JPH01313592A

JPH01313592A - 超重質油エマルション燃料

Info

Publication number: JPH01313592A
Application number: JP14339088A
Authority: JP
Inventors: Noboru Moriyama; 森山　登; Tsugitoshi Ogura; 小倉　次利; Akio Kai; 昭夫開
Original assignee: Kao Corp; Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kao Corp; Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1988-06-10
Filing date: 1988-06-10
Publication date: 1989-12-19
Anticipated expiration: 2009-02-02
Also published as: JPH068422B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は超重質油エマルション燃料に関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題］石油、
石炭及びＬＮＧに含まれない化石燃料資源として、オイ
ルサンド、ビチューメン類（オリノコタール、アサバス
カビチューメン）などが埋蔵量が多いことから非常に注
目されている。

また、石油系でもナフサなどの蒸留留出油分を除いたア
スファルト又はその熱処理残渣類は多量にあまっている
。これらの超重質油は通常滅圧蒸留残分である４２０〜
４５０°Ｃ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、又は敵方セ
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°Ｃなどの高温に
しないとハンドリングや霧化などで問題があり、また配
管などの閉塞のトラブルを起こし易く、大変、使いにく
い燃料である。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは適当な界面活性剤を用いると超重質油（０
）を水（讐）の中に乳化させた超重質油の水中油滴型（
〇凸型）エマルション燃料を製造できることを見出した
。このエマルション燃料は水に比較的近い粘度を示し、
８０〜９０’Ｃの温度で十分な霧化が可能であり、大変
、取り扱い易い燃料である。Ｏ／Ｗ型エマルション燃料
において、−（水）の含量が低いほど、即ち０（油）含
量が多いほど、燃料として好ましく、燃料損失が少ない
。エマルション燃料が通常の液体の燃料油と同じように
扱えるためには、輸送や貯蔵にある程度の期間耐える安
定性が必要である。

従来、灯油、へ重油、Ｂ重油、Ｃ重油などの流動性良好
な油を乳化して使用することは数多く報告されているが
、重質留分が大変高く、流動しないか又は敵方センチポ
イズ以上の高粘性を持つ超重質油を乳化し、燃料として
使用することは殆ど報告されていない。

本発明者らは超重質油１００部（重量基準、以下同じ）
、水３０〜８０部、下記の（ｉ）〜（ｖｉｉ）で示され
る群から選ばれるアニオン界面活性剤０．０５〜１０部
、好ましくは０．１〜４部の混合物をラインミキサーな
どの機械的な力で撹拌すると、低い粘度のＯ／Ｗ型の超
重質油エマルション燃料を製造できることを見出し、本
発明を完成させたのである。

（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、好ましくは２
〜２０゜塩はアンモニウム、モノエタノールアミン、ジ
ェタノールアミン、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。

（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、ジェ
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
、好ましくは２〜２０である。リグニンの中では変性リ
グニン、例えばカルボキシル基を少し導入した方が、特
に高温で優れた性能を示す。

（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、好ましくは
２０００〜１０万。塩はアンモニウム、モノエタノール
アミン、ジェタノールアミン、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。共重合性モノマーとしては
、例えばアクリル酸、メタクリル酸、酢酸ビニル、アク
リル酸エステル、オレフィン、アリルアルコール及びそ
の酸化エチレン付加物、ＡＭＰＳなどがその代表例であ
る。

（ｉｖ　）ジシクロペンタジェンスルホン酸重合物又は
その塩０重合物の分子量は５００から５０万、好ましく
は２０００〜１０万。塩は、アンモニウム、モノエタノ
ールアミン、ジェタノールアミン、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。

（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から５０万、好ましくは１５００〜１０
万である。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。共重合性モノマーとして
は、オレフィン（エチレン、プロピレン、ブチレン、ペ
ンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン、デセ
ン、ウンデセン、ドデセン、トリデセン、テトラデセン
、ペンタデセン、ヘキサデセン）、スチレン、酢酸ビニ
ル、アクリル酸エステル、メタクリル酸、アクリル酸な
どである。

（ｖｉ　）液状ポリブタジェンのマレイン化物及びその
塩。但し、液状ポリブタジェンの分子量は５００〜２０
万、好ましくは１０００〜５万、マレイン化度は水に溶
解するのに必要なだけでよいが、好ましくは４０〜７０
％である。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。

（ｖｉ）　ｍ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。

（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、ジェタノールアミン、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。

ドデシル硫酸ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウムなど
がその代表例である。

（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、ジェ
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。

ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ブチルナフタ
リンスルホン酸ナトリウム、ドデカンスルホン酸ナトリ
ウムが代表例である。

（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、カルシウムである。

ポリオキシエチレン（３モル）ノニルフェニルエーテル
の硫酸エステルナトリウム塩、ポリオキシエチレン（３
モル）ドデシルエーテルのリン酸エステルナトリウム塩
がその代表例である。

（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。ジオクチ
ルスルホコハク酸ナトリウム塩、又はアンモニウム塩、
ジブチルスルホコハク酸ナトリウム塩などがその代表例
である。

（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。

（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。

（樽　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。

上記の（ｉ）〜（ｖｉ　）で示される群から選ばれるア
ニオン界面活性剤を用いると、上記のエマルション燃料
の粘度を著しく低下できることが最大の特長である。し
かし、系の安定性を保つ作用はノニオン界面活性剤に比
較して弱く、エマルション燃料を製造した後、比較的短
い時間に燃焼させる場合に特に適している。また、系の
粘度を著しく低下できるのでエマルション中の油の比率
を高くできる。即ち燃料としての価値を高めることがで
きる。

