JP3069673B2

JP3069673B2 - 重質油エマルジョン燃料

Info

Publication number: JP3069673B2
Application number: JP4239372A
Authority: JP
Inventors: 高雄谷口; 正則飯塚; 和雄磯部; 忠一山下
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1992-09-08
Filing date: 1992-09-08
Publication date: 2000-07-24
Anticipated expiration: 2015-07-24
Also published as: GB2270323B; JPH0688082A; GB2270323A; GB9318511D0

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は重質油エマルジョン燃料
に関する。更に詳しくは、特定の粒度分布を有する重質
油の水性エマルジョン組成物であって、高濃度／低粘度
／貯蔵安定性に優れる重質油エマルジョン燃料に関す
る。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
エネルギー源として最も多量に使用されてきた石油が、
その埋蔵量の限界やそれに伴う価格の高騰がおこってお
り、石油代替エネルギーの開発が要請されている。この
ような背景から、新たな化石資源として、オイルサンド
やビチューメンさらに、石油の蒸留残渣やアスファルト
等の重質油の燃料化が検討されている。

【０００３】しかしながら、これらの重質油は通常減圧
蒸留残分である 420〜450 ℃以上の重質留分を約60〜70
％以上含有する油状物質で、そのままでは流動しない
か、または数万センチポイズ以上の高粘性を有してい
る。そのため、燃料として使用するには、 280〜300 ℃
などの高温にしないとハンドリングや霧化などで問題で
あり、また、燃焼ボイラーの配管などの閉塞トラブルを
起こしやすく、きわめて使用しにくい燃料である。

【０００４】この欠点を解決すべく、公開特許公報昭53
−104434や公開特許公報昭61−247757、公表特許公報昭
61−501754が知られているが、これらのエマルジョン燃
料では、重質油分の粒径制御についてなんら検討がなさ
れておらず、したがって、重質油分の高濃度化や貯蔵安
定性におのずと限界があり、満足すべきエマルジョン燃
料とは言えない。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、鋭意検討
の結果、重質油の粒度分布が極めて重要な因子であり、
エマルジョン燃料として最適な粒度分布の存在を発見
し、水に比較的近い粘度を示し、常温〜90℃の温度で十
分な霧化が可能であり、ハンドリング性に優れ、さら
に、極めて高濃度であるにもかかわらず流動性に優れ、
かつ長期間貯蔵しても沈澱や粘度増加の起きない極めて
安定性に優れた重質油の水中油滴型エマルジョン燃料を
完成するに至った。

【０００６】すなわち本発明は、(a) 重質油、(b) 界面
活性剤、(c) 水の３成分を構成成分とするエマルジョン
であって、(a) の油滴が 100μ以下の粒子径を有する粒
子が80重量％以上を占め、かつ(1) 式に示すロジンラム
ラー(Rosin-Rammler) 分布関数において、累積フルイ上
重量10％に対応する粒子径（μ）と、累積フルイ上重量
90％に対応する粒子径（μ）の２点から求まる均等数ｎ
が、 0.5〜1.6 の範囲である粒度分布をもつことを特徴
とする水中油滴型エマルジョン燃料に係わる。

【０００７】 R_(D)＝ 100 exp｛−(D／D _c) ⁿ｝・・・・・ (1) 式ただし R；累積フルイ上重量％、 D；粒子径、 n；定数
（均等数）、D _c；定数（粒度特性数）〔ロジンラムラ
ー分布関数については、例えば、日刊工業新聞社発行、
粉体工学会編「粉体工学便覧」７〜11頁参照〕。

【０００８】互いに溶け合わない二種類の液体の一方
が、他方に細粒状に分散した状態にあるエマルジョン
は、二液の界面積の増大に伴い界面の自由エネルギーが
増大するために、熱力学的に不安定な非平衡系であり、
分散状態は時間と共に変化し、エマルジョン状態は解消
の方向に向かう。界面の自由エネルギーを低減させ系の
安定性を向上させる目的で界面活性剤の使用が一般的で
あるが、いかに性能の良い界面活性剤を使用しても、界
面自由エネルギーはゼロにはならず、真に安定性の良い
エマルジョンを得ることは困難である。

