JPS61164632A - 界面活性物質の製造法 - Google Patents

界面活性物質の製造法

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JPS61164632A
JPS61164632A JP60007187A JP718785A JPS61164632A JP S61164632 A JPS61164632 A JP S61164632A JP 60007187 A JP60007187 A JP 60007187A JP 718785 A JP718785 A JP 718785A JP S61164632 A JPS61164632 A JP S61164632A
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JP
Japan
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nitric acid
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solvent
surface active
reaction
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JP60007187A
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English (en)
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Yoshihiro Hiroya
広谷 精啓
Yazaemon Morita
森田 弥左衛門
Shinichi Okada
伸一 岡田
Katsuo Inagaki
稲垣 勝夫
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FUJI SEKIYU KK
Original Assignee
FUJI SEKIYU KK
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  • Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)
  • Working-Up Tar And Pitch (AREA)

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アスファルトもしくは石油系ピッチ等の石油
系重質炭化水素、又は石炭9石炭系ピッチ及び石炭類を
不活性溶媒中に溶解もしくは分散し、酸化処理を行う界
面活性物質の製造法に関するものである。本発明によっ
て得られる界面活性物質は、セメント用分散剤、ドリリ
ング(ポーリング)用泥水分散剤1石膏用分散剤等に用
いることができる。
〔従来の技術〕
草炭、泥炭、亜炭等の若年炭を硝酸酸化処理することに
よるニトロフミン酸の製造法について、多数の報告がな
されている。このような方法ではニトロフミン酸の原材
料費のうち、硝酸コストが大半を占めるため、硝酸消費
量の低減を計る方法として、特公昭34−2423号、
特公昭46−4048号の方法が提案された。前者は、
(il!IrMに硫酸等の鉱酸を添加して反応速度を速
め、残留硝酸を減少させ、硝酸を有効に利用しようとす
るものである。
後者は、二酸化マンガン、5酸化バナジウム等の酸化触
媒を添加することにより、硝酸処理中発生するN2 f
減少させ、NOを増加せしめて、NOを回収し、酸素と
水に反応せしめて、硝酸として、回収しようとするもの
である。更に、若年炭を硝酸酸化する場合に、均一な反
応を行なわせることを目的とした方法が、特公昭46”
−6609号に提示されている。即ち、硝酸と粉末若年
炭との混和を滲透剤を存在させながら強制冷却下で速や
かに行い、前期の反応を85〜90℃で行った後、後期
の反応を90〜95℃で行うことからなる方法である。
重質炭化水素原料の硝酸酸化処理の例としては、前記の
ような方法が知られているが、これらの方法を石油系ピ
ッチ、アスファルト、石炭系ピッチ、非若年炭等を酸化
処理して界面活性物質を製造する方法に適用しても、硝
酸の消費量が大きく、廃硝酸及びNO,NO2等のガス
が大量に副生ずる等の欠点があり、また、界面活性物質
が水溶性であるため、硝酸処理後、界面活性物質と廃硝
酸との分離が容易でない等の問題点があった。
しかも従来の方法によって得られた物質を粘性物に対す
る界面活性剤として使用した場合、酸化が充分に行われ
ないため、粘性物に対する流動性向上効果、及び減粘効
果が極めて小さいものであった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は従来の重質炭化水素の硝酸酸化処理における上
記のような欠点を考慮してなされたものであって、原料
