JPS6014076B2 - 微粉炭−油混合物用添加剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、安定性と流動性が優れた徴粉炭一油混合物を
製造するための、徴粉炭一油混合物用添加剤に関する。

従来、徴粉炭は発熱量当たりの価格が安いにもかかわら
ず、輸送の困難性、燃焼に際しての制御の困難性、発熱
量の低さ、貯蔵に要する場所がかさむといった欠点を有
しており、燃料としては問題があった。徴粉炭と油の混
合物は上記欠点がなく、油単独の場合に比べて発熱量当
たりの価格が低いため実用価値が高い。しかし、徴粉炭
と油とを単に混合しただけでは、比重差のため、徴粉炭
粒子は沈降分離し、凝結して流動性を失うため満足な徴
粉炭−油混合物は得られない。したがって、安定性と流
動性とを向上する添加剤を見し、出すことが重要で、す
でに、本発明者等は上記問題点を克服し、有効な添加剤
を見い出すことに成功し、徴粉炭−油混合物の実用化を
可能にした。

（特開昭５３一７８２０７）本発明者らは、更に長期間
安定性と流動性を保し、かつ、より経済的な徴粉炭一油
混合物を得るべく、鋭意研究を続けた結果、後記する徴
粉炭一油混合物用添加剤を見い出す事に成功し、非常に
優れた徴粉炭一油混合物の製造に成功した。

本発明により、従来よりも著しく、安定性と流動性が向
上した徴粉炭−独演合物が得られ、常温はもとより、高
温において長期間保存しても、徴粉炭の沈降はほとんど
生ぜず、たとえ若干生じても、本薬剤の優れた働きによ
り、沈降した徴粉炭の凝集がほとんど起こらないため、
ごく簡単な蝿梓のみで再流動化することができる。もち
ろん、短期間（１５日程度）の場合は橿件の必要もない
。これにより、安心して徴粉炭−油混合物を長期間かけ
タンカー輸送することや、パイプラインや配管を流送す
ることも可能となった。また、本薬剤は、従来よりも使
用量が少なくてすみ、経済性の面からも徴粉炭−油混合
物の実用化を更に促進できた。徴粉炭一泊混合物に用い
る石炭とは、例えば無煙炭、轟音炭、亜経青炭、褐炭等
の各種石炭で、種類や産地にかかわりなく、また化学組
成や水分含有量にもかかわりなく、いかなるものも利用
できる。

かかる石炭をそのままか、あるいは粗砕して油中に入れ
、各種湿式粉砕機により、油中で直接徴粉炭とするか、
または通常の乾式粉砕機により微粉炭としてもよい。

ただし、湿式粉砕法の方が、徴粉炭−油混合物の安定性
が向上し、かつ、粉砕時の自然発火や、粉じんが防止で
きるため更に良い。石炭中の水分は、乾式粉砕時に除い
ても、あるいは縞式粉砕中や粉砕後に除いてもよく、含
有水分の少ないものは、除かなくても支障がない。徴粉
炭の粒度は燃料性より判断して、通常２００仏以下のも
のが好ましく、更に粒度の小さい１００ム以下が好適で
あるが、徴粉炭−油混合物の安定性等の物性に関するか
ぎり、更に粒度の大きいものでも問題はない。この徴粉
炭の含有量は最終混合物に対して２０〜７の重量％であ
り、７の重量％以上の徴粉炭を含有した場合は、粘度が
著しく高くなり、流動性を失うため好ましくない。２の
重量％以下の場合は徴粉炭含有に伴う経済面の利点が減
少するため好ましくない。

