JP5812160B1 - コールタールの油水分離剤及びコールタールの油水分離方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】含水コールタールの油水分離効果に優れた油水分離剤、および油水分離方法を提供する。【解決手段】ポリオキシアルキレンアルキルスルホコハク酸塩及び／又はスルホコハク酸アルキル塩を含有する、含水コールタールの油水分離剤、および該界面活性剤を含水コールタールに添加するステップを含む含水コールタールの油水分離方法。【選択図】なし
Description
本発明は、含水コールタールの油水分離剤および油水分離方法に関する。
コールタール（以下、「タール」ともいう。）は、コークス炉から発生した副産物であり、次のように製造される。
コークス炉で発生したガスに安水（アンモニア水）を散布して冷却し、得られた凝縮物を安水と共にタールデカンターで静置して安水層とタール層に分離し、タールを抜き出してタールタンクに入れ、安水を抜き出して安水タンクに入れる。タールタンク中のタールはスラッジを含むので、遠心分離機（スーパーデカンター）でスラッジを分離して、得たタールはタール貯蔵に入る。
コールタールは、含水状態でエマルションを形成するので、コールタールの製造、精製工程においては、タールデカンター、タールタンク、遠心分離機（スーパーデカンター）などにおいて油水分離が必要となる。しかし、コールタール中の重質油は比重が大きく、水との親和性が高く、含水状態で強固なエマルションを形成するので、遠心分離法でもその分離は容易ではない。
コークス炉で発生したガスに安水（アンモニア水）を散布して冷却し、得られた凝縮物を安水と共にタールデカンターで静置して安水層とタール層に分離し、タールを抜き出してタールタンクに入れ、安水を抜き出して安水タンクに入れる。タールタンク中のタールはスラッジを含むので、遠心分離機（スーパーデカンター）でスラッジを分離して、得たタールはタール貯蔵に入る。
コールタールは、含水状態でエマルションを形成するので、コールタールの製造、精製工程においては、タールデカンター、タールタンク、遠心分離機（スーパーデカンター）などにおいて油水分離が必要となる。しかし、コールタール中の重質油は比重が大きく、水との親和性が高く、含水状態で強固なエマルションを形成するので、遠心分離法でもその分離は容易ではない。
特許文献１には、コールタール主体の重質油が水を含む含水廃油に、アルキルアリルスルホン酸塩、アルカンスルホン酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルサルフェート塩及びポリオキシエチレンアルキルサルフェート塩の１種以上のアニオン系界面活性剤を添加する方法が記載されているが、油水分離の程度は十分とはいえなかった。
特許文献２には、キノリン不溶物を含有するコールタールエマルションをポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩と混合するエマルションの処理方法が記載されているが、油水分離の程度は十分とはいえなかった。
また、特許文献３には、タール系含水廃油に、石油と、第４級アンモニウム塩やイミダゾール誘導体を主成分とするカチオン系界面活性剤を添加して油分と水分を分離する方法が記載されているが、油水分離効果は十分ではなかった。
本発明は、含水コールタールの油水分離効果に優れた油水分離剤、および油水分離方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決すべく、鋭意検討の結果、特定のスルホコハク酸アルキル塩が含水コールタールの油水分離効果に優れた界面活性剤であることを見出し、さらに、特定の他の界面活性剤を併用することで、含水コールタールの油水分離効果がより向上することを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は以下の油水分離剤および油水分離方法を提供する。
［１］ポリオキシアルキレンアルキルスルホコハク酸二塩及び／又はスルホコハク酸アルキル二塩を含有する、含水コールタールの油水分離剤。