【０００９】そこで本発明者等は、系の物理化学的特性
に着目し、エマルジョンの高濃度化のためには、重質油
を高密度に充填できるように粒子間空隙割合（空隙率）
を極力小さくして、エマルジョンの流動化に必要な溶媒
（水）量を最小にすること、さらに系の安定化のため
に、重質油と水との界面積の増大を極力最小に抑え、界
面の自由エネルギーを低減させることが必要であると考
え、重質油の粒度分布の最適化を図った。

【００１０】すなわち、燃料中の重質油の油滴がロジン
ラムラー分布関数において、累積フルイ上重量10％に対
応する粒子径（μ）と、累積フルイ上重量90％に対応す
る粒子径（μ）の２点から求まる均等数ｎが、0.5 〜1.
6 の範囲である粒度分布をもつことが最適であり、さら
に好ましくは 0.8〜1.3 である。

【００１１】この値が 1.6より大きくなると、すなわち
粒度分布の範囲が狭くよりシャープな分布であると、粒
子間空隙割合（空隙率）が増大し超重質油の高濃度化が
困難となるばかりでなく、超重質油と水との界面積が増
大し界面自由エネルギーの増大により、系の安定性が著
しく低下する。また、この値が 0.5より小さくなると、
すなわち粒度分布の範囲が広くよりブロードな分布であ
ると、エマルジョンの製造が困難であると共に、粒子間
空隙割合の増大が起こり、エマルジョンの高濃度化が困
難となる。

【００１２】重質油の油滴の平均粒径は３〜50μである
ことが好ましく、さらに、 100μ以下の粒子径を有する
粒子が80重量％以上を占めることが必要であり、１μ以
下の粒子径を有する粒子が15重量％以下であることが好
ましい。 100μより大きい粒度を有する粗大粒子が多い
と、燃料としての燃焼時の未燃焼を起こし燃焼効率の低
下をきたすと共に、貯蔵時の沈澱やボイラー配管等の閉
塞の原因となり好ましくない。

【００１３】一般に重質油をホモジナイザー等の乳化機
で単純に乳化したり、石油蒸留残分をミル等で粉砕した
場合には、上述のような粒度分布要件を満足するものが
得られず、粒度分布の比較的狭い、均等数ｎ値が 1.8程
度のものとなる。このような粒度分布を持つ重質油エマ
ルジョンでは、本発明が目的とする高濃度／低粘度／貯
蔵安定性に優れたエマルジョンを得ることはできない。
尚、本発明における粒度分布の測定は、レーザー回折／
散乱式粒度分布測定装置（（株）堀場製作所製、LA700)
により行った。

【００１４】本発明で使用できる上述のような粒度分布
を持つエマルジョンを得るには、単純な乳化ではなく、
特別に考案された粒度調整法によることが望ましい。た
とえば、複数の乳化機を並列に用い、各々の乳化機の剪
断力を変えることにより粒度分布の異なるエマルジョン
を製造し、このエマルジョンを最適な粒度分布になるよ
うに配合する方法；界面活性剤の種類や添加量を変化さ
せ、粒度分布の異なるエマルジョンを製造し、このエマ
ルジョンを最適な粒度分布になるように配合する方法；
ラインミキサ等を用い連続生産をしながら、一部のエマ
ルジョンを循環させ、その循環量や時間を制御すること
によりブロードな粒度分布を有するエマルジョンを得る
方法や、界面活性剤の種類やフィード量を周期的に変化
させながら、その量やサイクル時間を制御することによ
りブロードな粒度分布を有するエマルジョンを得る方法
があげられる。

【００１５】本発明で使用する乳化機としては、ホモミ
キサ、ホモジナイザ、ラインミキサ、コロイドミル、サ
ンドミル、マイルダー、スタティックミキサ、モーショ
ンレスミキサ等の一般に使用されている乳化機や分散機
の使用が可能である。

