JP3005677B1 - 炭化水素の固形化方法及び固形状集合体からの炭化水素の再生方法 - Google Patents

炭化水素の固形化方法及び固形状集合体からの炭化水素の再生方法

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Abstract

【要約】 【課題】 液体又は気体の有機化合物を固形状物とする
方法、及びこの固形状物よりもとの状態の有機化合物を
取り出す方法を提供する。 【解決手段】 水中に溶解、乳化又は懸濁させた脂肪族
飽和カルボン酸金属塩を有機化合物と接触させることに
より、有機化合物との固形状集合体を形成させる有機化
合物の固形化方法、及び該固形状集合体を加熱して分解
し、有機化合物を得る有機化合物の再生方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体の炭化水素
保存、輸送等しやすい固形状とする方法、及びこの固形
状物をもとの状態の炭化水素に再生する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】石油化学工業の規模が年々拡大され、有
機化合物が大量生産、大量消費されるようになったこと
に伴い、大気汚染、水質汚染、タンカーの事故による海
洋汚染、火災、爆発事故など、人類、生物の生存をも脅
かす公害や事故が世界的に頻発しており、石油化学物質
をはじめとする有機化合物の取り扱いが大きな問題とな
っている。これらの公害、事故の原因の1つは不完全燃
焼、漏洩、放出など、いわば人為的ミス、安全対策の不
備であるが、もう1つ、その根本的な理由は、いうまで
もないが、公害、事故を引き起こした有機化合物の多く
が揮発性の高い液体、または気体であることである。ま
た、工業原料などとして使用されている有機化合物の多
くが液体又は気体であることは、保存、輸送などの際の
取り扱い方法、コストなどに大きく影響する。これは天
然ガス利用なども含めた現代石油化学の、いわば基本的
なことであり、石炭化学や木炭などの固形燃料の利用に
変換すれば解決できるという問題ではない。
【0003】このような問題を考慮すると、液体又は気
体の有機化合物を、保存、輸送等においてより安全な形
態として取り扱うことが考えられる。このような試みと
しては例えば、燃料となる有機化合物を種々の薬品、ゲ
ル化剤、水でゲル化し、液体燃料の使いやすさと固体燃
料の安全性、携帯性とを兼ね備える燃料としたゲル化燃
料がある。しかし、これはそのまま燃料として燃やすの
みの用途に限られ、有機化合物を単独で、元の純粋な状
態で利用したい場合には、この方法を用いることができ
ない。例えば水素の場合には、水素ガスを可逆的に、繰
り返し、吸蔵、放出できる水素吸蔵合金が提案されてい
るが、有機化合物については、このように可逆的に吸
蔵、放出しうる物質は見出されていない。したがって、
保存、輸送等においては液体又は気体の有機化合物を安
全な固形状として扱うことができ、使用時には固形状物
よりもとの有機化合物を取り出すことのできる、有機化
合物固形化物質の条件としては、繰り返し使用できる
ものであること、化学的に比較的安定であること、
大量に使用されることが想定されるので、安全かつ無害
な物質であり、万一、貯蔵系外への流出が発生しても危
険が少ないこと、などが考えられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明は、
上記のような条件を満足する物質を利用して常温で液体
の炭化水素の可逆的な固形状化を実現する方法を提供す
ることを目的とし、常温で液体の炭化水素を固形状物と
する方法、及びこの固形状物よりもとの状態の炭化水素
を取り出す方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者は、n−パラフ
ィンと、長鎖アルキル基を有する界面活性剤との水中に
おけるファンデルワールス力に基づく相互作用について
検討する過程で、この界面活性剤が短鎖n−パラフィン
と容易に巨視的集合体を形成し、低沸点、低融点のn−
パラフィンをも固定して、固体状にできることを見出
し、さらに、他の炭化水素も固形化することができるこ
とを見出した。本発明はこの知見に基づき検討を重ね、
なされたものである。すなわち本発明は、 (1)水中に溶解、乳化又は懸濁させた脂肪族飽和カル
ボン酸金属塩と常温で液体の炭化水素とを、脂肪族飽和
カルボン酸金属塩/炭化水素のモル比が0.001/1
〜0.1/1で、かつ、脂肪族飽和カルボン酸金属塩/
水のモル比が10 −5 /1〜10 −1 /1で接触させる
