JPS61225284A - 石炭スラリ−組成物 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は粉状石炭に水を配合してなる石炭スラリー組成
物に関し、更に詳しくは、水の配合量が可及的に低減さ
れ、かつ、良好な流動性を維持しうる石炭スラリー組成
物に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

資源的制約からエネルギー源の多様化全迎え之今日、石
炭が再び見立されてきている。この石炭を燃料として使
用する場合、燃焼速度や燃焼効率を向上させるために微
粉化することが一般的である。ところが、この粉状石炭
はそのままでは微粉が散舞して公害の発生源となったシ
、自然発火の危険性がある定め、とくに輸送時に環境衛
生、安全性確保の点で充分な配慮を払うことが必要とな
る。

そこで、かかる粉状石炭を安全に輸送するために、粉状
石炭を水に分散させ、所謂、石灰スラリ−とし友ものが
一部実用化されている。しかし、このスラリーは、輸送
時の石炭の濃度を高めるために水量を低減すると流動性
のない擬塊物となって取シ扱いに支障を来たす。

そこで、従来、可能な限り水量を低減し、かつ、良好な
流動性を確保する友めに、水の外にさらに流動化剤を添
加することが行なわれている。このような流動化剤とし
てスチレン−マレイン酸共重合体のナトリウム塩が知ら
れている。しかしながら、このような流動化剤を添加し
ても流動性維持の点において、充分に満足すべきもので
はなかった− 〔発明の目的〕 本発明の目的は、従来のかかる問題を解消し、流動化剤
を配合してなる石炭スラリー組成物において、水量を低
減しうろことは勿論、充分な流動性を維持しうる石炭ス
ラリー組成物の提供を・目的とする。

〔発明の概要〕

本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結
果、流動化剤として、スチレン−マレイン酸共重合体の
半エステルケン化物を使用したときに、優れた効果が得
られることを見出して本発明を完成するに到った。

すなわち、本発明の石炭スラリー組成物は、粉状石炭、
水およびスチレン−マレイン酸共重合体の半エステルケ
ン化物からなることを特徴とする。

本発明の石炭スラリー組成物において、まず、基材とな
る粉状石炭としては、褐炭、亜瀝青炭、瀝青炭、無煙炭
などの粉末を使用することができ、その平均粒径は１０
〜１００μｍであることが好ましい。

また、本発明において、流動化剤として使用されるスチ
レン−マレイン酸共重合体の半エステルケン化物は次式
： （式中、ＸはＲ１九はＲＯＲ’（ＲおよびＲ′はアルキ
ル基またはシクロアルキル基を示す。）であシ、ＹはＮ
ａ、に、ＣａおよびＮＨ４のいずれかを示し、ｋは１〜
５の整数、ｍは１〜３の整数、ｎは４〜１０の整数であ
る。） で示されるものであシ、このものはスチレン−マレイン
酸共重合体をアルコールなどによシ半エステル化し九後
、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウ
ム、水酸化アンモニウム等を用いてケン化させることに
よシ得ることができる。

ここでスチレン−マレイン酸共重合体はランダム共重合
体およびブロック共重合体のいずれであっても良く、数
平均分子量が１０００〜９０００、好ましくは１５００
〜３０００のものを使用することが好ましい。

さらに、本発明においては上記流動化剤と他の流動化剤
を一緒に用いてもよい。併用可能な他のｉ　動化剤とし
ては、ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物の塩、
アルキルナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物の塩
、ナフタレンスルホン酸およびアルキルナフタレンスル
ホン酸のホルマリン縮合物の塩、ナフタレンスルホン酸
およびリグニンスルホン酸のホルマリン縮合物の塩、リ
グニンスルホン酸の塩、メラミンのホルマリン縮合物の
スルホン化物、スルホン化スチレン−マレイン酸共重合
体のケン化物、クレオソート油のスルホン化物のホルマ
リン縮合物の塩、重質芳香族炭化水素油のスルホン化物
のホルマリン縮合物の塩など種々の流動化剤が挙げられ
る。なお、これら物質における塩としてはナトリウム塩
、カリウム塩、カルシウム塩、アンモニウム塩等が好ま
しい。

かかる本発明の石炭スラリー組成物において、各成分の
配合ｉは、粉状石炭１００重量部に対し、水２０〜２０
０！量部、流動化剤０．１〜５．０　！置部、好ましく
け０．２〜４．０！１部とする。なお、流動化剤を５．
０重量部を超えて配合しても、それ以上の添加効果は得
られない。

なお、かかる石炭スラリー組成物は、先ず、粉状石炭と
水とを所定の割合で混合したの−ち、さらに所定量の流
動化剤を添加混合することにより容易に調製することが
できる。

