JPH06322382A

JPH06322382A - 重質油エマルジョン燃料組成物

Info

Publication number: JPH06322382A
Application number: JP5209232A
Authority: JP
Inventors: Masanori Iizuka; 正則飯塚; Takao Taniguchi; 高雄谷口; Kazuo Isobe; 和雄磯部; Sayuri Tamaoki; さゆり玉置; Chuichi Yamashita; 忠一山下; Shinichi Satake; 信一佐竹
Original assignee: Kao Corp; Nippon Oil Corp
Current assignee: Kao Corp; Eneos Corp
Priority date: 1993-03-17
Filing date: 1993-08-24
Publication date: 1994-11-22
Also published as: US5437693A; GB9404423D0; GB2276175A; CA2118835A1; GB2276175B

Abstract

(57)【要約】【構成】 (a)重質油40〜85重量％、 (b)水10〜40重量
％、 (c)界面活性剤 0.1〜５重量％、および (d)分子内
に２個以上の水酸基を有する水溶性化合物及び／又は炭
素数６以上の１価アルコール少なくとも 0.1重量％を含
有してなる重質油エマルジョン燃料組成物。【効果】従来エネルギー源として有効に利用されてい
なかったビチューメンやアスファルト等の重質油を、重
油代替燃料として使用可能ならしめ、しかも、その貯蔵
安定性の改良により、さらに汎用性を高めた画期的なエ
マルジョン燃料である。さらに、燃焼時の水蒸気爆裂の
強化により、燃焼効率が高く燃焼後の煤塵や窒素酸化物
の低減がはかれる、極めて有用な重油代替燃料である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は重質油エマルジョン燃料
組成物に関する。更に詳しくは、 (a)重質油、 (b)水、
(c)界面活性剤、及び (d)分子内に２個以上の水酸基を
有する水溶性化合物及び／又は炭素数６以上の１価アル
コールからなる重質油の水エマルジョン燃料組成物であ
って、貯蔵安定性に優れ且つクリーンな燃料を提供する
重質油エマルジョン燃料組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
エネルギー源として最も多量に使用されてきた石油が、
その埋蔵量の限界やそれに伴う価格の高騰が起こってお
り、石油代替エネルギーの開発が要請されている。この
ような背景から、新たな化石資源として、オイルサンド
やビチューメン、更に石油の蒸留残渣やアスファルト等
の重質油の燃料化が検討されている。

【０００３】しかしながら、これらの重質油は通常減圧
蒸留残分である 420〜450 ℃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、または数万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 ℃
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、燃焼ボイラーの配管などの閉塞トラブルを
起こしやすく、極めて使用しにくい燃料である。

【０００４】この欠点を解決すべく、公開特許公報昭53
−104434、公開特許公報昭61−247757、公表特許公報昭
61−501754が知られているが、これらのエマルジョン燃
料では、貯蔵安定性に問題があり、満足すべきエマルジ
ョン燃料とは言えない。

【０００５】また、これらの重質油は、燃料として一般
に用いられている軽油、灯油、重油などに比べ残留炭素
分や窒素の含有量が多く、燃料として用いた場合、排気
ガス中の煤塵や窒素酸化物が増加するという大きな欠点
を有している。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は鋭意研究の
結果、 (a)重質油、 (b)水、 (c)界面活性剤、 (d)分子
内に２個以上の水酸基を有する水溶性化合物及び／又は
炭素数６以上の１価アルコールからなる水中油滴型のエ
マルジョン組成物が水に比較的近い粘度を示し、常温〜
90℃の温度で十分な霧化が可能であり、ハンドリング性
に優れる燃料であり、更に分子内に２個以上の水酸基を
有する水溶性化合物及び／又は炭素数６以上の１価アル
コールの配合効果により、極めて高濃度であるにもかか
わらず流動性に優れ、かつ、長期間貯蔵してもエマルジ
ョンの分離や分解の起きない極めて安定性に優れた燃料
であることを見出した。また、分子内に２個以上の水酸
基を有する水溶性化合物及び／又は炭素数６以上の１価
アルコールの配合効果により、排気ガス中の煤塵や窒素
酸化物が大きく低減でき、クリーンな燃料であることを
見出した。

