JPH0782578A - Production of heavy oil emulsion - Google Patents

Production of heavy oil emulsion

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JPH0782578A
JPH0782578A JP5224890A JP22489093A JPH0782578A JP H0782578 A JPH0782578 A JP H0782578A JP 5224890 A JP5224890 A JP 5224890A JP 22489093 A JP22489093 A JP 22489093A JP H0782578 A JPH0782578 A JP H0782578A
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JP
Japan
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heavy oil
emulsion
particle size
weight
oil
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JP5224890A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiharu Arita
俊治 有田
Takashi Aida
尚 合田
Shiyuuhei Arikita
周平 有北
Chuichi Yamashita
忠一 山下
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Kao Corp
Eneos Corp
Original Assignee
Kao Corp
Nippon Oil Corp
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Abstract

PURPOSE:To obtain a heavy oil emulsion fuel which has an excellent storage stability and flowability equivalent to that of a conventional liq. fuel while contg. a high concn. of a heavy oil component. CONSTITUTION:An oil-in-water emulsion contg. 60-85wt.% heavy oil, 10-40wt.% water, and 0.01-5wt.% surfactant is produced with an apparatus wherein a mixture contg. the heavy oil, water, and the surfactant is passed through at least one dispersing machine provided that the heavy oil is divided into at least two portions in the direction of flow in the apparatus and supplied to at least one dispersing machine.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は重質油エマルジョンの製
造方法に関する。更に詳しくは、特定の粒度分布を有す
る重質油の水中油滴型エマルジョンであって、高濃度で
あるにもかかわらず低粘度でハンドリング性に優れ、か
つ貯蔵安定性に優れる、重油代替燃料として有用な重質
油エマルジョンの製造方法に関するものである。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing a heavy oil emulsion. More specifically, it is an oil-in-water emulsion of a heavy oil having a specific particle size distribution, and as a heavy oil alternative fuel, it has a low viscosity despite its high concentration and is excellent in handleability and storage stability. The present invention relates to a method for producing a useful heavy oil emulsion.

【0002】[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おこってお
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、さら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。
2. Description of the Related Art In recent years,
Oil, which has been used most as an energy source,
The limit of the reserves and the rise of the price accompanying it are occurring, and the development of alternative oil energy is required. Against this background, as a new fossil resource, oil sands and bitumen, as well as heavy oils such as petroleum distillation residues and asphalt are being considered as fuels.

【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
重量%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性の悪いことや燃焼
時の霧化に問題があり、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きわめて使用しにくい燃
料である。このような高粘性である重質油を常温におい
ても流動性を持たせる方法としては、水中油滴型エマル
ジョンとすることが有効である。一般にエマルジョンは
油と水と必要に応じて界面活性剤とを分散機に通過させ
ることにより得られる。しかし、重質油をホモジナイザ
ー等の分散機(乳化機)で単純に乳化したり、石油蒸留
残分をミル等で粉砕した場合には、エマルジョン燃料と
して最適な粒度分布が得られず、粒度分布の比較的狭
い、下記に定義する均等数n値が 1.8より大きいものと
なってしまう。このような粒度分布を持つ重質油エマル
ジョンでは、本発明が目的とする高濃度/低粘度/貯蔵
安定性に優れたエマルジョンを得ることは出来ない。
However, these heavy oils usually contain vacuum distillation residue of about 420 to 450 ° C. and a heavy fraction of about 60 to 70.
It is an oily substance containing not less than wt% and does not flow as it is or has a high viscosity of tens of thousands of centipoise or more. Therefore, to use as fuel, 280-300 ℃
Unless it is heated to a high temperature, there is a problem of poor handling and atomization during combustion. In addition, it is a fuel that is prone to blockage problems such as piping of combustion boilers and is extremely difficult to use. An oil-in-water emulsion is effective as a method for making such a highly viscous heavy oil fluid even at room temperature. Generally, emulsions are obtained by passing oil, water and optionally a surfactant through a disperser. However, when heavy oil is simply emulsified by a homogenizer or other disperser (emulsifier) or the petroleum distillation residue is pulverized by a mill or the like, the optimum particle size distribution as an emulsion fuel cannot be obtained, and the particle size distribution Is relatively narrow, and the uniform number n value defined below becomes larger than 1.8. With a heavy oil emulsion having such a particle size distribution, it is not possible to obtain an emulsion of the present invention, which is excellent in high concentration / low viscosity / storage stability.

【0004】また、特開昭53−104434号公報には重質油
エマルジョン燃料の噴霧燃焼方法、特開昭61−247757号
公報にはビチューメンエマルジョンの製造方法が記載さ
れ、これらの方法では平均粒子径を規定しているが、こ
れら公報記載のエマルジョン燃料では、重質油分の粒度
分布の制御についてなんら検討がなされていない。ま
た、重質油分が70重量%を超えるような高濃度でエマル
ジョン化した場合、従来のような製造方法によればエマ
ルジョンの粒度分布は単分散に近いため高粘度となって
流動性が悪くなり、加えて高粘度ゆえに油滴が壊れ易く
貯蔵安定性が悪化する。このため、実質的にはハンドリ
ング性の制約から高濃度化は困難であった。
Further, JP-A-53-104434 discloses a method for spray burning heavy oil emulsion fuel, and JP-A-61-247757 describes a method for producing a bitumen emulsion. Although the diameter is specified, the emulsion fuels described in these publications do not make any study on the control of the particle size distribution of heavy oil. Also, when emulsified at a high concentration such that the heavy oil content exceeds 70% by weight, according to the conventional manufacturing method, the particle size distribution of the emulsion is close to monodisperse, resulting in high viscosity and poor fluidity. In addition, because of the high viscosity, the oil droplets are easily broken and the storage stability deteriorates. For this reason, it was practically difficult to increase the concentration because of the restriction of handling property.

【0005】このように従来の製造技術では重質油分の
高濃度化や貯蔵安定性におのずと限界があり、満足すべ
きエマルジョン燃料が得られていない。従って、本発明
の目的は、重質油分を高濃度で含有していながら従来の
液体燃料が有する流動性を発現し、かつ貯蔵安定性に優
れた重質油エマルジョン燃料を提供することにある。
As described above, the conventional manufacturing techniques have a limit to the concentration of heavy oil and the storage stability, and a satisfactory emulsion fuel has not been obtained. Therefore, an object of the present invention is to provide a heavy oil emulsion fuel which contains the heavy oil component at a high concentration but exhibits the fluidity of a conventional liquid fuel and is excellent in storage stability.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決すべく鋭意研究の結果、重質油エマルジョンを製造
する際に、重質油を流れ方向に複数箇所に分けて供給す
ることにより粒度分布をコントロールできることに着目
して本発明を完成するに至った。すなわち本発明は、下
記1)〜3)に示す重質油エマルジョンの製造方法に係わる
ものである。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that when a heavy oil emulsion is produced, the heavy oil is supplied at a plurality of locations in the flow direction. The present invention has been completed, paying attention to the fact that the particle size distribution can be controlled by. That is, the present invention relates to the method for producing a heavy oil emulsion described in 1) to 3) below.