【００１６】本発明におけるエマルジョン燃料の (a)成
分である重質油濃度は60〜85重量％、好ましくは70〜80
重量％である。濃度が低すぎると発熱量が低下すると共
に、場合によっては直接燃焼が困難になる。また、濃度
が高すぎるとエマルジョンの粘度が高くなり流動性が低
下すると共に、貯蔵中に粒子の合一や凝集が起こり貯蔵
安定性が低下する。

【００１７】本発明における(b) 界面活性剤としては、
ノニオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、カチオ
ン性界面活性剤及び両性界面活性剤のうちから選ばれる
１種又は２種以上を使用する。使用し得る界面活性剤と
しては下記のものが挙げられる。

【００１８】＜ノニオン性界面活性剤＞（ｉ）フェノール、クレゾール、ブチルフェノール、ノ
ニルフェノール、ジノニルフェノール、ドデシルフェノ
ール、パラクミルフェノール、ビスフェノールAなどの
フェノール性水酸基を有する化合物のアルキレンオキシ
ド付加物。但し、アルキレンオキシドはエチレンオキシ
ド又は／及びプロピレンオキシド、ブチレンオキシド、
スチレンオキシドである。

【００１９】（ii）アルキルフェノール、フェノール、
メタクレゾール、スチレン化フェノール、ベンジル化フ
ェノールなどのフェノール性水酸基を有する化合物のホ
ルマリン縮合物のアルキレンオキシド付加物。縮合度の
平均は1.2 〜100 、好ましくは２〜20、アルキレンオキ
シドはエチレンオキシド又は／及びプロピレンオキシ
ド、ブチレンオキシド、スチレンオキシドである。

【００２０】（iii)炭素数２〜50の一価の脂肪族アルコ
ール及び／又は脂肪族アミンのアルキレンオキシド付加
物。アルキレンオキシドはエチレンオキシド又は／及び
プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、スチレンオキ
シドである。

【００２１】（iv）エチレンオキシドとプロピレンオキ
シド又は／及びブチレンオキシド、スチレンオキシドの
ブロック又はランダム付加重合物。

【００２２】（ｖ）グリセリン、トリメチロールプロパ
ン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、蔗糖、ポリ
グリセリン、エチレングリコール、ポリエチレングリコ
ール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコー
ルなどの多価アルコール、又はそれら多価アルコールと
炭素数８〜18の脂肪酸とのエステルのアルキレンオキシ
ド付加物。アルキレンオキシドはエチレンオキシド又は
／及びプロピレンオキシド、ブチレンオキシド、スチレ
ンオキシドである。

【００２３】（vi）エチレンジアミン、テトラエチレン
ジアミン、ポリエチレンイミン（分子量 600〜１万) な
どの複数個の活性水素を有する多価アミンのアルキレン
オキシド付加物。アルキレンオキシドはエチレンオキシ
ド又は／及びプロピレンオキシド、ブチレンオキシド、
スチレンオキシドである。

【００２４】（vii)トリグリセライド型油脂１モルと、
グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリ
トール、ソルビトール、蔗糖、エチレングリコール、分
子量1000以下のポリエチレングリコール、プロピレング
リコール、分子量1000以下のポリプロピレングリコール
からなる群から選ばれた１種又は２種以上の多価アルコ
ール及び／又は水0.1 〜５モルとの混合物に、アルキレ
ンオキシドを付加反応させた生成物。アルキレンオキシ
ドはエチレンオキシド又は／及びプロピレンオキシド、
ブチレンオキシド、スチレンオキシドである。

【００２５】＜アニオン性界面活性剤＞（Ｉ) ナフタリン、アルキルナフタリン、アルキルフェ
ノール、アルキルベンゼンなどの芳香族環化合物のスル
ホン酸又はスルホン酸塩のホルマリン縮合物。但し、ホ
ルマリンの平均縮合度は 1.2〜100 、塩はアンモニウ
ム、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリ
エタノールアミン、トリエチルアミンなどの低級アミ
ン、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム
などのアルカリ金属又はアルカリ土類金属類である。