したがって、２０〜７山重量％含有できるが、３０〜６
の重量％が更に好ましい。また、徴粉炭−油混合物に用
いる油とは、石油原油、原油から得られる各種留分、例
えば灯油、軽油、Ａ重油、Ｃ重油等やエチレン分解残油
、クレオソート油、アントラセン油、各種配合油等の一
般に燃料として用いられる油や廃油、例えばガソリンス
タンド廃油（自動車潤滑油、洗浄油）鉄工所廃油（機械
油、切削油、洗浄油やそれらの混合油）、石油タンカー
やその他船舶の廃油、一般化学工場廃油等をいい、その
相互の混合物も含む。中でも、石油原油、Ｂ重油および
Ｃ重油の利用が好ましい。

単独油のみ、または予め配合した油を用いて徴粉炭−油
混合物を作っても、単独油（好ましくは石油原油、重油
）で、徴粉炭−油混合物を作った後、他の油を混合した
り、混隣してもよい。水は、石炭中に含まれる水分が徴
粉炭‐油混合物中に混入したり、製造者または使用者が
加える場合等があるが、水の体積分だけ輸送費、貯蔵費
、その他一般管理等が高くなり、更に燃焼時蒸発熱をう
ばし、、熱損失が大きくなるため好ましくなく、少ない
方がよい。

一方、水は徴粉炭−油混合物の安定性を良好にする性質
と、燃焼時排ガス中のＮＯ広とバィジンを少なくする効
果を有するため少量の混入は許される。

したがって、全水分量は９重量％以下、好ましくは６重
量％以下がよく、まったく含有しなくてもよい。ただし
、０．５％〜３％程度の水を薬剤と共に後添加した場合
、著しく安定性が向上する場合が多い。本発明に係る徴
粉炭−油混合物用添加剤とは、｛ａ’分子内に炭素数６
〜１０のアルキル基を有するジまたはモノまたはジ・モ
ノ混合アルキルスルホコハク酸ェステル塩とともに｛ｂ
ー 分子量１０００〜１０方のポリェーテル化合物を多
価イソシアネート、多価ェポキシ、多価アルデヒド化合
物より選ばれる少なくとも１種を用いて架橋を行なわし
めた化合物を含むことを特徴とするものである。

前記【ａ｝記載のアルキルスルホコハク酸ェステル塩の
具体例としては、次のものが挙げられる。

ジヘキシルスルホコハク酸ナトリウム、モノ・へキシル
スルホコハク酸ナトリウム、ジ・モノ混合へキシルスル
ホコハク酸ナトリウム、ジーｎ−オクチルスルホコハク
酸ナトリウム、モノ−ｎ−オクチルスルホコハク酸ナト
リウム、モノ・ジ混合−ｎ−オクチルスルホコハク酸ナ
トリウム、ジー２−エチルヘキシルスルホコハク酸ナト
リウム、モノー２−エチルヘキシルスルホコハク酸ナト
リウム、モノ・ジ混合−２−エチルヘキシルスルホコハ
ク酸ナトリウム、ジーｎ−デシルスルホコハク酸ナトリ
ウム、モノーｎーデシルスルホコハク酸ナトリウム、モ
ノ・ジ混合−ｎーデシルスルホコハク酸ナトリウム、炭
素数６〜１０の分布を持つアルコールより得たジまたは
モノまたはモノ・ジ混合アルキルスルホコハク酸ナトリ
ウム。また、これらに対応するアンモニウム塩、カリウ
ム塩等の１価の金属塩も有効であるが、中でもジまたは
モノ・ジ混合−２ーェチルヘキシルスルホコハク酸ナト
リウム塩が好ましい。以下、前記【ｂー記載のポリェー
テル化合物の架橋化合物の具体例について説明する。

ここで言うポリェーテル化合物とは、アルキレンオキシ
ド、例えばエチレンオキシド、プロピレンオキシドもし
くはブチレンオキシドならびにエチレンクロルヒドリン
、エチレンカーボネート、テトラヒドロフランの少なく
とも１種からなく単独重合物もしくは共重合物および各
種の活性水素基を１個以上、好ましくは２個以上有する
出発物質に対して、上記アルキレンオキシドおよびエチ
レンクロルヒドリン、エチレンカーボネート、テトラヒ
ドロフランの少なくとも１種を重合せしめて所定の分子
量としたものから任意に選ばれる。