【０００７】即ち本発明は、 (a)重質油、 (b)水、 (c)
界面活性剤および (d)分子内に２個以上の水酸基を有す
る水溶性化合物及び／又は炭素数６以上の１価アルコー
ルを含有してなる重質油エマルジョン燃料組成物に関す
る。更に詳しくは、 (a)重質油40〜85重量％、 (b)水10
〜40重量％、 (c)界面活性剤 0.1〜５重量％、及び (d)
分子内に２個以上の水酸基を有する水溶性化合物及び／
又は炭素数６以上の１価アルコール少なくとも 0.1重量
％を含有してなる重質油エマルジョン燃料組成物に関す
るものである。

【０００８】本発明においては、分子内に２個以上の水
酸基を有する水溶性化合物及び／又は炭素数６以上の１
価アルコールの配合が特に重要であり、エマルジョンに
長期安定性を付与すると共に、クリーン燃料とするため
の最適配合量の存在を発見した。

【０００９】分子内に２個以上の水酸基を有する水溶性
化合物及び／又は炭素数６以上の１価アルコールの配合
量は経済性や長期安定性の面から 0.1〜49.9重量％の範
囲が望ましく、更に望ましくは 0.1〜30重量％である。

【００１０】本発明における長期安定性付与の機構は必
ずしも定かではないが、次の様に推察する。

【００１１】互いに溶け合わない二種類の液体の一方
が、他方に細粒状に分散した状態にあるエマルジョン
は、二液の界面積の増大に伴い界面の自由エネルギーが
増大するために、熱力学的に不安定な非平衡系であり、
分散状態は時間と共に変化し、エマルジョン状態は解消
の方向に向かう。界面の自由エネルギーを低減させ、系
の安定性を向上させる目的で界面活性剤の使用が一般的
であるが、いかに性能の良い界面活性剤を使用しても、
界面自由エネルギーはゼロにはならず、真に安定性の良
いエマルジョンを得ることは困難である。

【００１２】さらにエマルジョン燃料は、輸送時の振動
や環境温度変化にさらされ、水の分離や凍結によるエマ
ルジョンの分解などが生じ、長期安定性の良いエマルジ
ョンを得ることは極めて困難である。

【００１３】そこで本発明者等は、水に着目し、その構
造を制御することにより、エマルジョンからの水の分離
や凍結による分解を抑制できると考えた。即ち、エマル
ジョンに分子内に２個以上の水酸基を有する水溶性化合
物を配合するこにより、該水溶性化合物の水酸基と水分
子との間に水素結合が生じ、水の状態は“自由な水”か
ら“拘束された水”へと変化した構造を形成する。その
結果、エマルジョンからの水の分離が抑制されると共に
凍結抵抗性が向上するものと推察した。

【００１４】また、水と重質油の界面にも着目し、炭素
数６以上の１価アルコールを添加すると、水と重質油両
相に溶解しにくい炭素数６以上の１価アルコールが界面
相に優先的に配向し、水と重質油の界面自由エネルギー
を低減させ、系の安定性を高めるものと推定した。さら
に水と重質油の界面において炭素数６以上の１価アルコ
ールの液晶またはゲルが生成され、エマルジョンの安定
化要因である油滴の分散合一に関するVan der Waals 力
が低減されるものと推定する。

【００１５】本発明における分子内に２個以上の水酸基
を有する水溶性化合物としては、多価アルコールが好ま
しい。例えばグリセリン、ポリグリセリン、エチレング
リコール、ジ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、オリゴ糖、ソルビトー
ル、グルコース等の単糖類及び多糖類である。他に多価
アルコールの部分エステル化物が挙げられる。これらの
中でもグリセリンが特に好ましい。

【００１６】炭素数６以上の１価アルコールとしては、
ヘキシルアルコール、オクチルアルコール、デシルアル
コール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、
セチルアルコール、ステアリルアルコール、セリルアル
コール、ミリシルアルコール等であり、これらの中でも
炭素数12〜24のアルコールが好ましい。これらは１種ま
たは２種以上の混合物として使用する。

【００１７】本発明におけるエマルジョン燃料の重質油
濃度は直接燃焼のため、また流動性や貯蔵安定性の面か
ら40〜85重量％、好ましくは50〜80重量％である。

【００１８】本発明における界面活性剤としては、ノニ
オン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、カチオン性
界面活性剤及び両性界面活性剤のうちから選ばれる１種
又は２種以上を使用するが、好ましくはノニオン性界面
活性剤の使用であり、更に好ましくはノニオン性界面活
性剤とアニオン性界面活性剤との併用である。使用し得
る界面活性剤としては下記のものが挙げられる。

