JPH01313594A - 超重質油エマルション燃料 - Google Patents
超重質油エマルション燃料Info
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
- C10L1/32—Liquid carbonaceous fuels consisting of coal-oil suspensions or aqueous emulsions or oil emulsions
- C10L1/328—Oil emulsions containing water or any other hydrophilic phase
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。
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。
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減圧蒸留残分である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、又は飲方セ
ンチボ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。
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減圧蒸留残分である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、又は飲方セ
ンチボ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。
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(W)の中に乳化させた超重質油の水中油滴型(
0/W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
、高温、例えば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。0/W型エ
マルシゴン燃料において、縁(水)の含量が低いほど、
即ちO(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、輸送や貯蔵に耐える長
期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
ないか又は飲方センチボ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。
)を水(W)の中に乳化させた超重質油の水中油滴型(
0/W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
、高温、例えば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。0/W型エ
マルシゴン燃料において、縁(水)の含量が低いほど、
即ちO(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、輸送や貯蔵に耐える長
期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
ないか又は飲方センチボ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部好ましくは33〜50部、下記の(i
)〜(vi)で示される群から選ばれるアニオン界面活
性剤0.01〜4重量部、及び下記の(i)〜(VII
)で示される群から選ばれるHLB (親水性親油性バ
ランス)14〜19のノニオン界面活性剤を、アニオン
界面活性剤/ノニオン界面活性剤(重量比)2/98〜
75/25、好ましくは10/90〜40/60で使用
して、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。
、水30〜80部好ましくは33〜50部、下記の(i
)〜(vi)で示される群から選ばれるアニオン界面活
性剤0.01〜4重量部、及び下記の(i)〜(VII
)で示される群から選ばれるHLB (親水性親油性バ
ランス)14〜19のノニオン界面活性剤を、アニオン
界面活性剤/ノニオン界面活性剤(重量比)2/98〜
75/25、好ましくは10/90〜40/60で使用
して、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。
くアニオン界面活性剤〉
(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、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。
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
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1.2〜5
0、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。
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1.2〜5
0、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上ツマ−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。
チレンスルホン酸と他の共重合性上ツマ−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。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。
の塩。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。共重合性上ツマ−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。
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。共重合性上ツマ−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。
(■1)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。
。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)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。
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。
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。
がその代表例である。
働)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。
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。
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。
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。
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、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またはアンモニウム塩、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。
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、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またはアンモニウム塩、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、カルシウムである。
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、カルシウムである。
げ) 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、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
。
ナトリウム、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
。
(員 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、ナトリウムであ
る。
その塩。塩はアンモニウム、カリウム、ナトリウムであ
る。
<HLB 14〜19のノニオン界面活性剤>(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
。
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。
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。
(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。
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。
(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ポリ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。
び/又は脂肪族アミンのポリ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。
(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。
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。
(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 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。
エリスリトール、ソルビトール 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。
(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。
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。
(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10
00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。
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10
00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。
上記の(i)〜(vii)で示される群から選ばれたア
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
リ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。
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
リ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。
ノニオン界面活性剤は温度の影響を強くうけるが、アニ
オン界面活性剤を添加すると温度の影響が弱くなり、エ
マルションの保存安定性が改良される。
オン界面活性剤を添加すると温度の影響が弱くなり、エ
マルションの保存安定性が改良される。
上記のノ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、粒子が小さくなるのを助けると同時に、保
護作用によって、粒子の再凝集を妨げることである。
面に吸着し、粒子が小さくなるのを助けると同時に、保
護作用によって、粒子の再凝集を妨げることである。
アニオン界面活性剤単独では保存安定性が不十分であり
、ノニオン界面活性剤単独では温度の影響を強くうける
ため同様に安定なエマルション燃料はできない。アニオ
ン界面活性剤をノニオン界面活性剤に添加し、その温度
依存性を弱めることによって、長時間安定なエマルショ
ン燃料を製造できる。
、ノニオン界面活性剤単独では温度の影響を強くうける
ため同様に安定なエマルション燃料はできない。アニオ
ン界面活性剤をノニオン界面活性剤に添加し、その温度
依存性を弱めることによって、長時間安定なエマルショ
ン燃料を製造できる。
本発明のエマルション燃料中のアニオン界面活性剤/ノ
ニオン界面活性剤の重量比は2/98〜75/25であ
り、好ましくは10/90〜40/60である。本発明
のエマルション燃料中のアニオン界面活性剤の添加量は
0.005〜2.2重量%、好ましくは0.06〜0.