ことにより、炭化水素の固形状集合体を形成させること
を特徴とする常温で液体の炭化水素の固形化方法、及び (2)(1)項記載の固形化方法により得た固形状集合
体を加熱して分解し、もとの状態の炭化水素を得ること
を特徴とする常温で液体の炭化水素の再生方法を提供す
るものである。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明において用いる脂肪族飽和
カルボン酸金属塩(以下、カルボン酸金属塩という)
は、特に制限はないが、好ましくは直鎖カルボン酸の金
属塩である。カルボン酸金属塩の炭素数は、好ましくは
2〜25、さらに好ましくは4〜22である。金属の種
類は特に制限はなく、通常金属セッケンに含まれる金属
の塩を用いることができるが、好ましくはナトリウム、
カリウム、カルシウムである。本発明で用いることので
きるカルボン酸金属塩として、具体的には例えば、酪酸
ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、ラウリン酸ナト
リウム、ベヘン酸ナトリウム、トリデカン酸ナトリウ
ム、ミリスチン酸ナトリウム、ペンタデカン酸ナトリウ
ム、パルミチン酸ナトリウム、ヘプタデカン酸ナトリウ
ムなどがあげられる。
【0007】本発明方法で固形状とし、さらに固形状物
より再生することのできる炭化水素は、常温で液体の
肪族又は芳香族炭化水素である。安定な固形状物を形成
する炭化水素の炭素数の範囲は用いるカルボン酸金属塩
の種類によって異なるが、通常、脂肪族の場合は好まし
は5〜18であり、飽和でも不飽和でもよく、鎖状で
も分岐でもよいが、飽和脂肪族炭化水素が好ましく、鎖
状のものが好ましい。芳香族の場合は炭素数が好ましく
は6〜15、より好ましくは6〜10である。例えば、
ラウリン酸金属塩を用いた場合には、炭素数5〜18の
脂肪族炭化水素が好ましい。また、ステアリン酸金属塩
を用いた場合には、好ましくは炭素数が5〜18の脂肪
族炭化水素、及び6〜10の芳香族炭化水素について容
易に巨視的集合体を形成する。本発明方法を用いること
のできる常温で液体の炭化水素として、具体的には、例
えば、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n
−オクタン、n−ノナン、n−デカン、n−ウンデカ
ン、n−ドデカン、n−トリデカン、n−テトラデカ
ン、n−ペンタデカン、n−ヘキサデカン、n−ヘプタ
デカン、n−オクタデカン、2,2,4−トリメチルペ
ンタン、ベンゼン、エチルベンゼン、1−デセンなどが
あげられる。これらは、1種を単独で処理することも、
2種以上を混合系で処理することもでき、多成分の混合
系である流動パラフィンやケロセンなどを固形状化、再
生することもできる。
【0008】本発明方法により巨視的集合体を形成させ
る実施態様は、特に制限はない。カルボン酸金属塩を
分散させた水溶液中へ、撹拌下で常温で液体の炭化水素
を添加する方法常温で液体の炭化水素に、撹拌下に、
カルボン酸金属塩を分散させた水溶液を添加する方法
常温で液体の炭化水素、カルボン酸金属塩、水の3者を
同時に撹拌、混合する方法などがある。例えば、本発明
方法による炭化水素の固形状集合体の形成は、カルボン
酸金属塩、炭化水素及び水を含んでなる系内を均一に撹
拌して行われる。水は、好ましくは純水を用いる。撹拌
は、カルボン酸金属塩が均一に溶解、乳化又は懸濁する
まで行うのが好ましい。撹拌後、室温で放置し、数分か
ら数日で、炭化水素とカルボン酸金属塩の巨視的集合体
が形成される。用いるカルボン酸金属塩や、固形状化す
炭化水素の種類によっては、静置後、徐冷して室温よ
りも低温に保持したり、撹拌時に80℃前後に加熱又は
0℃前後に冷却したりすることにより、より確実に固形
状物が形成される場合がある。通常、炭素数の多い炭化
水素や多成分系のもののほうが集合体形成に時間を要す
る。また、純度の高い炭化水素のほうが集合体を形成し
やすいことが多い本発明の固形化方法におけるカルボ
ン酸金属塩/炭化水素のモル比は、0.001/1〜
0.1/1であり、カルボン酸金属塩/水のモル比は
10−5/1〜10−1/1である。上記のようにする
ことで、実際上、水中でカルボン酸金属塩と接触させた
有機化合物の全量を、固形状巨視的集合体とすることが
できる。形成された巨視的集合体は、ろ過等の通常の手
段で水と分離できる。この固形状集合体は形成された後
は極めて安定であり、加熱したり低温に保持したりして
形成したものを室温に戻しても、通常、安定に保持され
る。例えばステアリン酸ナトリウムと炭化水素との集合
