JPS63183995A - 石炭−油混合燃料用添加剤 - 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】 〔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、
塊状物であるため、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、水に分敗させたものより
も、単位蛍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↓よ種々の問
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５
７−１６５４９０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が高く石炭
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る
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特定の分子量のポリオキシアル
キレンアルキルフェニルエーテルホルマリン縮合物及び
（′ｂ）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、灰分の安定化にもを
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 （ａ）　　ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエー
テルホルマリン縮合物であって分子量が５００〜５００
０のもの、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
料用添加剤を提供するものである。

本発明の（ａ）成分のポリオキシアルキレンアルキルフ
ェニルエーテルホルマリン縮合物は、従来の公知の方法
、たとえばアルキルフェノールを酸触媒の存在下、ホル
マリンにより付加縮合した化合物にアルカリ触媒の存在
下、アルキレンオキシドを付加することにより合成でき
る。

ホルマリン縮合はキシレン等の有機溶媒の共存下反応す
ることが一般的である。

アルキルフェノールのアルキル基としては炭素数４〜１
８のいずれでもよいが４〜９が好ましい。

付加するアルキレンオキシドとしては、エチレンオキシ
ド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、スチレン
オキシドが使用できるが、エチレンオキシドがより好ま
しい。

また（ａｌ成分の分子量は、５００〜５０００であるが
、８００〜３０００がより好ましい。アルキルフェノー
ルをホルマリンで縮合する際の縮合度としては１０以下
が好ましく、より好ましくは３〜７である。

（ｂ）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ｆａｌ成分と（ｂ）成分の配合重量比は、ｆａ
ｌ成分／（ｂ）成分＝９８〜５０／２〜５０が好ましく
　、（ａｌ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温度は任意であり、例え
ば５０〜１５０°Ｃ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。

混合燃料の調製 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℃のオイルパス中に
浸す。尚、表３に示す安定剤の［ａｌｌ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
８０％バスするように粉砕したベルモント炭”　１５０
ｇ（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）　＝
５０１５０　（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。

支足ユ広放 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６ｃｍ５１２ｃ
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
２〜１８ｃｍ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６ｃｍ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。石炭濃度の測定は
、混合燃料に１１．１−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灰分の安
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。

料ｉ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）、天分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％、１１
：１３．０６％、Ｓ：２．３９％、Ｎ：０．２５％、０
；０．１３％、Ｃ１：３．３ｐｐｍ　、　Ｖ：６５ｐｐ
ｍ　、　Ｎａ＝１５ｐｐｍ傘２：ヘルモント炭（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　（ＪＴＳ　Ｍ
８８１１）　、固定炭素４９．３５％（ＪＩＳ　Ｍ　８
８１２）、元素分析（ＪＩＳ　Ｍ　８８１３）、Ｃ：１
６．１７％、Ｈ：４．７１％、Ｎ：１．２３％、０：８
．４４％、Ｓ：０．３０％、Ｃ１：０．０３　　％、Ｎ
ａ：０．０４　　％ 表　　　　３ ｍｌ　　表１参照、傘２　表２参照、＄３　対全系表３
つづき

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １（ａ）ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテ
   ルホルマリン縮合物であって分子量 が５００〜５０００のもの、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。