【００１９】＜ノニオン性界面活性剤＞（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。（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ムアルデヒ
ド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である。（iii)炭素数２〜50の一価の脂肪族アルコールのアルキ
レンオキシド付加物。（iv) 炭素数２〜50の一価の脂肪族アミンのアルキレン
オキシド付加物。（ｖ）アルキレンオキシドのブロック又はランダム付加
重合物。（vi）多価アルコールのアルキレンオキシド付加物。（vii)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。 (viii)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。（ix) トリグリセライド型油脂と、多価アルコール及び
／又は水との混合物に、アルキレンオキシドを付加反応
させた生成物。好ましくはトリグリセライド油脂１モル
に対して、多価アルコール及び／又は水 0.1〜５モルで
ある。

【００２０】尚、上記(vi)、(vii) の多価アルコールと
しては、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、ショ糖、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等が例
示される。

【００２１】＜アニオン性界面活性剤＞（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ムアルデヒド縮合物。好
ましくは、ホルムアルデヒドの平均縮合度は 1.2〜100
である。

【００２２】(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
酸とのホルムアルデヒド縮合物及びその塩。好ましく
は、ホルムアルデヒドの平均縮合度は 1.2〜50である。

【００２３】(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。好ましくは、分子量は 500〜50万であ
る。

【００２４】(IV) ジシクロペンタジエンスルホン酸重
合物又はその塩。好ましくは、重合物の分子量は 500〜
50万である。

【００２５】(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。好ましくは、分子量は 500〜50万である。

【００２６】(VI) 液状ポリブタジエンのマレイン化物
及びその塩。好ましくは、液状ポリブタジエンの分子量
は 500〜20万である。

【００２７】(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。 (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。 (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。 (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。 (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のアルキル基である。 (f) ロジン酸又はその塩。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。 (g) 炭素数４〜18のアルカン又はアルケン脂肪酸とその
塩。 (h) 下記の一般式で表されるα−スルホ脂肪酸エステル
塩。

【００２８】

【化１】

【００２９】(但し、R₁は炭素数６〜22のアルキル基又
はアルケニル基、R₂は炭素数１〜22のアルキル基、M は
１価又は２価の金属原子、NH₄、有機アミン、n は１又
は２を表す。)尚、（Ｉ）〜 (VII)の化合物について、
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。

【００３０】＜カチオン性界面活性剤及び両性界面活性
剤＞（Ｉ）炭素数４〜18のアルキル又は／及びアルケニルア
ミンを無機酸又は有機酸で中和したアルキル又は／及び
アルケニルアミン塩。

【００３１】（II）下記式 (１) 〜（３) で表される第
４級アンモニウム塩。

【００３２】

【化２】

【００３３】

【化３】

【００３４】

【化４】

【００３５】（III)次式で表されるアルキルベタイン。

【００３６】

【化５】

【００３７】（IV) 次式で表されるアルキルアミンオキ
サイド。

【００３８】

【化６】

【００３９】（Ｖ）次式で表されるアルキルアラニン。

【００４０】

【化７】

【００４１】（VI）次式（４）又は（５）で表されるポ
リアミート。

【００４２】

【化８】

【００４３】（VII)次式 (６) 又は (７) で表されるポ
リアミン塩。

【００４４】RNHC₃H₆NHX' (６) RNH(C₃H₆NH)₂X' (７) （但し、R は前記と同じ意味を有し、X'は無機酸又は有
機酸である。）（VIII）次式で表されるイミダゾリン型
両性界面活性剤。

【００４５】

【化９】

【００４６】（IX）次式で表されるスルホベタイン型両
性界面活性剤。

【００４７】

【化１０】

【００４８】界面活性剤の使用量は、乳化安定性や経済
性の面から重質油エマルジョン燃料中 0.1〜５重量％の
範囲であり、好ましくは 0.1〜１重量％である。

【００４９】本発明の重質油エマルジョン燃料中の水の
配合量は重要であり、乳化安定性や直接燃焼性の面から
10〜40重量％、さらに好ましくは15〜25重量％である。

【００５０】本発明においては、必要に応じて水溶性高
分子の配合も可能である。すなわち貯蔵安定性の更なる
向上を目的として、分子量１万以上の水溶性高分子を、
重質油エマルジョン燃料に対して 0.005〜３重量％配合
することが可能である。使用し得る水溶性高分子として
は下記のものが挙げられる。