【００２６】(II) リグニンスルホン酸、リグニンスル
ホン酸塩、その誘導体、リグニンスルホン酸とナフタリ
ン、アルキルナフタリンなどの芳香族化合物のスルホン
酸とのホルマリン縮合物及びその塩。塩としては上記の
いずれの場合も、アンモニウム、モノエタノールアミ
ン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリ
エチルアミンなどの低級アミン、ナトリウム、カリウ
ム、カルシウム、マグネシウムなどのアルカリ金属又は
アルカリ土類金属である。ホルマリンの平均縮合度は1.
2〜50である。

【００２７】(III)ポリスチレンスルホン酸又はその塩
及びスチレンスルホン酸と他の共重合性モノマーとの共
重合体とその塩。但し、分子量は 500〜50万。塩はアン
モニウム、モノエタノールアミン、ジエタノールアミ
ン、トリエタノールアミン、トリエチルアミンなどの低
級アミン、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネ
シウムなどのアルカリ金属又はアルカリ土類金属であ
る。

【００２８】(IV) ジシクロペンタジエンスルホン酸重
合物又はその塩。重合物の分子量は５00〜50万、塩は、
アンモニウム、モノエタノールアミン、ジエタノールア
ミン、トリエタノールアミン、トリエチルアミンなどの
低級アミン、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグ
ネシウムなどのアルカリ金属又はアルカリ土類金属類で
ある。

【００２９】(Ｖ) 無水マレイン酸又は／及び無水イタ
コン酸と他の共重合性モノマーとの共重合体とその酸及
び塩。但し、分子量は 500〜50万、塩はアンモニウム及
びナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属類である。

【００３０】(VI) 液状ポリブタジエンのマレイン化物
及びその塩。但し、液状ポリブタジエンの分子量は 500
〜20万、塩としては、アンモニウム及びナトリウム、カ
リウムなどのアルカリ金属類である。

【００３１】(VII)親水基を分子中に１個又は２個持
つ、次のアニオン界面活性剤。

【００３２】(a) 炭素数４〜18のアルコールの硫酸エス
テル塩。但し、塩としては、アンモニウム、モノエタノ
ールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミ
ン、トリエチルアミンなどの低級アミン、ナトリウム、
カリウム、マグネシウム、カルシウムなどのアルカリ金
属又はアルカリ土類金属類である。

【００３３】(b) 炭素数４〜18のアルカン、アルケン又
は／及びアルキルアリールスルホン酸又はその塩。但
し、塩としては、アンモニウム、モノエタノールアミ
ン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリ
エチルアミンなどの低級アミン、ナトリウム、カリウ
ム、マグネシウム、カルシウムなどのアルカリ金属又は
アルカリ土類金属類である。

【００３４】(c) 活性水素を分子中に１個以上持つ化合
物のアルキレンオキシド付加物の硫酸化物又はリン酸エ
ステル化物及びそれらの塩。塩としては、アンモニウ
ム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム又はカルシウ
ムである。

【００３５】(d) 炭素数４〜22の飽和又は不飽和脂肪酸
のエステルであるスルホコハク酸塩。但し、塩として
は、アンモニウム、ナトリウム又はカリウムである。

【００３６】(e) アルキルジフェニルエーテルジスルホ
ン酸又はその塩。アルキル基は炭素数８〜18のアルキル
基であり、塩はアンモニウム、ナトリウム、カリウム、
マグネシウム又はカルシウムである。

【００３７】(f) ロジン酸又はその塩。塩としてはアン
モニウム、ナトリウム又はカリウムである。ロジン酸と
高級脂肪酸の混合酸であるトール油混酸とその塩もこの
中に含まれる。

【００３８】(g) 炭素数４〜18のアルカン又はアルケン
脂肪酸とその塩。塩はアンモニウム、カリウム又はナト
リウムである。

【００３９】(h) 下記の一般式で表されるα−スルホ脂
肪酸エステル塩。

【００４０】

【化１】

【００４１】但し、R₁は炭素数６〜22のアルキル基又は
アルケニル基、R₂は炭素数１〜22のアルキル基、M は１
価又は２価の金属原子、NH₄、有機アミン、n は１又は
２を表す。