〔発明の実施例〕

第１表に示し友一般的性状および第２表に示し九粒度分
布を有する粉状石炭と水とを、例えば双軸型２翼混合機
を使用し、４０　ｒｐｍで３０分間混合した。ついで、
第３表に示した各種流動化剤Ａ〜Ｋを添加してさらに３
０分間混合することにより、石炭スラリー組成物を調整
した。

第　　１　　表 第２表 しかるのち、上記によシ得られた各石炭スラリー組成物
の粘度を測定することにょシ流動性の評価を行ない、結
果を第３表に示した。

尚、流動化剤Ａ−にはそれぞれ下記に示す製造例１〜１
１によシ得られたものであシ、流動化剤Ａは本発明の必
須成分であるスチレン−マレイン酸共重合体の半エステ
ルケン化物、流動化剤Ｂ〜Ｊは本発明において併用しう
る流動化剤、そして流動化剤には比較のために使用され
る流動化剤である。なお、各流動化剤の配合量□□□）
は粉状石炭および水の使用量（２））とともに第３表に
示した。

製造例１　流動化剤ＡＯ１ｊｊ、造 ５０ｇガラス製反応器にメチルエチルケトン１０鯉を仕
込み、さらにスチレン−マレイン酸共重合体（米国ＡＲ
ＣＯＣｈｅｍｉｃａ１社製、ｒＳＭＡ−１０００Ｊ、数
平均分子量１６００．スチレン＝無ホマレイン酸＝１：
１（モル比）、酸価４８０■・ＫＯＨ／ｇ）２鯉を仕込
み、還流下撹拌して溶解させた。次に、ｎ−プロピルア
ルコール０．５１４を滴下し、１０時間反応させた後、
メチルエチルケトンを減圧下で留去し、スチレン−マレ
イン酸共重合体の半グロビルエステル化物を得た。この
ものの酸価は２３０１９・ＫＯＨ／ｇであった。

次いで、別の１００１ガラス製反応器に水４．３３却お
よび水酸化す）　ＩＪウム０．３３ｆｉを仕込みアルカ
リ水溶液を調製した。この水溶液に粉末化した上記半エ
ステル化物２．０　＃を仕込み、９０℃で攪拌した。２
時間反応後、水溶液が透明となったので反応を終了した
。

このようにして得られた反応生成物はＰＨ８，０で、ス
チレン−マレイン酸共重合体の半プロピルエステルナト
リウムケン化物濃度３３．８重量％の淡黄色粘稠性溶液
であった。

製造例２　流動化剤Ｂの製造 ナフタレン５００ｇに９８チ硫酸６００ｇを加え、１６
０℃で１．５時間処理し、スルホン化した。

次いで、１００℃で濃度３７チのホルマリン３１０ｇを
滴下し、５時間給合を行なった。この際、粘度上昇時に
は少量の水を添加して粘度を低下させて縮合した。

得られた共縮合物を常法のライミングンーデーションに
よシナフタレンスルホン酸およびメチルナフタレンスル
ホン酸のホルマリン縮金物のナトリウム塩とした。

製造例３　流動化剤Ｃの製造 β−メチルナフタレン５００ｇに９８　％硫酸６００ｇ
を加え、１６°０℃で１．５時間処理してスルホン化を
行なつ九。次いで、１００℃にて濃度３７チのホルマリ
ン３１０ｇを滴下し、５時間給合を行なった。

得られた縮合物を常法のライミングソーデーシヨンヲ行
ない、メチルナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物
のナトリウム塩を得た。

製造例４　流動化剤りの製造 β−メチルナフタレン１００ｇとナフタレン４００ｇに
９８％硫酸６００ｇを加え、１６０’Ｑで１．５時間処
理し、スルホン化した。次いで、１００℃で濃度３７％
のホルマリン３１０ｇを滴下し、５時間給合を行なった
。この際、粘度上昇時には少量の水を添加して粘度を低
下させて縮合した。

得られた共縮合物を常法のライミングンーデーションに
よシナフタレンスルホン酸およびメチルナフタレンスル
ホン酸のホルマリン縮合物のナトリウム塩とした。

製造例５　流動化剤Ｅの製造 ナフタレンスルホン酸１００ｇとリグニンスルホン酸３
００ｇに９８チ硫酸を加え、１００℃で濃度３７チのホ
ルマリン３００ｇを滴下し、５時間給合を行なった。こ
の際、粘度上昇時には少量の水を加えて粘度を低下させ
縮合した。