61重量%である。アニオン界面活性剤及びノニオン界
面活性剤はそれぞれ2種以上を混合したものを使用して
もよい。また、アニオン界面活性剤とノニオン界面活性
剤は別々に添加しても良いし、予め混合したものを添加
しても良い。エマルション燃料の製造の際、泡立ちはで
きるだけ小さい方が好ましいが、−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
剤又は/及びノ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
ョン燃料をつくりやすい。超重質油の粘性は非常に高い
ため、一般に60°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。
ニオン界面活性剤の重量比は2/98〜75/25であ
り、好ましくは10/90〜40/60である。本発明
のエマルション燃料中のアニオン界面活性剤の添加量は
0.005〜2.2重量%、好ましくは0.06〜0.
61重量%である。アニオン界面活性剤及びノニオン界
面活性剤はそれぞれ2種以上を混合したものを使用して
もよい。また、アニオン界面活性剤とノニオン界面活性
剤は別々に添加しても良いし、予め混合したものを添加
しても良い。エマルション燃料の製造の際、泡立ちはで
きるだけ小さい方が好ましいが、−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
剤又は/及びノ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
ョン燃料をつくりやすい。超重質油の粘性は非常に高い
ため、一般に60°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。
に添加した方が取り扱いが容易である。
ノニオン界面活性剤のHLBは乳化温度によって異なる
が、14〜19、好ましくは15〜17である。
が、14〜19、好ましくは15〜17である。
+1LB 14〜19のノニオン界面活性剤の中では上
記の(VII)に記した界面活性剤が総合的に優れた性
能を示した。次に(i)と(III)の界面活性剤が優
れた性能を示した。
記の(VII)に記した界面活性剤が総合的に優れた性
能を示した。次に(i)と(III)の界面活性剤が優
れた性能を示した。
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良い。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。
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良い。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。
前記のアニオン界面活性剤とノニオン界面活性剤を用い
て製造した超重質油エマルション燃料100部に下記の
HLB 1.5〜14、好ましくは4.3〜14、更に
好ましくは12〜14の第2のノニオン界面活性剤を0
.01〜0.5部、好ましくは0.1〜0.35部添加
して適切な撹拌機で撹拌するとより長時間安定なエマル
ション燃料を製造できる。
て製造した超重質油エマルション燃料100部に下記の
HLB 1.5〜14、好ましくは4.3〜14、更に
好ましくは12〜14の第2のノニオン界面活性剤を0
.01〜0.5部、好ましくは0.1〜0.35部添加
して適切な撹拌機で撹拌するとより長時間安定なエマル
ション燃料を製造できる。
但し、霧化温度、例えば90°Cで霧化する場合、この
温度以下で、0ハ型から1110型へエマルション系が
転相することが好ましく、それに必要な量は添加した方
が良い。再乳化の温度は70°C以下の温度、できれば
60°C程度の温度で乳化する方が好ましい。前記のH
LB1.5〜14のノニオン界面活性剤は前記肛814
〜19のノニオン界面活性剤と全く同じ構造でHLBが
小さい、即ち、アルキレンオキシド付加モル数が小さい
ものである。これらの中では前記の(VII)に示した
ノニオン界面活性剤が総合的に優れた性能を示す。次に
(i)と(III)に示した活性剤が優れた性能を示す
。
温度以下で、0ハ型から1110型へエマルション系が
転相することが好ましく、それに必要な量は添加した方
が良い。再乳化の温度は70°C以下の温度、できれば
60°C程度の温度で乳化する方が好ましい。前記のH
LB1.5〜14のノニオン界面活性剤は前記肛814
〜19のノニオン界面活性剤と全く同じ構造でHLBが
小さい、即ち、アルキレンオキシド付加モル数が小さい
ものである。これらの中では前記の(VII)に示した
ノニオン界面活性剤が総合的に優れた性能を示す。次に
(i)と(III)に示した活性剤が優れた性能を示す
。
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。
流動しない下記の油が含まれる。
(i)石油系アスファル)l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。
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)石油系タ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)。
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。