【００４２】＜カチオン性界面活性剤及び両性界面活性
剤＞（Ｉ）炭素数４〜18のアルキル又は／及びアルケニルア
ミンを無機酸又は有機酸で中和したアルキル又は／及び
アルケニルアミン塩。

【００４３】（II）下記式 (１) 〜（３) で表される第
４級アンモニウム塩。

【００４４】

【化２】

【００４５】

【化３】

【００４６】

【化４】

【００４７】（III)次式で表されるアルキルベタイン。

【００４８】

【化５】

【００４９】（IV) 次式で表されるアルキルアミンオキ
サイド。

【００５０】

【化６】

【００５１】（Ｖ）次式で表されるアルキルアラニン。

【００５２】

【化７】

【００５３】（VI）次式（４）又は（５）で表されるポ
リアミート。

【００５４】

【化８】

【００５５】（VII)次式 (６) 又は (７) で表されるポ
リアミン塩。

【００５６】RNHC₃H₆NHX' (６) RNH(C₃H₆NH)₂X' (７) （但し、R は前記と同じ意味を有し、X'は無機酸又は有
機酸である。）（VIII）次式で表されるイミダゾリン型両性界面活性
剤。

【００５７】

【化９】

【００５８】（IX）次式で表されるスルホベタイン型両
性界面活性剤。

【００５９】

【化１０】

【００６０】界面活性剤の使用量は、エマルジョンの0.
01〜５重量％の範囲であり、好ましくは 0.1〜1.0 重量
％である。これより少ない使用量では重質油の乳化およ
び乳化安定性の発現が不充分であり、これより多い使用
量では不経済であるばかりでなく、乳化時の泡立ちや粒
径制御が困難となり好ましくない。

【００６１】本発明の超重質油エマルジョン燃料中の
(c)成分である水の配合量は重要であり、10〜40重量
％、さらに好ましくは15〜25重量％である。水の配合量
がこれより少ないと、 (a)成分である重質油の粒度分布
を最適化したり、 (b)成分である界面活性剤の種類や使
用量を最適化しても、乳化安定性は良くならず流動性に
劣るエマルジョンしか得られない。また水の配合量がこ
れより多いと、燃料としての発熱量が低下し直接燃焼が
困難になる場合もあり回避すべきである。

【００６２】本発明においては、必要に応じて (d)成分
としての水溶性高分子の配合も可能である。すなわち貯
蔵安定性の更なる向上を目的として、分子量１万以上の
水溶性高分子を、エマルジョンの0.005 〜３重量％配合
することが可能である。使用し得る水溶性高分子として
は下記のものが挙げられる。

【００６３】＜水溶性合成高分子＞（Ａ）次式で表されるアクリル酸及びその誘導体のホモ
ポリマー、及び他のモノマーとのコポリマー。

【００６４】

【化１１】

【００６５】但し、 R'：H, メチル基又はエチル基 M₁：H, Na, K, Li, NH₄

【００６６】

【化１２】

【００６７】いはその塩（NH₄,Na, K, Li)から誘導され
る２価の基、例えば、（無水）マレイン酸、（無水）イ
タコン酸、α−オレフィン、アクリルアミド、ビニルス
ルホン酸、アリルスルホン酸、メタリルスルホン酸、ア
クリルアミドメチルプロピルスルホン酸又はその塩（NH
₄, Na, K) 、ジアルキル（メチル又はエチル）エチルア
ミノメタアクリレート及びその塩（塩素、ジエチル硫
酸、ジメチル硫酸）。 n ：50〜100,000 。

【００６８】（Ｂ）次式で表されるアクリルアミド及び
その誘導体のホモポリマー、及び他の共重合可能なモノ
マーとのコポリマー。

【００６９】

【化１３】

【００７０】但し、 R"：H, C₂H₄OH

【００７１】

【化１４】

【００７２】はその塩(NH₄, Na, K, Li)から誘導される
２価の基、例えば、ビニルスルホン酸、アリルスルホン
酸、メタリルスルホン酸、アクリルアミドメチルプロピ
ルスルホン酸、ジアルキル（メチル又はエチル）エチル
アミノメタアクリレート及びその塩（塩素、ジメチル硫
酸、ジエチル硫酸など）、スチレン、α−オレフィン
（C₂〜C₁₈)、ビニルアリルアルコール。 n ：50〜100,000 。