【００５１】＜水溶性合成高分子＞（Ａ）次式で表されるアクリル酸及びその誘導体のホモ
ポリマー、及び他のモノマーとのコポリマー。

【００５２】

【化１１】

【００５３】但し、 R'：H,メチル基又はエチル基 M₁：H, Na, K, Li, NH₄

【００５４】

【化１２】

【００５５】いはその塩（NH₄,Na, K, Li)から誘導され
る２価の基、例えば、（無水）マレイン酸、（無水）イ
タコン酸、α−オレフィン、アクリルアミド、ビニルス
ルホン酸、アリルスルホン酸、メタリルスルホン酸、ア
クリルアミドメチルプロピルスルホン酸又はその塩（NH
₄, Na, K) 、ジアルキル（メチル又はエチル）エチルア
ミノメタアクリレート及びその塩（塩素、ジエチル硫
酸、ジメチル硫酸）。 n ：50〜100,000 。

【００５６】（Ｂ）次式で表されるアクリルアミド及び
その誘導体のホモポリマー、及び他の共重合可能なモノ
マーとのコポリマー。

【００５７】

【化１３】

【００５８】但し、 R"：H, C₂H₄OH

【００５９】

【化１４】

【００６０】はその塩(NH₄, Na, K, Li)から誘導される
２価の基、例えば、ビニルスルホン酸、アリルスルホン
酸、メタリルスルホン酸、アクリルアミドメチルプロピ
ルスルホン酸、ジアルキル（メチル又はエチル）エチル
アミノメタアクリレート及びその塩（塩素、ジメチル硫
酸、ジエチル硫酸など）、スチレン、α−オレフィン
（C₂〜C₁₈)、ビニルアリルアルコール。 n ：50〜100,000 。

【００６１】（Ｃ）無水マレイン酸又は無水イタコン酸
のホモポリマー、及び次式で表されるコポリマー。

【００６２】

【化１５】

【００６３】但し、 M₂：無水マレイン酸又は無水イタコン酸残基 Z₃：α−オレフィン（エチレン、プロピレン、ブチレ
ン、イソブチレン、オクテン、デセン、ドデセン等）又
はスチレン残基 n ：50〜100,000 。

【００６４】（Ｄ）ビニルアルコールのホモポリマー及
び次式で表されるコポリマー。

【００６５】

【化１６】

【００６６】但し、 Z₄：酢酸ビニル又はスチレン残基 n'：30〜100,000 。

【００６７】（Ｅ）ビニルピロリドンのホモポリマー及
び次式で表されるコポリマー。

【００６８】

【化１７】

【００６９】但し、 Z₅：ビニルピロリドンと共重合可能なモノマー又はその
塩（NH₄, Na, K, Li) から誘導される２価の基、例え
ば、アクリルアミド、ビニルスルホン酸、メタリルスル
ホン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸、スチレン、
α−オレフィン（C₂〜C₁₈)など。 n ：50〜100,000 。

【００７０】（Ｆ）分子量１万〜500 万のポリアルキレ
ンオキシド（但し、エチレンオキシド95％以上）。５％
以下のプロピレンオキシド、ブチレンオキシド、スチレ
ンオキシドの各々のブロックポリマーやアルキルアリ
ル、アルキル基などを分子中に持つものも含まれる。

【００７１】(Ｇ) その他、ポリビニルメチルエーテ
ル、ポリエチレンイミン、カルボキシメチルセルロー
ス、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、
硫酸セルロース、エーテルデンプン、エステルデンプ
ン、アラビヤガム、トラガカントガム、カラヤガム、ロ
ーカストビーンガム、タラガム、グアーガム、タマリン
ドガム、キトサン、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸
プロピレングリコールエステル、カラギーナン、寒天、
ハイメトキシペクチン、ローメトキシペクチン、キサン
タンガム、プルラン、デキストラン、ゼラチン、カゼイ
ン、カゼインナトリウム、ヒアルロン酸、コンドロイチ
ン硫酸などの一般公知の高分子安定剤が挙げられる。

【００７２】これらの中でも、ポリビニルアルコール、
カルボキシメチルセルロース、キサンタンガムが高性能
で入手し易く好ましい。

【００７３】本発明においては、必要に応じて更なる安
定性の向上を目的として、油脂、脂肪酸、脂肪酸エステ
ル等の配合も可能である。

【００７４】油脂としては、やし油、パーム油、パーム
核油、ババス油、ひまし油、あまに油、豚油、牛油、魚
油、トール油等である。

【００７５】脂肪酸としては、カプリル酸、カプリン
酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステア
リン酸、ベヘニン酸、オレイン酸、リノール酸等であ
る。

