JPS63183994A

JPS63183994A - 石炭−油混合燃料用添加剤

Info

Publication number: JPS63183994A
Application number: JP62024128A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Yamamura; 正明山村; Shinichi Watanabe; 伸一渡辺; Kazuo Isobe; 和雄磯部
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1986-09-22
Filing date: 1987-02-04
Publication date: 1988-07-29
Anticipated expiration: 2010-10-25
Also published as: JPH0798950B2

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〕本発明は石炭微粉末と燃料油との混合燃料用安定剤、特
に長期間にわたる静的安定性に加え、配管輸送時の流動
性にも優れた混合燃料を製造するために使用される添加
剤に関する。

〔従来の技術及び問題点〕

近年、エネルギー源として最も重要な位置を占める石油
燃料が高騰するとともに、石油埋蔵量の限界が強く認識
されてきたことから、長期にわたるエネルギー源確保が
エネルギー政策の重要問題になってきた。このようなこ
とから、エネルギー源として石油と並んで埋蔵量の大き
い石炭が再び注目されるようになった。

しかしながら、石炭の場合は、液状の石油とは異なり、
塊状物であ為ため、輸送や貯蔵のコストが高く、しかも
取扱いが著しく不便であるという欠点がある。このよう
な取扱い上の欠点を改善するために、石炭を微粉末化し
、水や燃料油に分散させてスラリー状の燃料として使用
する方法が種々検討されている。微粉炭を燃料油中に分
散させた石炭／油混合燃料は、水に分散させたものより
も、単位量光たりの発熱量が大きく、エネルギー源とし
てはより好ましいが、実用に供するためには種々の問題
がある。

火力発電などにおいては多量の燃料が必要とされるが、
このような多量の燃料の輸送及び貯蔵は、タンカーによ
る輸送や、大型陸上タンクによる貯蔵が普通である。と
ころが、石炭／油混合燃料は製造されてから燃焼される
までのパイプ移送、タンク貯蔵、輸送等のそれぞれの工
程で種々の外力、例えば遠心ポンプやスクリューポンプ
等の移送ポンプによる剪断力、貯蔵タンクのサイド攪拌
やタンクからの燃料排出時の再流動化攪拌、船舶輸送に
おける振動、発熱量を一定に保持するための燃焼前の均
質化攪拌等の機械力を受けることにより、混合燃料中の
石炭が分離して沈降圧密現象を生じやすいという問題が
あり、沈降圧密した混合燃料は流動性を失い、実際上そ
の取扱いは不可能に近い。従って、石炭／油混合燃料を
実用に供するには、貯蔵時の静的安定性は勿論のこと、
かかる機械的安定性と流動性を改良しなければならない
。

特開昭５３−５５３０５号、同５４−５２１０５号、同
５４−５２１０６号、同５４−５３１０７号、同５７−
１６５４９０号、特公昭６０−３１１９号各公報には混
合燃料用安定剤としてポリアルキレンオキシド基を含む
ポリエーテル化合物等が開示されている。しかしこのよ
うな化合物の性能は効果を発現させるための添加量が多
かったり、混合燃料の保存温度は７０℃以下、保存条件
は静置状態が必要であるという大きな欠点があった。更
に具体的には、添加量が多い場合は経済的に不利であり
混合燃料の経済メリットが失われる。又、保存温度を高
温（７０℃以上）にできないために粘度力傭＜石炭温度
を上昇させることが望めずこれも同様に不経済である。

又、静置状態が必要であるということは、海外からのタ
ンカーによる輸送（ローリング、ピッチング等の振動が
長期にわたって与えられる）が困難であるということで
ある。

このような現象は混合燃料の実用化の上で大きな障害と
なっていた。

また、ＣＯＭ（Ｃｏａｌ　Ｏｉｌ　ｍ１ｘｔｕｒｅ　：
石炭／油混合燃料）を長期にわたり配管輸送をしていＬ
と配管中に詰まりを生じ閉塞する等のトラブルが発生す
る。この閉塞物は主に灰分が多く集積した石炭・油混合
物であった。このように従来の安定剤は石炭の炭質部の
安定化には有効であったが灰分の安定化には不十分であ
った。

（問題点を解決するための手段〕そこで、本発明者等は、このような欠点を改良すべく鋭
意研究した結果、（ａｌ特定のポリエーテル化合物と（
ｂｌ特定の含窒素化合物を有効成分として含む石炭−油
混合燃料用添加剤が低添加量で有効であり且つ保存温度
、保存状態に影響されず、又、灰分の安定化にも有効で
配管中の閉塞を防止するなどの画期的な性能を示すこと
を見出し本発明に到達した。

