JPS6264895A - 石炭−水スラリ−系用分散安定剤 - 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】 Ａ、産業上の利用分野 １一 本発明は石炭微粉末の水スラリー系用分散安定剤に関す
る。近年原油供給に対する不安からエネルギー源の原油
依存度を下げる努力がなされており、そのひとつとして
埋蔵量が多くかつ世界中に広く存在している石炭の見直
しが行なわれ、利用方法が棟々検討されている。しかし
石炭は石油と異なり固体でおるために輸送や貯蔵等取扱
いの面で石油に比べ著しく不利である。

この改嵜方法として石炭をスラリー状で取扱うことが提
案されており、石炭粉末を油に分散させｆｔ−１ラリ−
（Ｃｏａｌ　−０ｉｌ　−Ｍｉｘｔｕｒｅ　）　、石炭
粉末をメタノールに分散させたスラリー（Ｍｅｔｈａｎ
ｏｌ　−Ｃｏａｌ−Ｍｉｘｔｕｒｅ　）および石炭粉末
を水に分散させたスラ１）　−（Ｃｏａｌ　−Ｗａｔｅ
ｒ　−Ｍｉｘｔｕｒｅ　）が開発されているが、これら
の中で完全な脱石油という点や安全性の点から石炭−水
スラリーが最奄有望視されているＯ Ｂ、従来の技術 石炭粉末を水でスラリー化することにより、該スラリー
は液体燃料として輸送、貯蔵、燃焼が可＝２− 能となり、燃焼系の操作、制御が容易になるとともに、
安全燃料として発火や粉塵に対する対策が不敬となる等
の長所を有するが、一方で石炭を水で稀釈しているため
に燃料としての発熱量の低下および輸送費用の上昇は避
けられず、スラリーとしては可能な限り高濃度であるこ
とが要求されている。

水スラリー中の石炭濃度を上げ、かつ流動性を保つため
に、これまで石炭粉末の粒子径分布を調節することと、
適切な分散安定剤を用いることにより種々の試みがなさ
れている０分散安定剤として！ｆｉりとえばナフタレン
スルホン酸塩のホルマリン縮合物、リグニンスルホン酸
塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポ
リアクリル酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル
硫酸塩、アクリル酸とビニルモノマーの共重合体塩等の
分散安定剤が用いられているが、少なくとも７０重量％
の高濃度においても充分な流動性を示し、かつ放置安定
性のすぐれた石炭−水スラＩＪ　−という観点からみる
と必ずしも満足できる本のが得られてない。

Ｃ１発明が解決し７ようとする問題点 本発明は上記した如く、高濃度、すなわち少なくとも石
炭濃度７０重量係以上で流動性と放置安定性のすぐｉ″
した石炭−水スラリーを与えうる分散安定剤を提供する
ものである。

Ｄ１問題を解決するための手段 本発明者らは高濃度で流動性と放置安定性のすぐれた石
炭−水スラリーについて鋭意検討した結果、一般式Ｒ（
−８−Ｐ　）ｎ　［ｎ　ｔｄ　１又は２］で表わされる
重合体を有効成分として含有することを特徴とする石炭
−水スラリー系用分散安定剤〔但し、Ｒｉ；を炭素数３
〜７０の炭化水素基を表わし、Ｐはアクリル酸１にはメ
タクリル酸、ないしはそのアルカリ金鵬塩、アルカリ土
類金属塩、アンモニウム塩からなる重合体で２重合度が
１０以上３５００以下の重合体を表わす。〕 を用いることにより、上記の目的が達成されるのを見出
し１本発明を完成させたものである。

本発明の一般式Ｒ（−８−Ｐ）ｎ　（ｎはｌ又は２〕で
表わされる重合体は、水溶性から水分散性まで広い範囲
の程間の水溶性を有するものであり１本発明においては
、水溶性のもののみならず１本分散性のものも好適に用
い得る。

