JPS6010075B2

JPS6010075B2 - 安定化された石炭油混合物

Info

Publication number: JPS6010075B2
Application number: JP57219117A
Authority: JP
Inventors: ポ−ル・シ−・ケムプ; ウオルタ−・ライアンズ; リツキ−・イ−・ミユ−ジツク
Original assignee: Ashland Oil Inc
Current assignee: Ashland LLC
Priority date: 1981-12-14
Filing date: 1982-12-14
Publication date: 1985-03-14
Also published as: JPS58160393A; CA1181589A; EP0081810A2; EP0081810A3; US4711643A

Description

【発明の詳細な説明】タ粉砕された石炭と液状炭化水素との安定な懸濁液は
商用燃料として望ましい混合物であることは、長い間認
識されてきている。

砕いた石炭と原油または精製された炭化水素との安定な
混合物を形成するために、多数の試みがなされてきてし
、０る。多くの試みは、エネルギーの要求量が高いため
に、失敗した。他の試みは、水を必要とし、こうして得
られる混合物のＢＴＶ含量を減少したために、失敗した
。他の手順は、生ずる混合物が不安定であるために、失
敗した。安定な混合物を形成するために、先行技術は、
石炭が液状炭化水素中に懸濁されたままであるように、
混合物を安定化する化合物を含有させる試みで充満され
た。

これらの安定剤の成功の程度は、無効であるものから安
定剤をまったく含まないものに比べて有意な改良を提供
するものまで変化した。しかしながら、このような安定
剤はすべての所望の性能特性を達成することになお失敗
している。１９７８王１０月２７日公開された特願昭５
３−１２３４０８号中には、塩の基がハロゲン原子を含
む第四アンモニウム塩が開示されている。

このような化合物の１つの商業的に入手できる例は、構
造式を有するジココジメチルアンモニウムクロライドで
あり、アーマク。

カンパニー・インコーポレ−テツドのインダストリアル
・ケミカル・デイビジョンから商標〜則ａｄ笈−７５で
販売されている。米国特許第４２０１５５２号（Ｒｏｗ
ｅｌｌｅｔａｌ）は、第三アミンまたは基Ｎ−ＣＨ２−
Ｃ−ＣＨ２−○−を含有する第四アンモニウム塩を開示
している。この第四アンモニウム塩は、商標Ａｔｌａｓ
Ｇ−２７１で入手できると述べられている。前記発明
者らの引し、続刊行物において、前記特願昭５３−１２
３４０８号の化合物はＡｔｌａｓＧ−２７１よりも効果
があると記載している。本発明の１つの目的は、有効な
石炭−油混合物の安定剤を提供することである。

本発明の他の目的は、石炭油混合物の粘度を、普通の装
置を用いて容易にポンプ輸送不可能な点にまで、有意に
増加しない、このような安定剤を提供することである。
本発明の他の重要な目的は、沈降を有意に起こさないで
、混合物を貯蔵できる時間を有意に増大する安定剤を提
供することである。これらの目的および他の目的は、以
下の説明からより明らかとなるであろう。石炭一滴混合
物は、次の構造式式中Ｒ，「Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は１〜２９固の炭素
原子のアルキルであり、好ましくはＲ，およびＲ２は１
〜１２個の炭素原子のアルキルであり、そしてＲ２およ
びＲ４は１〜５個の炭素原子を有するアルキル基である
。

を有する化合物を含有させることによって安定化される
。

安定剤は、次の構造式を有する化合物とモル過剰量の水
酸化ナトリウムまたは水酸化リチウムとを反応させるこ
とによって製造される。

式中Ｒ，、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は式川こおいて上と同
様であり、そして×はハロゲンである。

安定剤は、上の化合物（１）として石炭−油混合物に加
えることができ、あるいは式０の化合物夕および水酸化
ナトリウムまたは水酸化リチウムを石炭−油混合物へ加
えることによって、混合物中でその場で形成することが
できる。

安定剤は石炭−油混合物の約０．０５〜５．０重量％の
量で含める。

０本発明の石炭−油混合物を調製するとき、使用する
石炭は、普通の方法により採鉱または加工することかで
き、あるいは「粗鉱ハ選鉱した石炭またはそれらの混合
物であることができる。

石炭は粉砕して、約１００％が５０メッシュのふるいを
通タ過し、そして少なくとも７０％が２００メッシュの
ふるいを通過するようにすべきである。より小さい粒度
は、一般に、得られる生成物の粘度を増大し、そして処
理の経費を増加する。石炭を加える液状炭化水素は、原
油または精製０された炭化水素に基づく液体であること
ができる。

このような材料のいずれをも使用できるが、残留車質燃
料グループ、Ｎｏ．６、は経済的理由で好ましい。使用
できる典型的な油および典型的な石炭の分析を、表１に
記載する。

液状炭化水素燃料への石炭の添加量は、使用の要件に依
存して変えることができる。５５重量％より大きい石炭
の濃度は粘度に関連する問題を生じ、一方３の重量％よ
り低い濃度は一般に非経済的である。