【0007】1)重質油、水及び界面活性剤を含有する混
液を少なくとも1個以上の分散機に通過させる装置によ
り、重質油60〜85重量%、水10〜40重量%及び界面活性
剤0.01〜5重量%を含有する水中油滴型エマルジョンを
製造するに際し、重質油を装置内流れ方向に少なくとも
2箇所以上に分割して、少なくとも1個以上の分散機に
供給することを特徴とする重質油エマルジョンの製造方
法。
1) 60 to 85% by weight of heavy oil, 10 to 40% by weight of water and surface active agent by means of a device for passing a mixed liquid containing heavy oil, water and a surfactant through at least one disperser. In producing an oil-in-water emulsion containing 0.01 to 5% by weight of the agent, the heavy oil is divided into at least two locations in the flow direction in the apparatus and supplied to at least one disperser. And a method for producing a heavy oil emulsion.

【0008】2)エマルジョン中の重質油が、油滴として
100μm 以下の粒子径を有する粒子が80重量%以上を占
め、かつ下記(1) 式に示すロジンラムラー分布関数にお
いて、累積フルイ上重量10%に対応する粒子径(μm )
と、累積フルイ上重量90%に対応する粒子径(μm )の
2点から求まる均等数nが 0.5〜1.8 の範囲である粒度
分布をもつ上記1)記載の重質油エマルジョンの製造方
法。 R(D)= 100 exp{−(D/Dc)n} …(1) ただし R;累積フルイ上重量%、 D;粒子径、 n;定数
(均等数)、Dc;定数(粒度特性数) 〔ロジンラムラー分布関数については、例えば、日刊工
業新聞社発行の粉体工学会編「粉体工学便覧」7〜11頁
を参照〕。
2) Heavy oil in the emulsion becomes oil droplets.
Particles having a particle size of 100 μm or less account for 80% by weight or more, and in the Rosin-Rammler distribution function shown in the formula (1) below, the particle size corresponding to a cumulative weight of 10% on the sieve (μm)
And a method for producing a heavy oil emulsion as described in 1) above, which has a particle size distribution in which the uniform number n obtained from two points of the particle diameter (μm) corresponding to 90% of the cumulative weight on the screen is in the range of 0.5 to 1.8. R (D) = 100 exp {-(D / Dc) n } (1) However, R: cumulative weight% on the screen, D: particle size, n: constant (uniform number), Dc: constant (number of particle size characteristics) [For the Rosin-Rammler distribution function, see, for example, "Handbook of Powder Engineering", pages 7 to 11 edited by The Powder Engineering Society of Nikkan Kogyo Shimbun, Ltd.].

【0009】3)エマルジョンの粘度が温度25℃において
100〜3000センチポイズである上記1)又は2)記載の重質
油エマルジョンの製造方法。
3) When the viscosity of the emulsion is 25 ° C
The method for producing a heavy oil emulsion according to the above 1) or 2), which is 100 to 3000 centipoise.

【0010】以下、本発明を詳細に説明する。本発明で
使用する分散機は複数個を設けることができるが、分割
して供給する重質油供給口は1個の分散機に複数箇所設
けてもよく、また複数の分散機にわたって複数箇所設け
てもよい。
The present invention will be described in detail below. A plurality of the dispersers used in the present invention can be provided, but the heavy oil supply port to be divided and supplied may be provided at a plurality of places in one disperser, or at a plurality of places across the plurality of dispersers. May be.

【0011】本発明の方法においては、例えば図1に示
すように、1から重質油を供給ポンプ3により、2から
界面活性剤水溶液を供給ポンプ4により、分散機5に供
給し、分散機5内で混合し乳化せしめ、更に7から重質
油を供給ポンプ6により、分散機5出口からの乳化物と
ともに分散機8に供給し、分散機8内で混合乳化せし
め、分散機8出口より重質油60〜85重量%、水10〜40重
量%及び界面活性剤0.01〜5重量%を含有する水中油滴
型エマルジョン9を得る。
In the method of the present invention, for example, as shown in FIG. 1, a heavy oil is supplied from 1 and a surfactant aqueous solution is supplied from 2 to a disperser 5 by a supply pump 4, and the disperser is supplied. The mixture is mixed and emulsified in 5, and the heavy oil is further supplied from 7 by a supply pump 6 together with the emulsion from the outlet of the disperser 5 to the disperser 8. An oil-in-water emulsion 9 containing 60-85% by weight heavy oil, 10-40% by weight water and 0.01-5% by weight surfactant is obtained.

【0012】本発明の方法においては、例えば図2に示
すように、重質油を1つの分散機内の流れ方向に複数箇
所に分割して供給することも可能である。すなわち、10
から界面活性剤水溶液を供給ポンプ11により、13から重
質油を供給ポンプ12により、分散機14入口に供給し、分
散機14内で混合乳化し、更に分散機14途中に16から重質
油を供給ポンプ15により供給し、分散機14入口から供給
され乳化されてきた乳化物とともに、さらに分散機14内
で混合乳化せしめ、分散機14出口より重質油60〜85重量
%、水10〜40重量%及び界面活性剤0.01〜5重量%を含
有する水中油滴型エマルジョン17を得る。
In the method of the present invention, for example, as shown in FIG. 2, it is possible to feed heavy oil by dividing it into a plurality of locations in the flow direction in one dispersing machine. Ie 10
The surfactant aqueous solution is supplied from the supply pump 11 and the heavy oil from 13 is supplied to the inlet of the disperser 14 by the supply pump 12, mixed and emulsified in the disperser 14, and further from the 16 to the heavy oil in the middle of the disperser 14. Is supplied by a supply pump 15, and together with the emulsified product supplied from the inlet of the disperser 14 and emulsified, further mixed and emulsified in the disperser 14, 60 to 85 wt% of heavy oil from the outlet of the disperser 14, and 10 to water. An oil-in-water emulsion 17 containing 40% by weight and 0.01 to 5% by weight of surfactant is obtained.

