JPH0420593A - 重質油・水エマルジョン燃料用添加剤 - 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〕 本発明は乳化性、輸送・貯蔵安定性、及び燃焼性に優れ
た重質油・水エマルジョン燃料用添加剤に関する。

〔従来の技術〕

カナダ、ソ連、中国、米国、インドネシア、ヘネゼエラ
等で産出されるビチューメン、石油系重質油、及び石油
アルファルトは粘度数万〜数十万ｃｐの粘ちょうな物質
である。これらは常温で輸送及びハンドリングが困難な
ため、燃料としては広く利用されていないのが現状であ
る。しかしながらその膨大な埋蔵量のため、上記のビチ
ューメン、石油系重質油、及び石油アルファルトは燃料
として使用することが期待されている。

上記重質油に水と適当な添加剤を混合し、ラインミキサ
ー等の機械的な力で攪拌するとハンドリングが容易で燃
焼性の良いエマルジョン燃料が製造できることは既に知
られている。この様な重質油・水エマルジョン燃料は、
その製造法及び添加剤について多くの研究がなされてお
り、例えば特開昭６１−２４７７５７号、特開昭６３−
５４４９８号、特開平１−１８５９３４号、特開平１−
２０３４９８号、特開平１２４７４９２号、特開平１−
２４９８９２号、特開平１３１３５９２号、特開平１−
３１３５９３号、特開平１−３１３５９４号、特開平１
−３１３５９５号の各公報などがある。

（発明が解決しようとする課題〕 しかし、従来の重質油・水エマルジョン燃料用添加剤は
相応の効果が見られるものの、製造時における乳化性能
、輸送や貯蔵にある程度の期間耐える安定性が充分とは
言えず、−層の改善が望まれていた。

本発明は、常温でも低粘度でかつ燃焼に必要十分な粒径
を有し、さらには長期間経過しても粗粒化や増粘が起こ
らない重質油・水エマルジョン燃料を形成させるための
添加剤を開発することを目的とする。

〔課題を解決するための手段］ 本発明に従えば（ａ）炭素数１０〜３０のヒドロキシア
ルカンスルホネート又はこれと（ｂ）炭素数１０〜３０
のアルケニルスルホネートの混合物からなる重質油・水
エマルジョン燃料用添加剤が提供される。

本発明に従えば、添加剤を上記の通り構成することによ
り、製造時の乳化性を向上させると共に粒子同士の合一
による乳化破壊を抑え輸送・貯蔵時の安定性に優れた性
能を示す低粘度のエマルジョン燃料を提供することがで
きる。本発明は、特にこれらの混合物中に含有されるヒ
ドロキシアルカンスルホネートが重質油・水エマルジョ
ン添加剤として良好な性能を有するとの知見に基づいて
なされたものである。

本発明に使用される（ａ）炭素数１０〜３０のヒドロキ
シアルカンスルホネート及び（ｂ）炭素数１０〜３０の
アルケニルスルホネートの混合物は、−ｉ式 ％式％（） （式中、Ｒ，Ｒ’は各々水素、または炭素数１以上の直
鎖状または分枝鎖状の飽和炭化水素基であり、ＲとＲ′
の炭素数の和は８〜２８である）で示される炭素数１０
〜３０のビニレン型モノオレフィンを木質的成分とし、
場合により約３３重量％（オレフィン中の約１／３）以
下の三置換型モノオレフィンを含有するオレフィンをス
ルホン化し、適当な塩基で中和、加水分解することによ
って製造することができる。このようにして製造される
上記（ａ）及び（ｂ）の混合物としては、例えば下記に
示すものがあげられる。

即ち、先ず、−船人（１）のα−オレフィンをスルホン
化し、適当な塩基で中和、加水分解することによって製
造される。本発明の添加剤の製造に用いられるα−オレ
フィンは直鎖状のものおよびビニリデン型に分岐したも
のである。直鎖状α−ｆ−Ｌ、フィンから誘導されたα
−オレフィンスルホネートは、ヒドロキシアルカンスル
ホネートとアルケニルスルホネートおよびジスルホネー
ト類を主成分とする混合物であり、一般には、ヒドロキ
シアルカンスルホネート約５０〜２０重量％とアルケニ
ルスルホネート約５０〜８０重量％からなり、約２０Ｍ
量％以下の量でジスルホネートを含有する。

ビニリデン型α−オレフィンスルホネートはアルケニル
スルホネートを主成分とし、少量成分としてヒドロキシ
アルカンスルホネートとジスルホネート類を含む。もち
ろん、スルホン化条件及び加水分解条件を選ぶことによ
って、前述の成分割合と異なる割合のα−オレフィンス
ルホネートを製造することができることはいうまでもな
い。

安定性の良好な重質油・水エマルジョンを得るためには
、炭素数１０〜３ｏのα−オレフィンスルホネートを使
用するのが好ましい。炭素数が１０より小さいとエマル
ジョンの乳化性能が十分でなく、また炭素数が３０を越
えると水に対する熔解性が不良になる。より好ましくは
、炭素数１２〜２４である。