重質炭化水素を経済的に、しかも効率よく酸化処理を行
って流動性向上効果、及び減粘効果の優れた界面活性物
質を製造する方法を提供することを第1の目的とし、更
に副生物の処理を考慮し、廃ガスの発生が殆んどなく、
界面活性物質の分離が酸化処理後容易である製造方法を
開発することを第2の目的とする。
(問題点を解決するための手段〕 本発明は、アスファルトもしくはアスファルトを熱処理
して得られるアスファルトピッチ等の石油系重質炭素、
又は石炭、ピッチ類、及び石炭類を、重質炭化水素に対
して親和性が強い、もしくは重質炭化水素を溶解するこ
とができて、酸化処理時に化学的に安定な溶媒に分散せ
しめて酸素もしくは空気の存在下で硝酸、二酸化窒素、
−酸化窒素のうち少なくとも1種により酸化することを
特徴とする界面活性物質の製造法に係るものである。
本発明において使用される重質炭化水素は、あらかじめ
破砕等によって細粒化し、不活性溶媒中に分散させてお
くことが好ましい。使用する上記溶媒は、特に限定され
るものではないが、テトラクロロエタン、ジクロロエタ
ン、ジクロロエチレン、トリクロロエタン、イリクロロ
エチレン、テトラクロロエチレン等のハロゲン化脂肪族
炭化水素を使用することが好ましい。
酸化剤としては、硝酸、二酸化窒素、−酸化窒素、−酸
化窒素と二酸化窒素の混合物のうち任意のものを適宜選
択使用する。使用量は、原料1重量部に対して硝酸を1
00%換算で0.02〜2 重量部使用し、二醗化窒素
、−酸化窒素及び二酸化窒素と一酸化窒素との混合物に
ついては、硝酸使用量と当モル量となる量を使用する。
反応は、酸素又は空気の存在下で温度100〜150℃
、圧力は溶媒の沸とうする圧力にもよるが、溶媒が沸と
うする圧力よりも0.5〜5.0製程度高い圧力である
ことが望ましい。実施に際しては、例えば不活性溶媒中
に分散又は溶解せしめた原料と硝酸、又は−酸化窒素、
二酸化窒素等を密閉容器中に導入し、更に空気又は酸素
を容器中に導入して2〜101G程度の圧力下で反応さ
せる。反応時間は約30〜300分である。酸素又は空
気の使用量は特に限定はされないが、前記反応圧力を一
定に維持できる程度の酸素又は空気を導入することによ
り、硝酸酸化が促進され、反応時間が短縮されると共に
、生成する界面活性物質中の全酸価2増加せしめること
ができる。
酸化処理後、溶媒に不溶であるため凝固析出する生成物
と不活性溶媒とを濾過等により分離し、濾別された生成
物は水洗乾燥して、目的とする界面活性物質を得る。こ
のものの収率は原料に対して約100〜150重量%で
あり、全酸価約2.0〜5.0〜当量/S、溶解度95
%以上の優れた減粘効果を有するセメント用分散剤、ド
リリング用泥水分散剤1石膏用分散剤等に好適な界面活
性物質である。
〔実施例〕 次に本発明方法の好ましい実施態様を第1図に示したフ
ローを用いて説明する。このフローは、比較的小規模で
の実施に適している。
攪拌機2を付属しているオートクレーブ1に、原料溶媒
タンク3より溶媒に分散せしめた原料を張り込んだ後、
配管10により硝酸が張り込まれる。その後配管11に
て、酸素を導入し、オートクレーブ1を加圧し、一定圧
力に調節弁22にて調節し酸化処理を行なう。その後、
配管12にて空気を吹き込み、脱ガスを行う。脱ガス後
、配管14にて、オートクレーブ内容物を抜き出し、濾
過機了へ供給する。濾別された生成物は、コンベア19
により、混練乾燥機8に供給する。中和剤2oを加えて
、混練乾燥後製品22となる。濾液は、配管18にてセ
トラー23に送られ、廃酸24と溶媒26に分離され、
溶媒は溶媒タンク6に戻される。原料ホッパー6より原
料が、溶媒タンク6より溶媒が、湿式破砕機4に供給さ
れ、原料は破砕され、溶媒に分散、溶解された後、原料
溶媒タンク3に送られる。オートクレーブは、ジャケッ
ト等により加熱及び冷却できるものが望ましい。
次いで、他の実施態様を第2図に示したフローを用いて
説明する。
攪拌機2ご付属したオートクレーブ1に、原料溶媒タン
ク3よ′す、溶媒に分散せしめた原料が供給される。原
料張り込み後、配管26.デミスタ−28,コンプレッ
サー29.配管32.オートクレーブ1の流れのガス循
環を確立する。その後、−酸化窒素、二酸化窒素ガス発
生機3Qより、−酸化窒素、二酸化窒素混合ガスを適量
導入する。
配管31によって空気を導入し、反応圧力まで昇圧し、
酸化処理を行なう。処理中、系内圧力は、配管33で導
入される酸素の量によって調節される。酸化処理後、配
管31により、過剰の空気を導入し、脱ガスをし、配管
27により排気する。
反応生成物は、配管34により濾過機35に供給される
。溶媒と界面活性物質に分離され、溶媒は配管36によ
って回収される。分離された界面活性物質は、混練乾燥
機37にて、中和剤38とともに混線、乾燥され製品3
9となる。複数個のオートクレーブに対して、デミスタ
−28,コンプレッサー29.−酸化窒素、二酸化窒素
ガス発生機3o及び、原料溶媒タンク3.濾過機35.
