JPH0431496A - 微粉炭一油混合物用添加剤 - 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】

本発明は安定性を改良し、石炭灰の各種機器への付着を
防止するための微粉炭−油混合物（以下ＣＯＭと称す）
用添加剤に関するものである。

【従来の技術】

従来のＣＯＭ用添加剤としては、例えば特開昭５３−４
７４０５号や５３−８２８０９号に示すアニオン系化合
物がある。

【発明が解決しようとする課題】

しかしながら、これらは石炭の沈降を防止する効果はあ
る程度あったが、粗大石炭粒子、例えば３００μ以上の
粒子の沈降を防止するには性能が不足しており、加える
に、特に、Ｃ０Ｍ中に含まれる灰分が遊離して撹拌機等
の金属部分に付着する問題を有している。このためＣＯ
Ｍの安定性をさらに改良し、灰付着を防止する添加剤の
開発が切望されてきた。

【課題を解決するための手段】

この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たものである。長期間安定性を保持し、灰付着を防止す
る添加剤について鋭意研究を重ねた結果、（Ａ）分子内
にスルホン酸基をもつ化合物またはその塩、及び（Ｂ）
一般式Ｒ，−ＮＨ−（Ｒｚ　−Ｎ　Ｈ−）　ｎ　−Ｒｓ （式中Ｒ＋、Ｒｓは炭素数１〜３０のアルキル基、アシ
ル基又は水素原子を示し、Ｒ２は炭素数２〜６のアルキ
レン基を示し、ｎは１〜２０の整数を示す）で示される
ポリアミンを必須成分として含有する添加剤が非常に優
れた効果を有することを見い出した。 （手段を構成する要件） 本発明に使用する添加剤の（Ａ）成分は、分子内にスル
ホン酸基をもつ化合物、またはその塩である。 具体的に用いられる化合物としては、有機物質を硫酸、
発煙硫酸、無水硫酸、クロルスルホン酸、酸性亜硫酸ソ
ーダ等のスルホン化剤で反応し、分子内にスルホン基を
１個又は２個以上導入した化合物である。大別すると、 ■芳香環を有する物質の核にスルホン基が結合したもの
。 ■脂肪族系の鎖状結合にスルホン基が結合したもの。 であり、これらを次に詳述する。 ■芳香環を有する物質の核にスルホン基が結合したもの
とは、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フ
ェノール環にスルホン基を導入したもので、たとえばベ
ンゼン、トルエン、キシレン、アルキル（Ｃ，以上）ベ
ンゼン、ナフタレン、アルキルナフタレン、アントラセ
ン、フェノール、アルキルフェノール、アニリン、ニト
ロアニリン、スチレン等のスルホン酸又はその塩であり
、特にアルキルナフタレン、アルキル（Ｃ。 以上）ベンゼン、アルキルフェノールのスルホン酸が好
ましい。 次に芳香環を各種反応で２個以上結合させたもののスル
ホン化物、たとえばジフェニル、ジスチレン化フェノー
ル、スチレン重合体、スチレン共重合体のスルホン酸又
はその塩も好ましい。 さらには上記スルホン酸をホルマリン等のアルデヒドで
縮合させたり、重合等の各種反応を利用して、更に反応
したもの、例えばナフタレンスルホン酸のホルマリン縮
合物、ナフタレンスルホン酸とアルキルフェノールのナ
フタレンスルホン酸のホルマリン縮合物やアルキルフェ
ノールとナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物又は
スチレンスルホン酸と酢酸ビニル共重合体等が挙げられ
る。また、石油精製時に副生ずる石油スルホネートも有
効である。 ■脂肪族系の鎖状結合にスルホン基が結合したものとは
、アルキルスルホン酸、アルカンスルホン酸、α−オレ
フィンスルホン酸、スルホン化高級脂肪酸、高級脂肪酸
エステルのスルホン酸、脂肪酸アミドのアルキルスルホ
ン酸、アルキルスルホコハク酸エステル等である。たと
えばスルホン化高級脂肪酸とは、α−スルホラウリン酸
塩やα−スルホ牛脂脂肪酸塩、α−スルホステアリン酸
塩があり、高級脂肪酸エステルのスルホン酸とは、高級
脂肪酸とオキシスルホン酸とでエステル化したもので、
オレイン酸とオキシエタンスルホン酸のエステル等が挙
げられる。また、脂肪酸アミドのアルキルスルホン酸は
、ラウリン酸メチルタウライド、ステアリン酸Ｎ−フェ
ニルタウライドである。アルキルスルホン酸り酸エステ
ルとはジー２−エチルへキシルスルホコハク酸エステル
や、ジノニルフェノールスルホコハク酸エステル等があ
る。 次に、■■のスルホン酸塩の場合、塩の対イオンとして