【００７３】（Ｃ）無水マレイン酸又は無水イタコン酸
のホモポリマー、及び次式で表されるコポリマー。

【００７４】

【化１５】

【００７５】但し、 M₂：無水マレイン酸又は無水イタコン酸残基 Z₃：α−オレフィン（エチレン、プロピレン、ブチレ
ン、イソブチレン、オクテン、デセン、ドデセン等）又
はスチレン残基 n ：50〜100,000 。

【００７６】（Ｄ）ビニルアルコールのホモポリマー及
び次式で表されるコポリマー。

【００７７】

【化１６】

【００７８】但し、 Z₄：酢酸ビニル又はスチレン残基 n'：30〜100,000 。

【００７９】（Ｅ）ビニルピロリドンのホモポリマー及
び次式で表されるコポリマー。

【００８０】

【化１７】

【００８１】但し、 Z₅：ビニルピロリドンと共重合可能なモノマー又はその
塩（NH₄, Na, K, Li) から誘導される２価の基、例え
ば、アクリルアミド、ビニルスルホン酸、メタリルスル
ホン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸、スチレン、
α−オレフィン（C₂〜C₁₈)など。 n ：50〜100,000 。

【００８２】（Ｆ）分子量１万〜500 万のポリアルキレ
ンオキシド（但し、エチレンオキシド95％以上）。５％
以下のプロピレンオキシド、ブチレンオキシド、スチレ
ンオキシドの各々のブロックポリマーやアルキルアリ
ル、アルキル基などを分子中に持つものも含まれる。

【００８３】本発明で使用される重質油とは、常温では
流動性に乏しく高温に加熱しないと流動しない油で、下
記油が含まれる。 (1) 石油系アスファルト類およびその油の混合物 (2) 石油系アスファルト各種処理物、その中間製品、残
渣、およびそれらの混合物 (3) 常温で流動しない高流動点油 (4) 石油系タールピッチおよびその油混合物 (5) ビチューメン類、天然アスファルト、オリノコター
ルさらに限定するならば、常圧での沸点 340℃以上の成分
を90重量％以上含むものが好ましい。

【００８４】

【発明の効果】上述のごとく、本発明による、ある特定
の粒度分布を有する重質油の高濃度／低粘度エマルジョ
ンは、従来エネルギー源として有効に利用されていなか
ったビチューメンやアスファルト等の重質油を、重油代
替燃料として使用可能ならしめる画期的な発明である。
また、本発明による燃料は、重質油が高濃度であると共
に水に近い低粘度であるがゆえに、従来から一般に使用
されている重油燃焼用ボイラーを改造することなく使用
できる可能性を有すると言う大きな特徴も有している。
さらに、重質油が微粒子であるために、燃焼効率が高く
また燃焼後の窒素酸化物や硫黄酸化物の低減が図れる。

【００８５】

【実施例】以下実施例により本発明を詳述するが、本発
明はこれらに限定されるものではない。

【００８６】実施例１アラビアンライト原油から抽出したアスファルト（比重
1.015 、粘度595cp ／100 ℃、軟化点29℃、針入度 370
／25℃）およびノニオン性界面活性剤（ポリオキシエチ
レンノニルフェニルエーテル、花王（株）製エマルゲ
ン921)とアニオン性界面活性剤（オレイン酸カリ石鹸、
花王（株）製 OSソープ）を１：１で用い、表１に示す
１バッチの量を秤量し、80℃の温度下にて、特殊機化工
業（株）製のＴＫホモミキサ（低粘度攪拌翼付）を用い
て、エマルジョンを調製した。攪拌翼の回転数は10000r
pmと5000rpm とし、攪拌時間は１〜３分間とした。さら
に、回転数10000rpmと5000rpm とで調製したエマルジョ
ンを、表２に示す所定の配合比率で配合し（手混合３
分）本発明によるエマルジョン燃料を調製した。以後、
一昼夜20℃恒温室にて放置冷却した後、粒度、粘度、貯
蔵安定性を測定した。結果を表２に示した。

