WO2015186459A1

WO2015186459A1 - 油水分離方法

Info

Publication number: WO2015186459A1
Application number: PCT/JP2015/063030
Authority: WO
Inventors: たかし吉川; 毅土岐; 洋平宮▲崎▼
Original assignee: 栗田工業株式会社
Priority date: 2014-06-06
Filing date: 2015-04-30
Publication date: 2015-12-10
Also published as: JP5811230B1; JP2015229158A; TW201546129A

Abstract

　水とコールタールとの分離性能に優れたコールタールの油水分離方法を提供する。水とコールタールとを分離するにあたり、水を含有するコールタール又はコールタールを含有する水に対して、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロック共重合体を添加する。

Description

油水分離方法

　本発明は、コールタールの油水分離方法に関する。より詳しくは、コールタールと水とを分離する方法に関する。

　水を含有するコールタールから水を分離する場合やコールタールを含有する水からのコールタールを分離する場合には、一般に、遠心分離法が用いられている（例えば、特許文献１，２参照。）。しかしながら、水を含むコールタールやコールタールを含む水では、コールタールと水とがエマルションを形成しているため、これらを分離することは難しい。

　そこで、従来、界面活性剤を添加してエマルションを破壊する方法が提案されている（例えば、特許文献３～６参照。）。これら従来の油水分離方法では、界面活性剤として、アルキルアリルスルホン酸塩や高級アルコール硫酸エステル塩などのアニオン系界面活性剤（特許文献４）、第４級アンモニウム塩やイミダゾール誘導体を主成分とするカチオン系界面活性剤（特許文献５）、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩（特許文献６）などが用いられている。

　また、界面活性剤に代えて、比重が１．０４以上のコールタール蒸留留分を添加することにより、油水分離の処理効率向上を図ったコールタールの脱水方法も提案されている（特許文献７参照）。

特開平６－３３０６８号公報特開２０１１－７８９５１号公報特開昭６１－２５５９９０号公報特開昭５１－９６７８５号公報特開昭５４－１０２３０５号公報特開昭５７－１７７０８８号公報特開２００２－３８１６２号公報

　本発明に係る油水分離方法は、水とコールタールとを分離する油水分離方法であり、水を含有するコールタール又はコールタールを含有する水に対して、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロック共重合体を添加する。

　本発明を実施するための形態に係る油水分離方法では、疎水基の数平均分子量が２０００以上であるポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロック共重合体を用いることができる。
　ここでいう「疎水基の数平均分子量」は、ゲル浸透クロマトグラフィー（Gel Permeation Chromatography：ＧＰＣ）により測定した値である。
　また、前記ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロック共重合体としては、例えばＨＬＢ（Hydrophile-Lipophile Balance）値が７以上のものを使用することができる。
　更に、本発明を実施するための形態に係る油水分離方法では、前記ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロック共重合体と共に、ジアルキルスルホコハク酸及び／又はその塩を添加してもよい。

　ところで、界面活性剤を用いた従来の油水分離方法は、水とコールタールとの分離の程度が十分ではなく、例えば水を含むコールタールの場合は、更なる含水率低下が求められている。一方、コールタール蒸留留分を用いた特許文献７に記載の方法は、一旦蒸留して製造した製品（蒸留留分）を、粗コールタールに対して１０質量％以上混合する必要があるため、歩留りが低下するという課題がある。

　そこで、本発明を実施するための形態に係る油水分離方法は、水とコールタールとの分離性能に優れたコールタールの油水分離方法を提供することを主目的とする。

　本発明を実施するための形態に係る油水分離方法によれば、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロック共重合体を用いているため、水とコールタールとの分離性能を向上させることができる。

　以下、本発明を実施するための形態について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。

　本実施形態の油水分離方法は、水とコールタールとを分離する油水分離方法であり、水を含有するコールタール又はコールタールを含有する水に対して、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロック共重合体を添加する。

［ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロック共重合体］
　ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロック共重合体は、エマルションを形成している界面に作用し、エマルションを維持できない状態にする効果がある。本実施形態の油水分離方法に用いるポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロック共重合体の構造は、特に限定されるものではないが、疎水基の分子量が大きいものの方がコールタールに吸着して界面に作用しやすいため、油水分離性能向上の観点から、疎水基の数平均分子量が２０００以上のものを用いることが好ましい。

　ここで、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロック共重合体の疎水基の数平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー（Gel Permeation Chromatography：ＧＰＣ）により測定することができる。

　また、コールタールへの吸着性向上の観点から、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロック共重合体は、分子量が大きいものが好ましい。具体的には、数平均分子量が２５００以上のポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロック共重合体を用いることが好ましく、数平均分子量が１００００以上のものを用いることがより好ましい。これにより、油水分離性能を更に向上させることができる。

　ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロック共重合体のＨＬＢ（Hydrophile-Lipophile Balance）値は、特に限定されるものではないが、油水分離性能向上の観点から、ＨＬＢ値が７以上のものを使用することが好ましい。

　本実施形態の油水分離方法では、分子量や構造が異なる２種以上のポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロック共重合体を組み合わせて使用することもできる。その場合、２種以上のポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロック共重合体を混合して添加してもよく、それぞれ個別に添加してもよい。

［ジアルキルスルホコハク酸又はその塩］
　本実施形態の油水分離方法では、前述したポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロック共重合体と共に、他の界面活性剤を添加することもできる。コールタールと水との界面には、水相や水粒子の合一を妨害し、エマルションを強固に保つ作用がある懸濁物質（Suspended Solid：ＳＳ）が存在する。一方、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロック共重合体は、ＳＳに対する浸透性が低いため、ＳＳへの浸透性が高い界面活性剤と併用することが好ましい。