本発明において使用される、上記の（ｉ）〜（ｖｉ）で
示される群から選ばれるアニオン界面活性剤のうち特に
、リグニンスルホン酸塩やりゲニンスルホン酸とナフタ
リンスルホン酸のホルマリン縮合物やそれらの塩、ナフ
タリンスルホン酸塩ホルマン縮合物が総合的に優れた性
能を示した。アニオン界面活性剤の作用は超重質油の粒
子の界面に吸着し、粒子が更に小さくなるのを助けると
同時に、粒子に荷電を与え粒子の再凝集を妨げることで
ある。

アニオン界面活性剤の添加量は超重質油１００部に対し
、０．０５〜１０部、好ましくはｏ、ｉ〜４部である。

アニオン界面活性剤は２種以上を混合したものを使用し
ても良い。超重質油エマルション燃料製造の際、泡立ち
はできるだけ小さい方が好ましいが、一方、ある程度以
上の親油基の鎖長がないと超重質油の粒子表面に吸着し
てもその界面エネルギーを十分に低下できないため、小
さな粒子をつくることができない。そのため、アニオン
界面活性剤の親油基の鎖長は炭素数４以上、好ましくは
８以上である方が、安定なエマルションをつくりやすい
。リグニンスルホン酸ＮａやナフタリンスルホンＮａホ
ルマリン縮合物などはエマルション系の粘度を下げる効
　　　　　果は大変強いが、系を安定に保つ力は強くは
ない。超重質油の粘性は非常に高いため、一般に、８０
°Ｃ以上の高温で乳化して、エマルション燃料を製造し
ている。粘性が高いほど高い温度が必要である。界面活
性剤は、水、油のいずれに添加しても良いが、水に添加
した方が取り扱いが容易である。

本発明のエマルション燃料を製造するための機械的な手
段としては、効率の良い撹拌手段ならば、どのような方
法でも良いし、２つ以上の方法の組み合わせでもよい。

特に高剪断型の撹拌装置が好ましい。例えば、ラインミ
キサー、矢羽根タービン翼、プロペラ翼、プルマージン
型翼、パドル翼などである。

本発明で超重質油と呼んでいる油は高温に加温しないと
流動しない下記の油が含まれる。

（１）石油系アスファルト［及びその油の混合物。

（２）石油系アスファルト各種処理物、その中間製品、
残渣、及びそれらの油混合物。

（３）高温で流動しない高流動点油あるいは原油。

（４）石油系クールピッチ及びその油混合物。

（５）ビチューメン類（オリノコタール、アサバスカビ
チューメン）。

一般にナフテン系アスファルトは乳化が容易　　（で、
パラフィン基油や混合基油に由来するアスファルトは乳
化が難しいと言われている。また、ナフテン系も揮発成
分を十分留出させて、重質留分が高いアスファルトでは
乳化しにくくなる。

最近のアスファルトは揮発成分を十分に留出させたもの
が多くなっているが、本発明のアスファルトは従来の方
法では長期間安定なエマルションを製造することが困難
なアスファルトを主な対象としている。

オリノコタールなどのビチューメン類は蒸気注入法など
で油を抽出しているが、この工程で前記のアニオン界面
活性剤を使用できる。また、抽出後、砂その他の夾雑物
を除いたり、脱塩した後、前記のアニオン界面活性剤を
添加して超重質油のエマルション燃料を製造しても良い
。

特に燃焼する直前に用いるとエマルション系の粘度が下
がり、均一なエマルションができると共に霧化が十分で
きるため、不完全燃焼が殆どない燃焼に適した燃料を、
製造できる。

：実施例〕以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこれらの実施
例に限定されるものではない。

実施例１中東石油系アスファルト（針入度６０〜８０）、又はア
サバスカビチューメン（軟化温度１２．５°Ｃ１カナダ
産）、水、各種界面活性剤を合計量３００ｇになるよう
に所定量を秤量し、８００Ｉａ７遠沈管に入れ、７５°
Ｃに加温する。一定温度に達した後、特殊機化工製、Ｔ
Ｋホモミキサー（低粘度撹拌翼材）により撹拌し、エマ
ルション燃料を調製し、６０°Ｃの恒温槽に入れ、一定
温度に達した後、粘度を測定した。粘度は芝浦システム
■製ビスメトロンＶＳ−ＡＩ型、Ｎα２．　　ローター
６Ｏｒｐｍで測定した。評価はエマルションの粘度は篩
の通過量の両者の結果から判定した。◎＞Ｑ＞Δ〉×の
順に良好である。

結果を表１及び表２に示す。

表　　　　　　　　１

Claims

【特許請求の範囲】１　超重質油１００重量部、水３０〜８０重量部、下記
（ｉ）〜（ｖｉｉ）で示される群から選ばれるアニオン
界面活性剤０．０５〜１０重量部を混合し乳化してなる
超重質油エマルション燃料。（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。（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。（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。（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から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。（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から５０万、塩はアンモニウム又
はナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属類である。（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、アンモニウム又はナトリウム、カリウム
などのアルカリ金属類である。（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。（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。（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。（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。（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。（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。（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。（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。２　アニオン界面活性剤が請求項１記載の（ｉ）である
請求項１記載の超重質油エマルション燃料。３　アニオン界面活性剤が請求項１記載の（ｉｉ）であ
る請求項１記載の超重質油エマルション燃料。４　アニオン界面活性剤の添加量が超重質油１００重量
部に対し、０．１〜４重量部である請求項１記載の超重
質油エマルション燃料。