混練乾燥機3了は共用することができる、一酸化窒素、
二酸化窒素ガス発生機の例としては、アンモニア酸化法
によるものが挙げられる。
次に、本発明を実施する際の反応条件、生成物等につい
て具体例を挙げて説明する。尚、生成物の全酸価は、乾
燥した生成物IIに対して、1規定水酸化す) IJウ
ム水溶液15IIIlを加え、蒸留水にて50m1に希
釈したものな陽イオン交換樹脂にてイオン交換した後、
その1710部を0.1規定水酸化ナトリウム溶液を用
い、電位差滴定によって求めた。また、使用した原料の
性状は以下に記載する通りであった◇ 石油ピッチ(原料1)・・・イラニアンヘビー原油を減
圧蒸留し、減圧蒸留残渣油を得た。減圧蒸留残渣油を4
80℃の高温下、加熱水蒸気により熱分解をし、ピッチ
を得た。ピッチの性状は、以下の如くであった。
ピッチ性状 軟化点 180℃ (高化式フローテスター法)揮発分
 42重量% (J I S−8812)灰 分 α2
重量% (JIS−8813)H/C原子数比 0.8 (燃焼法−柳本fRJCHNコーダーによる)アスファ
ルト(原料2)・・・イラニアンヘビー原油を減圧蒸留
し、減圧蒸留残渣油を得た。
残渣油の針入度(JIS−に2207 )は70の通常
アスファルトであった。
石炭ピッチ(原料3)・・・北米産強粘結炭から得られ
たコールタールを480℃の高温下で過熱水蒸気により
熱分解し、黒色のピッチを得た。
ピッチ性状 軟化点  96℃ (高化式フローテスター法)揮発分
 41重量%(JIS M8812)石 炭(原料4)
・・・北米産強粘結炭石炭性状 水 分     3.0  重量% 灰分  6.5〃 揮発分    24.5   # 固定炭素   66.0   # 実施例1゜ 石油ピッチ(原料1)を破砕して粉末状として1 重1
ffをガラス製オートクレーブに採取し、テトラクロル
エチレン3重量部に分散し、これに50重量%の硝酸を
表1に示す如く所定量加え、120℃で2時間加熱攪拌
して酸化反応を行った。反応開始30分後に高圧酸素、
高圧空気、および高圧窒素のいずれかを6 kVcl+
 Gまで圧入し、その効果を調べた。反応終了後室温ま
で放冷し、残留ガスを抜き、内容物を硝子濾過器で濾過
し、テトラクロルエチレンを回収した。濾過器中の生成
物を水洗乾燥して収率、全酸価、溶解度を測定した。そ
の結果を表1に承す。
以  下  余  白 実施例2゜ 石油ピッチ(原料1)を用い、硝酸の代りに酸化剤とし
て二酸化窒素または酸化窒素を用いた他は、すべて実施
例1に記載したと同一の条件で酸化反応を行った。生成
物の収率、全酸価、溶解度は表2に示す如くであった。
尚表2において、試験番号8〜11は酸化剤として二酸
化窒素を用い、100%換算した場合の対原料重量比を
、試験番号12〜15においては酸化剤として一酸化窒
素を用い、同様に100%換算した場合の対原料重量比
をそれぞれ記載した。
以  下  余  白 実施例3゜ アスファルト(原料2)1石炭ピッチ(原料3)。
石炭(原料4)をそれぞれ原料とし、実施例1に記載と
同様の条件で酸化反応を行った。尚、使用した酸化剤は
同じく50%硝酸で、硝酸量は対原料当り重量比で表し
た。結果を表3に示す。
以  下  余  白 実施例4゜ 実施例1の試験番号2.実施例3の試験番号17゜20
.23及び後述の参考例における試験番号36で得られ
た生成物を炭酸す) IJウムで中和し、乾燥して5種
類の界面活性物質を得た。これらの溶解度はいずれも1
00%であった。これら5種の界面活性物質の炭酸カル
シウム−水スラリーに対する減粘効果を表4に、また、
セメントモルタルに対する流WJ性向上効果を表5に示
す。
