JPH03120237A - 飽和脂肪族モノカルボン酸の油溶性鉄―及びマグネシウム塩の混合物の製法及び該混合物の用途 - Google Patents

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】 〔発明の目的〕 本発明は６乃至８個の炭素原子を有する飽和脂肪族モノ
カルボン酸の油溶性鉄−及びマグネシウム塩からなる混
合物の製法及びこれら混合物を液体燃料用燃焼助剤とし
て使用する方法に関する。

不足及び値上が゛りにより生ずる節約される石油の使用
が、就中この原料のできるだけ最適な利用を保証する方
法を開発する原因となっている。著しい割合の石油が重
及び軽暖房用石油に変えられ、エネルギー発生、特に発
熱及び発電に使用される。この場合達成可能な効率は、
燃料の燃焼の完全性に左右される。それゆえ完全な燃焼
、すなわちすす形成の回避を生ぜしめる種々な手段をと
っている。

達成されるべきこの目的の手段は、暖房用石油の燃焼を
促進する、一定の物質を暖房用石油に添加することにあ
る。すす形成を抑圧する添加剤として久しい間種々な金
属のスルホン酸塩及びナフテン酸が公知である（例えば
Ｊ、　Ｖａｅｒｍａｎ、　Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ　　ｔｈ
ｅ　　Ｉｎ５ｔｉｔｕｔｅ　　ｏｆ　　Ｐｅｔｒ。

ＩｅｕｌＩ、　　第５０巻、第４８７号（１９６４）　
、第１５５〜１６８頁参照）。

懸濁した無機金属塩及び金属酸化物は燃焼促進的に著し
く作用する（Ｐ、Ｊ、＾ｇｉｕｓ　ａｔ　ａｌ、　１８
ｔｈ　　Ｗｏｒｌｄ　　　Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　　Ｃｏ
ｇｒｅｓｓ　　　Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ５．２７−３
３　　（１９７１）参照）が、しかし金属キレート及び
アセチルアセトネート及びフェロセンに類領して、懸濁
液から容易に析出する欠点を有する。

さらにフランス特許第１３８１１５０号明細書から、液
体燃料の燃焼を改善する、添加剤としての１０乃至３０
個の炭素原子を有する脂肪族カルボン酸の鉄−及びマン
ガン塩が公知である。

最後にドイツ特許第３０４４９０７号明細書中に燃焼助
剤としての６乃至８個の炭素原子を有する脂肪族カルボ
ン酸の鉄−及び／又はマンガン塩の使用が記載されてい
る。これらの化合物は良好な油溶性及び非毒性、さらに
容易な入手性なる長所を有する。

前記の添加剤の使用により液体燃焼を燃焼させる際なる
ほどすす形成が完全に又は少な（ともほとんど完全に抑
圧される。しかしこれら添加剤は、硫黄問題の解決に寄
与しない。すなわち重又は軽暖雇用石油はその出所に応
じて多かれ少なかれ大なる含有率の結合硫黄を含有する
。

炎中てこの硫黄は部分的に８０３に燃焼し、その際、就
中同様に暖房用石油中に含まれるバナジウム化合物が触
媒として作用する。水の存在下でＳｏｗが腐食性硫黄を
生成する。それゆえ燃焼装置において損傷を避けるため
に廃ガスは、酸の縮合を阻止するために加熱されねばな
らない。

腐食のための一層大なる損傷を構造的手段により排除す
ることができるのにもかかわらず、多様の消費者のため
にその異なる燃焼装置を用いて実際士別の方法を着手す
る。すてわち暖房用石油中に溶解する化合物の形でのマ
グネシウムの添加により硫黄の生成を避けることができ
ることが判明している。油中に溶解したマグネシウム化
合物の燃焼の際生成した酸化マグネシウムは、硫黄の８
０３への酸化を触媒する物質のみを失活させない、これ
は又硫酸と反応して硫酸マグネシウムを与え、これは、
戸外に達する場合、保護塵埃として燃焼装置の装置部分
上に沈降し、その上環境を汚染しない。

それゆえ油溶性鉄−及びマグネシウム化合物の添加によ
り暖房用石油の燃焼の際すす発生及び５Ｏａ−生成を著
しく低減する。このことから暖房用石油の使用の経済性
が高められる。何となれば油の炭素含有率が一層良好に
利用され、燃焼ガスの温度を低下することができそして
遊離した硫酸は燃焼装置中でも環境においても害を与え
ないからである。

暖房用石油用添加剤として使用される脂肪族カルボン酸
の鉄−又はマグネシウム塩は別々に製造される。通常水
溶性鉄塩、例えば硝酸塩から出発させ、これはアルカリ
水酸化物の存在下で脂肪族カルボン酸と反応させる。マ
グネシウム塩は、１２０℃以上の温度における酸化マグ
ネ。