【００８７】測定方法は下記の通りである。粒度；レーザー回折／散乱式粒度分布測定装置（（株）
堀場製作所製、LA700)により行った。平均粒径は体積基
準のメジアン径である。均等数ｎ；粒度測定結果より、累積フルイ上重量10％に
対応する粒子径と累積フルイ上重量90％に対応する粒子
径とをフィッティングにより求め、ロジンラムラー分布
関数から誘導した下記計算式により求めた。

【００８８】

【数１】

【００８９】粘度；東京計器製造所製 B型粘度計（型
式ＢＭ) を用い、ローターNo.3,4を用い、60rpm にて、
回転開始１分後の値を測定した。安定性；沈降試験管（100cc)を用い、静置１カ月後の状
態を観察し、表面層への水の分離（なし、少し有り（１
〜５mm) 、有り（５mm以上））の３ランク、下層への沈
澱（なし、少し有り（１〜５mm) 、有り（５mm以上））
の３ランクで評価した。

【００９０】

【表１】

【００９１】

【表２】

【００９２】表２の測定結果より、比較例である実験N
o.1では、平均粒径が細か過ぎ、また１μ以下の粒子が
多すぎ、さらに均等数ｎが大きいために、粘度が非常に
高く、貯蔵安定性も不十分であり、一カ月後には系全体
がゲル化して流動性を失っている。比較例である実験N
o.2では、平均粒径、 100μ以下の粒子量および１μ以
下の粒子量は本発明の範囲内であるが、均等数ｎが大き
いために、粘度が非常に高く、貯蔵安定性も不十分であ
る。比較例である実験No.3では、平均粒径が大きすぎ、
また 100μ以下の粒子が少なすぎ、さらに均等数ｎが大
きいために、粘度が非常に高く、貯蔵安定性も不十分で
あり、一カ月後には粗大粒子の沈澱が多量に発生した。
一方、本発明である実験No.4〜6 では、平均粒径、 100
μ以下の粒子量、１μ以下の粒子量および均等数ｎが最
適粒度分布範囲内に制御されており、その結果、重質油
濃度が80％と言う極めて高濃度であるにもかかわらず、
粘度は1000cp以下であり、しかも一カ月後の安定性も極
めて良好である。

【００９３】実施例２実施例１と同一のアスファルトと、界面活性剤にノニオ
ン性界面活性剤（ポリオキシエチレンノニルフェニルエ
ーテル、花王（株）製エマルゲン913 ／エマルゲン92
0 ＝１／１）を用い、特殊機化工業（株）製のラインミ
キサ（PL−SL型) を用いてエマルジョンを調製した。１
バッチ当たりアスファルト 800ｇ、水 200ｇ、界面活性
剤10ｇを計量し、80℃の条件下にて手攪拌にて予備混合
した後ラインミキサにて乳化した。乳化条件を表３に、
エマルジョン燃料としての諸特性を表４に示した。な
お、測定条件は実施例１と同様である。

【００９４】

【表３】

【００９５】

【表４】

【００９６】表４の測定結果より、実験No.1〜３は、平
均粒径／ 100μ以下／１μ以下の各測定値は本発明の範
囲内であるが、均等数ｎが各々1.64／1.70／1.88と大き
く、粒度分布がシャープである。従ってエマルジョンの
粘度が7000／１万CPと極めて高く重油代替燃料としては
不適当であり、また、貯蔵安定性も一カ月でゲル化して
しまい実用性に乏しい。一方、実験No.4〜６は、平均粒
径／ 100μ以下／１μ以下／均等数ｎの各測定値が本発
明の意図するところであり、エマルジョン濃度が80％と
いう極めて高濃度であるにもかかわらず、その粘度は10
00CP以下であり、また貯蔵安定性も実用上十分に満足す
べきものである。