ジスルホネートは、２０重量％以下が好ましく、２０重
量％を越えると、エマルジョンの乳化、安定性が低下す
る傾向がある。ジスルホネートは、少量であれば安定性
を損なわずに乳化力を高めるので、ジスルホネートの含
有量は約０．５〜１５重量％、特に約１〜１２重蓋％で
あるのが望ましい。

本発明に適したα−オレフィンスルホネートの例をあげ
れば、炭素数１２　、１４　、１６　、１８　、２０　
、２１　。

２２．２３．２４．２６．１２〜１４．１４〜１６．１
４〜１８．１６〜１８　、１６〜２０　、１８〜２０　
、２０〜２４および２０〜２８のαオレフインスルホネ
ートならびにこれらの混合物等があげられる。

本発明の添加剤であるα−オレフィンスルホネートは、
α−オレフィンスルホン酸のアルカリ金属塩、アルカリ
土類金属塩、アンモニウム塩および有機アミン塩等であ
る。好ましい対カチオンはＮａ　　、　Ｋ、Ｍｇ　　、
　Ｃａ　、　ＮＨ４およびアルカノールアンモニウムで
ある。

次に、インターナルオレフィンをスルホン化し、適当な
塩基で中和、加水分解することによっても所望の添加剤
を製造することができる。本発明の！　加削の製造に用
いられるインターナルオレフィンは、−ａ式（１）の炭
素数１０〜３０、好ましくは１０〜２６のビニレン型モ
ノオレフィンを本質的成分とし、場合により約３３重蓋
％（オレフィン中の約１／３）以下の３置換型モノオレ
フインを含有するインターナルオレフィンをスルホン化
し、適当な塩基で中和、加水分解することによって製造
される。このようにして製造されたインターナルオレフ
ィンスルホネートは、通常、二重結合を持つアルケニル
スルホネートを約１０〜６０重量％とヒドロキシアルカ
ンスルホネートを約９０〜４０重量％含有し、一方、モ
ノスルホネートを約８０重量％以上、及びジスルホネー
トを約２０重量％以下含有する。

もちろん、スルホン化条件及び加水分解条件を選ぶこと
によって、前述の成分割合と異なる割合のインターナル
オレフィンスルホネートを製造することも可能である。

一般に、インターナルオレフィンの炭素数が増すにつれ
てヒドロキシアルカンスルホネートの割合が減少する傾
向があり、またスルホン化の際のスルホン化剤のモル比
を高くするにつれてジスルホネートの割合が増す傾向が
ある。

安定性の良好な重質油・水エマルジョンを得るためには
、炭素数１０〜３０のインターナルオレフィンスルホネ
ートを使用するのが好ましい。炭素数が１０より小さい
とエマルジョンの乳化性能が十分でなく、また炭素数が
３０を越えると水に対する溶解性が不良になる。より好
ましくは、炭素数１０〜２６である。ジスルホネートは
、２０重量％以下が好ましく、２０重量％を越えると、
エマルジョンの乳化、安定性が低下する傾向がある。ジ
スルホネートは、少量であれば安定性を損なわずに乳化
力を高めるので、ジスルホネートの含有量は約０．５〜
１５重景％重量に約１〜１２重量％であるのが望ましい
。

また、本発明のインターナルオレフィンスルホネートに
おいては、−船人 ％式％（１） において、Ｒは炭素数４〜２３の直鎖状または分岐鎖状
のアルキル基であり、Ｒ′は炭素数１〜１２の直鎖状ま
たは分枝鎖状のアルキル基であり、ＲとＲ′の炭素数の
和は８〜２４であり、Ｒ′の炭素数が１〜４のものが５
０重量％以上、好ましくは約６０重蓋％のインターナル
オレフィンをスルホン化して得られる炭素数１０〜２６
で、ヒドロキシアルカンスルホネートの含有量が約４０
重量％以上、好ましくは７０重量％以上で、しかもジス
ルホネートの含有量が約２０重量％以下のインターナル
オレフィンスルホネートを用いるのが好ましい。

本発明の使用に好適な添加剤の具体例を示すと、炭素数
１０．１２，１４．１６，１８，２０，２２　２４．２
６．１２〜１６　、１３〜１４　、１３〜１６　、１４
〜１６　、１４〜１８　、１４〜２０゜１５〜１８　、
１５〜２０　、１６〜１８　、１６〜２０　、１７〜２
０　、１８〜２０　、１８〜２４及び、２０〜２４のイ
ンターナルオレフィンスルホン酸）　（ＩＯ３）、並び
にこれらの混合物などである。

本発明の添加剤であるインターナルオレフィンスルホネ
ートは、インターナルオレフィンスルホン酸のアルカリ
金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩および有
機アミン塩等である。好ましい対カチオンはＮａ　　、
　Ｋ　、　Ｍｇ　　、　Ｃａ　　、ＮＨ４およびアルカ
ノールアンモニウムである。