シウム又は炭酸マグネシウムとカルボン酸との反応によ
り得られる。高温にもかｊｌねらず反応時間は少なくと
も２時間である。その様に高い温度の適用は反応器にお
いて粘結を招き、これは酸化マグネシウム及びカルボン
酸の均一な反応を阻害し、それゆえ不純な生成物に導き
、反応器の排出を困難にする。

それ故課題は、脂肪族カルボン酸の油溶性鉄−及びマグ
ネシウム塩からなる混合物を簡単な方法で粘結を生ずる
ことなしに及び短い反応時間内に得ることができる方法
を開発することである。

〔発明の構成」 本発明は、飽和脂肪族モノカルボン酸の油溶性鉄−及び
マグネシラ塩の混合物を製造するに当たり、有機溶剤中
６乃至８個の炭素原子を有する飽和脂肪族モノカルボン
酸の鉄塩の溶液中で酸化マグネシウムを当量又は過剰の
、６乃至８個の炭素原子を有する飽和脂肪族モノカルボ
ン酸と５０乃至１００℃の温度において反応させること
を特徴とする方法にある。

〔発明の効果〕

驚くべきことに、新規な方法により酸化マグネシウムと
脂肪族カルボン酸との反応に関する反応時間を単独で酸
化マグネシウム及び脂肪族カルボン酸と反応させる方法
に比較して著しく縮少させる。反応中でも反応器の排出
の際でも粘結による問題が生じない。酸化マグネシウム
は完全に反応するので、カルボキシレートは使用したマ
グネシウム化合物により汚染されない。

反応媒体として適当な有機溶剤中６乃至８個の炭素原子
を有する飽和脂肪族モノカルボン酸の鉄塩の溶液を使用
する。塩の基礎となる酸は直鎖状であるか又は技分かれ
、特にα−技分かれしていることができる。この様な酸
の例は、２−エチル酪酸、２，３−ジメチル酪酸、２−
メチルペンタン酸、２−エチルペンクン酸、２−エチル
ヘキサン酸及びイソオクタン酸である。殊に２−エチル
ヘキサン酸である。鉄は塩において鉄（ＩＩＩ）−イオ
ンとして存在する。

有機溶剤としては、カルボキシレート、要するにＣ４−
乃至Ｃ，−モノカルボン酸の鉄塩並びにマグネシウム塩
及びその上遊離のＣ１−乃至Ｃ「モノカルボン酸が溶解
する有機物質又は有機物質混合物が考慮される。脂肪族
又は芳香族炭化水素又は炭化水素混合物、例えばケロシ
ン、トルエン及びキシレン、特に約１５０乃至約３００
″Ｃの沸とう範囲を有゛する鉱油留分が特に有効である
。　反応媒体の製造は、有機溶剤中に鉄カルボキシレー
トを簡単に溶解して行われる。鉄塩、例えば硝酸塩の水
性溶液から出発させ、これに当量又は過少又は過剰な、
モノカルボン酸のアルカリ塩を、同様に水性溶液におい
て、添加することができる。引き続いて水性相を有機溶
剤で抽出する。アルカリカルボキシレートの代わりに鉄
量と当量のモノカルボン酸及びアルカリ水酸化物又は−
炭酸塩を使用することが可能である。この場合も過少又
は過剰の酸及びアルカリ化合物をさまたげない。

反応媒体としての鉄カルボキシレート溶液中に反応さる
べき酸化をマグネシウム量と当量又は過剰量のＣ６−乃
至Ｃ８−モノカルボン酸を溶解する。この酸は直鎖状で
あるか又は技分かれ、特にα−技分かれしていることが
できる。この様な酸の例は、２−エチル酪酸、２，３−
ジメチル酪酸、２−メチルペンタン酸、２−エチルペン
タン酸、２−エチルへキサン酸、殊に２−エチルヘキサ
ン酸である。

通常酸残基が鉄塩の陰イオンを形成する酸を選択する。

酸過剰は、当量の酸量の多くて３０％、合目的には約１
０乃至３０％であるべきである。

前記の溶液中に酸化マンガンを懸濁させる。

酸化マンガンとして市販のタイプを使用することができ
る。わずかに焼成した酸化マグネシウム、要するに、例
えば炭酸塩からＣＯ□−脱離により丁度分解点以上で生
ずるものが殊に適する。

酸化マグネシウムは、反応混合物を５０乃至１００°Ｃ
１特に６０乃至８０°Ｃの温度に加熱して溶解される。

それより高い温度は、粘結が生ずる危険のために、避け
るべきであり、それより低い温度は反応時間の延長を来
たす。

当然酸化マグネシウム及びモノカルボン酸の反応の別の
態様が可能である。例えば酸化マグネシウムを反応媒体
中に懸濁させ、酸を部分的に反応混合物に添加すること
ができる。

本発明による方法の別の実施態様により、鉄塩の水性溶
液に当量（又は小過少又は過剰の）アルカリカルボキシ
レート及び酸化マグネシウムの反応に必要な量のモノカ
ルボン酸を加える。