【0013】本発明においては、図1に示したような方
法と図2に示したような方法を組み合わせて使用しても
よく、重質油の供給分割数及び供給分割比率は特に限定
されるものではない。本発明の方法により、重質油が分
散機を通過する頻度に分布を持つため、最適な粒度分布
を有することができ、高濃度/低粘度/貯蔵安定性に優
れた重質油エマルジョンを得ることができる。
In the present invention, the method as shown in FIG. 1 and the method as shown in FIG. 2 may be used in combination, and the supply division number and the supply division ratio of the heavy oil are particularly limited. Not a thing. According to the method of the present invention, since the heavy oil has a distribution in the frequency of passing through the disperser, an optimum particle size distribution can be obtained, and a heavy oil emulsion having high concentration / low viscosity / storage stability is obtained. be able to.

【0014】本発明で使用する分散機は、剪断速度(翼
周速度/クリアランス)が 2000s-1以上が好ましく、さ
らに好ましくは 20000〜100000 s-1程度に相当する攪拌
強度を与えられるもので、ホモミキサ、ホモジナイザ、
ラインミキサ、コロイドミル、サンドミル、マイルダ
ー、スタティックミキサ、モーションレスミキサ、ハニ
カムミキサ、イムスタットミキサ等の一般に使用されて
いる乳化機や分散機の使用が可能であり、これらの分散
機を単独又は複数使用しエマルジョンは連続的に製造さ
れ、同一の分散機を複数個組み合わせて使用しても構わ
ないし、異種の分散機を複数個組み合わせて使用しても
構わない。本発明の方法において、乳化温度は 100℃未
満が好ましく、さらに好ましくは60〜90℃である。
[0014] dispersing machine used in the present invention, the shear rate (blade peripheral speed / clearance) is more than 2000s -1 are preferred, more preferably those which are given a stirring intensity corresponding to about 20,000 to 100,000 s -1, Homomixer, homogenizer,
It is possible to use commonly used emulsifiers and dispersers such as line mixers, colloid mills, sand mills, milders, static mixers, motionless mixers, honeycomb mixers, imstat mixers, etc. The emulsion used is continuously produced, and a plurality of the same dispersers may be combined and used, or a plurality of different dispersers may be combined and used. In the method of the present invention, the emulsification temperature is preferably lower than 100 ° C, more preferably 60 to 90 ° C.

【0015】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、例
えば下記の油が挙げられる。 石油系アスファルト類およびその油の混合物 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 常温で流動しない高流動点油あるいは原油 石油系タールピッチ及びその油混合物 ビチューメン類、天然アスファルト、オリノコター
ル これらの油の中で、常圧での沸点 340℃以上の成分を90
重量%以上含む油に対して特に優れた効果を発揮する。
The heavy oil used in the present invention is an oil that has poor fluidity at room temperature and does not flow unless heated to a high temperature, and examples thereof include the following oils. Mixtures of petroleum-based asphalts and their oils Various processed products of petroleum-based asphalts, intermediate products, residues and mixtures thereof High-pour point oils or crude oils that do not flow at room temperature Petroleum-based tar pitches and oil mixtures Bitumen, natural asphalt, orinoco Tar Of these oils, 90% of components with a boiling point of 340
It has a particularly excellent effect on oils containing more than wt%.

【0016】本発明において、最終的に得られるエマル
ジョン中の重質油濃度は60〜85重量%、好ましくは70〜
80重量%である。重質油濃度が60重量%未満となると発
熱量が低下すると共に、場合によっては直接燃焼が困難
になる。また、重質油濃度が85重量%を超えるとエマル
ジョンの粘度が高くなり流動性が低下すると共に、貯蔵
中に粒子の合一や凝集が起こり貯蔵安定性が低下する。
In the present invention, the heavy oil concentration in the finally obtained emulsion is 60 to 85% by weight, preferably 70 to 85% by weight.
80% by weight. When the heavy oil concentration is less than 60% by weight, the calorific value is lowered and, in some cases, direct combustion becomes difficult. On the other hand, when the heavy oil concentration exceeds 85% by weight, the viscosity of the emulsion increases and the fluidity decreases, and during storage, particles coalesce or aggregate to reduce the storage stability.

【0017】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。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。これらの中で、ノニオン性
界面活性剤とアニオン性界面活性剤の併用が好ましい。
As the surfactant in the present invention, one or more selected from nonionic surfactants, anionic surfactants, cationic surfactants and amphoteric surfactants are used. Examples of the surfactant that can be used include the following. Among these, it is preferable to use a nonionic surfactant and an anionic surfactant in combination.

【0018】<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。
<Nonionic Surfactant> (i) An alkylene oxide adduct of a compound having a phenolic hydroxyl group such as phenol, cresol, butylphenol, nonylphenol, dinonylphenol, dodecylphenol, paracumylphenol and bisphenol A. (Ii) An alkylene oxide adduct of a formaldehyde condensate of a compound having a phenolic hydroxyl group such as alkylphenol, phenol, metacresol, styrenated phenol, and benzylated phenol. The average degree of condensation is
It is 1.2 to 100, preferably 2 to 20.

【0019】(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。
(Iii) An alkylene oxide adduct of a monohydric aliphatic alcohol having 2 to 50 carbon atoms. (Iv) An alkylene oxide adduct of a monovalent aliphatic amine having 2 to 50 carbon atoms. (V) A block or random addition polymer of alkylene oxide. (Vi) Alkylene oxide adduct of polyhydric alcohol. (Vii) An alkylene oxide adduct of an ester of a polyhydric alcohol and a fatty acid having 8 to 18 carbon atoms.

【0020】(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1モルと、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。
(Viii) An alkylene oxide adduct of a polyvalent amine having a plurality of active hydrogens such as ethylenediamine, tetraethylenediamine, polyethyleneimine (molecular weight 600 to 10,000). (Ix) A product obtained by adding an alkylene oxide to a mixture of 1 mol of a triglyceride type oil and fat and 0.1 to 5 mol of a polyhydric alcohol and / or water.

【0021】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。
Examples of the polyhydric alcohols (vi) and (vii) include glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol, sucrose, polyglycerin, ethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, polypropylene glycol and the like. It is illustrated.

【0022】<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。 (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。
<Anionic Surfactant> (I) Formaldehyde condensate of sulfonic acid or sulfonate of aromatic ring compound such as naphthalene, alkylnaphthalene, alkylphenol and alkylbenzene. Preferably, the average degree of condensation of formaldehyde is 1.2-100
Is. (II) Lignin sulfonic acid, lignin sulfonate, derivatives thereof, formaldehyde condensates of lignin sulfonic acid and sulfonic acids of aromatic compounds such as naphthalene and alkylnaphthalene, and salts thereof. Preferably, the average degree of condensation of formaldehyde is 1.2-50.