本発明において用いられる一般式Ｒ＋５−Ｐ）ｎ〔ｎは
ｌ又は２〕で表わされる重合体に関し、Ｐはアクリル酸
またはメタクリル酸、ないしけそのアルカリ金属塩、ア
ルカリ土類金属塩、アンモニウム塩からなる重合体を表
わすが、Ｐがこれらの構成単位の２槙以上からなる場合
も含まれる。さらに一般式Ｒ＋８−Ｐ）ｎ（ｎはｌ又は
２〕で表わされる重合体か水溶性又は水分散性である限
りにおいて、Ｐが上記した以外の他の構成単位を含むこ
とは何らさしつかえない。ただし、他の構成単位の量が
多すぎる場合には、Ｐの親水性が低下したり、Ｐの重合
度が目標のものが得られにくくなったりするので、　Ｒ
−（−８−Ｐ）ｎで表わされる重合体を石炭−水スラリ
ー光用分散安定剤として用いた場合に、分散安定化能力
の低下をまねく。従って他の構成単位の含有量は好まし
くは５０モルチ未満、更に好ましくは３０モルチ以下で
ある。

これらの構成単位としては１例えば、マレイン酸、フマ
ル酸、クロトン酸、イタコン酸等の酸類およびそれらの
塩、無水マレイン酸等の酸無水物類、（メタ）アクリル
酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル等の（メタ）アク
リル酸エステル類。

（メタ）アクリルアミド及びその誘導体、エチレン、プ
ロヒルン、イソブチン等のα−オレフィン類、スチレン
、アクリロニトリル、ビニルピロリドン、塩化ビニル、
弗化ビニル等がめげられる。

重合体Ｐの重合［１３５００以下、好ましくけ２０００
以下、更に好ましくは１０００以下、最も好ましくは５
００以下である。下限ＶｉＩＯ以上である。

また一般式Ｒ（−８−Ｐ）ｎで表わされる重合体に関し
、Ｒ１１ｔ炭素数３〜７ｏ、好ましくは８〜５ｏ、更に
好ましくは８〜４ｏの炭化水素基である。炭素数３以下
ではＲ基の効果が認められず、炭素数７０以上になると
Ｒ基相互間の会合が強くなってやはり十分な効果が得ら
れない。Ｒ基として具体的にＶｉ、ｎ−プロピル、ｎ−
ブチル、ｎ−ヘキシル、ｎ−へブチル、ｎ−オクチル、
ｎ−／ニル。

ｎ−デシル、ｎ−ドデシル、ｎ−テトラデシル、ｎ−ヘ
キザデシル、ｎ−オクタデシル、ｎ−エイコシルなどの
直鎖アルキル基、ｔ−ブチル、ｔ−オクチル、ｔ−ドテ
シルのような分枝したアルキル基、フェニルトルイルも
しくけナフチルなどのアリール基、置換了り−ル基、シ
クロヘキシルもしくはシクロオクチルなどのシクロアル
キル基。

″またはへキサメチレン基もしくはデカメチレン基等の
アルキレン基があげられる。またこれらの炭化水素基の
水素原子の一部がα、　Ｂｒまた１ｌｔＦの／％ロゲン
原子で置換されたものも含憬れる。

本発明に用いる一般弐Ｒ−（−８−Ｐ）ｎ　（ｎはｌ又
は２〕で表わされる重合体の製造方法に関しては特に制
限はないが、アクリル酸またはメククリル酸を主体とす
る七ツマ−の重合を、炭素数３から７０の間の炭化水素
基Ｒを有するチオールの存在下に行なうことにより得た
重合体を、水またはアルカリ水溶液に溶解することによ
る方法が最も好ましい。

本発明の一般弐Ｒ＋　Ｓ−Ｐ　）ｎ　　［ｎ　１ｌｔｌ
又は２］で表わされる重合体を有効成分として含有する
分散安定剤の石炭−水スラリーへの添加量は１石炭の種
類や粒度（分布）等により異なるが、スラリー中の石炭
に対し０．Ｏ１〜５．０１（ｉ％、好ましくけ０．０５
〜２．０重量−である。０．０１菖ｉチ以下では分散そ
のものが不十分であり、一方５．０重量％以上入れても
効果の上昇は認められず、むしろ凝集や沈降を生じやす
い傾向となる。

また該分散安定剤の石炭−水スラリーへの添加方法は％
に制限はなく、たとえば乾式粉砕した石炭でけ石炭粉末
を分散させるべき水中に予め分散剤を添加混合し、これ
に石炭粉末を加えて混合する方法等が、また湿式粉砕の
場合には、粉砕時に添加することも、粉砕中もしくは粉
砕後に添加することもできる。

