JPH01313593A - 超重質油エマルション燃料 - 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〕 本発明は超重質油エマルション燃料に関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕石油、
石炭及びＬＮＧに含まれない化石燃料資源として、オイ
ルサンド、ビチェーメン類（オリノコタール、アサバス
カビチューメン）などが埋蔵量が多いことから非常に注
目されている。

また、石油系でもナフサなどの蒸留留出油分を除いたア
スファルト又はその熱処理残渣類は多量にあまっている
。これらの超重質油は通常減圧蒸留残分である４２０〜
４５０’Ｃ以上の重質留分を約６０〜７０％以上含有す
る油状物質で、そのままでは流動しないか、又は敵方セ
ンチポイズ以上の高粘性を有している。そのため、燃料
として使用するには、２８０〜３００°Ｃなどの貰温に
しないとハンドリングや霧化などで問題があり、また、
配管などの閉塞のトラブルを起こし易く、大変、使いに
くい燃料である。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは適当な界面活性剤を用いると超重質油（０
）を水（Ｗ）の中に乳化させた超重質油の水中油滴型（
０ハ型）エマルション燃料を製造できることを見出した
。このエマルション燃料は水に比較的近い粘度を示し、
８０〜９０°Ｃの温度で十分な霧化が可能であり、大変
、取り扱い易い燃料である。〇凸型エマルション燃料に
おいて、−（水）の含量が低いほど、即ち０（油）含量
が多いほど、燃料として好ましく、燃料損失が少ない。

エマルション燃料が通常の液体の燃料油と同じように扱
えるためには、輸送や貯蔵に耐える長期安定性が必要で
ある。従来、灯油、へ重油、Ｂ重油、Ｃ重油などの流動
性良好な油を乳化して使用することは数多く報告されて
いるが、重質留分が大変高く、流動しないか又は敵方セ
ンチボイズ以上の高粘性を持つ超重質油を乳化し、燃料
として使用することは殆ど報告されていない。

本発明者らは超重質油１００部（重量基準、以下同じ）
、水３０〜８０部、及び下記の（ｉ）〜（ｖｉ）で示さ
れる群から選ばれる北８１４〜１９、好ましくは１５〜
１７のノニオン界面活性剤を、ラインミキサ−などの高
剪断型の撹拌装置で撹拌すると低い粘度の０７Ｗ型の超
重質油エマルション燃料を製造できることを見出し、本
発明を完成させたのである。

（ｉ）フェノール、クレゾール、ブチルフェノール、ノ
ニルフェノール、ジノニルフェノール、ドデシルフェノ
ール、パラクミルフェノール、ビスフェノール八などの
フェノール性水酸ｓを存する化合物のアルキレンオキシ
ド付加物。

ただし、アルキレンオキシドはエチレンオキシド又は／
及びプロピレンオキシド、ブチレンオキシド、スチレン
オキシドである。

（１１）アルキルフェノール、フェノール、メタクレゾ
ール、スチレン化フェノール、ベンジル化フェノールな
どのフェノール性水酸基を有する化合物のホルマリン縮
金物のアルキレンオキシド付加物。縮合度の平均は１．
２〜１００、好ましくは２〜２０、アルキレンオキシド
はエチレンオキシド又は／及びプロピレンオキシド、ブ
チレンオキシド、スチレンオキシドである。

（ｉｉｉ）炭素数２〜５０の一価の脂肪族アルコール及
び／又は脂肪族アミンのポリアルキレンオキシド付加物
。アルキレンオキシドはエチレンオキシド又は／及びプ
ロピレンオキシド、ブチレンオキシド、スチレンオキシ
ドである。

（ｉｖ）エチレンオキシドとプロピレンオキシド又は／
及びブチレンオキシド、スチレンオキシドのブロック又
はランダム付加重合物。

（ｖ）グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエ
リスリトール、ソルビトール、蔗糖、ポリグリセリン、
エチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピ
レングリコール、ポリプロピレングリコールなどの多価
アルコール、又はそれら多価アルコールと炭素数８〜１
８の脂肪酸とのエステルのアルキレンオキシド付加物。

アルキレンオキシドはエチレンオキシド又は／及びプロ
ピレンオキシド、ブチレンオキシド、スチレンオキシド
である。

（ｖｉ）エチレンジアミン、テトラエチレンジアミン、
ポリエチレンイミン（分子量６００〜１万）などの複数
個の活性水素を有する多価アミンのアルキレンオキシド
付加物。アルキレンオキシドはエチレンオキシド又は／
及びプロピレンオキシド、ブチレンオキシド、スチレン
オキシドである。

（ｖｉｉ）　　）リグリセライド型油脂１モルと、グリ
セリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトー
ル、ソルビトール、蔗糖、エチレングリコール、分子量
１０００以下のポリエチレングリコール、プロピレング
リコール、分子量１０００以下のポリプロピレングリコ
ールからなる群から選ばれた１種又は２種以上の多価ア
ルコール及び／又は水０．１〜５モルとの混合物に、ア
ルキレンオキシドを付加反応させた生成物。アルキレン
オキシドはエチレンオキシド又は／及びプロピレンオキ
シド、ブチレンオキシド、スチレンオキシドである。