［２］ジオクチルスルホコハク酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマーからなる群から選ばれる少なくとも１つの化合物をさらに含む、上記［１］に記載の含水コールタールの油水分離剤。
［３］ポリオキシアルキレンアルキルスルホコハク酸二塩及び／又はスルホコハク酸アルキル二塩を含水コールタールに添加するステップを含む含水コールタールの油水分離方法。
［４］さらに、ジオクチルスルホコハク酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマーからなる群から選ばれる１種以上を、前記ポリオキシアルキレンアルキルスルホコハク酸二塩及び／又はスルホコハク酸アルキル二塩と混合して、または別々に添加するステップを含む、含水コールタールの油水分離方法。
［１］ポリオキシアルキレンアルキルスルホコハク酸二塩及び／又はスルホコハク酸アルキル二塩を含有する、含水コールタールの油水分離剤。
［２］ジオクチルスルホコハク酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマーからなる群から選ばれる少なくとも１つの化合物をさらに含む、上記［１］に記載の含水コールタールの油水分離剤。
［３］ポリオキシアルキレンアルキルスルホコハク酸二塩及び／又はスルホコハク酸アルキル二塩を含水コールタールに添加するステップを含む含水コールタールの油水分離方法。
［４］さらに、ジオクチルスルホコハク酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマーからなる群から選ばれる１種以上を、前記ポリオキシアルキレンアルキルスルホコハク酸二塩及び／又はスルホコハク酸アルキル二塩と混合して、または別々に添加するステップを含む、含水コールタールの油水分離方法。
本発明の含水コールタールの油水分離剤および油水分離方法によれば、含水コールタールの油水分離効果に優れ、コールタールの水分が十分に低減されて、安定した品質のタール製品を得ることが可能となる。
本発明は、含水コールタールの油水分離剤および油水分離方法に関する。
本発明の含水コールタールの油水分離剤は、ポリオキシアルキレンアルキルスルホコハク酸塩及び／又はスルホコハク酸アルキル塩を含有するものであり、含水コールタールに対し十分な油水分離効果を発揮する。
本発明の含水コールタールの油水分離剤は、ポリオキシアルキレンアルキルスルホコハク酸塩及び／又はスルホコハク酸アルキル塩を含有するものであり、含水コールタールに対し十分な油水分離効果を発揮する。
ポリオキシアルキレンアルキルスルホコハク酸塩において、ポリオキシアルキレンアルキル基のポリオキシアルキレンは、ポリオキシエチレン又はポリオキシプロピレンであり、その平均付加モル数は約１〜２が好ましく、ポリオキシアルキレンアルキル基のアルキルは、炭素数が１０〜１８、好ましくは１２〜１４であり、スルホコハク酸塩はスルホコハク酸二アルカリ金属塩もしくはスルホコハク酸二アンモニウム塩である。
具体例としては、ポリオキシエチレン(約２)アルキル(１２〜１４)スルホコハク酸二ナトリウム（市販品としては、商品名「ビューライトＥＳＳ」、三洋化成工業株式会社製）、ポリオキシエチレン(約１)ラウリルスルホコハク酸二ナトリウム（市販品としては、商品名「ビューライトＬＳＳ」、三洋化成工業株式会社製）が挙げられる。
具体例としては、ポリオキシエチレン(約２)アルキル(１２〜１４)スルホコハク酸二ナトリウム（市販品としては、商品名「ビューライトＥＳＳ」、三洋化成工業株式会社製）、ポリオキシエチレン(約１)ラウリルスルホコハク酸二ナトリウム（市販品としては、商品名「ビューライトＬＳＳ」、三洋化成工業株式会社製）が挙げられる。
スルホコハク酸アルキル塩において、アルキル基は、炭素数が１０〜１８、好ましくは１２〜１４であり、スルホコハク酸塩はスルホコハク酸二アルカリ金属塩もしくはスルホコハク酸二アンモニウム塩である。
具体例としては、スルホコハク酸ラウリル二ナトリウム（市販品としては、商品名「ビューライトＳＳＳ」、三洋化成工業株式会社製）が挙げられる。