【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。 (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。
(III) Polystyrene sulfonic acid or a salt thereof, a copolymer of styrene sulfonic acid and another copolymerizable monomer, and a salt thereof. Preferably the molecular weight is between 500 and 500,000. (IV) A dicyclopentadienesulfonic acid polymer or a salt thereof. Preferably, the molecular weight of the polymer is 500 to 500,000.

【0024】(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。 (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。
(V) A copolymer of maleic anhydride or / and itaconic anhydride with another copolymerizable monomer, and an acid or salt thereof. Preferably the molecular weight is between 500 and 500,000. (VI) Maleates of liquid polybutadiene and salts thereof.
Preferably, the liquid polybutadiene has a molecular weight of 500,000 to 200,000.

【0025】(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。
(VII) The following anionic surfactant having one or two hydrophilic groups in the molecule. (a) Sulfate ester salt of an alcohol having 4 to 18 carbon atoms. (b) Alkane, alkene or / and alkylaryl sulfonic acid having 4 to 18 carbon atoms or a salt thereof. (c) Sulfates or phosphates of alkylene oxide adducts of compounds having one or more active hydrogens in the molecule, and salts thereof. (d) A sulfosuccinate which is an ester of a saturated or unsaturated fatty acid having 4 to 22 carbon atoms. (e) Alkyl diphenyl ether disulfonic acid or a salt thereof. The alkyl group is an alkyl group having 8 to 18 carbon atoms. (f) Rosin acid or a salt thereof. Tall oil mixed acid which is a mixed acid of rosin acid and higher fatty acid and its salt. (g) Alkane or alkene fatty acid having 4 to 18 carbon atoms and salts thereof. (h) An α-sulfo fatty acid ester salt represented by the following general formula.

【0026】[0026]

【化1】 [Chemical 1]

【0027】(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 あるいは有機アミン、n
は1又は2を表す。) 尚、上記(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の塩
等が挙げられる。
(Wherein R 1 is an alkyl group or alkenyl group having 6 to 22 carbon atoms, R 2 is an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, M is a monovalent or divalent metal atom, NH 4 or an organic amine, n
Represents 1 or 2. ) In the compounds (I) to (VII), salts include lower amines such as ammonium, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine and triethylamine, alkali metals such as sodium, potassium, magnesium and calcium or alkaline earth. Examples thereof include salts of similar metals.

【0028】<カチオン性界面活性剤及び両性界面活性
剤>アルキル又は/及びアルケニルアミン塩、第4級ア
ンモニウム塩、アルキルベタイン、アルキルアミンオキ
サイド、アルキルアラニン、ポリアミート、ポリアミン
塩、イミダゾリン型両性界面活性剤、スルホベタイン型
両性界面活性剤等が挙げられる。
<Cationic Surfactant and Amphoteric Surfactant> Alkyl or / and alkenyl amine salt, quaternary ammonium salt, alkyl betaine, alkyl amine oxide, alkyl alanine, polyamate, polyamine salt, imidazoline type amphoteric surfactant. , Sulfobetaine type amphoteric surfactants and the like.

【0029】本発明において、最終的に得られるエマル
ジョン中の界面活性剤の配合量は0.01〜5重量%の範囲
であり、好ましくは 0.1〜1.0 重量%である。0.01重量
%未満の配合量では重質油の乳化および乳化安定性の発
現が不充分であり、5重量%を超える配合量では不経済
であるばかりでなく、乳化時の泡立ちや粒径制御が困難
となり好ましくない。界面活性剤は水溶液として供給し
てもよく、その場合、水溶液中の水はエマルジョン中の
水の成分とみなす。
In the present invention, the content of the surfactant in the finally obtained emulsion is in the range of 0.01 to 5% by weight, preferably 0.1 to 1.0% by weight. If the blending amount is less than 0.01% by weight, the emulsification and emulsion stability of heavy oil are insufficient, and if the blending amount exceeds 5% by weight, not only is it uneconomical, but foaming and particle size control at the time of emulsification It is difficult and not preferable. The surfactant may be supplied as an aqueous solution, in which case water in the aqueous solution is considered as a component of water in the emulsion.

【0030】本発明において、最終的に得られるエマル
ジョン中の成分である水の配合量は重要であり、10〜40
重量%の範囲の配合量であり、さらに好ましくは15〜30
重量%である。水の配合量が10重量%未満であると、重
質油の油滴の粒度分布を最適化したり、界面活性剤の種
類や使用量を最適化しても、乳化安定性は良くならず流
動性に劣るエマルジョンしか得られない。また水の配合
量が40重量%を超えると、燃料としての発熱量が低下し
直接燃焼が困難になる場合もあり回避すべきである。
In the present invention, the blending amount of water, which is a component in the finally obtained emulsion, is important and is 10-40
The blending amount is in the range of% by weight, more preferably 15 to 30.
% By weight. If the amount of water is less than 10% by weight, the emulsion stability will not be improved and the fluidity will not be improved even if the particle size distribution of oil droplets of heavy oil is optimized or the type and amount of surfactant used are optimized. Only emulsions that are inferior to Further, if the content of water exceeds 40% by weight, the calorific value as a fuel may decrease and direct combustion may become difficult, which should be avoided.

【0031】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、多価アルコール及び/又は高
分子安定剤の配合も可能である。多価アルコールとして
は、分子内に2個以上の水酸基を有し水に溶解するもの
であればよく、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、ソルビトール、
グルコース等である。エマルジョン中の多価アルコール
の配合量は 0.1〜50重量%の範囲が好ましい。高分子安
定剤としては表1に示す分子量1万以上の各種水溶性高
分子の配合が可能であり、エマルジョン中の高分子安定
剤の配合量は 0.005〜3重量%の範囲が好ましい。
In the present invention, if necessary, a polyhydric alcohol and / or a polymer stabilizer may be added for the purpose of further improving the stability. Any polyhydric alcohol may be used as long as it has two or more hydroxyl groups in the molecule and is soluble in water. For example, glycerin, polyglycerin, ethylene glycol, diethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, sorbitol,
Glucose and the like. The content of the polyhydric alcohol in the emulsion is preferably 0.1 to 50% by weight. As the polymer stabilizer, various water-soluble polymers having a molecular weight of 10,000 or more shown in Table 1 can be blended, and the blending amount of the polymer stabilizer in the emulsion is preferably 0.005 to 3% by weight.

【0032】[0032]

【表1】 [Table 1]

【0033】本来、エマルジョンは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
り、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。また、単分散系に
近いほど高濃度化は困難である。
Originally, an emulsion is in a state in which one of two kinds of liquids that do not dissolve in each other is finely dispersed in the other, and the free energy of the interface increases as the interfacial area of the two liquids increases. It is a very unstable non-equilibrium system, the dispersion state changes with time, and the emulsion state tends to disappear. It is common to use a surfactant for the purpose of reducing the free energy of the interface and improving the stability of the system, but no matter how good a surfactant is used, the interfacial free energy does not become zero. However, it is difficult to obtain a truly stable emulsion. Further, it is more difficult to increase the concentration as it is closer to a monodisperse system.