上記の（ｉ）〜（ｖｉ）で示される群から選ばれるノニ
オン界面活性剤の中では、特に（ｖｉ）の構造の界面活
性剤が優れた性能を示し、次に（ｉ）及び（ｉｉｉ）が
優れた性能を示した。

超重質油はそのままでは流動しないか又は敵方センチボ
イズ以上の高粘性を有しているため、エマルション燃料
を製造する際、加熱し、少なくとも７０″Ｃ以上の高温
にして、ある程度以上の流動性にした後、同じように加
熱した水と界面活性剤を加えるか、又は界面活性剤を含
む熱水中に加熱した超重質油を加えて一般に作られてい
る。界面活性剤はこのエマルション燃料を製造するとき
の温度に最も適したＨＬＢ　（親水性親油性バランス）
のものが選択される。ノニオン界面活性剤のＨＬＢは温
度によって変化し、系の温度上昇に伴い、ＨＬＢは減少
する。エマルション燃料を製造した後、一般に５０°Ｃ
以下の温度でエマルション燃料は貯蔵されたり、輸送さ
れたりしている。この貯蔵されたり、輸送されたりする
時の温度は製造時の温度よりかなり低く、従って、界面
活性剤のＩＩＬＢも小さいものを使用しなければならな
い。同じ界面活性剤の場合、ＩＩＬＢが大きくなりすぎ
て（親水性が強すぎて）その系の界面活性剤としては適
さなくなる。従って、乳化した粒子同士が凝集したり合
一したりするので、時間と共にエマルション燃料の粘度
が増大する。ノニオン界面活性剤の場合、アニオン界面
活性剤に比較して、粘度を下げる効果が小さく、また、
上記の理由で時間と共に増粘するので、エマルション燃
料中における水の含量を少し高くすることが必要である
。ノニオン界面活性剤単独で製造した超重質油エマルシ
ョン燃料は長期間の貯蔵や輸送には適していないが、短
期間の貯蔵や輸送には適している。ボイラーなどで燃焼
する短期間内、例えば１週間以内に本発明のノニオン界
面活性剤を用いた超重質油エマルション燃料を製造すれ
ば、未燃分の少ない優れた燃料として使用することがで
きる。

上記の（ｉ）〜（ｖｉ）で示される群から選ばれる１１
ＬＢ　１４〜１９のノニオン界面活性剤の作用は超重質
油の粒子の界面に吸着し、粒子が小さくなるのを助ける
と同時に、保護作用によって、粒子の再凝集を妨げるこ
とである。

上記の（ｉ）〜（ｖｊ）で示される群から選ばれるＨＬ
Ｂ　１４〜１９のノニオン界面活性剤はそれぞれ２種以
上を混合したものを使用しても良い。

超重質油の粘性は非常に高いため、一般に８０°Ｃ以上
の高温で乳化してエマルション燃料を製造している。粘
性が高いほど高い温度が必要である。界面活性剤は水、
油の何れに添加しても良いが、水に添加した方が、取り
扱いは容易である。

エマルション燃料を製造するための機械的な手段として
は、効率の良い撹拌手段ならばどのような方法でも良い
し、２つ以上の方法の組み合わせでも良い。例えば、ラ
インミキサー、矢羽根タービン翼、プロペラ翼、プルマ
ージン翼、パドル翼などである。

本発明で超重質油と呼んでいる油は高温に加温しないと
流動しない下記の油が含まれる。

（１）石油系アスファルト類及びその油の混合物。

（２）石油系アスファルト各種処理物、その中間製品、
残渣、及びそれらの油混合物。

（３）高温で流動しない高流動点油あるいは原油。

（４）石油系タールピッチ及びその油混合物。

（５）　　ビチューメン類（オリノコタール、アサバス
カビチューメン）。

一般にナフテン系アスファルトは乳化が容易で、パラフ
ィン基油や混合基油に由来するアスファルトは乳化が難
しいと言われている。また、ナフテン系も揮発成分を十
分留出させて、重質留分が高いアスファルトでは乳化し
にくくなる。

最近のアスファルトは揮発成分を十分に留出させたもの
が多くなっているが、本発明のアスファルトは従来の方
法では長期間安定なエマルションを製造することが困難
なアスファルトを主な対象としている。

オリノコタールなどのビチューメン類は蒸気注入法など
で油を抽出して、いるが、この工程で前記の（ｉ）〜（
ｖｉ）で示される群から選ばれる）ＩＬ８１４〜１９の
ノニオン界面活性剤を用いることができる。また、抽出
後、砂その他の固体粒子を除いたり、脱塩した後、前記
のＨＬＢ　１４〜１９のノニオン界面活性剤を添加して
エマルション燃料を製造しても良い。