【００７６】これら以外の油脂や脂肪酸類として、脂肪
酸製造時に副生される脂肪酸蒸留ボトムや食用油脂回収
油の配合も可能であり、資源の有効利用の点からも好ま
しい技術である。

【００７７】これら油脂、脂肪酸及び脂肪酸エステルの
配合量は重質油エマルジョン燃料に対して、１〜50重量
％が好ましいが、特に限定されるものではない。

【００７８】本発明で使用される重質油とは、常温では
流動性に乏しく、高温に加熱しないと流動しない油で、
下記油が含まれる。 (1) 石油系アスファルト類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、及びそれらの混合物 (3) 常温で流動しない高流動点油 (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、天然アスファルト、オリノコター
ルさらに限定するならば、常圧での沸点 340℃以上の成分
を90重量％以上含むものが好ましい。

【００７９】本発明の燃料組成物を製造する方法として
は、従来公知の方法が挙げられる。例えば、添加剤の添
加方法としては、従来から知られている石鹸生成法(nas
centsoap method) と同様の添加方法などが挙げられる
が、好ましくは、水に対して分子内に２個以上の水酸基
を有する水溶性化合物及び／又は炭素数６以上の１価ア
ルコールをあらかじめ加えてから重質油および界面活性
剤と乳化させる方法、あるいは重質油、水および界面活
性剤を乳化させた後、分子内に２個以上の水酸基を有す
る水溶性化合物及び／又は炭素数６以上の１価アルコー
ルを加え、攪拌混合する方法が挙げられる。尚、水溶性
高分子を添加する場合の方法や順序については特にこだ
わらない。

【００８０】

【作用】本発明における排気ガス中の煤塵や窒素酸化物
の低減の機構は必ずしも定かではないが次の様に推察す
る。重質油であるアスファルトやビチューメン類は、燃
料として一般に用いられている軽油、灯油、重油等に比
べ残留炭素分や窒素の含有量が多く、燃料として用いた
場合、煤塵や窒素酸化物の増加は避けられない。そこ
で、煤塵及び窒素酸化物を低減する手法として、燃料油
を多数の油滴群に霧化し微粒化することで、酸素との接
触、混合性を向上させ大幅な燃焼改善の達成により煤塵
の低減を計り、更に、火炎の高温域を短時間で通過させ
サーマルNO_Xの低減を計る方法が考えられる。

【００８１】本発明におけるエマルジョン燃料では、残
留炭素分や窒素をほとんど含まない分子内に２個以上の
水酸基を有する水溶性化合物及び／又は炭素数６以上の
１価アルコールを配合することにより排ガス中の煤塵や
窒素酸化物の低減がはかれる。さらに、本発明における
エマルジョン燃料では、分子内に２個以上の水酸基を有
する水溶性化合物及び／又は炭素数６以上の１価アルコ
ールの配合により、水の沸点が上昇し、水蒸気爆裂の発
生が高温側に移行する。その結果、水蒸気爆裂が強大に
なり油滴が微粒化することで煤塵が低下すると共に、強
大な水蒸気爆裂により、微粒化された油滴の飛散速度が
加速されることにより火災の高温域を短時間で粒子が通
過し、その結果、サーマルNO_Xに起因する窒素酸化物の
低減が計られているものと推察する。

【００８２】

【発明の効果】上述の如く、本発明によるエマルジョン
燃料は、従来エネルギー源として有効に利用されていな
かったビチューメンやアスファルト等の重質油を、重油
代替燃料として使用可能ならしめ、しかも、その貯蔵安
定性の改良により、さらに汎用性を高めた画期的なエマ
ルジョン燃料である。さらに、燃焼時の水蒸気爆裂の強
化により、燃焼効率が高くまた燃焼後の煤塵や窒素酸化
物の低減がはかれる、極めて有用な重油代替燃料であ
る。