【0034】そこで、本発明者らは、系の安定化のため
には、重質油と水との界面積の増大を極力最小に抑え、
界面の自由エネルギーを低減させ、かつエマルジョンの
高濃度化のためには、重質油を高密度に充填できるよう
に粒子間空隙割合(空隙率)を極力小さくして、エマル
ジョンの流動化に必要な溶媒(水)量を最小にすること
が望ましいと考え、重質油の粒度分布が最適になるよう
にコントロールすることに着目し、上記のように重質油
を流れ方向に複数箇所に分けて供給することにより、重
質油の油滴が分散機より与えられる剪断エネルギーに分
布をもたせるようにしたのである。
Therefore, the inventors of the present invention suppress the increase in the interfacial area between heavy oil and water as much as possible in order to stabilize the system,
In order to reduce the free energy of the interface and increase the concentration of the emulsion, it is necessary to fluidize the emulsion by minimizing the interparticle void ratio (void ratio) so that the heavy oil can be packed at a high density. Since it is desirable to minimize the amount of solvent (water), focusing on controlling the particle size distribution of the heavy oil to be optimal, the heavy oil is divided into multiple parts in the flow direction as described above. The heavy energy oil droplets have a distribution in the shearing energy supplied from the disperser.

【0035】本発明において特に好ましい粒度分布は、
前記(1) 式に示したロジンラムラー分布関数において、
累積フルイ上重量10%に対応する粒子径(μm )と、累
積フルイ上重量90%に対応する粒子径(μm)の2点か
ら求まる均等数nが 0.5〜1.8の範囲となる粒度分布で
あり、さらに好ましくは 0.8〜1.5 の範囲となる粒度分
布である。この均等数nが1.8 を超えると、すなわち粒
度分布の範囲が狭く、よりシャープな分布であると、粒
子間空隙割合(空隙率)が増大し重質油の高濃度化が困
難となるばかりでなく、重質油と水との界面積が増大し
界面自由エネルギーの増大により、系の安定性が著しく
低下する。また、この均等数nが 0.5未満になると、す
なわち粒度分布の範囲が広くよりブロードな分布である
と、エマルジョンの製造が困難であると共に、粒子間空
隙割合の増大が起こり、エマルジョンの高濃度化が困難
となる。
In the present invention, a particularly preferred particle size distribution is
In the Rosin-Rammler distribution function shown in the equation (1),
It is a particle size distribution in which the uniform number n obtained from the two points of the particle size (μm) corresponding to the cumulative screen weight of 10% and the particle size corresponding to the cumulative screen weight of 90% is in the range of 0.5 to 1.8. , And more preferably 0.8 to 1.5. If this uniform number n exceeds 1.8, that is, if the range of the particle size distribution is narrow and the distribution is sharper, the interparticle void ratio (void ratio) increases and it is difficult to increase the concentration of heavy oil. However, the interfacial area between heavy oil and water increases, and the interfacial free energy increases, which significantly reduces the stability of the system. Further, if the uniform number n is less than 0.5, that is, if the range of the particle size distribution is wide and the distribution is broad, it is difficult to produce an emulsion, and the void ratio between particles increases, resulting in a high emulsion concentration. Will be difficult.

【0036】一般に重質油をホモジナイザー等の分散機
(乳化機)で単純に乳化したり、石油蒸留残分をミル等
で粉砕した場合には、上述のような粒度分布要件を満足
するものが得られず、粒度分布の比較的狭い、均等数n
値が 1.8より大きいものとなる。このような粒度分布を
持つ重質油エマルジョンでは、本発明が目的とする高濃
度/低粘度/貯蔵安定性に優れたエマルジョンを得るこ
とは出来ない。
Generally, when a heavy oil is simply emulsified by a disperser (emulsifier) such as a homogenizer, or when the petroleum distillation residue is pulverized by a mill or the like, one satisfying the above-mentioned particle size distribution requirements is obtained. Not obtained, relatively narrow particle size distribution, uniform number n
The value will be greater than 1.8. With a heavy oil emulsion having such a particle size distribution, it is not possible to obtain an emulsion of the present invention, which is excellent in high concentration / low viscosity / storage stability.

【0037】本発明において、エマルジョン中の重質油
の油滴の平均粒径は3〜50μm であることが好ましく、
さらに 100μm 以下の粒子径を有する粒子が80重量%以
上を占めることが好ましく、特に1μm 以下の粒子径を
有する粒子が15重量%以下であることが好ましい。 100
μm より大きい粒子径を有する粗大粒子が多いと、燃料
としての燃焼時に未燃焼を起こし燃焼効率の低下をきた
すと共に、貯蔵時の沈澱やボイラー配管等の閉塞の原因
となり好ましくない。
In the present invention, the average particle size of the oil droplets of the heavy oil in the emulsion is preferably 3 to 50 μm,
Further, 80% by weight or more of particles having a particle diameter of 100 μm or less are preferable, and 15% by weight or less of particles having a particle diameter of 1 μm or less are particularly preferable. 100
If there are many coarse particles having a particle size larger than μm, unburned during combustion as a fuel, the combustion efficiency is lowered, and precipitation during storage and clogging of boiler pipes are not preferable.

【0038】さらに、本発明においては、エマルジョン
の粘度が、温度25℃において 100〜3000センチポイズで
あることが好ましく、さらに好ましくは 200〜1500セン
チポイズである。このエマルジョンの粘度が3000センチ
ポイズを超えると、ポンプ等での輸送が困難になり、ハ
ンドリング性が悪くなりボイラー等の燃料としては好ま
しくない。また、このエマルジョンの粘度が 100センチ
ポイズ未満になると、静置安定性が極端に悪くなり貯蔵
時の沈澱等でトラブルの原因となり易いため好ましくな
い。
Further, in the present invention, the viscosity of the emulsion is preferably 100 to 3000 centipoise at a temperature of 25 ° C., more preferably 200 to 1500 centipoise. If the viscosity of this emulsion exceeds 3000 centipoise, it becomes difficult to transport by a pump or the like, and the handling property deteriorates, which is not preferable as a fuel for a boiler or the like. Further, if the viscosity of this emulsion is less than 100 centipoise, the stability in standing is extremely deteriorated and problems such as precipitation during storage are likely to occur, which is not preferable.