具体例としては、スルホコハク酸ラウリル二ナトリウム（市販品としては、商品名「ビューライトＳＳＳ」、三洋化成工業株式会社製）が挙げられる。
ポリオキシアルキレンアルキルスルホコハク酸塩及び／又はスルホコハク酸アルキル塩の添加量は、タール純分に対して０．００５〜１質量％、好ましくは０．０１〜０．１質量％である。
本発明の含水コールタールの油水分離剤は、上記のポリオキシアルキレンアルキルスルホコハク酸塩及び／又はスルホコハク酸アルキル塩（以下、これらを「主界面活性剤」ともいう。）に、さらに、特定の他の界面活性剤（以下、「補助界面活性剤」ともいう。）を併用したものであってもよい。
本発明で用いる特定の他の界面活性剤（補助界面活性剤）とは、ジオクチルスルホコハク酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマーからなる群から選ばれる少なくとも１つの界面活性剤である。なお、ジオクチルスルホコハク酸塩はジオクチルスルホコハク酸アルカリ金属塩もしくはジオクチルスルホコハク酸アンモニウム塩であり、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウムが入手し易く好ましい。
これら補助界面活性剤はコールタールへの浸透性がよく、主界面活性剤の油水分離効果を向上させ、特にジオクチルスルホコハク酸塩は浸透性が高く好適である。
これら補助界面活性剤はコールタールへの浸透性がよく、主界面活性剤の油水分離効果を向上させ、特にジオクチルスルホコハク酸塩は浸透性が高く好適である。
ポリオキシアルキレンアルキルスルホコハク酸塩などの主界面活性剤とジオクチルスルホコハク酸塩などの補助界面活性剤を混合する場合、その混合割合はとくに限定されないが、例えばポリオキシエチレアルキルスルホコハク酸二ナトリウムとジオクチルスルホコハク酸ナトリウムの質量比率は１：０．１〜１：２程度が好ましく、１：０．５〜１：１程度がより好ましい。
以上の界面活性剤は、ポリオキシエチレンスルホコハク酸二ナトリウムやスルホコハク酸ラウリル二ナトリウムなど固形のものはそのまま添加してもよいが、対象である含水コールタールへの混合および均一化を考慮すると水で希釈して液体で添加することが望ましい。
本発明の油水分離剤は、主に、コールタールの製造、精製工程において用いられ、その添加箇所は、コールタールと油水分離剤を接触させられる箇所であればよく、例えばフラッシングされた安水がタールデカンターに戻る際に添加してタールデカンター内の油水分離を行い、また、タールデカンターから送られる安水（循環安水）に添加してフラッシングノズルへの油分付着が低減させてもよい。さらに、タールデカンターで分離されたタールに添加して、タールタンク、スーパーデカンター（遠心分離機）における脱水を促進してもよい。
また、本発明の油水分離剤は、タール工場の含水廃油の油水分離、あるいはコールタール蒸留で留出する油分が水と接触した場合の廃油、貯蔵タンクを洗浄するときに発生する廃油等の処理に用いることもできる。
タールはＷ／Ｏタイプのエマルションとして水分を保持しているので、タールと水を分離させるためにはエマルションを破壊する必要がある。本発明の油水分離剤であるポリオキシアルキレンアルキルスルホコハク酸塩などの主界面活性剤を添加すると、エマルションを形成している界面に作用してエマルションを維持できない状態にするため、水分が合一し水とタールに分離すると考えられる。
また、主界面活性剤とともにジオクチルスルホコハク酸塩などの補助界面活性剤を併用すると、主界面活性剤では浸透できない、エマルション界面に存在するスラッジの隙間に補助界面活性剤が浸透して、界面の性状を変化させ、主界面活性剤を作用させやすくして、油水分離効果が向上するものと考えられる。
また、主界面活性剤とともにジオクチルスルホコハク酸塩などの補助界面活性剤を併用すると、主界面活性剤では浸透できない、エマルション界面に存在するスラッジの隙間に補助界面活性剤が浸透して、界面の性状を変化させ、主界面活性剤を作用させやすくして、油水分離効果が向上するものと考えられる。