【００８３】

【実施例】以下実施例により本発明を詳述するが、本発
明はこれらに限定されるものではない。

【００８４】実施例１アラビアンライト原油から抽出したアスファルト（比重
1.015 、粘度 595cP/100℃、軟化点29℃、針入度370/25
℃）210g、水90ｇ、ノニオン性界面活性剤（ポリオキシ
エチレンノニルフェニルエーテル (EO付加モル数：23モ
ル) 、花王（株）製エマルゲン921)1.5g、アニオン性
界面活性剤（オレイン酸カリ石鹸、花王（株）製 OSソ
ープ）1.5gおよび多価アルコールとして、グリセリン
(花王（株）製) 、ソルビトール (花王（株）製) を表
１の通り配合し、80℃の温度下にて、特殊機化工業
（株）製のTKホモミキサー（低粘度攪拌翼付き）を用い
て、エマルジョンを調製した。また、場合により水溶液
高分子としてポリビニルアルコール (クラレ（株）製PV
A124) を併用した。攪拌翼の回転数は 8000rpmとし、攪
拌時間は３分間とした。調整後20℃に静置し、エマルジ
ョンの平均粒径、粘度、貯蔵安定性を測定した。結果を
表１に示す。

【００８５】測定方法は下記の通りである。平均粒径；レーザー回折／散乱式粒度分布測定装置
（（株）堀場製作所製、LA700)により測定し、メジアン
径を求めた。粘度；東京計器製造所製 B型粘度計（型式BM) を用
い、ローターNo.3を用い60rpm にて、回転開始１分後の
値を測定した。静置安定性；沈降試験管(100cc) を用い、静置１ヶ月後
の状態を観察し、浮き水の有無および下層への沈澱の有
無を３ランク（あり、少しあり、なし) で評価した。温度安定性；沈降試験管(100cc) を用い、20℃とマイナ
ス５℃を１日毎にサイクルさせ、１ヶ月後のエマルジョ
ンの分解状態を評価した。(分解；アスファルトと水が
分離、安定；外観に変化なし）

【００８６】

【表１】

【００８７】表１の測定結果より、比較例である多価ア
ルコールを配合していない実験Ｎｏ．１では静置安定１
ヶ月において、浮き水と沈降が発生し、また、マイナス
５〜20℃の温度安定性試験にて、エマルジョンの分解が
発生した。一方、本発明である実験No.2〜No.7の多価ア
ルコールを配合した系では、静置安定性、温度安定性と
も極めて良好であり、浮き水、沈降、分解を防止するこ
とが可能である。

【００８８】実施例２実施例１で調整したエマルジョンと同一原料、同一配合
比率にて、各4000kgのエマルジョンを製造し燃焼試験を
実施した。エマルジョンの製造は、５m³の反応槽 (槽径
1.9m) にアスファルト、水、界面活性剤、多価アルコー
ルおよび水溶性高分子を各々80℃に加温した後仕込み、
60分間80℃を保持しながら攪拌した。攪拌翼種はファド
ラー翼であり翼径は1.1m、回転数は64rpm である。予備
攪拌終了後、特殊機化工業（株）製のPL−SL型ラインミ
キサーを用い、バッチ循環方式にて乳化した。ミキサー
の回転数は3600rpmであり、乳化時間は４時間とした。
乳化終了後10時間かけて20℃まで冷却し、燃焼試験用の
エマルジョンとした。

【００８９】燃焼試験は、横置円筒型二重壁水冷式実験
炉 (1.2mφ×3.4mリットル、日本ファーネス工業（株）
製) を用い、排気ガス中の煤塵量(JIS Z-8808)および窒
素酸化物量(JIS K-0104)を測定した。結果を表２に示
す。燃焼条件は次の通りである。バーナー；内部混合型 (日本ファーネス工業（株）製) アトマイズスチーム；温度＝ 170℃、流量＝60リットル
／hr、圧力＝4.3 kg/cm² エマルジョン燃料；温度＝50℃、流量＝ 150リットル／
hr、圧力＝3.8 kg/cm² 空気量；1230m³／ｈｒ

【００９０】

【表２】

【００９１】表２の燃焼結果より、比較例である実験N
o.1の多価アルコールを配合していないエマルジョンで
は、煤塵量が0.14ｇ／m³、窒素酸化物量が262ppmであ
る。これに対し、本発明である多価アルコールを配合し
た実験No.2〜No.7では、実験No.1に比べ、煤塵および窒
素酸化物が大幅に低減し、極めてクリーンなエマルジョ
ン燃料と言える。