　ＳＳへの浸透性が高い界面活性剤としては、例えばポリオキシアルキレンアルキルエーテルやジアルキルスルホコハク酸（塩）などが挙げられるが、その中でも、ジアルキルスルホコハク酸及びその塩が好ましく、２－エチルヘキシルスルホコハク酸及びその塩が特に好ましい。ジアルキルスルホコハク酸（塩）はＳＳへの浸透力が強いため、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロック共重合体と、ジアルキルスルホコハク酸（塩）とを併用すると、ジアルキルスルホコハク酸（塩）により、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロック共重合体による効果が補完され、油水分離効果を更に高めることができる。

　ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロック共重合体と、ジアルキルスルホコハク酸及びその塩の添加割合は、特に限定されるものではないが、質量比で、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロック共重合体：ジアルキルスルホコハク酸及びその塩（合計量）＝１：０．１～１：２とすることが好ましく、１：０．５～１：１とすることが好ましい。これにより、主剤として作用する「ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロック共重合体」と、助剤として作用する「ジアルキルスルホコハク酸（塩）」とのバランスが良好となり、より高い効果が発揮される。

［添加方法］
　本実施形態の油水分離方法においては、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロック共重合体やジアルキルスルホコハク酸（塩）などの薬剤は、固体の状態で添加してもよいが、処理対象物への混合しやすさ及び均一化を考慮すると、液体の状態で添加することが好ましい。

　また、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロック共重合体やジアルキルスルホコハク酸（塩）の添加時期や添加箇所も、特に限定されるものではなく、コールタールと接触する箇所であればよい。具体的には、フラッシングされた安水がタールデカンターに戻る際に添加してもよく、タールデカンターから送られる安水に添加してもよい。また、タールデカンターで分離されたタールに添加して、スーパーデカンター（遠心分離）における脱水を促進することもできる。

　更に、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロック共重合体とジアルキルスルホコハク酸（塩）とを併用する場合は、予めこれらを混合しておいてもよく、また、それぞれ個別に添加してもよい。

　本実施形態の油水分離方法では、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロック共重合体がエマルションを形成している界面に作用して、エマルションを破壊すると共に、水相や水粒子を合一させるため、水とコールタールを高効率で分離することができる。これにより、コールタール中の水分を大幅に低減することができるため、タール製品として安定した品質を維持することが可能となる。

　なお、本発明は、以下のような構成も取ることができる。
（１）
　水とコールタールとを分離する油水分離方法であって、
　水を含有するコールタール又はコールタールを含有する水に対して、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロック共重合体を添加する油水分離方法。
（２）
　前記ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロック共重合体は、疎水基の数平均分子量が２０００以上である（１）に記載の油水分離方法。
（３）
　前記ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロック共重合体は、ＨＬＢ（Hydrophile-Lipophile Balance）値が７以上である（１）又は（２）に記載の油水分離方法。
（４）
　前記ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロック共重合体と共に、ジアルキルスルホコハク酸及び／又はその塩を添加する（１）から（３）のいずれか一つに記載の油水分離方法。

　以下、本発明の実施例及び比較例を挙げて、本発明の効果について具体的に説明する。本実施例においては、下記表１に示す薬剤を使用して、以下に示す手順で、コールタールを処理し、油水分離性能を評価した。

　先ず、タールデカンター出口で採取したタール（水分量１５質量％）を、７０℃の恒温槽内に静置して温度を上げた。次に、７０℃程度にしたタール１００ｇを１００ｍｌの試験管に分取し、そこに、薬剤濃度がタール純分（水分を除いたタール）に対して２００ｍｇ／Ｌとなるように、マイクロピペットで薬剤を添加した後、スパーテルで１分間撹拌した。

　薬剤を添加したタールサンプルを、７０℃の恒温槽内に３時間静置した後、遠沈管に移し、温度を７０℃に設定した遠心分離機を用いて、１４５０ｒｐｍの回転数で１０分間遠心分離処理を行った。その後、タールサンプルの外観を観察し、遠心分離後の水相の水量により、タール中に存在している水分のうち何％が分離したかを確認した。

　確認の結果、分離した水の量が５０質量％以上であった場合はＡ、３５質量％以上５０質量％未満であった場合はＢ、２０質量％以上３５質量％未満であった場合はＣ、２０質量％未満であった場合はＤとした。具体的には、試験に用いたタールには１００ｇあたり１５ｇの水が含まれているので、例えば遠心分離後に水相が７．５ｍｌ以上ある場合はＡとなる。なお、水相の量は、遠沈管の目盛りを読むことで測定することができる。評価結果を、下記表１に併せて示す。

　上記表１に示すように、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロック共重合体を用いた実施例１～１０では、薬剤を添加しなかった比較例１及び他の薬剤を用いた比較例２～１２に比べて、油水分離性能が高かった。特に、疎水基の数平均分子量が２０００以上のポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロック共重合体を用いた実施例１～３、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウムを併用した実施例７～１０は、油水分離効果が高かった。

　以上の結果から、本発明によれば、水とコールタールとを効果的に分離できることが確認された。

Claims

　水とコールタールとを分離する油水分離方法であって、
　水を含有するコールタール又はコールタールを含有する水に対して、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロック共重合体を添加する油水分離方法。
　前記ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロック共重合体は、疎水基の数平均分子量が２０００以上である請求項１に記載の油水分離方法。
　前記ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロック共重合体は、ＨＬＢ（Hydrophile-Lipophile Balance）値が７以上である請求項１又は２に記載の油水分離方法。
　前記ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロック共重合体と共に、ジアルキルスルホコハク酸及び／又はその塩を添加する請求項１又は２に記載の油水分離方法。