JPS6015494A - 石油コ−クスの水スラリ−用分散安定剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、石油コークス粉末の水スラリー用の分散剤に
関する。さらに詳しくは、石油コークス粉末を水中に分
散させ、スラリー状のまま直接燃焼可能な状態に分散さ
せる分散剤に関する。

石油危機以後、原油価格の上昇及び原油供給先の多様化
の必要性から我国の輸入原油中に占める重質留分の比率
は高くなる傾向にある。一方、石油化学工業のめざまし
い発展にともない、原材料としての軽質留分への需要は
増加の一途をたどっている。これらのことから原油中の
重質留分は過剰になってきており、今後もその傾向は強
まることが予想される。そこで石油化学工業、エネルギ
ー産業等の分野では、重質留分の有効利用のための技術
開発が早急に望まれている。

このような情勢を背景にして現在、重質留分の軟部又は
分解等て得られる石油コークスを液体燃料として利用す
るこ吉か注目されている。

石油コークスのスラリー化の試みの一つとしては、石油
コークスを重油などの油に分散させる方法か知られてい
る。

吉ころか石油コークスを油に分散させた燃料は、油の使
用か不可欠のため、最近前を使用せずに石油コークスを
流体として取扱い得る石油コークスを水中に分散さぜた
水スラリーの技術が研究されている。

石油コークス水スラリーは石油コークスの微粉末を水に
分散させてスラリー化するイつけであるが、この方法に
より石油コークスを油と同様に流体としてとり扱うこと
ができるため、輸送、貯蔵等の操作が容易となる。

石油コークス・水スラリーを直接燃焼するためには、水
分を極力少なくして、石油コークスの濃度を高める必要
かあるが、石油コークスが疎水性であるため、水中で凝
集を引き起こし、濃度を高めると流動性を失なうことが
多く、実用化に当り、大きな課題となる。

石油コークス・水スラリー中に分散剤である界面活性剤
を加えると、石油コークスと水との界面に、界面活性剤
が吸着し、石油コークス粒子をバラバラにほぐす作用や
、石油コークス粒子が互いに凝集するのを防ぐ作用など
のために良好な分散状態を作り出すことが期待される。

しかしながら、一般のアルキルベンゼンスルホン酸塩や
石油スルホネ−１・や第４級アンモニウム塩などの界面
活性剤では、その流動性が不十分であり実用性に欠ける
。またアルキルフェノールアミンオキシド付加物が同様
の目的で提案されているが（特開昭５７−１’３１２８
５号）、この中には一部効果のある化合物もあるが、ス
ラリー中のコークス濃度が６０　ｗｔ％程度であれば流
動性があるが、それ以上になると流動性が極端に悪くな
り、７Ｑｗｔ％以−Ｌの高濃度のスラリーの製造は困難
である。本発明者らは、かかる石油コークス・水スラリ
ーの欠点を改良ずへく鋭意研究の結果本発明に到達した
。

本発明の分散安定剤はポリアミン化合物にエチレンオキ
シトラ含むアルキレンオキシトラ付加してポリエーテル
化合物の骨格に含まれる窒素原子の一部又は全部をカチ
オン化することによって得られるポリエーテル化合物誘
樽体を必須成分として用いるものである。

ここで用いられるポリアミン化合物としてはエチレンジ
アミン、プロピレンジアミン、ジエチレントリアミン、
トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン等
のポリアルキレンポリアミン及びポリエチレンイミンが
挙げられる。

ポリエーテル化合物はポリアミン化合物に通常の方法に
よりエチレンオキシドを必須として含むアルキレンオキ
シドを付加することｌこより容易に得ることができる。

そのうち特にエチレンオキシドとプロピレンオキシドを
ブロック又は一部ブロック状の付加物が好ましくその付
加の順序はいずれが先でもよいが、プロピレンオキシド
（以後ＰＯと略記する。）を先に旬月させた後エチレン
オキシド（以後ＥＯと略記する。）を付加させた場合が
良好な分散安定性を示す。

本願発明のポリエーテル化合物誘導体は、これらのポリ
エーテル化合物の骨格に含まれる窒素原子の一部又は全
部をメチルノ・ライドなどのアルキル・・ライドやジメ
チル硫酸などによる公知の方法によりカチオン化するこ
とにより得られるポリエーテル化合物誘導体の分子量は
５，０００〜２００，０００であり打抜しくは１ｏ、　
ｏ　（ｌ　ｏ　〜１００．０００さらに好ましくは３０
．０００〜ｓｏ、ｏｏｏの範囲である。またＥＯ鎖の部
分の合計の重量は全分子量の４０〜９５重量係であり好
ましくは８０〜９５重量係である。

