JPH0397785A - 劣化したｏ／ｗ型超重質油エマルション燃料の再生方法 - 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〕 本発明は劣化したＯ／Ｗ型（水中油滴型）超重質油エマ
ルション燃料の再生方法に関する。

〔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、ビチューメン類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
る状態である。これらの超重質油は通常減圧蒸留残分て
ある４２０〜４５０℃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、
又は数万センチボ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
どの高温にしないと、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。最近、この取り扱いが困難
な超重質油を水に乳化してその粘性を水に近い粘性にす
る試みがなされている。その場合、水に乳化した超重質
油のエマルション燃料を安定状態に長く保つためには界
面活性剤が重要な働きをすることが知られている。

熱力学的にエマルションは不安定な系であり、時間の経
過と共に壊れていく。前記の超重質のエマルション燃料
も長時間の貯蔵時や船輸送時に部分的にエマルションが
壊れており、即ち、劣化しており、そのまま燃焼すると
未燃分が多いなど燃焼上、好ましくないことが多い。ま
た、劣化がすすむと、流動性が低下し、流動性の液体と
しての取り扱いができないほど粘性が高くなり、ポンプ
輸送が困難になる。そのため、燃焼する前に劣化した超
重質油エマルション燃料を流動性が良好で、未燃分の少
ない燃料につくりなおす、即ち、再生することが大切で
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意研究の結果、劣
化した超重質油エマルション燃料を燃料に適するように
作り直す、即ち、再生する方法を見出し、本発明を完威
した。特に、本発明はボンブ輸送が困難なほど粘度が高
く、流動性の液体として取扱いができないほど劣化した
０ハ型超重質油エマルション燃料の再生に適した方法で
ある。

即ち、本発明は、ボンブ輸送が困難なほど粘性が高く、
流動性の液体として取扱いができないほど劣化したＯ／
Ｗ型超重質油エマルション燃料１００部（重量基準、以
下同じ）に対し、下記（１）〜（ｉｘ）で示される群か
ら選ばれるカチオン又は／及び両性界面活性剤を０．　
０１〜２部、好ましくは０．０８〜０．６部添加し、軽
い撹拌によって粘度を低下させた後、下記（１）〜（■
）で示される群から選ばれる｝ＩＬＢ　（親水性親油性
バランス）２〜１６のノニオン界面活性剤をエマルショ
ン燃料１００部に対し、０．０１〜２部、好ましくは０
．１〜１部添加して流動性が良好で、高温、例えば８０
〜９０″Ｃの温度で十分な霧化が可能なエマルシゴン燃
料を製造することを特徴とする劣化した０／ｔＱ型超重
質油エマルション燃料の再生方法を提供するものであり
、更に本発明は下記の（ｉ）〜（ＩＸ）で示される群か
ら選ばれるカチオン又は／及び両性界面活性剤（以下、
イオン性界面活性剤ど略記する）と、下記の（１）〜（
■）で示される群から選ばれるＩＩＬＢ　２〜ｌ６のノ
ニオン界面・活性剤の両者をイオン性界面活性剤／ノニ
オン性界面活性剤の重量比１００／１０〜１００／１０
００、好ましくは１００／１００〜１００／４００　，
イオン性界面活性剤とノニオン性界面活性剤の総添加量
がエマルション燃料１００部に対し、０．０５〜３部、
奸ましくは０．３〜１．５部となるように添加し、撹拌
することを特徴とする、流動性が良好で、高温、例えば
８０〜９０゛Ｃの温度で十分な霧化が可能なエマルショ
ン燃料を再生する方法を提供するものである。

〈カチオン又は／及び両性界面活性剤〉（ｉ）炭素数４
〜１８のアルキル又は／及びアルケニルアミンを塩酸、
酢酸等の無機酸又はブロビオン酸等の有機酸で中和した
アルキル又は／及びアルケニルアミン塩。

（１１）下記式（１）〜（３）で表される第４級アンモ
ニウム塩。

（但し、Ｒ＋，　ＲＺ＋　ｌｈ，　Ｒａは炭素数１〜ｌ
８のアルキル又はアルケニル基、Ｘは塩素、臭素、ヨウ
素などのハロゲンイオン、エチル硫酸イオン、酢酸イオ
ン等の対アニオンである。） Ｏ （但し、Ｒ＋，　Ｒｚ，　Ｒｓ及びＸは前記と同じ意味
を脊する。） （但し、Ｒは前記と同じ意味を有する。）（Ｖ）次式で
表されるアルキルアラニン。