【0039】[0039]

【発明の効果】上述の如く、本発明の方法により得られ
る水中油滴型エマルジョンは、エマルジョン中の重質油
が特定の粒度分布を有するものであって、本発明の方法
により得られたエマルジョン燃料は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る。さらに、本発明の
方法により得られるエマルジョンは、重質油分が特定の
粒度分布を有するがために、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沈澱や粘
度増加の起きない極めて安定性に優れたエマルジョン燃
料である。
As described above, in the oil-in-water emulsion obtained by the method of the present invention, the heavy oil in the emulsion has a specific particle size distribution, and the emulsion obtained by the method of the present invention. Fuel has a viscosity that is relatively close to that of water, and is capable of sufficient atomization at temperatures between room temperature and 90 ° C.
It is a fuel with excellent handling properties. Further, the emulsion obtained by the method of the present invention has excellent fluidity despite its extremely high concentration, because the heavy oil has a specific particle size distribution, and it has no precipitation or viscosity even after long-term storage. It is an extremely stable emulsion fuel that does not increase.

【0040】本発明のエマルジョンにおいては重質油の
粒度分布が極めて重要な因子であり、従来の製造方法で
はエマルジョン燃料として最適な粒度分布にコントロー
ルすることはできない。本発明の方法により得られる、
特定の粒度分布を有する重質油の高濃度/低粘度エマル
ジョンは、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る画期的なものであ
る。
In the emulsion of the present invention, the particle size distribution of heavy oil is a very important factor, and it is impossible to control the particle size distribution to be optimum as an emulsion fuel by the conventional production method. Obtained by the method of the present invention,
A high-concentration / low-viscosity emulsion of heavy oil with a specific particle size distribution is a breakthrough that enables heavy oil such as bitumen and asphalt that has not been effectively used as an energy source to be used as an alternative fuel for heavy oil. It is something.

【0041】また、本発明によるエマルジョン燃料は、
重質油が高濃度であるとともに水に近い低粘度であるが
ゆえに、従来から一般に使用されている重油燃焼用ボイ
ラーを改造することなく使用できると言う大きな特徴も
有している。さらに、重質油が微粒子であるために、燃
焼効率が高くまた燃焼後の窒素酸化物の低減が図れる。
Further, the emulsion fuel according to the present invention is
Since the heavy oil has a high concentration and a low viscosity close to that of water, it also has a great feature that it can be used without modifying a conventional heavy oil combustion boiler. Further, since the heavy oil is fine particles, the combustion efficiency is high and the nitrogen oxides after combustion can be reduced.

【0042】[0042]

【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。
EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.

【0043】実施例1 アラビアンライト原油から得られたアスファルト(比重
1.015, 粘度595cP/100℃、軟化点29℃、針入度370/25
℃)、及びノニオン系界面活性剤(ポリオキシエチレン
ノニルフェニルエーテル, 花王(株)製のエマルゲン92
1)とアニオン系界面活性剤(オレイン酸カリ石鹸, 花王
(株)製OSソープ)との重量比1:1(界面活性剤基
準)の界面活性剤水溶液を用い、図1に示した装置で分
散機5として特殊機化工業(株)製のラインミキサ(PL
-SL 型)を用い、分散機8として特殊機化工業(株)製
のオートホモミキサパイプラインM型を用いて乳化温度
80℃にてエマルジョンを調製した。アスファルトは温度
110℃、活性剤水溶液は70℃でハンドリングを行った。
すなわち、特殊機化工業(株)製のラインミキサ(PL-S
L 型)5中に、1からアスファルトを供給流量 500g/
min で供給ポンプ3により供給し、2から界面活性剤水
溶液を供給流量 600g/min で供給ポンプ4により供給
した。尚、界面活性剤水溶液中の界面活性剤濃度は水 1
00gに対して界面活性剤5gとした。ラインミキサ5の
剪断速度 30000(s-1) で乳化し、ラインミキサ5出口と
オートホモミキサパイプライン8入口をつなぐ配管中
に、7からアスファルトを供給流量1250g/min で供給
ポンプ6により供給し、ラインミキサ5出口からの乳化
物とともにオートホモミキサパイプライン8に供給し、
オートホモミキサパイプライン8の剪断速度 25000
(s-1) で乳化した。得られたエマルジョン9は、一昼夜
20℃恒温室にて放置冷却した後、粒度、粘度、貯蔵安定
性を下記方法で測定した。結果を表2に示す。
Example 1 Asphalt obtained from Arabian light crude oil (specific gravity
1.015, Viscosity 595cP / 100 ℃, Softening point 29 ℃, Penetration 370/25
℃) and nonionic surfactant (polyoxyethylene nonylphenyl ether, Emulgen 92 manufactured by Kao Corporation)
1) and an anionic surfactant (potassium oleate soap, OS soap manufactured by Kao Co., Ltd.) using a surfactant aqueous solution with a weight ratio of 1: 1 (surfactant basis), using the apparatus shown in FIG. As a disperser 5, a line mixer (PL) manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.
-SL type), and using an auto homomixer pipeline M type manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd. as the disperser 8, the emulsification temperature
The emulsion was prepared at 80 ° C. Asphalt temperature
At 110 ° C., the aqueous activator solution was handled at 70 ° C.
That is, the line mixer (PL-S manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.)
L type) 5 to supply asphalt from 1 to 500g /
It was supplied by the supply pump 3 at a flow rate of 2 min, and the aqueous surfactant solution was supplied from the supply pump 4 at a supply flow rate of 600 g / min. The surfactant concentration in the aqueous surfactant solution is 1
5 g of surfactant was used for 00 g. Emulsify at a shear rate of 30000 (s -1 ) in the line mixer 5, and supply asphalt from 7 with a supply pump 6 at a supply flow rate of 1250 g / min into the pipe connecting the outlet of the line mixer 5 and the inlet of the auto homomixer pipeline 8. , Is supplied to the auto homomixer pipeline 8 together with the emulsion from the line mixer 5 outlet,
Shear rate of auto homomixer pipeline 8 25000
It was emulsified with (s -1 ). The obtained emulsion 9 was used all day and night.
After cooling in a constant temperature chamber at 20 ° C., the particle size, viscosity and storage stability were measured by the following methods. The results are shown in Table 2.

【0044】<測定方法> 粒度;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)により行った。 均等数n;粒度測定結果より、累積フルイ上重量10%に
対応する粒子径と累積フルイ上重量90%に対応する粒子
径とをフィッティングにより求め、ロジンラムラー分布
関数から誘導した上記計算式(1) により求めた。 粘度;東京計器製造所製B型粘度計(型式BM)により、
ローターNo. 3,4を用い、25℃、60rpm にて回転開始
1分後の値を測定した。
<Measurement Method> Particle size: Laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device (LA700, manufactured by Horiba, Ltd.) was used. Even number n: From the particle size measurement results, the particle size corresponding to 10% of the cumulative screen weight and the particle size corresponding to the 90% of the cumulative screen weight were found by fitting, and the above formula (1) was derived from the Rosin-Rammler distribution function. Sought by. Viscosity: By Tokyo Keiki Seisakusho B-type viscometer (model BM),
Rotor Nos. 3 and 4 were used to measure the values one minute after the start of rotation at 25 ° C. and 60 rpm.