得られた共縮合物を常法のライミンダンーデーションに
よりナフタレンスルホン酸およびリグニンスルホン酸の
ホルマリン縮合物のナトリウム塩を得た。

製造例６　流動化剤Ｆの製造 亜硫酸パルプ廃液をアルカリ性下、過酸化水素で酸化し
た後、限外口過（分画分子量１ｏｏｏ）し、精製してリ
グニンスルホン酸ヲ得た。

得られたリグニンスルホン酸から常法のライミングンー
デーションによシ、リグニンスルホン酸ナトリウム塩を
得た。

製造例７　流動化剤Ｇの製造 ガラス製反応器に、炭酸ナトＩ）ラムでＰＨ８に調節し
た濃度３７％のホルマリン水溶液７６ｇとメラミン２９
ｇを仕込み、７０℃に加熱した。５分後にメラミンが完
全に溶解して反応液は透明となった。直ちに冷却し、反
応液の温度を４５℃に保ちながら水４８ｇと亜硫酸ナト
リウム２５ｇを加えた。その後、８０℃に昇温し２００
時間反応行ない、メラミンのホルマリン縮合物のスルホ
ン化物を得た。

製造例８　流動化剤Ｈの製造 スチレン１０４ｇと無水マレイン酸９８ｇを触媒のベン
ゾイルノーオキサイドの存在下１７５℃で共重合させて
スチレンマレイン酸共重合体を得た。この共重合体１０
０ｇに対して９８％硫酸２００ｇを加え、１００℃で２
時間反応させてスルホン化した。次いで、水を５００ｇ
加えて希釈後、６０℃でライミングソーデーションを行
ない、ナトリウム塩とした。

製造例９　流動化剤工の製造 タレオソート油５００ｇに９８チ硫酸６００ｇを加え、
１５０℃でスルホン化を行なった。次いで、濃度３７ｑ
６のホルマリン３１０ｇを滴下し、１００℃で５時間給
合を行なった。

得られた共縮合物を常法のライミングンーデーションに
よシクレオンート油のスルホン化物のホルマリン縮合物
のナトリウム塩を得た。

製造例１０　流動化剤Ｊの製造 重質芳香族炭化水素油５００ｇに９８％硫酸６００ｇを
加え、１５０℃で２時間スルホン化を行なった。次いで
、濃度３７％のホルマリン３１０ｇを滴下し、１００℃
で５時間給合を行なった。

得られた共縮合物に常法のライミンダソーデーションを
行ない１重質芳香族炭化水素油のスルホン化物のホルマ
リン縮合物のナトリウム塩を得た。

製造例１１　流動化剤にの製造 １００ｍｅのプラス製反応器に水酸化ナトリウム１．７
７Ｊｔ９と水１２＃を仕込み、攪拌してアルカリ水溶液
を作った。さらに、この水溶液にスチレン−マレイン酸
共重合体（米国ＡＲＣＯＣｈｅｍｉｃａ１社製、ｒ　Ｓ
ＭＡ−１０００Ｊ、数平均分子量１６００、スチレン：
無水マレイン酸＝１：１（モル比）、酸価４８０　ｍｆ
　−ＫＯＨ／　ｇ　）６．４５鱈を仕込み、反応温度９
０℃で攪拌した。２時間反応後、水溶液が透明となった
ので、反応を終了した。

反応生成物はｐＨ７，２２、スチレン−マレイン酸ケン
化物濃度３７重量％の淡黄色粘稠性溶液であった。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明の石炭ネ２す、
−組成物は、水の含有量が一従来のものよりも約り０％
少ないにもかかわらず、輸送時に充分な流動性を保持す
ることができるため、その取扱いが容易であシ、したが
って、石炭および石炭化学工業における価値は極めて大
である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　粉状石炭、水およびスチレン−マレイン酸共重合体
   の半エステルケン化物からなることを特徴とする石炭ス
   ラリー組成物。 ２　粉状石炭；水；スチレン−マレイン酸共重合体の半
   エステルケン化物；およびナフタレンスルホン酸のホル
   マリン縮合物の塩、アルキルナフタレンスルホン酸のホ
   ルマリン縮合物の塩、ナフタレンスルホン酸およびアル
   キルナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物の塩、ナ
   フタレンスルホン酸およびリグニンスルホン酸のホルマ
   リン縮合物の塩、リグニンスルホン酸の塩、メラミンの
   ホルマリン縮合物のスルホン化物、スルホン化スチレン
   −マレイン酸共重合体のケン化物、クレオソート油のス
   ルホン化物のホルマリン縮合物の塩、重質芳香族炭化水
   素油のスルホン化物のホルマリン縮合物の塩から選ばれ
   た１種からなることを特徴とする石炭スラリー組成物。