又本発明の分散安定剤の第２成分のうち脂肪族アルコー
ルは具体的には炭素数６〜１２の脂肪族アルコールが用
いられ、例えばオクチルアルコール、２−エチルヘキシ
ルアルコール、ラウリルアルコール等が挙げられる。ソ
ルビタン脂肪酸エステルとしてはンルビタンモノラウレ
ート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノオ
レエート、ンルビタンモノステアレート等が挙げられる
。又同じく第２成分のうちシリコーン化合物としてはポ
リジメチルシロキサン、ジメチルシリコーン油、フルオ
ロシリコーン油等が挙げられる。

かかる本発明の分散安定剤は、水スラリーに対して０９
０１〜５０重量係、好ましくは００５〜２．０重量係添
加することにより、水中に石油コークス粒子を分散させ
うる。

本発明の分散安定剤の第２成分の脂肪族アルコール、ソ
ルビタン脂肪酸エステルあるいはシリコーン化合物は、
ポリエーテル化合物誘導体に対し、３０重量係以下、好
丈しくは１５〜５重量％であり、ポリエーテル化合物誘
導体と共に石油コークススラリーに加えてもよく、又別
個に石油コークススラリーに加えてもよい。

石油コークス、分散剤、水の混合胛序とじては、いずれ
でも良いが、分散剤を水に溶解させてそれに石油コーク
ス又は石油コークス倣粉末を加え、適当な混合装置又は
粉砕装置により調製すれば良い。勿論、石油コークス、
分散剤、水を同時に入れ、粉砕後、再度分散剤を追加す
るような方法を採用しても良い。

用いられる石油コークスの粒子は、燃焼面及び粉砕コス
トから適切な粒径が考えられるが、２００メツシユ、６
０〜９０係パスか一つの目安として使用される。

石油コークス−水スラリーの流動性は、一般に石油コー
クス粉末の種類及び粒度などによって異なるが、分散安
定剤を添加しない場合は、石油コークス濃度が３０重量
％を越えると粘度が急激にと昇してくる。一方、本発明
の分散安定剤を所定量添加すると、石油コークス粒子が
分散し、流動性が著しく向上し高濃度のスラリーとする
ことができると同時に長時間放置した場合に沈降してハ
ードケーキを形成しないさいう貯蔵安定性に優れたスラ
リーとすることができる。石油コークス−水スラリーを
構成する石油コークス濃度はあまり小さいと輸送効率が
悪くなり、脱水工程にも費用かかかり、意義がなくなる
。又、あまり大きいと、粘度が高くなりすぎるので、石
油コークスの種類、粘度により異なるが、一般に３０〜
８５、打抜しくは５０〜７８重量係である。

本発明の分散安定剤はポリアミン化合物にアルキレンオ
キシドを付加したポリエーテル化合物の骨格に含まれる
窒素原子の一部又は全部をカチオン化することで比較的
少ない添加量で優れた効果を発揮し、又粒度分布や調整
条件等に左右されない画期的な性能をイイするものであ
る。

これはポリエーテル化合物にカチオン基か導入されるこ
とによりマイナスに帯電した石油コークス表面との親和
ｉ生が良好上なり、石油コークス表面への吸着が飛躍的
に改良されるためであろうと考えられる。

本発明の分散安定剤には更に第２成分として示された特
定の化合物を併用することにより、その相剰的作用によ
り更に低粘度で流動性の良好なものとすることができる
。

かかる本発明の分散安定剤は他の陰イオン界面活性剤や
非イオン性界面活性剤を併用することかてきる。例えば
、ナフタリンスルホン酸ホルマリン縮合物あるいはりゲ
ニンスルホン酸ソーダ、ポリオキシエチレンソルビタン
脂肪酸エステル等あるいはステアリルトリメチルアンモ
ニウムクロライドなどの界面活性剤と併用すれば一層優
れた分散能か得られる。

更に、本発明の分散安定剤を用いた石油コークスの水ス
ラリーにオレイン酸等の脂肪酸、シアミルアミン等のア
ミン化合物、ステアリルアマイド等のアマイド化合物、
トリブチルホスフェート等のリン酸エステルあるいはア
ルミニウムステアレート等の金属石鹸などを加えるこ吉
によって気泡の混入の少ない安定なスラリーとすること
ができる。