【0045】貯蔵安定性;沈降試験管(3cmφ×30cm)
に重質油エマルジョンを液深が25cmになるように仕込
み、25℃で静置1ケ月後の状態を観察し、表面層での水
の分離及び沈降試験管下部での重質油の分離を以下に示
す3ランクでそれぞれ評価した。
Storage stability; sedimentation test tube (3 cmφ × 30 cm)
A heavy oil emulsion was charged to a depth of 25 cm and allowed to stand at 25 ° C for one month, then the water was separated at the surface layer and the heavy oil was separated at the bottom of the sedimentation test tube. Each of the following three ranks was evaluated.

【0046】○:分離なし △:分離少し有り(1〜5mm) ×:分離有り(5mm以上) 実施例2 実施例1と同一のアスファルトと界面活性剤水溶液を用
いて、図2に示した装置で分散機14として特殊機化工業
(株)製ラインミキサ(PL-2SL型)の第1ステーターと
第2ステーターとの間に重質油供給口を設けた分散機を
用いて乳化温度80℃にてエマルジョンを調製した。すな
わち、分散機14中に、10から界面活性剤水溶液を供給流
量 600g/min で供給ポンプ11により供給し、13からア
スファルトを供給流量1000g/min で供給ポンプ12によ
り供給した。分散機14の剪断速度30000 (s-1)で乳化
し、分散機14の途中へ、16からアスファルトを供給流量
800g/min で供給ポンプ15により供給し、分散機14入
口からの乳化物とともに混合乳化した。得られたエマル
ジョン17は、一昼夜20℃恒温室にて放置冷却した後、実
施例1と同様にして粒度、粘度、貯蔵安定性を測定し
た。結果を表2に示す。
◯: No separation Δ: Slight separation (1 to 5 mm) X: Separation (5 mm or more) Example 2 Using the same asphalt and aqueous surfactant solution as in Example 1, the apparatus shown in FIG. The emulsification temperature is 80 ° C using a disperser having a heavy oil supply port between the first and second stators of a line mixer (PL-2SL type) manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd. To prepare an emulsion. That is, in the disperser 14, the aqueous surfactant solution was supplied from 10 by the supply pump 11 at a supply flow rate of 600 g / min, and the asphalt was supplied from 13 by the supply pump 12 at a supply flow rate of 1000 g / min. Emulsifying at a shear rate of 30000 (s -1 ) in the disperser 14, and asphalt is supplied from 16 to the middle of the disperser 14.
It was supplied by a supply pump 15 at 800 g / min, and mixed and emulsified with the emulsion from the inlet of the disperser 14. The obtained emulsion 17 was left standing and cooled in a thermostatic chamber at 20 ° C. for 24 hours, and then measured for particle size, viscosity and storage stability in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.

【0047】実施例3 実施例1と同一のアスファルトと界面活性剤水溶液を用
いて、図1に示した装置と図2に示した装置とを組み合
わせて使用し、乳化温度80℃にてエマルジョンを調製し
た。すなわち、特殊機化工業(株)製のラインミキサ
(PL-SL 型)5中に1からアスファルトを供給流量300
g/minで供給ポンプ3により供給し、2から界面活性
剤水溶液を供給流量 400g/min で供給ポンプ4により
供給した。ラインミキサ5の剪断速度 30000(s-1) で乳
化し、ラインミキサ5出口とオートホモミキサパイプラ
イン8入口をつなぐ配管中に、7からアスファルトを供
給流量300g/minで供給ポンプ6により供給し、ライン
ミキサ5出口からの乳化物とともにオートホモミキサパ
イプライン8に供給した。オートホモミキサパイプライ
ン8の剪断速度25000 (s-1)で乳化して得られたエマル
ジョン9は、10から供給ポンプ11により特殊機化工業
(株)製ラインミキサ(PL-2SL型)の第1ステーターと
第2ステーターとの間に重質油供給口を設けた分散機14
中に供給し、13からアスファルトを供給流量 300g/mi
n で供給ポンプ12により供給した。分散機14の剪断速度
30000(s-1) で乳化し、分散機14の途中へ、16からアス
ファルトを供給流量 300g/min で供給ポンプ15により
供給し、分散機14入口からの乳化物とともに混合乳化し
た。得られたエマルジョン17は、一昼夜20℃恒温室にて
放置冷却した後、実施例1と同様にして粒度、粘度、貯
蔵安定性を測定した。結果を表2に示す。
Example 3 Using the same asphalt and aqueous surfactant solution as in Example 1, the apparatus shown in FIG. 1 and the apparatus shown in FIG. 2 were used in combination to form an emulsion at an emulsification temperature of 80 ° C. Prepared. That is, asphalt is supplied from 1 into the line mixer (PL-SL type) 5 manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.
It was supplied by the supply pump 3 at g / min, and the aqueous surfactant solution was supplied by the supply pump 4 from 2 at a supply flow rate of 400 g / min. Emulsify at a shear rate of 30000 (s -1 ) in the line mixer 5, and supply asphalt from 7 with a supply pump 6 at a supply flow rate of 300 g / min into the pipe connecting the outlet of the line mixer 5 and the inlet of the auto homomixer pipeline 8. , And the emulsion from the outlet of the line mixer 5 was supplied to the auto homomixer pipeline 8. The emulsion 9 obtained by emulsifying at a shearing rate of 25000 (s -1 ) in the auto homomixer pipeline 8 is supplied from 10 by a supply pump 11 to a line mixer (PL-2SL type) manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd. A disperser 14 having a heavy oil supply port provided between the first stator and the second stator.
Supply asphalt from 13 to 300g / mi
Supplied with feed pump 12 at n. Shear rate of disperser 14
The mixture was emulsified at 30,000 (s −1 ), and asphalt was supplied from 16 to the middle of the disperser 14 at a supply flow rate of 300 g / min by the supply pump 15, and mixed emulsified with the emulsion from the inlet of the disperser 14. The obtained emulsion 17 was left standing and cooled in a thermostatic chamber at 20 ° C. for 24 hours, and then measured for particle size, viscosity and storage stability in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.