次に混合物を有機溶剤で抽出する。水性相を分離し、有
機相に酸化マグネシウムを加え、酸化マグネシウムが溶
解するまで加熱する。当然、アルカリカルボキシレート
をカルボン酸及び当量のアルカリ水酸化物又はアルカリ
炭酸塩に替えることができる。

反応媒体として使用される有機溶液中の鉄塩の濃度は臨
界的でない。酸量は、溶剤中の鉄−及びマグネシウム化
合物の溶解度及び溶液の別の使用に著しく左右される。

溶剤中の両塩の濃度も広い範囲にわたって変えることが
できる。再び溶液の予定された使用及びその取扱い性が
重大である。何となれば塩含有率が増大するにつれてそ
の流動性が低下するからである０通常溶剤としての鉱油
留分中の溶液は塩５乃至８重量％を含有し、その際、鉄
塩がまさっている混合物は一層大なる含有率のマグネシ
ウム塩を有する混合物より高い濃度の溶液を与えること
が、大ざっばな原則と認めることができる。

油溶性鉄−及びマグネシウムカルボキシレートからなる
本発明による混合物は、液体燃料用燃焼助剤として有効
である。液体燃料とは、本発明の意味で発熱、例えば石
油の中間留出物、例えば暖房用石油ＢＬ又は暖房用型石
油の意味である。基部合物は、液体燃料に、燃料中の鉄
濃度が５乃至１１００ｐｐであり、塩として存在するマ
グネシウム量が、燃料中に含有する硫黄３０重量％まで
Ｉ’１ｇ５Ｏ，として結合するために、十分である様な
置及び組成で添加される。好ましくは鉄濃度は燃料中で
５乃至２５ｐｐ−であるべきであり、マグネシウム量は
、二酸化硫黄に変換される硫黄を結合するこめに十分で
あるべきである。

基部合物は、燃料にそれ自体単独で又は別の添加剤とと
もに固体又は溶解した形で添加することができる。

基部合物を製造の際含有する溶液において使用すること
が有効である。

次の例において本発明による方法を詳細に記載するが、
本発明はこの実施態様に限定されてはならない。

例 水２００　ａｄ中硝酸鉄６４．７　ｇの溶液を８０℃に
おいて１０分以内に苛性ソーダ液５９．２ｇ　（０，４
８モルに相当する３２．４重量％）及び２−エチルヘキ
サン酸１５２．８　ｇ　（１，０６モル）からなる混合
物を滴下する。８０℃において２０分間反応させ、２７
０℃以上で沸とうする鉱油留分約１５０１１１を添加す
る。４０℃に冷却後水性及び有機相を分離する。８０℃
に加熱した有機溶液に酸化マグネシウム８．２　ｇ　（
０，２モル）を加え、これは１時間以内に完全に溶解す
る０両カルボキシレートの溶液はなお水によりわずかに
混濁し、遠心分離により油相から除去することができる
。溶液は鉄３重量％、マグネシウム１．６重量％を含有
し、その粘度は２０℃において約５３■Ｐａ　　ｓ、で
ある。

本発明は、請求項１及び２記載の方法であるが、請求項
１記載の方法の実施の態様として次の事項を包含する。

１、α−枝分れ脂肪族モノカルボン酸の鉄塩が誘導され
る、請求項１記載の方法。

２、α−枝分れ脂肪族モノカルボン酸が２−エチルへキ
サン酸である、上記事項ｌ記載の方法。

３、有機溶剤として脂肪族又は芳香族炭化水素又は炭化
水素混合物、特に約１５０乃至約３００℃の沸とう範囲
を有する鉱油留分を特徴する請求項ｌ、上記事項！及び
２のいずれか一つに記載の方法。

４、酸化マグネシウムをα−枝分れ脂肪族モノカルボン
酸と反応させる、請求項１及び上記事項ｌ乃至３のいず
れか一つに記載の方法。

５、α−枝分れ脂肪族モノカルボン酸が２−エチルへキ
サン酸である、上記事項４記載の方法。

６、酸化マグネシウムがわずかに焼成されている、請求
項１及び上記事項１乃至５のいずれか一つに記載の方法
。

７、酸化マグネシウムを脂肪族モノカルボン酸と５０乃
至１００℃において反応させる、請求項１及び上記事項
１乃至６のいずれか一つに記載の方法。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、飽和脂肪族モノカルボン酸の油溶性鉄−及びマグネ
   シウム塩の混合物を製造するに当たり、有機溶剤中６乃
   至８個の炭素原子を有する飽和脂肪族モノカルボン酸の
   鉄塩の溶液中で酸化マグネシウムを当量又は過剰の、６
   乃至８個の炭素原子を有する飽和脂肪族モノカルボン酸
   と５０乃至１００℃の温度において反応させることを特
   徴とする方法。 ２、液体燃料用燃焼助剤として、請求項１記載の飽和脂
   肪族モノカルボン酸の油溶性鉄−及びマグネシウム塩の
   混合物を使用する方法。