JPH039959B2

JPH039959B2 -

Info

Publication number: JPH039959B2
Application number: JP59273795A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Yotsumoto; Keizo Chikatsune
Original assignee: Taiho Kogyo Co Ltd
Current assignee: Taiho Kogyo Co Ltd
Priority date: 1984-12-27
Filing date: 1984-12-27
Publication date: 1991-02-12
Also published as: JPS61152794A

Description

【発明の詳細な説明】

〈産業上の利用分野〉この発明は、金属化合物を高濃度に含有し、し
かも原油、重油、石油コークス、石油ピツチ、灯
軽油、ガソリン等の燃料油との混合性が良好な燃
料添加剤に関するものである。〈従来の技術〉従来、燃料油添加剤は使用目的に応じて硫黄酸
化物、窒素酸化物等の有害成分の発生抑制、スラ
ツジ分散剤、エマルジヨン破壊剤、腐蝕防止剤、
燃料灰類の堆積防止剤、燃焼促進剤、煤煙防止
剤、着火促進剤、セタン価向上剤、凝固点降下剤
等として知られているが、この等の形態は無機金
属、金属酸化物、金属水酸化物、炭酸塩等の無機
物の微粉末を界面活性剤を主成分とする分散剤と
共に溶剤や水に混合してスラリー状としたもので
ある。上記金属としては例えばCa，Mg化合物は、排
ガス中の硫黄酸化物の中和剤、ボイラ高温部、低
温部伝熱板の腐蝕抑制剤、Ba化合物は煤煙防止
剤、Mn，Cu化合物は燃焼促進剤、Zn，Al化合
物は燃焼灰類の堆積防止、剥離性向上剤としての
効果を有していることが知られている。〈発明が解決しようとする問題点〉しかし、これ等の燃料油添加剤は成分中の無機
物が保存中に沈殿、分離したり、燃料油に添加し
た時、配管部分やバーナ部分で沈殿して閉塞させ
たり、バーナノズル部分を摩耗することがある。更に分散性が悪く、しかも粒径が大きいため、
燃焼火炎中、排ガス中、その他に存在する有害物
質との接触効果が不充分で、添加剤としての十分
な効果が期待できない。一方従来から油溶性の金属化合物を石油系溶剤
等の溶解した燃料油添加剤も知られている。これ
等の燃料油添加剤は燃料油と均一に混合溶解し、
それ故安定性も良好であり、燃焼火炎中、排ガス
中その他に存在する有害成分との接触効率も良好
であるが、油溶性金属化合物中の有効成分である
金属成分の含有量が少なく、高価格であるという
欠点がある。〈問題点を解決するための手段〉以上の問題点を解決するため、この発明では
Mg，Ca，Al，Ba，Mn，Cu，Znで表わされる
２〜４価金属の酸化物又は水酸化物の１種又は２
種以上からなり、その粒径が200〜400Åの微細粒
子に、ナフテン酸、トール油脂肪酸、石油スルフ
オン酸、オレイン酸の１種又は２種以上で吸着処
理した組成物を有効成分とする燃料添加剤を提案
するものである。この発明は、その粒径が200〜400Åの微細粒子
に、ナフテン酸等を吸着処理したものを燃料添加
剤の有効成分として使用する点に特徴があり、そ
の製法は以下のようである。上記２〜４価の金属水溶性塩、例えば塩化物、
硝酸塩、硫酸塩、酢酸塩等の水溶液にNaOH、
KOH、NH₄OH、Ca（OH）₂等のアルカリ剤を加
え、液のPHを９〜11に上昇させた後、ナフテン
酸、トール油脂肪酸、石油スルフオン酸、オレイ
ン酸の１種又は２種以上を添加して生成した油溶
性の凝集物をロ過し、更に脱塩の目的で水洗し、
脱水乾燥して目的とする微細粒子からなる粉体組
成物を得る。この粉体組成物を製法についてマグネシウムを
例に取り、更に詳しく説明すると、一般にマグネ
シウム化合物の水溶液にアルカリ剤を添加してPH
を上げると水酸化マグネシウムが生成する。生成
したMg（OH）₂はその粒子が集合して粗大粒子と
なつて存在している。上記反応及び反応生成物の状態はMgだけでな
く、Ca，Al，Ba，Mn，Cu，Znも同様である。この発明で生成したMg（OH）₂の微粒子が集合
粗大化する前に粒子表面に、ナフテン酸、石油ス
ルフオン酸、トール油脂肪酸、オレイン酸等で表
面コーテイングして粒子の粗大化を防止するとと
もに粒子を親油性（油溶性）に変化させる。即ち、水中に懸濁したMg（OH）₂の微粒子はプ
ラスに帯電しており、これにナフテン酸、石油ス
ルフオン酸、トール油脂肪酸、オレイン酸等の水
に不溶性のマイナス電荷を有する有機物を添加す
ると、プラスとマイナスの電荷による吸着反応に
より前記のような油溶性の凝集物が生成する。これらの事は、Ca（OH）₂，Al（OH）₃，Ba
（OH）₂，Mn（OH）₂，Mn（OH）₄，Cu（OH）₂，Zn
（OH）₂，Zn（OH）₄，MnO，CuO，ZnO，BaO，
CaO，Al₂O₃などでも同様である。具体的には、前記のようにマグネシウム化合物
の水溶液にアルカリ剤を加えてPHを９〜11に上昇
させ、Mg（OH）₂の微粒子を生成させた後、液温
を80〜85℃に上昇させ、上記ナフテン酸等の有機
物を添加して充分加熱、撹拌してMg（OH）₂微粒
子表面に吸着させ、この結果微粒子表面が親油性
（水不溶性）となり、凝集する。なお、ナフテン酸、トール油脂肪酸、石油スル
フオン酸、オレイン酸などはそのまま添加して
Mg（OH）₂微粒子表面に吸着させても良いが、特
に上記有機物をケロシン、ノルアルパラフイン、
イソパラフイン、流動パラフイン、動植物油等に
溶解させたものを用いると、以後の各種油に対す
る分散性が非常によく、均一なコロイド溶液にな
り、その安定性も良好となる。上記有機物と溶剤
の溶解割合は１：0.5〜１：３の範囲が適してい