【0048】比較例1 図1に示した装置で、1からのアスファルトの供給流量
を1750g/min とし、7からのアスファルトの供給を中
止したこと以外は実施例1と同じ条件でエマルジョンを
得た。得られたエマルジョンは一昼夜20℃恒温室にて放
置冷却した後、実施例1と同様にして粒度、粘度、貯蔵
安定性を測定した。結果を表2に示す。
Comparative Example 1 Using the apparatus shown in FIG. 1, an emulsion was obtained under the same conditions as in Example 1 except that the asphalt feed rate from 1 was set to 1750 g / min and the asphalt feed from 7 was stopped. . The obtained emulsion was left standing and cooled in a constant temperature room at 20 ° C. for 24 hours, and then the particle size, viscosity and storage stability were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.

【0049】比較例2 図2に示した装置で、13からのアスファルトの供給流量
を 900g/min とし、16からのアスファルトの供給を中
止したこと以外は実施例2と同じ条件でエマルジョンを
得た。得られたエマルジョンは一昼夜20℃恒温室にて放
置冷却した後、実施例1と同様にして粒度、粘度、貯蔵
安定を測定した。結果を表2に示す。
Comparative Example 2 An emulsion was obtained under the same conditions as in Example 2 except that the asphalt feed rate from 13 was set to 900 g / min and the asphalt feed from 16 was stopped using the apparatus shown in FIG. . The obtained emulsion was left standing and cooled in a constant temperature room at 20 ° C. for 24 hours, and then measured for particle size, viscosity and storage stability in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.

【0050】[0050]

【表2】 [Table 2]

【0051】表2から明らかなように、実施例1〜3は
均等数nの各測定値が本発明の意図するところであり、
エマルジョンの重質油濃度が80重量%に近い極めて高濃
度であるにもかかわらず、その粘度は25℃において1000
センチポイズ以下であり、常温において極めて良好なハ
ンドリング性を確保しており、また貯蔵安定性も実用上
十分に満足すべきものである。一方、比較例1及び2で
調製したエマルジョンは均等数nが 1.8を超えており、
粒度分布が極めてシャープである。従ってエマルジョン
の粘度が極めて高く、3000センチポイズを超えており、
重油代替燃料としては不適当である。また、貯蔵安定性
も1ケ月でゲル化してしまい、実用性に乏しい。
As is clear from Table 2, in Examples 1 to 3, the measured values of the even number n are the intended values of the present invention.
Even though the heavy oil concentration of the emulsion is extremely high, close to 80% by weight, its viscosity is 1000 at 25 ° C.
It is not more than a centipoise, it has an extremely good handling property at room temperature, and the storage stability is sufficiently satisfactory for practical use. On the other hand, the emulsions prepared in Comparative Examples 1 and 2 had an even number n exceeding 1.8,
The particle size distribution is extremely sharp. Therefore, the viscosity of the emulsion is extremely high, exceeding 3000 centipoise,
It is unsuitable as a heavy fuel alternative fuel. In addition, the storage stability also gels in one month, which makes it impractical.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の重質油エマルジョンの製造方法に用い
られる装置の一例を示す略示断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of an apparatus used in a method for producing a heavy oil emulsion of the present invention.

【図2】本発明の重質油エマルジョンの製造方法に用い
られる装置の別の例を示す略示断面図である。
FIG. 2 is a schematic sectional view showing another example of an apparatus used in the method for producing a heavy oil emulsion of the present invention.

【符号の説明】 1 重質油 2 界面活性剤水溶液 3 供給ポンプ 4 供給ポンプ 5 分散機 6 供給ポンプ 7 重質油 8 分散機 9 水中油滴型エマルジョン 10 界面活性剤水溶液 11 供給ポンプ 12 供給ポンプ 13 重質油 14 分散機 15 供給ポンプ 16 重質油 17 水中油滴型エマルジョン[Explanation of symbols] 1 heavy oil 2 surfactant aqueous solution 3 supply pump 4 supply pump 5 disperser 6 supply pump 7 heavy oil 8 disperser 9 oil-in-water emulsion 10 surfactant aqueous solution 11 supply pump 12 supply pump 13 Heavy Oil 14 Disperser 15 Supply Pump 16 Heavy Oil 17 Oil-in-Water Emulsion

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Tadakazu Yamashita 8th, Chidori-cho, Naka-ku, Yokohama City Japan Petroleum Incorporated Central Research Laboratory

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 重質油、水及び界面活性剤を含有する混
液を少なくとも1個以上の分散機に通過させる装置によ
り、重質油60〜85重量%、水10〜40重量%及び界面活性
剤0.01〜5重量%を含有する水中油滴型エマルジョンを
製造するに際し、重質油を装置内流れ方向に少なくとも
2箇所以上に分割して、少なくとも1個以上の分散機に
供給することを特徴とする重質油エマルジョンの製造方
法。
1. 60 to 85% by weight of heavy oil, 10 to 40% by weight of water and surface active agent by means of a device for passing a mixed liquid containing heavy oil, water and a surfactant through at least one disperser. In producing an oil-in-water emulsion containing 0.01 to 5% by weight of the agent, the heavy oil is divided into at least two locations in the flow direction in the apparatus and supplied to at least one disperser. And a method for producing a heavy oil emulsion.
【請求項2】 エマルジョン中の重質油が、油滴として
100μm 以下の粒子径を有する粒子が80重量%以上を占
め、かつ下記(1) 式に示すロジンラムラー分布関数にお
いて、累積フルイ上重量10%に対応する粒子径(μm )
と、累積フルイ上重量90%に対応する粒子径(μm )の
2点から求まる均等数nが 0.5〜1.8の範囲である粒度
分布をもつ請求項1記載の重質油エマルジョンの製造方
法。 R(D)= 100 exp{−(D/Dc)n} …(1) ただし R;累積フルイ上重量%、 D;粒子径、 n;定数
(均等数)、Dc;定数(粒度特性数)
2. Heavy oil in the emulsion as oil droplets
Particles having a particle size of 100 μm or less account for 80% by weight or more, and in the Rosin-Rammler distribution function shown in the formula (1) below, the particle size corresponding to a cumulative weight of 10% on the sieve (μm)
And a particle size distribution in which the uniform number n obtained from the two points of the particle diameter (μm) corresponding to 90% of the cumulative weight on the screen is in the range of 0.5 to 1.8. R (D) = 100 exp {-(D / Dc) n } (1) However, R: cumulative weight% on the screen, D: particle size, n: constant (uniform number), Dc: constant (number of particle size characteristics)
【請求項3】 エマルジョンの粘度が温度25℃において
100〜3000センチポイズである請求項1又は2記載の重
質油エマルジョンの製造方法。
3. The emulsion viscosity at a temperature of 25 ° C.
The method for producing a heavy oil emulsion according to claim 1 or 2, which has a viscosity of 100 to 3000 centipoise.
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