本発明の分散安定剤を添加した石油コークス−水スラリ
ーは、その輸送手段として利用が終った時点で該スラリ
ーから石油コークスを分離、回収するためりこ、分散媒
の水と混和しない第３の液体である炭化水素油等を加え
石油コークス粉末を粒状化し、水から分離、回収する方
法が注目されている。この目的のために、Ｉ前に石油コ
ークス−水スラリーを調製する際に炭化水素油を添加す
る場合もあるか、本発明の分散安定剤はかかる炭化水素
油の共存する系ても分散効果を失うことなく優れた１ａ
−能を示す。

本発明の分散安定剤を添加することでイ（ｌられる石油
コークス粉末の水スラリーは高６′狽度でも粘度の−に
昇か少なく流動性か良好でかつ長期間保存後にもハード
ケーキを生成せず良好な分散安定性を保つためパイプラ
イン輸送、タンク貯蔵、ボイラー直接燃・焼かり能であ
る。また本発明の分散安定剤を用いて得た石油コークス
の水スラリーは製造時の泡か少なく、スラリーの体積増
加か少なく、また気泡による増粘を防止し良好な性状の
ものとすることができる。

以■に実施例により本発明を具体的に説明するか、本発
明はこれらの実施例により限定されるものではない。

実施例１ ■）水スラリーの調製及び流動性 表２ＮｕｌＯ化合物１９５Ｊを１０９Ｊの水に分散させ
、この混合物に２００メソシ１９．８０チパスまで粉砕
した下記の性状の石油コ※１ 一りス　３９１テを、室温にて少量ずつ加える。全量加
え終ったのち、ホモミキザー（特殊機化工部）にて５０
００　ｒｐｍで、５分間攪拌して、石油コークス−水ス
ラリーを調製した。２５Ｃにて粘度を測定すると、１９
／１０センチボイズであり、流動性は良好であった。

同様条件にて行った他の実施例及び比較例も含めてその
結果を表３、表４に記した。粘度の低いものが流動性の
良いｑＸを示している。

※■　石油コークスの性状 水　分　０．３　％ 揮発物　２０ 固定炭素　９０ 灰　分　０，５ ＳＯ３５ 発　；；＋’　Ａ　８０６０　ＫｃａｌΔ【ｇ２）水ス
ラリーの安定性 スラリーの安定性は該スラリーを製造後３０日及び６０
日間静置した後、直径５　ｒｎｍのステンレス梓（、爪
−Ｒ５０Ｐ　）をスラリー中に静かに入れその沈１ｉｉ
状態を代察した。１）でル■ルたスラリーは安５ｊ２性
が良好であり６０日経過後も圧密はほとんどなかった。

他の実施例及び比較例も含めてその結果を表３、表４に
示した。

表２　第１成分

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ］　ポリアミン化合物にエチレンオキシド゛を必須トシ
   て含むアルキレンオキシドを付加し、かつポリオキシエ
   チレン鎖の部分の合計の重量が全分子量の４０〜９５重
   量係であり、さらに分子量が５，０００〜２００．００
   ０であるポリエーテル化合物の骨格に含まれる窒素原子
   の一部又は全部をカチオン化することによって得られる
   ポリエーテル化合物誘導体を有効成分として含むことを
   特徴とする石油コークスの水スラリー用分散安定剤。 ２　ポリエーテル化合物誘導体が、エチレンオキシドと
   エチレンオキシド以外のアルキレンオキ７ドとのブロッ
   ク状又は一部ブロック私の付加物である特許請求の範囲
   第１項記載Ｃ石油コークスの水スラリー用分散安定剤。 ３、ポリエーテル化合物中のアルキレンオキシドがエチ
   レンオキシドとプロピレンオキシドである特許請求の範
   囲第１項又は第２項記載の石油コークスの水スラリー用
   分散安定剤。 ４　ポリアミン化合物が、ポリアルキレン７１ｒリアミ
   ン又はポリエチレンイミンである特許請求の範囲第１項
   ないし第３項記載の石油コークスの水スラリー用分散安
   定剤。 ５．３）ポリアミン化合物にエチレンオキシドを必須ト
   して含むアルキレンオキシドを付加し、かつポリオキシ
   エチレン鎖の部分の合計の重量が全分子量の４０〜９５
   重量係であり、さらに分子量が５，０００〜２００，０
   ００であるポリエーテル化合物の骨格に含まれる窒素原
   子の一部又は全部をカチオン化することによって得られ
   るポリエーテル化合物誘導体、及び ｂ）脂肪族アルコール、ソルビク／脂肪酸工）　ステル
   又はシリコーン化合物の１　ｆｍ又は２種以−りを 有効成分として含むことを特徴とする石油コークスの水
   スラリー用分散安定剤。