る。以上のようにして生成した油溶性の凝集物はロ
過し、脱塩の目的で水洗し、更に脱水乾燥するこ
とにより油溶性のマグネシウム含有の粉体を得
る。なお、この油溶性のマグネシウム含有粉体を有
機溶剤に分散させる場合、上記乾燥条件によりマ
グネシウム含有粉体の分散性が異なる。乾燥条件は、例えば含水粉体（水分30％前後含
有）をφ10mm又は５〜10mm×30mm程度にペレツト
化し、金鋼上に広げ、１〜5m／secの風速で熱風
乾燥させる。この場合、95〜100℃で30分〜１時
間前後の条件で脱水乾燥させるのが良く、100℃
以上の高温になると吸着しているナフテン酸等の
有機物が分解し、95℃以下であると脱水が不充分
となる。また、１時間以上の長時間に亙る乾燥も
上記有機物の劣化分解を引き起こすため良くな
い。〈発明の効果〉上記粉体組成物は、200〜400Å粒径の粒子表面
がナフテン酸、トール油脂肪酸、石油スルフオン
酸、オレイン酸の一種又は２種以上で吸着被覆さ
れているため、ケロシン、スピンドル油、流動パ
ラフイン、軽油、重油等の石油系溶剤、ヒマシ
油、オリーブ油等の植物油、オレイン酸、リノー
ル酸等の高級脂肪酸、オレイン酸エチルのような
高級脂肪酸エステル、スクワレン、スクワラン等
の動物油、メチルナフタン、アルキルベンゼン等
の芳香族系溶剤に混合したとしても溶解したのと
同じ状態で分散してコロイド状溶液となる。したがつて、上記組成物をそのまま、或いは適
当な溶剤に分散させた溶液を燃料油に添加して
も、組成物は均一に分散して析出しない。したが
つて燃料油の配管やバーナを閉塞したり、摩耗さ
せることがない。また、組成物は200〜400Åの粒径の微細粒子か
ら構成されるため、表面積が大きく、物理的、化
学的活性が大である。したがつて有害成分との接
触効果が良く、大気汚染源であるSOX、NOX、
煤煙の発生を抑制するばかりでなく、SO₂、SO₃
の発生によるボイラの腐蝕を抑制できる。更に、上記組成物は金属酸化物又は金属水酸化
物を高濃度に含有している。例えばマグネシウム
について見ると、石油スルフオン酸マグネシウ
ム、ナフテン酸マグネシウム、オレイン酸マグネ
シウム、オクチル酸マグネシウム等の一般の有機
マグネシウム化合物に比べてマグネシウムの含有
率が高く、MgOとして50％存在する。したがつ
て少量の添加で充分な効果を期待できる。〈実施例〉以下、この発明の実施例を示す。製造例１Ａ液…15％MgCl₂水溶液 620部Ｂ液…20％NaOH水溶液 375部Ｃ液…ナフテン酸 10部、イソパラフイン 13
部の混合溶解液Ａ液にＢ液を添加しPHを9.5〜10に上昇させる
Mg（OH）₂の微粒子が生成した後、液温を80℃に
上昇させ、Ｃ液を加える。80〜85℃で充分加熱撹
拌を行うとマグネシウム含有の油溶性粉体が凝集
し液が透明になつてくる。次いでロ過水洗を行い含有されている無機塩の
除去を行う。ロ過水洗後の粉体は水分50％含まれ
ているが、これをφ10mmの球状ペレツトにして
200メツシユの金鋼上に広げ風速約3m／sec95℃
で40分間熱風乾燥を行い含水率を2.1％に下げる。
乾燥後の粉体をＡ重油とアルキルベンゼンの同重
量混合物に混合させデイスパーで撹拌を行い、40
％（wt％）分散液を得る。製造例２Ａ液…15％BaCl₂水溶液 300部Ｂ液…20％KOH水溶液 150部Ｃ液…トール油脂肪酸４部、ケロシン８部
の混合溶解液Ａ液にＢ液を添加しPHを9.5〜10に上昇させる
Ba（OH）₂の微粒子が生成した後、液温を80℃に
上昇させＣ液を加える。80〜85℃で充分加熱撹拌
を行なうとバリウム含有の油溶性粉体が凝集し液
が透明になつてくる。次いでロ過水洗を行ない、粉体中に含有されて
いる無機塩の除去を行う。ロ過水洗後の粉体は水
分50％含有されているが、これを５mm×10mm×30
mmの直方体ペレツトにして300メツシユの金鋼上
に広げ風速5m／sec95℃で30分間熱風乾燥を行
い、含水率３％の粉体を得る。乾燥後の粉体をデ
イスパーで灯油に分散させ50％（wt％）分散液
を得る。製造例３Ａ液…15％CaCl₂水溶液 350部Ｂ液…NH₄OH水溶液 200部Ｃ液…石油スルフオン酸８部、ケロシン８
部の混合溶解液Ａ液にＢ液を添加しPHを9.5〜10に上昇させる
Ca（OH）₂の微粒子が生成した後、液温を80℃に
上昇させ、Ｃ液を加える。80〜85℃で充分加熱撹
拌を行うとカルシウム含有の油溶性粉体が凝集し
液が透明になつてくる。次いでロ過水洗を行ない、含有されている無機
塩の除去を行う。ロ過水洗後の粉体は水分60％含
まれているが、これをφ10mmの球状ペレツトにし
て200メツシユの金鋼上に広げ風速1m／sec90℃
で１時間熱風乾燥を行い、含水率２％の粉体を得
る。乾燥後の粉体をアルキルベンゼンに混合させデ
イスパーで撹拌を行ない40％分散液を得る。比較例１ナフテン酸Ca（Ca3％含有） 20％石油スルフオン酸（Ca5％含有） 20％メチルナフタレン 20％灯油 40％比較例２ナフテン酸Cu（Cu5％含有） 20％ハイベース石油スルフオン酸Mg（Mg7％含有）
20％灯油 60％使用例１前記した製造例１〜３、比較例１、２の各液を
プランジヤーポンプによつて燃料の1000分の１の
割合でボイラの燃料配管に強制的に混入し、燃料
とともにボイラの火炎中に噴射させ、ボイラのエ
アヒータ出口で発生さるチツ素酸化物、SO₂煤塵
の量を測定しエコノマイザー出口で、SO₃を測
定、又エアヒーターにテストピース（JIS Ｇ
3101、材質SS−41）をつりさげ、腐蝕量を測定
してそれぞれ無添加と比較したその結果を次表に
示す。なお、使用したボイラは三菱CE自然循環型で
最大連続蒸気量が350T／Ｈ、最大使用圧力が125
Kg／cm²最大使用温度が540℃燃料使用量が21.3
Kl／Ｈである。

