夠被人為地固定，其次還顯示了燃料(上述實(shí)施例中的輕油)通過使用這樣的碳合成(增量)。根據(jù)由本發(fā)明實(shí)施的化學(xué)反應(yīng)式，吸收二氧化且碳釋放氧氣，因而碳轉(zhuǎn)化為燃料形式的能源；因此，顯然的是，發(fā)生了能夠確定地稱為人工光合成的反應(yīng)。驚奇地是，在本發(fā)明的實(shí)施例中，在常溫下而不施加高壓和高溫的情況下，實(shí)施基于上述反應(yīng)式(1)和(2)的反應(yīng)。當(dāng)然，本發(fā)明不僅限于其中基于反應(yīng)式(1)和(2)的反應(yīng)都在常溫下進(jìn)行的情況。例如，通過在加溫或在加壓下進(jìn)行一些步驟，在進(jìn)一步較短的時(shí)間內(nèi)，也可以生產(chǎn)高性能甲醇或燃料烴。

在上述實(shí)施例中，使二氧化碳與燃料(輕油)反應(yīng)；然而，根據(jù)反應(yīng)式(1)吸收的碳可以作為甲醇來被利用，因此，甲醇可以處理為各種化學(xué)產(chǎn)物的原料或燃料本身，因而這樣的碳的應(yīng)用范圍廣。

此外，近年來，已經(jīng)公開了大量的用于從燃燒后的氣體中回收二氧化碳的裝置。如今，從此類裝置中回收的二氧化碳丟棄在地下深處的地殼中；然而，回收的二氧化碳可以導(dǎo)入本發(fā)明的反應(yīng)體系中，因而產(chǎn)生了碳循環(huán)的效果，可以使燃燒(combustion)在不增加大氣中的二氧化碳量的情況下進(jìn)行；在該情況下，可以使高濃度的二氧化碳反應(yīng)，并且可以進(jìn)行甲醇或燃料的更有效的生產(chǎn)。

從上述說明中，還從全球環(huán)境的觀點(diǎn)出發(fā)，本發(fā)明可以說是劃時(shí)代的技術(shù)。

這里，對(duì)于穩(wěn)定的碳同位素比(δ13C：delta 13C)，做出一些補(bǔ)充說明。換言之，元素或同位素的絕對(duì)濃度的直接測(cè)量是極其困難的，因此，通常采用測(cè)量同位素的相對(duì)存在比(relative abundance ratio)的方法。穩(wěn)定同位素比δ以標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的穩(wěn)定同位素豐度比和分析樣品的穩(wěn)定同位素豐度比怎樣彼此分離(偏離)的千分率(1/1000：permil)的方式表示。碳(C)的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)是箭石(PDB：Pee Dee Belemnite，美國(guó)北卡羅萊納州的Pee Dee地層中產(chǎn)生的箭石(烏賊的化石)的碳酸鈣)，12C的含量是98.894％和13C的含量是1.106％。

實(shí)施例5

實(shí)施例4的驗(yàn)證

在直到實(shí)施例4的描述中，理論上已經(jīng)驗(yàn)證了二氧化碳是輕油的增量的碳源；然而，這里，對(duì)由于二氧化碳的存在而引起的增量實(shí)際進(jìn)行試驗(yàn)。由于裝置的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)不能完全地屏蔽二氧化碳(例如，大氣中的)，因此對(duì)在其中二氧化碳強(qiáng)制暴露的情況下的行為進(jìn)行試驗(yàn)。

<試驗(yàn)過程1>

將從脈沖罐流出的液體混合物取樣50g的量，并且放入500-ml密封容器中；并且在以下條件下測(cè)量增量的程度。在從上述取樣起的1小時(shí)后進(jìn)行測(cè)量。

(i)容器中的空間填充有空氣的情況(在通常情況下，二氧化碳的濃度為大致300ppm)

增量：大致15％

(ii)容器中的空間完全填充有二氧化碳的情況

增量：大致26％

即使在(i)中發(fā)現(xiàn)的增量也歸因于攪拌罐/脈沖罐的內(nèi)部的開放結(jié)構(gòu)和反應(yīng)混合物暴露于大氣中，以及進(jìn)給的甲醇的反應(yīng)。(i)與(ii)之間的差異是暴露的二氧化碳的濃度；(ii)中發(fā)現(xiàn)的大的增量可歸因于暴露于液體混合物的高濃度的二氧化碳和由此加速的反應(yīng)。

從上述試驗(yàn)中，1小時(shí)之后，能夠驗(yàn)證增量之間的差異從而暗示了通過二氧化碳的存在而縮短反應(yīng)時(shí)間，因此，對(duì)由于二氧化碳的濃度的差異而引起的反應(yīng)時(shí)間的差異進(jìn)行了試驗(yàn)。

<試驗(yàn)過程2>

將從脈沖罐流出的液體混合物取樣50g的量，并且放入500-ml密封的透明容器中；在以下條件下測(cè)量增量的時(shí)間歷程。

●容器不密封且對(duì)大氣開放的情況(在通常情況下，二氧化碳的濃度為大致300ppm)

大致30％的增量的時(shí)間：大致22小時(shí)

●容器中的空間完全填充有二氧化碳并且容器密封的情況

大致30％的增量的時(shí)間：大致90分鐘

從上述試驗(yàn)的結(jié)果中，能夠驗(yàn)證通過積極地暴露二氧化碳來縮短反應(yīng)時(shí)間的可能性。

實(shí)施例6

通過使用氧氣檢測(cè)管，定性地驗(yàn)證了如在顯示氧氣的生成的化學(xué)反應(yīng)式(1)CO₂+H₂O+C_nH_2n+2＝C_n+1H_2n+4+3/2O₂中的化學(xué)反應(yīng)期間是否實(shí)際產(chǎn)生氧氣。

<試驗(yàn)過程>

在攪拌罐的操作期間，將罐的上部的氣體取樣，并且將氧濃度用氧氣檢測(cè)管測(cè)量。還對(duì)于罐附近的氣氛(環(huán)境)進(jìn)行相同的測(cè)量。

●罐附近的氣氛(環(huán)境)

氧濃度：大致21％

●攪拌罐中的氣體

氧濃度：大致22.5％至23％

從試驗(yàn)的結(jié)果中，能夠驗(yàn)證上述化學(xué)反應(yīng)式(1)中的氧氣的生成。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

本發(fā)明可以用于諸如A-重油、B-重油、C-重油、輕油和煤油等各種油的增量。

附圖標(biāo)記說明

1...水處理裝置；2...均勻混合裝置；23...攪拌罐；25...脈沖添加部；26...牛頓分離槽(接觸槽)；27...分離罐；43L、43R、43A...攪拌器；63...檔桿。