他の固体の粒状炭素ょ資材料を、使用できるであろう。
表１石炭／油混合物の成分の性質石炭の分析ふるいの分析、重量％Ｚ５０
メツシユＯ５０１
００メツシユ０．６
１００２００メツシユ２７
．０２００３２５メツシユ
４６．２３２５メツシユ
２６．２Ｚ黄鉄鉱のィオウ、重量％
０．１６硫酸塩のィオウ、重量％
０．００７有機のィオウ、重量％
０．６７合計のィオウ、重量％
０．８４線分、重量％
１．１２揮発分、重量％３
３．４固定炭素、重量％５２
．４灰分、重量％１３．２
塩素、重量％０．０９炭
素、重量％７３．７７２水
素、重量％４．９９窒素、
重量％１．２５総加熱値総
Ｂｔｕポンド１２．８９９
３油の分析ＢＳ＆Ｗ、容量％
０．３ラムス（Ｒａｍｓ）炭素、重量％
１３．８比重、。

ＰＩＩＯ．７粘度、１
２？Ｆ、ＳＦＳ１４１。１３へ
ブタン不溶分、重量％３．６９総加
熱値総Ｂ【ｕポンド１８．３１
１本発明の実施例において、式（１）に相当する４化合
物を式（ロ）に相当する化合物およびモル過剰量の水酸
化ナトリウムまたは水酸化リチウムから製造する。

現在理解されない理由で、これらの２種類に塩基を用い
て達成される結果は、水酸化カリウムまたは水酸化カル
シウムを用いる場合よりも有意にすぐれる。溶液を望む
場合、上の式（１）の第四水酸化アンモニウム安定剤を
１〜１の固の炭素原子を有する脂肪族炭化水素中に溶解
できる。

２５〜１０の重量％の安定剤と０〜７５重量％のアルコ
ールの混合物は適当である。

使用において、石炭混合物を調製するとき、石炭一滴混
合物の重量に基づいて、ほぼ０．０５〜２０重量％、好
ましくは０．５〜５重量％の安定剤を加える。

混合物は、適当な手段によって調製できる。前述のよう
に、本発明の安定剤を製造し、次いで石炭油混合物へ加
えることかでき、あるいは安定剤は必要な反応成分を石
炭一滴混合物へ加え、それらを反応させ、上の式（１）
の安定剤を形成することによって、その湯で製造するこ
とができる。以下の実施例により、本発明の安定剤の製
造法および使用法を説明し、そしてそれらの性能をいく
つかの先行技術の安定剤と比較する。

実施例１３８一６−Ｂ２２と表示する本発明の安定化された石炭
−油混合物を、次の方法で製造する。

ビーカー内で、０．７８夕のＮａＯＨ（２５％の比○）
を０．７８９の前記構造式のＡｒｑｕａｄ本−７５に加
える。

このＡｒｑ雌ｄ本−７５は約２５％のイソフ。ロパノー
ルを含有して、第四アンモニウムクロラィド化合物の溶
液を形成している。第アンモニウム水酸化物を形成する
反応は非常に急速に進行し、そして混合物は第四アンモ
ニウム水酸化物を含有する相とプロパノールおよび水の
相との２相に分離する。第四アンモニウム水酸化物は、
普通の分液漏斗を用いて分離される。石炭一滴安定剤と
しての効果を試験するために、次の試験を米国特許第４
２０１５５２号（Ｒｏｗｅｌｌｅｔａｌ）中に開示され
ている１つの安定剤、たとえば、Ａ０ａｓＧ−２７１に
対して実施した。

試験の目的で、それらを５４一２一Ｂ２２と表示する。
Ｎｏ．６燃料油、粉砕された石炭および安定剤の混合物
を、表１の石炭と油を用いて調製する。各々の重量％を
表０‘こ記載する。これらの混合物ならびにここに記載
する他の混合物の調製において、次の手順を用いる。（
１ーＮＯ．球燃料油を１２００Ｆ＋２０Ｆ（４８．９
ｑｏ＋１。

１。

０）に予熱する。

Ｚ（２）所望量のＮＯ
．８燃料油を秤量し、きれいな乾燥した４０ｃｃのビー
カーに入れる。（３’所望量の添加剤をＮｏ．朗燃料油
に加える。

‘４）ほぼ１５０仇ｐｍで回転する３インチ（７．６弧
）の混合羽根を１０分間あるいは油／添加剤のブレＺ
ンドが１５００Ｆ（６５．６ｑｏ）に到達するまで用い
て、各成分を混合する。（５｝きれいな乾燥した２５
０ｃｃのビーカーに、適当量の粉砕した石炭を秤量して
入れる。

■ 油／添加剤ブレンドが１５００Ｆ（６５．６００）
にな２つたとき、石炭を前記の４００ｃｃの容器中に
かきまぜながら移し、明確な石炭層が油上に形成しない
ようにし、かつ石炭がこの処理の間失なわれないように
する。