本発明の分散安定剤は石炭の種類によって特に制限をう
けることはなく、亜瀝青炭、瀝青炭、無煙炭等いずれで
あってもよい。

また石炭の粉末の粒度（分布）はたしかにスラリーの粘
度や安定性に影譬をおよほすが、２００メツシユバスが
５００重量以上、好１しくは７０重量−以上であれば、
調整した石炭−水スラ１７−がパイプライン輸送、バー
ナー燃焼等でトラブルをおこすことなく使用できる。

本発明の分散安定剤は他の界面活性剤１湿潤剤。

保護コロイドとして作用するポリマーたとえば通常のポ
リビニルアルコール系重合体やカルボキシメチルセルロ
ース等のセルロース誘導体と併用して使用することもも
ちろん差しつかえない。

９１作用および発明の効果 本発明の一般式Ｒ＋５−Ｐ）ｎ　（ｎはｌ又は２〕で表
わされる重合体を有効成分として含有する分散安定剤が
極めて有効に作用する機構については明らかでないが、
該重合体が界面活性を示ｊ〜、炭素数３〜７０の炭化水
素基が石炭粉末表面への吸着力を高めていることによる
と思われる。

以下に実施例により本発明を具体的に説明するが１本発
明はこれらに何ら限定されるものではない。なお以下で
［部Ｊ、ｒＬＪは％にことわりのない限り「重量部」％
　［重ｉｔ％Ｊを意味する０重合容器にアクリル酸７０
０部及びテトラヒドロフラン７００部を仕込み、窒素雰
囲気下で６０℃に加温し＊彼ｈ　　ｎ−ドデシルメルカ
プタン２０，６部、アゾビスイソブチロニトリル１．４
部を加えて重合を開始した０６時間後に冷却して重合を
停止した。この時のアクリル酸の重合率は９８％であっ
た。この溶液を乾燥後粉砕して粉末な得ｆｃｏまた。こ
の溶液の一部を取って大量のトルエンに投入して得ｆｃ
重合体を、トルエンで充分洗浄し、乾燥後’Ｈ−ＮＭＲ
スペクトルを測定したところ、アクリル酸由来のメチン
プロトンとれ一ドデシルメルカプタン由来のメチルプロ
トンのシグナル強度比より重合体の数平均重合度は９４
であることが判明した。

前記重合体粉末１００部に水１１４３部、水酸化ナトリ
ウム５４部を加えて溶解し１片末端にｎ−ｌＯ− ドデシルメルカプト基を有するポリアクリル酸ナトリウ
ムの１０％水溶液を得た。これを重合体内の１０％水溶
液とする。

以下同様の方法で重合体向〜団の水溶准を作製した。重
合体の詳細を表１に示す。

実施例１〜１０及び比較例１〜５ （Ｂ）　　石炭−水スラリーの調整法および評価法予備
乾燥したオーストラリア炭をボールミルにて乾式粉砕し
、２００メツシユバスが８０に量％の石炭粉末を得た。

前記重合体の１０％水溶液を稀釈して、所定量の分散安
定剤を含む水溶液とし。

これと所定量の石炭粉末を石炭濃度７０％となるよう混
合し、ホモミキサーにより５０００　ｒｐｍで１０分攪
拌して１石炭−水スラリーを調整した。

得られたスラリーの粘度を２５℃でＢＬ型粘度計を用い
て測定し流動性を評価した。また、スラリーを１力月室
温にて静置し、上部と下部の状態を観察して、スラリー
の放置安定性を評価した。

結果を表２に示す。

表２より本発明の分散安定剤を用いた石炭−水−１１＝ スラリーは粘度が低く１流動性にすぐれ、かつ放置安定
性にもすぐれることが明らかである０表　　　　　ｌ 表　　　　　２

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）一般式Ｒ−（Ｓ−Ｐ）＿ｎ 〔ｎは１又は２〕で表わされる重合体を有効成分として
   含有することを特徴とする石炭−水スラリー系用分散安
   定剤。 〔但し、Ｒは炭素数３〜７０の炭化水素基を表わし、Ｐ
   はアクリル酸またはメタクリル酸、ないしはそのアルカ
   リ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩からな
   る重合体で、重合度が１０以上３５００以下の重合体を
   表わす。〕
2. （２）Ｒが炭素数８〜４０の炭化水素基である特許請求
   の範囲第１項記載の石炭−水スラリー系用分散安定剤。
3. （３）Ｐの重合度が１０以上５００以下である特許請求
   の範囲第１項記載の石炭−水スラリー系用分散安定剤。