（但し、Ｒ，は炭素数８〜１８のアルキル又は０ アルケニル基、Ｒ６はＨ又はメチル基、Ｘは前記と同し
意味を有する。） （　ｉｉｉ　）次式で表されるアルキルベタイン。

（但し、Ｒは炭素数８〜１８のアルキル又はアルケニル
基である。） （（Ｖ）次式で表されるアルキルアξンオキサイド。

ＣＨ， １？−Ｎ−）０ ＣＨ３ ＣＨ３ （但し、Ｒは前記と同じ意味を有する。）（　ｖｉ　）
次式（４）又は（５）で表されるボリアミート。

ＲＮＩＣＪＪＨＹ　　　　　　　　　　　（４）（但し
、Ｒは前記と同じ意味を有し、Ｙ，　Ｙはそれぞれ式−
｛ＣｚＨ＜Ｏ）ＴＨ　（ｍは１〜５０、好ましくは３〜
１０）で表されるオキシエチレン鎖である．） （　ｖｊ　）次式（６）又は（７）で表されるボリアξ
ン塩。

ＲＮＨＣＪ６ＮＨＸ’　　　　　　　　　　　（６）Ｒ
ＮＨ（Ｃ３Ｈ６ＮＨ）　，Ｘ１　　　　　　　　　＜７
）（但し、Ｒは前記と同じ意味を有し、Ｘ゛は塩酸、酢
酸等の無機酸又はブロビオン酸等の有機酸である。） （■）次式で表される・イミダゾリン型両性界面活性剤
。

Ｎ−−ＣＩ＋２ Ｏ （Ｊ２ＣＯＯ （但し、Ｒは前記と同じ意味を有する。）（ｉｘ）次式
で表されるスルホベタイン型両性界面活性剤。

Ｃｌｌ３０＋１ （但し、Ｒは前記と同し意味を有する。）＜ｌ＋ＬＢ　
２〜１６のノニオン界面活性剤〉（１）フェノール、ク
レゾール、プチルフェノール、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、バラクミルフェ
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。

但し、アルキレンオキシドはエチレンオキシド又は／及
びブロビレンオキシド、プチレンオキシド、スチレンオ
キシドである。

（Ｉｆ）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、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／及びブロビレンオキシド、プ
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、プチレンオキシ１゛、スチレンオキシド
である。

（ＴＶ）エチレンオキシドとブロビレンオキシド又は／
及びプチレンオキシド、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、トリメチロールプ口バン、べンタエ
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、ブロビ
レングリコール、ポリブロビ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〜ｌ
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／及びブロ
ビレンオキシド、プチレンオキシド、スチレンオキシド
である。

（■）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ξ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、プチレンオキシド、スチレンオ
キシドである。

（■）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ｆｆｉｌ０
００以下のポリエチレングリコール、ブロビレングリコ
ール、分−ｆ’景１０００以下のボリプロビレングリコ
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／及びブロビレンオキ
シド、プチレンオキシド、スチレンオキシドである。

本発明において、上記イオン性界面活性剤はエマルショ
ン燃料の粘度を下げる作用が大きく、ノニオン界面活性
剤はエマルション粒子が凝集、合一してゆくのを妨げる
作用があり、前記の配合比で両者をエマルション燃料に
配合することにより最も優れた効果を示す。

またイオン性界面活性剤の作用はｐｌ＋の影響が大き＜
、ｐＨ３付近で最もすぐれた性能を示す。

尚、本発明において、撹拌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。特に高剪断型の撹拌装置が好ましい。例
えば、ラインミキサー、矢羽根タービン翼、プロペラ翼
、ブルマージン型翼、パドル翼などが使用できる。高剪
断力とは１１００／秒以上の剪断力を指す。