‘の石炭を完全に移したとき、混合物を１粉ご間か
２きぜて最終生成物を製造する。

表ｍに、このようにして調製した２種類の試料の粘度の
データを示す。

２種類の試料の安定性を試験するために、それ４らを同
一条件下に２４日間貯蔵した後試験する。

実施した試験はハンド・プローブ（ｈａｎｄｐｒｏｂ
ｅ）試験およびポリ・ケミカル・インコーポレーテツド
製の商業的に入手できるＫースキャッ（Ｓｃａｎ）装置
を用いるＫースキャン試験である。

ハンド・プローブ試験は、金属プローブを試料中にそう
入することから成っていた。この手順は各試料につき２
回実施し、最初は分離した油層の長さを測定し、そして
第２は沈降が起こった場合それはどんな型であるかを決
定する。試験結果を、表Ｗに記載する。表Ｗ石炭／油混合物の安定性の情報（「ハンド・プローブ一法）試料の番号３８一６−Ｂ２２油層の長さ、インチ（肌）−１，２５（３．１８）ブレンドのコンシ
ステンシーブレンドは性質が均質に見え、石炭粒子の間に高度の凝集が存在した。

この現象は非常に容易に雛断されるブレンドを生じた。

５４−２−Ｂ２２油層の長さインチ（肌）一１．５０（３．８１）ブレンドのコンシ
ステンシー２４日の期間の終りにおいて、このブレンドは軟−中程度の型の沈降物を含有し、これによりブレンドは３８−６ −Ｂ２２よりも前期が困難であった。

先行技術の高度の沈降は、Ｋ−スキャン試験の結果によ
り確認された。

実施例ロ本発明の安定剤を先行技術の安定剤、すなわち、１９７
８年１０月２７日に公開された特願昭５３−１２３４０
８号中に記載されるジココジメチルアンモニゥムクロラ
ィドとさらに比較する。

先行技術の安定剤を１８６−１と表示する。実施施例１
の安定剤をまた使用する。試料は実施例１に記載する手
順、石炭および油を用いて調製し、そして同様な試験を
実施する。詳細を下表Ｖ〜血に記載する。表ＶＫース
キヤンのデータは、ハンド・プローブの観測を立証した
。

本発明の安定剤は、よりすぐれた安定化混合物を生成す
る。実施例ｍまた、本発明の安定化された石炭油混合物を、安定剤を
石炭−油混合物中でその場で形成することによって、調
製した。

このような手順は、次のようにして実施できる。水酸化
第四アンモニウムで安定化された石炭一油混合物を、次
の方法で調製する。

表１に記載する石炭の８６．８夕に、表１に記載する燃
料油の８７．１３夕を加える。この混合物に、０．６１
夕のＬｉＯＨ・弦○と０．４６夕の前述のＡｒｑ雌ｄ衣
−７５を加える。この混合物をかきまぜる。Ａｒｑｕａ
ｎｄ次−７５だけで安定化された同一の石炭−油混合物
に比べて、本発明の安定剤は安定特性を含む実質的に改
良された結果を示す。実施例ＮおよびＶ水酸化カリウムまたは水酸化カルシウムを用いて第四ア
ンモニウム水酸化物をその場で形成したときの安定性を
試験するために「次の２つの調製物をつくる。

Claims

【特許請求の範囲】１約５〜約５０重量％の固体の粒状炭素質物質、約９
４〜４９重量％の液状炭化水素燃料、および約０．０５
〜５．０重量％の次の構造式▲数式、化学式、表等があ
ります▼ 式中Ｒ＿１、Ｒ＿２、Ｒ＿３およびＲ＿４は１〜２５
個の炭素原子を有するアルキル基である、を有する安定
剤、からなる安定な燃焼性石炭−油混合物。２Ｒ＿１およびＲ＿３は１〜１２個の炭素原子の鎖長
を有するアルキル基であり、そしてＲ＿２およびＲ＿４
は１〜５個の鎖長を有するアルキル基である、特許請求
の範囲第１項に記載の混合物。３混合物は約３０〜５０重量％の石炭と約６９〜４９
重量％の液状炭化水素燃料からなる、特許請求の範囲第
２項に記載の混合物。４安定剤は第四アンモニウムクロライド塩とモル過剰
量の水酸化ナトリウムまたは水酸化リチウムとの反応生
成物である、特許請求の範囲第３項に記載の混合物。５安定剤はアルコールと混合されている、特許請求の
範囲第４項に記載の混合物。６安定剤は炭素質物質と液状炭素質燃料との混合物中
でその場で調製されたものである、特許請求の範囲第４
項に記載の混合物。７炭素質物質は石炭であり、そして液状炭化水素燃料
は燃料油である、特許請求の範囲第４項に記載の混合物
。８前記アルコールは１〜１０個の炭素原子を有する脂
肪族アルコールである、特許請求の範囲第５項に記載の
混合物。