本発明の油水分離方法は、上記油水分離剤を含水コールタールに添加するステップを含むものである。主界面活性剤と補助界面活性剤とを含む油水分離剤の場合は、主界面活性剤と補助界面活性剤を混合したものを含水コールタールに添加してもよいし、それぞれを別々に含水コールタールに添加してもよい。
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
実施例１〜７、比較例１〜１５
（タール）：タールデカンター出口のタール（水分１５％）を使用した。
（油水分離剤添加量）：油水分離剤である各種界面活性剤を、全界面活性剤量がタール純分に対して０．０２０質量％となるよう添加した。
（試験手順）：タールを７０℃恒温槽で静置し温度を上げ、１００ｍｌの試験管にタールを１００ｇ分取し、界面活性剤をマイクロピペットで所定量添加した。スパーテルで１分間撹拌し、７０℃恒温槽で３時間静置した。その後、外観を目視で観察し、分離水量を測定して、油水分離効果を評価した。
（評価）：静置後の水相の水量より、タール中に存在した水分の何％が分離したのかを確認した。
○・・・３５％以上の分離水量
△・・・２０％以上３５％未満の分離水量
×・・・２０％未満の分離水量
試験結果を第１表に示す。
（タール）：タールデカンター出口のタール（水分１５％）を使用した。
（油水分離剤添加量）：油水分離剤である各種界面活性剤を、全界面活性剤量がタール純分に対して０．０２０質量％となるよう添加した。
（試験手順）：タールを７０℃恒温槽で静置し温度を上げ、１００ｍｌの試験管にタールを１００ｇ分取し、界面活性剤をマイクロピペットで所定量添加した。スパーテルで１分間撹拌し、７０℃恒温槽で３時間静置した。その後、外観を目視で観察し、分離水量を測定して、油水分離効果を評価した。
（評価）：静置後の水相の水量より、タール中に存在した水分の何％が分離したのかを確認した。
○・・・３５％以上の分離水量
△・・・２０％以上３５％未満の分離水量
×・・・２０％未満の分離水量
試験結果を第１表に示す。
ポリオキシエチレンアルキルスルホコハク酸二ナトリウムまたはスルホコハク酸ラウリル二ナトリウムは、比較例の界面活性剤に対し高い油水分離効果を示した。
また、ポリオキシエチレンアルキルスルホコハク酸二ナトリウムに、ジオクチルスルホコハク酸、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル（ＨＬＢ１０．５品、ＨＬＢ１３．２品）またはポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマーを併用すると、少ない主界面活性剤量でも高い油水分離効果を発揮した。
また、ポリオキシエチレンアルキルスルホコハク酸二ナトリウムに、ジオクチルスルホコハク酸、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル（ＨＬＢ１０．５品、ＨＬＢ１３．２品）またはポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマーを併用すると、少ない主界面活性剤量でも高い油水分離効果を発揮した。
Claims (4)
- ポリオキシアルキレンアルキルスルホコハク酸二塩及び／又はスルホコハク酸アルキル二塩を含有する、含水コールタールの油水分離剤。
- ジオクチルスルホコハク酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマーからなる群から選ばれる少なくとも１つの化合物をさらに含む、請求項１に記載の含水コールタールの油水分離剤。
- ポリオキシアルキレンアルキルスルホコハク酸二塩及び／又はスルホコハク酸アルキル二塩を含水コールタールに添加するステップを含む含水コールタールの油水分離方法。
- さらに、ジオクチルスルホコハク酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマーからなる群から選ばれる１種以上を、前記ポリオキシアルキレンアルキルスルホコハク酸二塩及び／又はスルホコハク酸アルキル二塩と混合して、または別々に添加するステップを含む、含水コールタールの油水分離方法。
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