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。
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頻は蒸気注入法など
で油を抽出しているが、この工程で前記のアニオン界面
活性剤又は/及び前記のHLB14〜19のノニオン界
面活性剤を用いることができる。また、抽出後、砂その
他の固体粒子を除いたり、脱塩した後、前記のアニオン
界面活性剤又は/及びHLB 14〜19のノニオン界
面活性剤を添加してエマルション燃料を製造しても良い
。
で油を抽出しているが、この工程で前記のアニオン界面
活性剤又は/及び前記のHLB14〜19のノニオン界
面活性剤を用いることができる。また、抽出後、砂その
他の固体粒子を除いたり、脱塩した後、前記のアニオン
界面活性剤又は/及びHLB 14〜19のノニオン界
面活性剤を添加してエマルション燃料を製造しても良い
。
更に、前記のHLB 1.5〜14のノニオン界面活性
剤を用いて乳化すると、長時間安定な超重質油のO/−
型エマルション燃料を製造できる。
剤を用いて乳化すると、長時間安定な超重質油のO/−
型エマルション燃料を製造できる。
〔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。
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°C、カナダ
産)、水、表1及び表2に示す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、800mZ遠沈
管に入れ、75°Cに加温する。−定温度に達した後、
特殊機化工製、TK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、−定温度に達した後、粘度を測定した。)
ILB 1.5〜14のノニオン界面活性剤を更に添加
する場合は、所定量のこの界面活性剤を添加した後、系
の温度を50℃に加熱し、上記のTKホモミキサーで、
更に撹拌した後、60℃の恒温槽中に入れ、粘度を測定
した。エマルション燃料の一部は50°Cで保温し、状
態を1日後、3日後、7日後と観察し、一部は取り出し
て、100メツシユの篩の通過量を測定した。粘度は芝
浦システム■製ビスメトロンVS−^I型+に2+
ローター6Orpmで測定し、篩通過量は50℃の雰囲
気でφ70mmの100メツシユステンレス製篩に約1
0gの試料をのせ、10分後の篩残量を測定し算出した
。
サバスカビチューメン(軟化温度12.5°C、カナダ
産)、水、表1及び表2に示す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、800mZ遠沈
管に入れ、75°Cに加温する。−定温度に達した後、
特殊機化工製、TK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、−定温度に達した後、粘度を測定した。)
ILB 1.5〜14のノニオン界面活性剤を更に添加
する場合は、所定量のこの界面活性剤を添加した後、系
の温度を50℃に加熱し、上記のTKホモミキサーで、
更に撹拌した後、60℃の恒温槽中に入れ、粘度を測定
した。エマルション燃料の一部は50°Cで保温し、状
態を1日後、3日後、7日後と観察し、一部は取り出し
て、100メツシユの篩の通過量を測定した。粘度は芝
浦システム■製ビスメトロンVS−^I型+に2+
ローター6Orpmで測定し、篩通過量は50℃の雰囲
気でφ70mmの100メツシユステンレス製篩に約1
0gの試料をのせ、10分後の篩残量を測定し算出した
。
結果を表1及び表2に示した。
尚、総合評価はエマルションの粘度、篩通過量、エマル
ション放置後の分散状態の肉眼観察を総合して行った。
ション放置後の分散状態の肉眼観察を総合して行った。
◎>Q>Δ〉×の順に良好であり、6以上が一応、効果
が認められる系である。
が認められる系である。
但し、静置後の分散状態は、第1図に示すような表面層
1、中間N2及び沈降層3の三層の状況を観察して、そ
れぞれ表面層、中間層、沈降層に分けて評価した。
1、中間N2及び沈降層3の三層の状況を観察して、そ
れぞれ表面層、中間層、沈降層に分けて評価した。
表面層1においては、表面の油滴の大小、それが大きく
なった油膜の大小を観察した。分散状態は油滴なし〉油
滴少量〉油膜少量〉油膜多量の順に良好である。
なった油膜の大小を観察した。分散状態は油滴なし〉油
滴少量〉油膜少量〉油膜多量の順に良好である。
中間層2においては、乳化状態の良し悪しを観察した。
乳化状態は乳化良好〉若干クリーム状〉クリーム状〉分
離状態〉分離度大きい〉完全分離の順に良好である。
離状態〉分離度大きい〉完全分離の順に良好である。
沈降層3においては、沈降物なし〉ソフト沈降物〉ハー
ド沈降物の順に良好である。ソフト沈降物はやわらかく
再分散が容易な沈降物であり、ハード沈降物は固く、再
分散が困難な沈降物である。
ド沈降物の順に良好である。ソフト沈降物はやわらかく
再分散が容易な沈降物であり、ハード沈降物は固く、再
分散が困難な沈降物である。
表1中のホルマリン縮合物のホルマリン縮合度は次の通
り。
り。
・ナフタリンスルホン酸ホルマリン縮合物Na塩(縮合
度4.1) ・クレゾールスルホン酸ホルマリン縮合物Na塩(縮合
度2.5) ・ブチルナフタリンスルホン酸ホルマリン縮合物(縮合
度3.6)
度4.1) ・クレゾールスルホン酸ホルマリン縮合物Na塩(縮合