即ち、本発明は（ａｌ　　活性水素を有する化合物にエチレンオキシド
を必須として含むアルキレンオキシドを付加した化合物
であって、分子量が２．０００〜１００．０００である
ポリエーテル化合物又はその誘導体、及び伽）　アミン化合物又はその塩、４級アンモニウム塩、
及びアミド化合物から選ばれる含窒素化合物の１種又は
２種以上を有効成分として含むことを特徴とする石炭−油混合燃
料用添加剤を提供するものである。

本発明において、（ａ）成分のポリエーテル化合物は、
活性水素を１個以上含む化合物に通常の方法によりエチ
レンオキシド（以下（ＥＯ）と略記する。）を含むアル
キレンオキシドを付加することにより容易に製造するこ
とができる。アルキレンオキシドの付加はエチレンオキ
シドとそれ以外のアルキレンオキシドとのブロック状又
は一部ブロック状の付加が良く、その順序は何れが先で
もよいが、ＥＯとプロピレンオキシド（以下（ＰＯ）と
略記する。）の付加物の場合には、まずＰＯを付加させ
た後Ｅｏを付加させたものが良好な分散安定性を示す。

本発明に用いることの出来る活性水素を有する化合物は
、夫々ヒドロキシル基、アミノ基、メルカプト基等を有
するヒドロキシ化合物、アミノ化合物、メルカプト化合
物等である。

具体的にはヒドロキシ化合物としては、メタノール、エ
タノール等の低級−価アルコールからステアリルアルコ
ール、オレイルアルコール等の高級−価アルコール、２
−エチルヘキサノール等の側鎖を有する一価アルコール
、エチレングリコール、プロピレングリコール、１．４
−ブタンジオール、ヘキサンジオール、ジエチレングリ
コール、トリエチレングリコール、ポリプロピレングリ
コール、グリセリン、ソルビトール、ポリグリセリン又
はこれらの部分エステル化物等の多価アルコール、ノニ
ルフェノール等のフェノール類が例示され、アミン類と
してはオクチルアミン、牛脂アミン、メチルステアリル
アミン等のモノアミン、エチレンジアミン、ジエチレン
トリアミン、トリエチレンテトラミン、Ｎ−アルキルエ
チレンジアミン、窒素数６〜５０を有するポリエチレン
イミン等のポリアミン化合物が例示され、メルカプト化
合物としては、ラウリルメルカプタン等が例示される。

又、モノ、ジ又はトリエタノールアミンなどのアルカノ
ールアミン、ステアリン酸アミドなどのアミド化合物、
グリシン等のアミノ酸等でもよい。

アルキレンオキシドとしては、エチレンオキシドは必須
であり、ポリオキシエチレン鎖の合計重量がアルキレン
オキシド鎖全量の５〜１００％が好ましく、５〜５０％
がより好ましく、更に好ましくは５〜３０％である。Ｅ
Ｏ以外にプロピレンオキシド、ブチレンオキシドなどが
使用され得るが、ＥＯ及びＰＯのブロックポリマーが良
好な分散安定性を示す。

ポリエーテルの分子量は２，０００〜１００．０００、
好ましく４，０００〜ｓｏ、ｏｏｏである。該ポリエー
テル化合物誘導体としては該ポリエーテル化合物の末端
の水酸基を硫酸化したもの、五酸化リンとの反応により
得られるリン酸化物、カルボキシアルキル化物又は多塩
基酸とのエステル化物又は、その塩等のアニオン化物や
出発物質としてアミノ化合物を用いた場合のジアルキル
硫酸やハロゲン化アルキル、ハロゲン化ベンジルなどに
よる４級化物や酢酸、アルキルベンゼンスルホン酸等に
よる中和によるカチオン化物等が挙げられる。