ここで、２種以上のアルキレンオキシドを用いて付加重
合を行う場合の付加様式としては、ランダムであっても
、ブロックであっても差し支えない。ただし、界面活性
剤の通例として、共重合型の場合は、ブロック共重合型
にするのが一般的で好ましくは、末端を親水基にするた
めエチレンオキシドを付加する。かかるポリェーテル化
合物は単独物を架橋しても、２種以上を配合したものを
架橋したものも有効で、単独物を努薪喬した後２種以上
配合しても、もちろんかまわない。ここに言う活性水素
基とは、アルコール性水酸基、アミノ基、カルボン酸基
、フェノール性ＯＨ基などであり、これらを１個以上含
む出発物質を例示すれば、次のようなものがある。

アルコール類としては、活性水素１個を有するアルコー
ル類、例えばエチルアルコール、プチルアルコール、オ
クチルアルコールなど、活性水素２個を有するアルコー
ル類、例えば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、ブチレングリコール、ポ
リブチレングリコール、ブタンジオール、ベンタンジオ
ール、へキサンジオール等、活性水素３個を有するアル
コール類、例えばグリセリン、ブタントリオ−ル、ヘキ
サントリオール、トリメチロールプロパン、トリヱタノ
ールアミン等、活性水素基４個有するアルコール類、例
えばジグリセリン、ベンタェリスリトール等、活性水素
基５個以上を有するアルコール類、例えばソルビタン、
ソルビトール、グルコース、シュークローズ、ポリ酢酸
ピニル部分ケン化物、ポリ酢酸ビニル共重合体部分ケン
化物、セルロース、デンプン等が有用であり、また２個
以上の活性水素を有するアルコール類の部分ェステル化
物等の誘導体であっても、１個以上の活性水素が残って
いれば用いることができる。

また、アミン類としては、活性水素１個有するアミン類
、例えばジメチルアミン、Ｎ一メチルラウリルアミン等
、活性水素２個を有するアミン類、例えばメチルアミン
、エチルアミン、ブロピルアミン、ブチルアミン、アリ
ルアミン、アミルアミン、オクチルアミン、ドデシルア
ミン、ラウリルアミン、テトラデシルアミン、ベンタデ
シルアミン、オクタデシルアミン、牛脂アルキルアミン
、ヤシアルキルアミン、アニリン、ｐートルイジン、ｍ
−トルイジン、ニトロアニリン、ベンジルアミン、クロ
ルアニリン、ｐ−ドデシルベンジルアミン、シクロヘキ
シルアミン等、活性水素を３個有するアミン、例えばア
ンモニア、牛脂プロピレンジアミン等、活性水素を４個
有するアミン、例えばエチレンジアミン、テトラメチレ
ンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、フエニレンジア
ミン、ベンジジン、シクロヘキシルジアミン等、活性水
素を５個以上有するアミン、例えばジエチレントリアミ
ン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンベンタミ
ン等が有用であり、また２個以上の活性水素を有するア
ミンの部分アミド等の各種誘導体であっても、１個以上
の活性水素が残っていれば用いることができる。

カルボン酸としては、活性水素１個を有するカルボン酸
類、例えば酢酸、ラゥリル酸、オレィン酸、ステアリン
酸等、また、活性水素２個を有するカルボン酸、例えば
シュウ酸、マロン酸、フタ酸、フマル酸、マレィン酸、
グルタル酸、アジピン酸、アゼラィン酸、セバシン酸、
ドデカン二酸、ダィマー酸、フタル酸、ィソフタル酸、
テレフタル酸、０ーフェニレン二酢酸等、活性水素３個
を有するカルボン酸、例えばへミメリト酸、トリメリト
酸、トリメシン酸等、活性水素４個を有するカルボン酸
、例えばブタンテトラカルポン酸、ピロメリト酸、エチ
レンジアミン四酢酸等、活性水素５個以上を有するカル
ボン酸、例えばアクリル酸重合体、アクリル酸共重合体
、無水マレィソ酸重合体、無水マレィン酸共重合体、メ
タクリル酸重合体、メタクリル酸共重合体、アクリル酸
やメタクリル酸ェステルの重合体や共重合体の部分ケン
化物等が有用であり、それらの部分ヱステル化物等の各
種誘導体も利用できる。