はＮａ、に、Ｃａ、Ｍｇ等のアルカリ金属やアルカリ土
類金属およびアンモニアやエチルアミン、エタノールア
ミン、インプロパツールアミン、ラウリルアミンやポリ
アミン等のアミン類が用いられる。 次に、（Ｂ）成分に示されるポリアミンとは。 エチレンジアミン、牛脂プロピレンジアミン、トリエチ
レンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエ
チレンへキサミン等のポリアミン単独あるいはその誘導
体である。誘導体とは、アルキルハライドとの反応生成
物、例えばドデシルプロピレンジアミン、ドデシルトリ
エチレンテトラミン、牛脂ジプロピレントリアミン等で
ある。また、ポリアミンと脂肪酸、例えばオクチル酸、
ステアリン酸、オレイン酸、特にやし油脂肪酸、牛脂脂
肪酸とのアミド化合物が有効である。 本発明のスルホン酸（Ａ）とポリアミン（Ｂ）の配合比
は、Ａ／Ｂ＝９５１５〜５／９５．好ましくは９０／１
０〜２０／８０である。 ＣＯＭに用いる石炭としては、例えば無煙炭、瀝青炭、
亜瀝青炭、褐炭等の各種石炭が利用でき、種類や産地に
かかわりなく、または化学組成や水分含有量にもかかわ
りなく、いかなるものも利用できる。 かかる石炭をそのまま、あるいは粗砕して油中にいれ、
各種湿式粉砕機により油中で直接微粉炭とするか、また
は通常の乾式粉砕機により微粉炭としてもよい。ただし
、湿式の粉砕法の方が、ＣＯＭの安定性が向上し、かつ
粉砕時の自然発火や粉じんが防止できるためさらによい
。 石炭中の水分は乾式粉砕時に除いても、あるいは湿式粉
砕中や粉砕後に砕いてもよ（、含有水分の少ないものは
除かなくても支障がない。 微粉炭の粒度は、燃焼性より判断して通常平均粒子径２
００ミクロン以下のものが好ましく、更に粒度の小さい
１００ミクロン以下が好適であるが、ＣＯＭの安定性等
の物性に関する限り、さらに粒度の大きいものでも問題
はない。 この微粉体の含有量は、最終混合物に対して２０〜７０
重量％であり、７０重量％を越える微粉炭を含有した場
合は粘度が著しく高（なり、流動性を失うため好ましく
なく、２０重量％未滴の場合は微粉炭含有に伴う経済面
の利点が減少するため好ましくない、したがって、２０
〜７０重量％含有できるが、３０〜６０重量％がさらに
好ましい。 また、ＣＯＭに用いる油とは、石油原油、原油から得ら
れる各種留分、例えば灯油、軽油、Ａ重油、Ｂ重油、Ｃ
重油等やエチレン分解残油、クレオソート油、アントラ
セン油、各種配合油等の一般に燃料として用いられる油
や廃油、例えば、ガソリンスタンド廃油（自動車潤滑油
、洗浄油）、鉄工所廃油（機械油、切削油、洗浄油やそ
れらの混合油）、石油タンカーやその他船舶の廃油、般
化学工場廃油等をいい、それらの相互の混合物も含む。 中でも石油原油およびＢ重油、Ｃ重油の利用が好ましい
。単独油のみ、またはあらかじめ配合した油を用いてＣ
ＯＭを調製しても、単独油（好ましくは石油原油、重油
）でＣＯＭを作った復信の油を混合したり混焼してもよ
い。 水は、石炭中に含まれる水分がＣ０Ｍ中に混入したり、
製造者または使用者が加える場合等があるが、水の体積
分だけ輸送費、貯蔵費、その他−般管理費が高くなり、
さらに燃焼時蒸発熱をうばい、熱損失が大きくなるため
好ましくなく、少ない方がよい。一方、水ＣＯＭの安定
性を良好にする性質と、燃焼時排ガス中にＮＯｘとバイ
ジンを少なくする効果を有するため、少量の混入は許さ
れる。したがって、全水分量は１５重量％以下、好まし
くは６重量％以下がよく、全く含有しなくてもよい。 本発明の添加剤を用いてＣＯＭを安定化し、灰付着防止
効果を発揮させるには、乾式粉砕した微粉炭を油中に混
合後添加剤を加えるが、あらかじめ油中に添加剤を溶解
後転式粉砕した微粉炭を加えるか、または微粉炭、油お
よび添加剤の三者を一括して混合すればよ（、各々に水
添加を実施してもよい。また湿式粉砕の場合は、粉砕前
、粉砕中、または粉砕後のいずれの時期に添加してもよ
い。この場合も水添加を行なってもよい。 混合燃料系に対する本発明添加剤の添加量は、炭種、石
炭粒度分布および油種によって若干異なるが、一般に混
合燃料中０．Ｏ１〜５重量％、好ましくは０．０４〜０
．８重量％であり、上限は単に経済理由によるものであ
る。 本発明により、添加物、微粉炭、油および必要により水
からなる分散系を形成する場合、任意の温度が採用され
、例えば５０〜１２０℃で混合され、混合圧は加圧、常
圧、減圧脱気時でもよ（、撹拌機および攪拌条件は、制
約を受けない。