エマルジョン燃料製造の際、本発明の添加剤の使用量は
、油種等によっても異なるが、エマルジョンに対して０
．０１〜２重量％、好ましくは０．１〜１重量％である
。

本発明に係る添加剤は単独で使用しても２種以上使用し
ても良い。また、従来公知の他の添加剤と併用すること
も出来、併用することによってその効果は一層顕著にな
る。

他の添加剤としては、ノニオン系界面活性剤、アニオン
系界面活性剤等があげられるが、好ましくはノニオン系
界面活性剤である。また、これらの添加剤に更に水溶性
高分子などを併用することもできる。

ノニオン系界面活性剤としては、例えば下記のものがあ
げられる。

（ａ）フェノール、クレゾール、ブチルフェノール、オ
クチルフェノール、ノニルフェノール、ドデシルフェノ
ール、ジノニルフェノール、スチレン化フェノール、ス
チレン化ノニルフェノール、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体、 （ｂ）フェノール、アルキルフェノール、スチレン化フ
ェノール、スチレン化ノニルフェノールなどの芳香族性
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
オキシド付加体、（Ｃ）ラウリルアルコール、ステアリ
ルアルコール、グリセリン、ポリグリセリン、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
などの炭素数２以上の直鎖または分岐を有する脂肪族１
価または多価アルコールのアルキレンオキシド付加体、 （ｄ）ラウリルアミン、ステアリルアミン、ステアリル
アミド、エチレンジアミンなどの１個または複数個の活
性水素を有するアミンまたはアミドのアルキレンオキシ
ド付加体、 （ｅ）ポリエチレンイミンのアルキレンオキシド付加体
、 等である。

本発明のエマルジョン燃料中のアニオン活性剤を他の添
加剤と併用する場合、合計使用量はエマルジョンに対し
て０．０１〜２重量％、好ましくは０．０５〜１重量％
である。また、アニオン活性剤に対して例えばノニオン
活性剤は、重量比で２＝９８〜７５　：　２５の範囲で
使用するのが好適であり、より好ましくは１０　：　９
０〜４０　：　６０である。また、エマルジョンを形成
する重質油と水の比率は重量比で６０：４０〜８５　：
　１５である。好ましくは、６５　：　３５〜７５　：
　２５である。重質油と水とがｏ　／　ｗ型のエマルジ
ョンを形成する場合、低粘度の水が連続相となり粘度が
著しく低下するので好ましい。

混合燃料成分の重質油としては、ビチューメン、石油系
重質油、石油アスファルト、タール等、種々の重質油種
のものが使用される。

本発明のエマルジョン燃料を製造するための撹拌手段と
しては一般的な攪拌方法で十分であるが、特に高剪断型
の攪拌装置例えばラインミキサーホモミキサー等が好ま
しい。

本発明の添加剤である（ａ）炭素数１０〜３０のヒドロ
キシアルカンスルホネート又はこれと（ｂ）炭素数１０
〜３０のアルケニルスルホネートの混合物を使用するこ
とによって、重質油・水エマルジョン燃料の製造時にお
ける乳化性、輸送・貯蔵安定性、及び燃焼性が従来のも
のより優れたエマルジョン燃料を製造することができる
。

本発明の重質油・水エマルジョン燃料は、低粘度でしか
も長期の輸送・貯蔵安定性に優れてし）るため、電力や
一般産業の分野において効率の良し）ボイラー燃料とし
て有用である。

〔実施例〕

以下、実施例に従って本発明を更に具体的に説明するが
、本発明をこれらの実施例に限定するものでないことは
いうまでもない。

重質油２９２ｇ、水および所定量の添加剤を合計４００
ｇになるようにそれぞれ秤量し、７０°Ｃに加温した後
、ホモミキサー（特殊機化工業型）を用し）で混合攪拌
してエマルジョン燃料を調製した。

次に、このエマルジョン燃料の流動性、及び静置安定性
を評価した。使用した重質油の性状を表１に、添加剤の
性状を表２〜表６に、評価結果を表７（実施例）、表８
（実施例）、表９（比較例）に示した。

（１）流動性の評価 エマルジョンの粘度は、調製後一定温度になった後、ブ
ルックフィールド型粘度計を用いて３０°Ｃにて測定し
た。

◎：流動性非常に良好 ○：流動性良好 △：流動性不十分 ×：流動性不良 （２）静置安定性の評価 上記エマルジョン２００ｇを、内径６ｃｍ、２５０ｄの
密栓ポリ容器に入れ、３０°Ｃにて１力月保存後、上記
（１）の評価を行った。

６　′５、口　　　配ム２、 表１−久定結果

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、炭素数１０〜３０のヒドロキシアルカンスルホネー
   トを含む重質油・水エマルジョン燃料用添加剤。 ２、（ａ）炭素数１０〜３０のヒドロキシアルカンスル
   ホネート及び（ｂ）炭素数１０〜３０のアルケニルスル
   ホネートの混合物からなる重質油・水エマルジョン燃料
   用添加剤。 ３、（ａ）／（ｂ）＝２０／８０〜９０／１０である請
   求項２記載の重質油・水エマルジョン燃料用添加剤。 ４、オレフィンのスルホン化によってえられる請求項２
   記載の重質油・水エマルジョン燃料用添加剤。