また、フェノール類としては、フェノール、クレゾール
、アルキルフエノール、レゾルシン、力７コール、ハイ
ドロキノン等があり、その他芳香族性ＯＨ基をもつ化合
物としてはナフトール類もある。

これら芳香族性ＯＨ基をもつ化合物またはおよびこれら
のホルマリン縮合物で少なくとも１個のフェノール性Ｏ
Ｈ基を有するものなども有用である。さらに、乳酸、グ
リコール酸、Ｎ−置換アルキルグリシン、グリシン、リ
ンゴ酸、モノェタノールァミン、ジェタノールアミン、
酒石酸、アミノェチルェタノールアミン等のように異種
の活性水素を同一分子内に含むものであってもかまわな
い。

また、多価ィソシアネート化合物としては、ヘキサメチ
レンイソシアネート、トリレンジイソシアネート、メタ
キシレンジイソシアネート、１・５ナフチレンジイソシ
アネート、４・４′ジフヱニルメタンジィソシアネート
などであり、多価ェポキシ化合物としては、ジグリシジ
ルビスフェノールＡ、ジグリシジルエチレングリコール
、ジグリシジルテトラオキシエチレングリコールなどで
ある。

多価アルデヒドとしてはグリオキザールなどがある。こ
れらポリェーテル化合物に対して、架橋剤を作用させる
場合、架橋剤の使用割合は任意であるが、一般的にはポ
リェーテルの末端水酸基当量に対して０．０５〜５当量
、好ましくは０．１〜３当量用いる。

架橋条件としては、ポリェーテル化合物と努薪喬剤を混
合し、縄投下に４０〜１５０ｑ０、好ましくは５０〜１
２０ｑｏの範囲で加熱を行うが、必要に応じて、通常、
架橋に用いられる酸もしくは塩基触媒を用いることがで
きる。

既に本発明者らは、前記‘ｂ）記載の薬剤単独でも優れ
た効果を発揮することを見し、出し、特許出願中である
が、これら薬剤に｛ａ｝記載の薬剤を併用した場合、更
に優れた効果を発揮することを見し、出した。

また、本発明の添加剤は溶剤特にメタノール、エタノー
ル、イソプロパノール、ｎ−プロパノール、イソブタノ
ール、ｎーブタノール、エチルセロソルブ等の低級アル
コールまたは低級アルコールと水の混合物等にとかし、
使用した場合の方が優れた効果を発揮するが、溶剤を用
いなくても利用できる。また、その他の界面活性剤を適
量併用することをさまたげるものではない。

後記する実施例での比較から明らかなように、モノまた
はジのアルキルスルホコハク酸ェステル塩の単独では、
徴粉炭−油混合物の安定性がそこなわれるので好ましく
なく、｛ａ｝記載の成分と【ｂ’記戦の成分の併用が不
可欠で、併用比は【ａ’ノ‘ｂ｝＝９５／５〜５／９ふ
好ましくは９０／１０〜６０／４０または１０／９０〜
４０／６０である。

本発明の添加剤を用いて、徴粉炭−油混合物を安定化な
らびに流動化させるには、乾式粉砕した徴粉炭を油中に
浪合後添加剤を加えるか、予め油中に添加剤を溶解後乾
式粉砕した徴粉炭を加えるか、三者一括混合すればよく
、各々に水添加を実施してもかまわなく、また、湿式粉
砕した徴粉炭一油混合物に添加剤を後添加するか、油に
加えた後加えてもよく、この場合も水添加を行ってよい
。