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。

（＋）　　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）石油系タールビソチ及びその油混合物。

（５）　ビチューメン類。

［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 ８ｏｏｍｚのＳＵＳ容器に重度の劣化した０／Ｗ型超重
質油エマルション燃料の３００ｇを採取し、加熱浴中に
浸し、６０’Ｃに加温する。所定量のイオン性界面活性
剤を添加し、パドル型撹拌翼で３０Ｏｒｐｍ＋で５分間
撹拌する。更にＴＫホモミキサーで６０００ｒｐｍで２
分間高剪断撹拌を行う。このエマルション燃料に、更に
所定量のノニオン界面活性剤を添加し、スバチュラーで
かきまぜた後、再度ＴＫホモミキサーで撹拌し、６０”
Ｃの恒温槽中に入れ粘度を測定した。エマルション燃料
の一部は５０゜Ｃで保温し、取り出して、１００メッシ
ュ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ＶｉＡＩ型，Ｎａ２．　　ローター６０ｒｐ
ｎ＋で測定し、篩通過量は５０’Ｃの雰囲気でφ７ｋｍ
の１００メノシュの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に示した。

尚、上記の界面活性剤はイオン性界面活性剤とノニオン
界面活性剤を別々に添加した場合を記したが、イオン性
界面活性剤の代わりに、イオン性界面活性剤とノニオン
界面活性剤の配合品を添加し、これをＴＫホモミキサー
で６０００ｒｐｍで２分間高剪断撹拌を行い、上記と同
じ条件で粘度と篩通過量を測定した。

上記の重度の劣化したＯ／Ｗ型超重質油エマルション燃
料は、中東石油系アスファルト（針人度６０〜８Ｏ）又
はアサバスカビチューメン（軟化温度１２．５゜Ｃ、カ
ナダ産）　１００部にポリオキシエチレンノニルフェニ
ルエーテル（ＨＬＢ　１５．５）　１．０部を加え、７
５゜Ｃの温度で特殊機化工製、ＴＫホモミキサー（低粘
度撹拌翼付）により撹拌し、エマルション燃料を製造し
、５０’Ｃで１ケ月保存したものである。エマルション
燃料の粘度は製造直後５００ｅ．Ｐ，がｌケ月後には７
０００ｃ．Ｐ．となる。

評価は◎〉○〉Δ〉×の順に良好である。

表 １ 表１のつづき 実施例２ 劣化エマルシゴンの再生を第１図と第２図に示した再生
装置によりパイロット規模で実施した。

第１図の再生装置を使った再生は、貯蔵タンク２中で５
０゜Ｃに加温された劣化エマルション１を循環ボンブ５
で定量供給し、添加剤６を加え、スタティックミキサー
７で予混合後、ラインミキサー８で高剪断撹拌を行う方
法による。

又、第２図の再生装置は、添加剤を６，６゛の２段階に
分け添加するために、スタティンクξキサ−７，７′と
ラインミキサー８，８゛を直列に２系統接続している。

再生の例としては、重度に劣化したエマルションの再生
を、第１図に示す再生装置により混合添加剤を使って行
ったケース（再生１）及び第２図に示す再生装置を使っ
て２種の添加剤を別々に添加して再生したケース（再生
２）である。この再生のための機械条件を表２に示し、
添加剤条件と再生前後の性状を表３に示した。