（ｂｌ成分のアミン化合物あるいは４級アンモニウム塩
の例としては、１級アミンたとえばオクチルアミン、ラ
ウリルアミン、牛脂アミン、２級アミンたとえばジエチ
ルアミン、ジステアリルアミン、モルホリン等、３級ア
ミンたとえばジメチルステアリルアミン、ジメチルラウ
リルアミン、芳香族アミンたとえばアニリン、ジベンジ
ルアミン、トルイジン等及びポリアミン化合物としてポ
リアルキレンポリアミン、アルキル（又はアルケニル）
ポリアルキレンポリアミン、ポリエチレンイミン等があ
り、例としてはエチレンジアミン、トリエチレンテトラ
ミン、ラウリルプロピレンジアミン、ステアリルトリエ
チレンテトラミン、ステアリルテトラエチレンペンタミ
ン、ステアリルペンタエチレンへキサミンがある。また
これらアミン化合物を酸性化合物で中和することによっ
て生成するアミン塩及び公知の方法により４級化した４
級アンモニウム塩も有効である。アミン塩としてはたと
゛えば上記アミン化合物の酢酸塩、塩酸塩、硫酸塩等が
挙げられ、また４級アンモニウム塩としては上記アミン
化合物をアルキルハライドやジメチル硫酸などにより公
知の方法でカチオン化反応した化合物があり、例として
はラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ステア
リルトリメチルアンモニウムクロライド等が挙げられる
。

又、アミド化合物としてはカルボン酸とアンモニア又は
上記アミン化合物との反応物があり、例としてはステア
リン酸アミド、エチレンジアミンラウリン酸モノアミド
、トリエチレンテトラミンステアリン酸ジアミド等が挙
げられる。

本発明の［ａ）成分と山）成分の配合重量比は、（ａ）
成分／（ｂ）成分＝９８〜５０／　２〜５０が好ましく
、（ａ）成分／（ｂ）成分＝９８〜７０／２〜３０がよ
り好ましい。

本発明の安定剤は混合燃料に対して０．０１〜０．３０
重量％、好ましくは０．０５〜０．２０重量％添加する
ことにより、燃料油中に石炭粒子を安定に分散させるこ
とができる。

又、本発明の安定剤を添加した混合燃料は保存温度７０
〜１５０℃の間でも３ケ月以上安定性が良好であり、調
製直後にプロペラ攪拌等のシェアを与えたり、保存中に
振動を与える等の悪条件下でも極めて安定性が良好であ
った。

また、灰分の安定性も良好であり、灰分の偏在沈降もな
くすぐれた性能を発揮した。

本発明の安定剤は前記有効成分の他に、必要に応じて他
の界面活性剤を適量加えることができる。

本発明の安定剤を用いて石炭を油中に分散させるには、
例えば前記安定剤を燃料油に溶解させたのち微粉炭と混
合しても、安定剤を微粉炭と燃料油との混合物に添加し
て混合してもよい。

本発明の安定剤を添加混合する１度は任意であり、例え
ば５０〜１５０℃で混合される。混合圧力は常圧でもよ
いが、混合燃料の脱気をするために減圧にしてもよい。

混合燃料成分としての石炭としては、無煙炭、瀝青炭、
褐炭など種々の炭種のものが使用され、その平均粒径は
、通常１００ミクロン以下であり、好ましくは２００メ
ツシュ篩通過量５０％以上がよい。重油としては原油、
重油、軽油、ガソリンなどの任意の炭化水素油が適用さ
れるが、経済的には、原油や重油の使用が有利である。

混合燃料中の石炭と油の混合割合は必要とされる流動性
、安定性及び保存温度に依存する。

石炭は乾燥の方法により異なるが、通常付着水を有して
いる。本発明の安定剤は、付着水量によって悪影響を受
けないが、付着水（外部からの水添加も含む）が多すぎ
ると、燃焼効率が低下し、燃料としての使用に支障をき
たすので、その量は混合燃料中２０重量％以下、好まし
くは１０重量％以下がよい。

本発明の安定剤を用いて、微粉炭、燃料油及び安定剤か
らなる石炭／油混合燃料を製造する場合、それらの各成
分の添加方法や順序あるいは混合を行うための攪拌機及
び攪拌条件は、前記安定剤の作用が特に阻害されない゛
限り、制約されない。

〔実施例〕

次に本発明を実施例により更に詳細に説明する。尚、実
施例に示した「部」及び「％」は、いずれも重量基準で
ある。

皿企燃粁ｑ廻製中東重油”　１５０ｇ（油中に含まれる水分は除いて）
を５００ｍ１の容器中に入れ、更に表３に示す各種安定
剤の所定量を夫々加え、１００　’Ｃのオイルバス中に
浸す。尚、表３に示す安定剤の（ａ）成分、（ｂ）成分
はそれぞれ表１、表２に示す。２００メツシユの篩を８
０％パスするように粉砕したベルモント炭”　１５０ｇ
（石炭中に含まれる水分は除いて）を上記の中東重油中
に加える。石炭（乾燥分）／中東重油（乾燥分）　−５
０１５０（重量比）となる。安定剤を含む油と石炭を入
れた容器を７０℃のオイルバス中に１時間浸すと一定温
度になる。ラボミキサー（特殊機化工製）を用い、一定
温度になった石炭と油の混合物を３００Ｏｒｐｍで３０
分間攪拌し安定性試験に供した。