体の場合には、通常50℃程度までは極めて安定であ
る。
【0009】上記の本発明方法により形成した固形状集
合体は、例えばステアリン酸ナトリウムと有機化合物と
の集合体の場合には、通常60℃以上で分解が始まり、
70℃以上に加熱すると完全に分解する。完全に分解す
る温度は、カルボン酸金属塩と炭化水素の種類により異
なるが、通常70℃以上、場合によっては50〜80℃
に加熱すると巨視的集合体は液化し、カルボン酸金属塩
炭化水素とは2層の液となる。これを密度差による分
離などの通常の手段で炭化水素とカルボン酸金属塩とに
分液することで、もとの状態の炭化水素を再生、入手す
ることができる。分離回収したカルボン酸金属塩は、繰
り返し使用することができる。
【0010】
【実施例】次に、本発明を実施例に基づいてさらに詳細
に説明する。 実施例1 ステアリン酸ナトリウム10−2モル、n−ペンタン1
−1モル及び純水10モルを秤量して試験管中に入
れ、密閉し、75℃に加熱して、ボルテックスミキサー
(Vortex Mixer)で均一な乳濁液になるまで撹拌した。
これを室温で10分間放置したところ、白色の巨視的集
合体が出現し、液は無色透明の純水のみとなった。これ
をろ過してn−ペンタンの安定な固形状集合体10.2
g(白色ろう状)を得た。次にこの集合体を70℃に加
熱し、ゆるやかに振とうしたところ、10−2モルのス
テアリン酸ナトリウムと10−1モルのn−ペンタンが
得られた。
【0011】実施例2 n−ペンタンに代えてn−テトラデカン10−1モルを
用い、加熱温度を80℃とした以外は実施例1と全く同
様にして、n−テトラデカンの安定な固形状集合体2
2.9gを得た。この集合体は、実施例1と同様の加熱
分解、分離によりステアリン酸ナトリウムとn−テトラ
デカンに再生できた。
【0012】実施例3 n−ペンタンに代えてエチルベンゼン10−1モルを用
い、加熱温度を80℃とした以外は実施例1と全く同様
にして、エチルベンゼンの安定な固形状集合体12.4
gを得た。この集合体は、実施例1と同様の加熱分解、
分離によりステアリン酸ナトリウムとエチルベンゼンに
再生できた。
【0013】
【発明の効果】本発明方法によれば、種々の常温で液体
の炭化水素を、カルボン酸金属塩との間の分子間ファン
デルワールス力の利用によって、安全かつ簡便に固形状
とすることができ、有害な試薬を用いることなく、安全
に保存、輸送等できる形態とすることができる。本発明
によれば、保存、輸送等の際には、揮発性の高い液体
炭化水素を固形状物として取り扱うことができるので、
炭化水素の漏出、発火をはじめとする事故や環境汚染を
有効に防止でき、輸送コスト等も低減できる。また、必
要により加熱によって簡便にもとの炭化水素を分離する
ことができ、カルボン酸金属塩も繰り返し使用できる。
このような本発明方法は工業的規模においても実施する
ことができる。
フロントページの続き (72)発明者 増田 隆志 茨城県つくば市東1丁目1番 工業技術 院物質工学工業技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭55−75493(JP,A) 特開 昭59−142274(JP,A) 特開 平3−197581(JP,A) 特開 昭57−151669(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C07C 7/20 C07B 61/00 C07C 7/152 C09K 3/00 103 C11B 15/00 CAPLUS(STN) REGISTRY(STN) WPIDS(STN)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水中に溶解、乳化又は懸濁させた脂肪族
    飽和カルボン酸金属塩と常温で液体の炭化水素とを、脂
    肪族飽和カルボン酸金属塩/炭化水素のモル比が0.0
    01/1〜0.1/1で、かつ、脂肪族飽和カルボン酸
    金属塩/水のモル比が10 −5 /1〜10 −1 /1で接
    触させることにより、炭化水素の固形状集合体を形成さ
    せることを特徴とする常温で液体の炭化水素の固形化方
    法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の固形化方法により得た固
    形状集合体を加熱して分解し、もとの状態の炭化水素
    得ることを特徴とする常温で液体の炭化水素の再生方
    法。
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