表３の結果から、実施例１と同様にパイロット規模装置
による劣化エマルションの連続再生でも充分な効果が認
められた。

表 ２ 再生の機械条件 注） アンヒトール２４Ｂ（花王■製）： ドデシルジメチルベタインＮａ塩 エマルゲン９０９（花王■製）： 表 ３ 再 生 結 果

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はそれぞれ実施例２で用いた再生装置
の略示図である． １：劣化エマルション　　２：貯蔵タンク３：撹拌機　
　　　　　　　４：ヒーター５：ボンブ　　　　　　６
，６’：添加剤７，７゜：スタティックミキサー ｓ，ｓ’：ラインミキサー ９：ボイラー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ポンプ輸送が困難なほど粘性が高く、流動性の液体
   として取扱いができないほど劣化したＯ／Ｗ型超重質油
   エマルション燃料１００重量部に対し、下記（ｉ）〜（
   ｉｘ）で示される群から選ばれるカチオン又は／及び両
   性界面活性剤を０．０１〜２重量部添加し、軽い撹拌に
   よって粘度を低下させた後、下記（ I ）〜（VII）で示
   される群から選ばれるＨＬＢ２〜１６のノニオン界面活
   性剤をエマルション燃料１００重量部に対し、０．０１
   〜２重量部添加して流動性の良好なエマルション燃料を
   製造することを特徴とする劣化したＯ／Ｗ型超重質油エ
   マルション燃料の再生方法。 ＜カチオン又は／及び両性界面活性剤＞ （ｉ）炭素数４〜１８のアルキル又は／及びアルケニル
   アミンを無機酸又は有機酸で中和し たアルキル又は／及びアルケニルアミン塩。 （ｉｉ）下記式（１）〜（３）で表される第４級アンモ
   ニウム塩。 ▲数式、化学式、表等があります▼（１） （但し、Ｒ＿１，Ｒ＿２，Ｒ＿３，Ｒ＿４は炭素数１〜
   １８のアルキル又はアルケニル基、Ｘ＾■は対アニオン
   である。） ▲数式、化学式、表等があります▼（２） （但し、Ｒ＿１，Ｒ＿２，Ｒ＿３及びＸ＾■は前記と同
   じ意味を有する。） ▲数式、化学式、表等があります▼（３） （但し、Ｒ＿５は炭素数８〜１８のアルキル又はアルケ
   ニル基、Ｒ＿６はＨ又はメチル基、Ｘ＾■は前記と同じ
   意味を有する。） （ｉｉｉ）次式で表されるアルキルベタイン。 ▲数式、化学式、表等があります▼ （但し、Ｒは炭素数８〜１８のアルキル又はアルケニル
   基である。） （ｉｖ）次式で表されるアルキルアミンオキサイド。 ▲数式、化学式、表等があります▼ （但し、Ｒは前記と同じ意味を有する。） （ｖ）次式で表されるアルキルアラニン。 ▲数式、化学式、表等があります▼ （但し、Ｒは前記と同じ意味を有する。） （ｖｉ）次式（４）又は（５）で表されるポリアミート
   。 ＲＮＨＣ＿３Ｈ＿６ＮＨＹ（４） ▲数式、化学式、表等があります▼（５） （但し、Ｒは前記と同じ意味を有し、Ｙ，Ｙ′はそれぞ
   れ式▲数式、化学式、表等があります▼（ｍは１〜５０
   ）で 表されるオキシエチレン鎖である。） （ｖｉｉ）次式（６）又は（７）で表されるポリアミン
   塩。 ＲＮＨＣ＿３Ｈ＿６ＮＨＸ′（６） ＲＮＨ（Ｃ＿３Ｈ＿６ＮＨ）＿２Ｘ′（７）（但し、Ｒ
   は前記と同じ意味を有し、Ｘ′は無機酸又は有機酸であ
   る。） （ｖｉｉｉ）次式で表されるイミダゾリン型両性界面活
   性剤。 ▲数式、化学式、表等があります▼ （但し、Ｒは前記と同じ意味を有する。） （ｉｘ）次式で表されるスルホベタイン型両性界面活性
   剤。 ▲数式、化学式、表等があります▼ （但し、Ｒは前記と同じ意味を有する。） ＜ＨＬＢ２〜１６のノニオン界面活性剤＞ （ I ）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）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）多価アルコール、又はそれら多価アルコールと炭
   素数８〜１８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）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）トリグリセラード型油脂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。 ２、ポンプ輸送が困難なほど粘性が高く、流動性の液体
   として取扱いができないほど劣化したＯ／Ｗ型超重質油
   エマルション燃料１００重量部に対し、請求項１記載の
   （ｉ）〜（ｉｘ）で示されるカチオン又は／及び両性界
   面活性剤（以下、イオン性界面活性剤と略記する）と、
   請求項１記載の（ I ）〜（VII）で示されるＨＬＢ２〜
   １６のノニオン界面活性剤の両者を、イオン性界面活性
   剤／ノニオン性界面活性剤の重量比＝１００／１０〜１
   ００／１０００、イオン性界面活性剤とノニオン界面活
   性剤の総添加量がエマルション燃料１００重量部に対し
   て、０．０５〜３重量部となるように添加し、撹拌する
   ことを特徴とする劣化したＯ／Ｗ型超重質油エマルショ
   ン燃料の再生方法。