〔実施例〕

以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこれらの実施
例に限定されるものではない。

実施例１ 中東石油系アスファルト（針入度６０〜８０）、又はア
サバスカビチューメン（軟化温度１２．５°Ｃ、カナダ
産）、水、各種界面活性剤を合計量３００ｇになるよう
に所定量を秤量し、８０〇−遠沈管に入れ、７５℃に加
温する。一定温度に達した後、特殊機化工製、ＴＫホモ
ミキサー（低粘度撹拌買付）により撹拌し、エマルショ
ン燃料を調製し、６０°Ｃの恒温槽に入れ、一定温度に
達した後、粘度を測定した。エマルション燃料の一部は
５０’Ｃで保温した後、取り出して１００メツシユの篩
の通過量を測定した。粘度は芝浦システム■製ビスメト
ロンジ５−ＡＩ型、Ｎａ２．　　ローター６Ｏｒｐｍで
測定し、篩通過量は５０°Ｃの雰囲気で、φ７０ｍｍの
１００メツシユステンレス製篩に約１０ｇの試料をのせ
、１０分後の篩残量を測定し、算出した。

結果を表１と表２に示した。

総合評価はエマルションの粘度と篩の通過量の両者の結
果から判定した。◎＞Ｑ＞Δ〉×の順に良好である。

表　　　　　　　　１ 裏１のつづ身 表　　　　　　　　２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　超重質油１００重量部、水３０〜８０重量部、下記
   （ｉ）〜（ｖｉｉ）で示される群から選ばれるＨＬＢ（
   親水性親油性バランス）１４〜１９のノニオン界面活性
   剤０．０５〜５重量部を混合乳化してなる超重質油エマ
   ルション燃料。 （ｉ）フェノール、クレゾール、ブチルフェノール、ノ
   ニルフェノール、ジノニルフェノール、ドデシルフェノ
   ール、パラクミルフェノール、ビスフェノールＡなどの
   フェノール性水酸基を有する化合物のアルキレンオキシ
   ド付加物。 ただし、アルキレンオキシドはエチレンオキシド又は／
   及びプロピレンオキシド、ブチレンオキシド、スチレン
   オキシドである。 （ｉｉ）アルキルフェノール、フェノール、メタクレゾ
   ール、スチレン化フェノール、ベンジル化フェノールな
   どのフェノール性水酸基を有する化合物のホルマリン縮
   合物のアルキレンオキシド付加物。 縮合度の平均は１．２〜１００、アルキレンオキシドは
   エチレンオキシド又は／及びプロピレンオキシド、ブチ
   レンオキシド、スチレンオキシドである。 （ｉｉｉ）炭素数２〜５０の一価の脂肪族アルコール及
   び／又は脂肪族アミンのアルキレンオキシド付加物、ア
   ルキレンオキシドはエチレンオキシド又は／及びプロピ
   レンオキシド、ブチレンオキシド、スチレンオキシドで
   ある。 （ｉｖ）エチレンオキシドとプロピレンオキシド又は／
   及びブチレンオキシド、スチレンオキシドのブロック又
   はランダム付加重合物。 （ｖ）グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエ
   リスリトール、ソルビトール、蔗糖、ポリグリセリン、
   エチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピ
   レングリコール、ポリプロピレングリコールなどの多価
   アルコール、又はそれら多価アルコールと炭素数８〜１
   ８の脂肪酸とのエステルのアルキレンオキシド付加物。 アルキレンオキシドはエチレンオキシド又は／及びプロ
   ピレンオキシド、ブチレンオキシド、スチレンオキシド
   である。 （ｖｉ）エチレンジアミン、テトラエチレンジアミン、
   ポリエチレンイミン（分子量６００〜１万）などの複数
   個の活性水素を有する多価アミンのアルキレンオキシド
   付加物。アルキレンオキシドはエチレンオキシド又は／
   及びプロピレンオキシド、ブチレンオキシド、スチレン
   オキシドである。 （ｖｉｉ）トリグリセライド型油脂１モルと、グリセリ
   ン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、
   ソルビトール、蔗糖、エチレングリコール、分子量１０
   ００以下のポリエチレングリコール、プロピレングリコ
   ール、分子量１０００以下のポリプロピレングリコール
   からなる群から選ばれた１種又は２種以上の多価アルコ
   ール及び／又は水０．１〜５モルとの混合物に、アルキ
   レンオキシドを付加反応させた生成物。アルキレンオキ
   シドはエチレンオキシド又は／及びプロピレンオキシド
   、ブチレンオキシド、スチレンオキシドである。 ２　ノニオン界面活性剤が請求項１記載の（ｖｉｉ）で
   ある請求項１記載の超重質油エマルション燃料。 ３　ノニオン界面活性剤が請求項１記載の（ｉ）である
   請求項１記載の超重質油エマルション燃料。 ４　ノニオン界面活性剤の添加量が超重質油１００重量
   部に対し、０．１〜１重量部である請求項１記載の超重
   質油エマルション燃料。 ５　ノニオン界面活性剤のＨＬＢが１５〜１７である請
   求項１記載の超重質油エマルション燃料。