【００９２】実施例３重質油エマルジョン燃料の製造用原料として次のものを
用いた。・アスファルト；アラビアンライト原油から抽出したア
スファルト（比重1.015、粘度 595cP／100 ℃、軟化点2
9℃、針入度 370／25℃）・水；イオン交換水・ノニオン性界面活性剤；ポリオキシエチレンノニルフ
ェニルエーテル (EO付加モル数：23モル) 、花王（株）
製エマルゲン921 ・アニオン性界面活性剤；ナフタリンスルホン酸ホルム
アルデヒド縮合物 (重量平均分子量13,000) 、花王
（株）製マイテイ150 ・炭素数６以上の１価アルコール；ステアリルアルコー
ル、花王（株）製カルコール80 ・低級アルコール；ブチルアルコール、和光純薬工業
（株）製、試薬１級・水溶性高分子；カルボキシメチルセルロース、ダイセ
ル化学工業（株）製 CMC1190 ・多価アルコール；グリセリン、花王（株）製上記原料を表３の通り計量し、80℃に加熱した後、炭素
数６以上の１価アルコールはアスファルトに、水溶性高
分子及び多価アルコールは水に溶解した。以後80℃に保
温しながら、特殊機化工業（株）製のTKホモミキサ (低
粘度攪拌翼付き）を用い、攪拌翼の回転数は8000rpm 、
攪拌時間は３分間としてエマルジョンを製造した。製造
後20℃にて24時間放置後、エマルジョンの平均粒径、粘
度、貯蔵安定性を測定した。結果を表４に示す。測定方
法は実施例１と同様である。

【００９３】

【表３】

【００９４】

【表４】

【００９５】表４の安定性測定結果より、比較例である
炭素数６以上の１価アルコールを配合していない実験N
o.1及びNo.2では、静置安定１ヶ月において、エマルジ
ョン表面に浮き水が発生し、また底の部分に沈降が確認
され、安定性の悪いエマルジョンと言える。一方、本発
明である実験No.3〜8 の炭素数６以上の１価アルコー
ル、炭素数６以上の１価アルコール及び水溶性高分子及
び／又は多価アルコールを配合した系では、静置安定性
が極めて良好であり、１ヶ月後において水の分離や底の
部分への沈降のない安定性に優れたエマルジョン燃料と
言える。

【００９６】実施例４実施例３で調製したエマルジョンと同一原料、同一配合
比率にて、各4000kgのエマルジョンを製造し、実施例２
と同様の方法で燃焼試験を実施した。結果を表５に示
す。

【００９７】

【表５】

【００９８】表５の燃焼試験結果より、比較例である実
験No.1及びNo.2の炭素数６以上の１価アルコールを配合
していないエマルジョン燃料では、煤塵量が0.13〜0.14
ｇ／m³、窒素酸化物量が 248〜250ppmである。これに対
し、本発明である炭素数６以上の１価アルコール、炭素
数６以上の１価アルコール及び水溶性高分子及び／又は
多価アルコールを配合した実験No.3〜８では、煤塵量及
び窒素酸化物量が大幅に低減し、極めてクリーンなエマ
ルジョン燃料と言える。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者玉置さゆり和歌山市砂山南１−３−９ (72)発明者山下忠一横浜市中区千鳥町八番地日本石油株式会社中央技術研究所内 (72)発明者佐竹信一東京都港区西新橋一丁目三番十二号日本石油株式会社本館内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】 (a)重質油、 (b)水、 (c)界面活性剤お
よび (d)分子内に２個以上の水酸基を有する水溶性化合
物及び／又は炭素数６以上の１価アルコールを含有して
なる重質油エマルジョン燃料組成物。
【請求項２】 (a)重質油40〜85重量％、 (b)水10〜40
重量％、 (c)界面活性剤 0.1〜５重量％、および (d)分
子内に２個以上の水酸基を有する水溶性化合物及び／又
は炭素数６以上の１価アルコール少なくとも 0.1重量％
を含有してなる重質油エマルジョン燃料組成物。
【請求項３】分子内に２個以上の水酸基を有する水溶
性化合物及び／又は炭素数６以上の１価アルコールが
0.1〜49.9重量％である請求項２記載の重質油エマルジ
ョン燃料組成物。
【請求項４】さらに分子量１万以上の水溶性高分子を
重質油エマルジョン燃料に対して 0.005〜３重量％配合
してなる請求項２又は３記載の重質油エマルジョン燃料
組成物。
【請求項５】界面活性剤がノニオン性界面活性剤１種
以上を必須とする請求項２〜４の何れか１項に記載の重
質油エマルジョン燃料組成物。