混合燃料系に対する本発明の添加剤の添加量は、炭種や
石炭粘度分布および油種によって若干異なるが、一般的
に混合燃料中０．０１〜５重量％、好ましくは０．０８
〜０．母重量％であり、上限の５重量％および０．８重
量％は単に経済的理由による値である。

本発明により、添加剤、徴粉炭、油および必要により水
からなる分散系を形成する場合、任意の温度が採用され
、例えば、５０〜１２０つ○で混合され、混合圧は加圧
、常圧、減圧脱気時でもよく、蝿梓機および蝿梓条件は
前記添加剤の作用が阻害されないかぎり制約されないが
、特に２机′ｓｅｃ以上の周速度の強蝿拝が好ましい。

次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。なお
、実施例に示した部および％は、いずれも重量基準であ
る。また、下記実施例に示された榛貫入試験は、次のよ
うに行った。試験装置として、内径５．５伽高さ２０弧
のステンレスシリンダーで、底部、底部から６伽、１２
肌の各位贋に止栓付取出口を有するものを用いる。

このシリンダーに底部から１８肌の高さまで所定の混合
燃料を入れ、そのシリンダー上部に、中心にガイド孔を
穿設した蓋体をかぶせ、その中心ガイド孔を通して、直
径５側の先端平滑なガラス棒（全自重２０夕）を垂直に
落下させ、その先端が混合燃料中に侵入してからシリン
ダー底部に到達するまでの時間を測定し、この時間を棒
貫入時間とした。この時間が短い程粉炭の沈降圧密が少
なく流動性の優れた混合燃料である。また、試験後、底
部から１２伽の位置の止栓をはずし、それより上の混合
燃料（すなわち、底部からの高さ１２〜１８弧の個所の
シリンダー内の混合燃料）を取り出して、上層試料とし
、その粘度および石炭濃度を測定した。

次に、底部から６仇の位置の止栓をはずし、それより上
の混合燃料を探り、中層試料としてその粘度および石炭
濃度を測定した。最後に底の止栓をはずし、残存混合燃
料を探り、下層試料としてその粘度および石炭濃度を測
定した。前記した榛貫入試験および粘度の測定はいずれ
も７０３０で行った。実施例 第１表に示す石炭、石油、添加剤および水の所定量を１
そ容器に加え、７０午０にて手摺梓を約２分間行った後
、ホモミキサーを用いて周速度３の／ｓｅｃ７０ｑｏの
条件下で１０分間嬢拝して、混合燃料を得た。

このものについて７０℃で３０日間静直試験した後、棒
貫入試験および上、中、下、各層の粘度と石炭濃度を測
定した。

得た結果を第１表に示す。第１表より、この混合燃料は
７ぴ○、３０日間静置試験後の棒貫入時間が製造直後と
同程度で、しかも、試験前後の粘度変化、石炭濃度変化
が少ないので、大型タンカーによる輸送あるいはタンク
での長期貯蔵に耐えうろことがわかる。参考例 実施例と分散剤を替えた以外は、実施例と同一条件下で
混合燃料を得た。

このものの試験前の性状および７０ｑｏで３０日静橿試
験後の結果を第２表に示した。第２表からこれらの混合
燃料では石炭が分離して圧密するので大型タンカーによ
る輸送もしくはタンク中での長期貯蔵に耐えられないこ
とがわかる。第１表（実施例）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ （ａ） 分子内に炭素数６〜１０のアルキル基を有
   するジまたはモノまたはジ・モノ混合アルキルスルホコ
   ハク酸エステル塩と（ｂ） 分子量１０００〜１０万の
   ポリエーテル化合物を多価イソシアネート、多価エポキ
   シ、多価アルデヒド化合物より選ばれる少なくとも１種
   を用いて架橋を行わしめた化合物を含むことを特徴とす
   る微粉炭−油混合物用添加剤。