【表】使用例２高温腐蝕防止製造例１、比較例１の燃料添加剤をＣ重油に対
して１／2000添加して、定修から次の定修までの
8000Hrs運転し、600℃の高温ガスにさらしたテ
ストピースの腐蝕量をブランク（無添加）と比較
した。対象ボイラ及び燃料の性状は次の通りである。１対象ボイラ (1) 形式：川重強制貫流ベンソン (2) 最大蒸発量：320T／Ｈ (3) 最高使用圧力：123Kg／cm² (4) 最高使用温度：540℃ ２燃料（Ｃ重油） (1) 粘度（50℃，cst）：1000 (2) 比重（15／４℃）：1.126 (3) 残炭（％）：16 (4) 灰分（％）：0.03 (5) Ｓ分（％）：3.5 (6) Ｖ（ppm）：100 (7) Na（ppm）：50 なお、テストピースはJIS Ｇ 3452に規定する
STBA24を用いた。テストピースは、バラツキ防止のため、それぞ
れ３枚宛１次SH出口チユーブに、ステンレスの
針金で固定した。

【表】使用例３また、同上試験において最高温部（ガス温度
1100℃、蒸発温度540℃）に付着したスケールを、
そのままの形態で採取し、硬度計で破壊強度を求
めた。

【表】但し、表中、単位はKg／cm²である。
なお、破壊強度50Kg／cm²以上になるとハンマリ
ングでも剥離除去は困難であり、一方10Kg／cm²で
は人手にて簡単に剥離除去ができた。この結果より明白なように、付着スケールは燃
料添加剤使用により軟質化（改質）されているこ
とが判る。

Claims

【特許請求の範囲】

１ Mg，Ca，Al，Ba，Mn，Cu，Znで表わさ
れる２〜４価金属の酸化物又は水酸化物の１種又
は２種以上からなり、その粒径が200〜400Åの微
細粒子に、ナフテン酸、トール油脂肪酸、石油ス
ルフオン酸、オレイン酸の１種又は２種以上で吸
着処理した組成物を有効成分とすることを特徴と
する燃料添加剤。