【作用］ 本発明の添加剤の作用は、まず（Ａ）成分の親木基が石炭の活性部位に配向、吸着し、活性部位における粒子どうしの凝集を防止して沈降を妨げている。一方（Ｂ）成分はポリアミンのカチオン性により、遊離灰（粘土鉱物）に強（吸着する。 更にポリアミンの疎水基により疎水化された灰粒子は重油中に分散し、管壁等への付着が防止される。このように疎水化された灰粒子はコロイド分散体となり、重油中に抽質に存在するため、石炭の沈降も妨げる効果があると考えられる。従って（Ａ）成分に（Ｂ）成分を併用すると、灰付着を防止するだけでなく、安定性も更に向」二する。 【実施例】

次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、
例示は単に説明用のものであって、発明の思想を拘束す
るものではない。 Ｃ０Ｍ製造装置の撹拌部の小規模モデルとして、特殊機
化工業■の高度粘度用撹拌バネをつけたホモミキサーを
使用し、灰付着防止試験は次のように行なった。 ７０℃に加温したＣＯＭ　（第１表に性状を示す）に添
加剤（第２表に示す）を０．２５重量％（対ＣＯＭ）添
加し、スパチュラにて予備混合を行なった後、同じ温度
５０００ｒｐｒｎで１０分間撹拌する。つづいて、撹拌
機にイ」着したＣＯＭを溶剤で洗浄した後、回転部まわ
りに固く付着した灰分量を測定した。この灰分量が少な
い程、灰分の付着防止性にすぐれているといえる。 また、Ｃ０Ｍ安定性試験は次により行なった。 ＣＯＭ　（第１表に性状を示す）に添加剤を０．２５重
量％（対ＣＯＭ）加え、ホモミキサー４００Ｑｒｐｍで
４分間撹拌する。攪拌したＣＯＭを５００ｍεのポリビ
ンに入れ、６４℃の恒温器に１０日間静置する。静置後
、ポリビンを逆さにしてＣＯＭを払い出す。この時のポ
リビン底部に残ったＣＯＭの重量、石炭濃度を測定し、
その結果を第３表に示す。 第３表の比較例に示すとおり、スルホン化物［（Ａ）成
分］単独では、灰４−’ｒ着が起こり、またＣ０Ｍ安定
性も十分でない。 本発明品のようにスルホン化物とポリアミン［（Ｂ）成
分］を配合すると灰付着が起きずかつ非常に安定なＣＯ
Ｍが得られた。

【発明の効果】

本発明の添加剤の使用により、長期間安定でかつ灰付着
のないＣＯＭが得られ、ＣＯＭを長期間かけてタンク貯
蔵でき、又、Ｃ０Ｍポンプや制御弁等の各種機器への灰
付着がなく、大量製造及び燃焼が可能となった。 ［第１表］　ＣＯＭの性状

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （Ａ）分子内にスルホン酸基を有する化合物またはその
   塩、及び （Ｂ）一般式Ｒ＿１−ＮＨ−（Ｒ＿２ＮＨ）＿ｎ−Ｒ＿
   ３（式中Ｒ＿１、Ｒ＿２は炭素数１〜３０のアルキル基
   、アシル基又は水素原子を示し、Ｒ＿２は炭素数２〜６
   のアルキレン基を示し、ｎは１〜２０の整数を示す）で
   示されるポリアミンを必須成分として含有することを特
   徴とする微粉炭−油混合物用添加剤。