【００９７】実施例３重質油として、ベネズエラ、オリノコ川周辺から産出さ
れる重質油であるオリノコタール（比重0.99、粘度2350
0cSt／50℃、沸点 340℃以上 (常圧) 成分の含有量92.3
％）を用い、１バッチ当たりオリノコタール750g、水25
0g、ノニオン性界面活性剤（ポリオキシエチレンノニル
フェニルエーテル、花王（株）製エマルゲン913 ／エ
マルゲン920 ＝１／１）10ｇ及び併用する水溶性高分子
として、ポリビニルアルコール（（株）クラレ製 PVA22
0)、ヒドロキシエチルセルロース（ダイセル化学工業
（株）製 HEC SP-500)、キサンタンガム（三共（株）ケ
ルザン）を表５に示す様に使用した。実施例２の実験N
o.3及びNo.6の乳化条件にてエマルジョンを製造した。
水溶性高分子は界面活性剤と共に水に溶解した。測定条
件は実施例１と同様であり、安定性については１ヶ月後
及び６ヶ月後を測定した。結果を表６に示す。

【００９８】

【表５】

【００９９】

【表６】

【０１００】表６の実験結果より、比較例である実験N
o.1〜2 では、均等数がいずれも1.8より大きく、粒子の
分布がシャープである。従って、エマルジョンの粘度は
いずれも1500cp以上と非常に高い値であり、本発明の意
図するところの高濃度であるにもかかわらず低粘度とい
うエマルジョン燃料の目的から逸脱している。又安定性
も６ヶ月後において、水の分離や凝集沈降物、ゲル化物
が発生し満足すべきものとは言えない。一方、本発明で
ある実験No.3〜6 では、均等数がいずれも 1.8より小さ
く、重質油粒子の分布がブロードである。その結果、75
％という高濃度エマルジョンであるにもかかわらず粘度
が 500cp以下の低粘度であり、エマルジョン燃料として
最適な物性を有している。又、エマルジョンの安定性
は、水溶性高分子の併用により、更に改善され、６ヶ月
後においても、水の分離や粒子の凝集／沈降がない、極
めて優れたエマルジョン燃料である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山下忠一横浜市中区千鳥町八番地日本石油株式会社中央技術研究所内 (56)参考文献特開平４−252294（ＪＰ，Ａ) 特開平４−20594（ＪＰ，Ａ) 特開平３−97786（ＪＰ，Ａ) 特開平２−245095（ＪＰ，Ａ) 特開平１−252697（ＪＰ，Ａ) 特開平１−185394（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−172793（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−265392（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−85491（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−117283（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C10L 1/32

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】 (a) 重質油、(b) 界面活性剤、(c) 水の
３成分を構成成分とするエマルジョンであって、(a) の
油滴が 100μ以下の粒子径を有する粒子が80重量％以上
を占め、かつ(1) 式に示すロジンラムラー分布関数にお
いて、累積フルイ上重量10％に対応する粒子径（μ）
と、累積フルイ上重量90％に対応する粒子径（μ）の２
点から求まる均等数ｎが、 0.5〜1.6 の範囲である粒度
分布をもつことを特徴とする水中油滴型エマルジョン燃
料。 R_(D)＝ 100 exp｛−(D／D _c) ⁿ｝・・・・・ (1) 式ただし R；累積フルイ上重量％、 D；粒子径、 n；定数
（均等数）、D _c；定数（粒度特性数）
【請求項２】成分(a) の重質油が60〜85重量％、成分
(b) の界面活性剤の量が0.01〜５重量％および成分(c)
の水の量が10〜40重量％である請求項１記載のエマルジ
ョン燃料。
【請求項３】 (a) 、(b) および(c) 成分の他に、(d)
成分として、分子量１万以上の水溶性高分子からなる請
求項１又は２記載のエマルジョン燃料。
【請求項４】成分(a) 、(b) および(c) 100重量部に
対して(d) が0.005〜３重量部である請求項３記載のエ
マルジョン燃料。