度2.5) ・ブチルナフタリンスルホン酸ホルマリン縮合物(縮合
度3.6)
第1図は静置後の分散状態の評価に用いた遠沈管の略示
図である。 に表面層 2:中間層 3:沈降層 出願人代理人 古 谷 馨 第1図
図である。 に表面層 2:中間層 3:沈降層 出願人代理人 古 谷 馨 第1図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 超重質油100重量部、水30〜80重量部、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0.01〜4重量部、及び下記の( I )
〜(VII)で示される群から選ばれるHLB(親水性・
親油性バランス)14〜19のノニオン界面活性剤とを
アニオン界面活性剤/ノニオン界面活性剤(重量比)2
/98〜75/25で使用して乳化してなる超重質油エ
マルション燃料。 <アニオン界面活性剤> (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。 (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)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。 (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。 <HLB14〜19のノニオン界面活性剤> ( 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。 ただし、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。 (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。 (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。 (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。 (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8〜1
8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。 (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。 (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100
0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。 2 請求項1記載の超重質油エマルション燃料100重
量部に、更に請求項1記載のノニオン界面活性剤( I
)〜(VII)と同じ化学構造でHLB1.5〜14の第
2のノニオン界面活性剤0.01〜0.5重量部を添加
してなる超重質油エマルション燃料。 3 ノニオン界面活性剤のHLBが15〜17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/ノニオン界面活性剤の重量比
が10/90〜40/60である請求項1記載の超重質
油エマルション燃料。 5 第2のノニオン界面活性剤のHLBが4.3〜14
である請求項2記載の超重質油エマルション燃料。 6 第2のノニオン界面活性剤の添加量がエマルション
燃料に対し、0.1〜0.35重量%である請求項5記
載の超重質油エマルション燃料。 7 ノニオン界面活性剤が請求項1記載の(VII)又は
/及び請求項2記載の相当品である請求項1又は2記載
の超重質油エマルション燃料。 8 アニオン界面活性剤が請求項1記載の(i)又は/
及び(ii)である請求項1記載の超重質油エマルショ
ン燃料。 9 アニオン界面活性剤が請求項1記載の(i)又は/
及び(ii)であり、ノニオン界面活性剤が請求項1記
載の(VII)又は/及び請求項2記載のノニオン界面活
性剤の相当品である請求項1又は2記載の超重質油エマ
ルション燃料。 10 アニオン界面活性剤及びノニオン界面活性剤がそ
れぞれ2種以上の混合物である請求項1記載の超重質油
エマルション燃料。 11 アニオン界面活性剤が請求項1記載の(i)又は
/及び(ii)であり、ノニオン界面活性剤が請求項1
記載の( I )又は/及び請求項2記載のノニオン界面
活性剤の相当品である請求項1又は2記載の超重質油エ
マルション燃料。 12 アニオン界面活性剤が請求項1記載の(i)又は
/及び(ii)であり、ノニオン界面活性剤が請求項1
記載の(III)又は/及び請求項2記載のノニオン界面
活性剤の相当品である請求項1又は2記載の超重質油エ
マルション燃料。 13 水の添加量が超重質油100重量部に対して33
〜50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。 14 第2のノニオン界面活性剤のHLBが12〜14
である請求項2記載の超重質油エマルション燃料。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63143392A JPH01313594A (ja) | 1988-06-10 | 1988-06-10 | 超重質油エマルション燃料 |
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