宏定性広鋏試験装置として、内径５．３ｃｍ　、高さ２４ｃｍのス
テンレス製シリンダーで、その底部から５ｃｍ、１２ｃ
ｍ、１８ｃｍの各位置に流体の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１８ｃｍの高さ
まで上記の様にして調製した各種混合燃料の一定量を入
れ、７０℃の恒温槽に入れて９０日間静置する。９０日
経過後、このシリンダーの底部から１２ｃｍの位置の止
栓をはずしそれより上の混合燃料（即ち底部から高さ１
２〜１８ｃａ＋の箇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、その石炭濃度を測定した。次に
底部から６ｃｎ＋の位置の止栓をはずしこの位置より上
にある混合燃料を取り出した後、残存混合燃料を取り出
し、下層試料として石炭濃度を測定した０石炭製度の測
定は、混合燃料に１．１．１−トリクロロエタンを加え
て重油分を溶解、濾過して除去し、残香の石炭分の最初
の混合燃料に対する比率を重量パーセントで求めた。こ
れらの結果を表３に示す。上層と下層部での石炭濃度の
差が小さい程、機械的安定性の良い混合燃料であること
を示す。

また、上、下層中の灰分濃度も測定することで天分の安
定性も評価した。上下層での灰分濃度の差が小さい程、
灰分の安定性が良好であることを示す。

本１：中東重油（中東産）：発熱量１０３１０　Ｋ　ｃａｌ／ｋｇ（ＪＩＳ　Ｋ　２
２６５）、比重０．９５７６、流動点−２，５℃（ＪＩ
Ｓ　Ｋ　２２６９）、引火点９４．０℃（ＪＩＳ　Ｋ　
２２６５）、灰分０．０２％（ＪＩＳ　Ｋ２２７２）　
、水分０．０３（ＪＩＳ　Ｋ　２２７５）、元素分析（
柳本有機自動元素分析装置）　Ｃ：８４．１７％、Ｈ：
１３．０６％、Ｓ：２．３９％、Ｎ：０．２５％、０：
０．１３％、Ｃ１：３．３ｐｐｍ　、Ｖ：６５ｐｐｍ　
、　Ｎａ：１５．ｐｐｎ＋傘２：ベルモント炭（オース
トラリア産の石炭）：高位発熱量６５５０　Ｋ　ｃａｌ
／ｋｇ（ＪＩＳ　Ｍ　８８１４）、灰分１５．９５（Ｊ
ＩＳ　Ｍ　８８１２）　、水分３．２５　（ＪＩＳ　Ｍ
８８１１）　、固定炭素４９．３５％（ＪＩＳ　Ｍ　８
８１２）、元素分析（ＪＩＳ　Ｍ　８８１３）、Ｃ：１
６．１７％、Ｈ；４．７．１％、　３．。

Ｎ：１．２３％、Ｏ：８．４４％、Ｓ：０．３０％、Ｃ
’ｌ：０．０３％；、　　二Ｎａ：０．０４％表　　　２　　　　　（ｂ）　　　成　　　分書　　　
　　１

Claims

【特許請求の範囲】１（ａ）活性水素を有する化合物に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した化合物であって、分子量が２，０００〜１０
０，０００であるポリエーテル化合物又はその誘導体、
及び（ｂ）アミン化合物又はその塩、４級アンモニウム塩、
及びアミド化合物から選ばれる含窒素化合物の１種又は２種以上を有効成分として含むことを特徴とする石炭−油混合燃
料用添加剤。２（ａ）成分と（ｂ）成分の配合重量比が（ａ）成分／
（ｂ）成分＝９８〜５０／２〜５０である特許請求の範
囲第１項記載の石炭−油混合燃料用添加剤。３（ａ）成分と（ｂ）成分の配合重量比が（ａ）成分／
（ｂ）成分＝９８〜７０／２〜３０である特許請求の範
囲第２項記載の石炭−油混合燃料用添加剤。