まず、40重量%炭酸カルシウム−水スラリーに対して
各々の界面活性物質1.0重量%、2.0重量%をそれ
ぞれ添加したときの粘度を測定し、減粘効果を調べた。
結果は以下の通りであった。
表      4 次に、上記5種類の界面活性物質をセメントモルタルに
添加し1.JIS 11.−5201の方法でフロー値
を測定し、界面活性物質の添加効果を調べた。結果は以
下の通りであった。
表     5 参考例 原料として石炭(原料4)を使用し、従来公知の酸化方
法、即ち、石炭1重量部に対して下表に示す所定量の5
0%硝酸を加え、120°C,2時間加熱攪拌して酸化
反応を行った。反応終了後生成物を濾過水洗し、収率、
全酸価、溶解度を測定した。結果は表6に示すとおりで
あった。
比較のため、実施例3における試験番号22〜25の5
0%硝酸使用量と生成物の全酸価、及び本参考例におけ
る50%硝酸使用量と生成物の全酸価との関係を第3図
にグラフで示した。
〔発明の効果〕
原料である重質炭化水素の酸化処理により界面活性物質
を得る方法において、従来は硝酸による酸化が行われて
いたが、このような方法では大量の硝酸を必要とし、し
かも生成物の全酸価が低く、多量の廃酸、−9二酸化窒
素ガスが副生じた。
しかしながら、本発明方法により不活性溶媒中で酸素又
は空気の存在下で酸化2行うと、実施例特に第3図に示
したグラフから明らかなように、硝酸の使用量は従来法
に較べて著しく減少する。
しかも−酸化窒素もしくは二酸化窒素を使用すればほと
んど廃酸は生じなくなり、−1二酸化窒素ガス排気も大
幅に減少する。
本発明方法によって得られる界面活性物質は、実施例4
に記載のように、炭酸カルシウム−水スラリー及びセメ
ントモルタルに対して優れた流動性向上効果、減粘効果
を有する。しかしながら、実施例1,3の比較例として
記載した試験番号4゜26.27.28の結果から、酸
化処理を空気又は酸素が存在しない状態で行う場合は、
酸化が充分に行れず生成物の全酸価及び溶解度が低く、
界面活性剤として使用することができない。
また、酸化処理後、生成物である界面活性物質を分離す
る際、従来法においては界面活性物質が水溶性であるた
め、濾過しようとする場合、濾過性が悪く、所要濾過面
積が大きく、問題があったが、本方法によれば界面活性
物質が溶媒に不溶であるため、従来法に較べて10分の
1以下の濾過面積で溶媒から濾別することができる。従
って、本発明方法は硝酸の使用量、廃ガス処理、濾過面
積等において工業的規模で実施する上で極めて優れた方
法である。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図は本発明の実施に好適なフローを示す図
面であり、第3図は本発明方法及び従来法による生成物
の全酸価を示すグラフである。 第 1 図 中和剤

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 石油系ピッチ、アスファルト、石炭ピッチ、石炭類のう
    ち少なくとも1種を、不活性溶媒中で酸素もしくは空気
    の存在下で、硝酸、二酸化窒素、一酸化窒素のうち少な
    くとも1種と接触させ、酸化処理を行うことを特徴とす
    る界面活性物質の製造法。
JP60007187A 1985-01-17 1985-01-17 界面活性物質の製造法 Pending JPS61164632A (ja)

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Cited By (4)

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