JPH0670231B2 - 石炭の水性懸濁液用の流動化及び安定化添加剤の製法 - Google Patents

石炭の水性懸濁液用の流動化及び安定化添加剤の製法

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JPH0670231B2
JPH0670231B2 JP60263925A JP26392585A JPH0670231B2 JP H0670231 B2 JPH0670231 B2 JP H0670231B2 JP 60263925 A JP60263925 A JP 60263925A JP 26392585 A JP26392585 A JP 26392585A JP H0670231 B2 JPH0670231 B2 JP H0670231B2
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アルド・プレベデツロ
エトアルド・プラトーネ
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  • Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、流動化及び安定化添加剤の製法に係わる。
特に、本発明は、液相中に固相を含む懸濁液用の流動化
及び安定化添加剤の製法に係わる。
さらに詳述すれば、本発明は、石炭の液相懸濁液用の流
動化及び安定化添加剤の製法に係わる。
中でも、本発明は、石炭の水性懸濁液用の流動化及び安
定化添加剤の製法に係わる。
とりわけ、本発明は、石炭を高含量で、たとえば60重量
%以上、特に70ないし80重量%又はそれ以上で含有する
石炭の水性懸濁液用の流動化及び安定化添加剤の製法に
係わる。
以下の記述では、石炭/水懸濁液を参照するが、本発明
の添加剤は、懸濁化固状物の存在による流動化及び安定
化についての問題点がある分野では、いかなる場合にも
使用できるものである。
石炭の水性懸濁液についての流動化及び安定化添加剤と
しては、タールをスルホン化し、中和して得られる化合
物でなるものが知られている。かかるスルホン化化合物
は、タールに無水の濃硫酸又は発煙硫酸を作用させるこ
とで得られる。この従来のスルホン化添加剤は、スルホ
ン化タール生成物を含有する硫酸溶液をアルカリ又は水
酸化アンモニウムにより中和させる際に生ずる多量のス
ルホン化アルカリ又はスルホン化アンモニウムを含有す
る欠点がある。
タール全部をスルホン化するためには、過剰量の硫酸が
使用されるため、中和剤を供給するために使用された水
が除去された場合には、中和されたスルホン化タール内
に、硫酸アルカリ又は硫酸アンモニウムが残留する。
公知の添加剤の第2の欠点は、良好な粘度特性を有する
ためには、少なくとも部分的にホルムアルデヒドと縮合
されなければならないが、このため非常に高価な工程を
加える必要がある。
発明者らは、従来の欠点を解消でき、かつ従来のものと
比べて良好な特性を有するスルホン化され、塩化(中
和)された脱パラフィン芳香族抽出物又は脱アスファル
ト残渣を主成分とする添加剤が得られることを見出し、
本発明に至つた。
すなわち、発明者らは、脱パラフィン芳香族抽出物又は
脱アスファルト残渣のスルホン化に当たりスルホン化剤
として三酸化イオウを使用し、温度80〜140℃で脱パラ
フィン芳香族抽出物又は脱アスファルト残渣と反応させ
る場合、三酸化イオウはスルホン化剤として作用するだ
けでなく、酸化(重合)反応を生じ(SO2の発生を伴
う)、分子量を増大させるとの知見を得た。たとえば、
スルホン化アントラセンの酸化反応は次のとおりであ
る。
本発明の製法における原料として使用される脱パラフィ
ン芳香族抽出物又は脱アスファルト残渣は、大気圧下で
の原油の蒸留により生成された残渣の減圧蒸留の側油か
ら直接得られた脱パラフイン芳香族抽出物、又は減圧蒸
留の脱アスフアルト残渣から選ばれる。
いかなるものであつても、脱パラフィン芳香族抽出物又
は脱アスファルト残渣は、2以上の芳香性縮合環をもつ
化合物を少なくとも少割合で含有していなければならな
い。
本発明の目的は、脱パラフィン芳香族抽出物又は脱アス
ファルト残渣をスルホン化し、塩化してなる石炭の水性
懸濁液用の流動化及び安定化添加剤を製造する方法にお
いて、a)ハロゲン化有機溶媒の中から選ばれ、スルホ
ン化反応に対して不活性であり、かつ水と混和しない又
は水との混和性に乏しい少なくとも1種の溶媒の存在
下、前記脱パラフィン芳香族抽出物又は脱アスファルト
残渣を液状又はガス状の三酸化イオウとゆっくりと接触
させ、b)温度80ないし140℃において、前記脱パラフ
ィン芳香族抽出物又は脱アスファルト残渣と三酸化イオ
ウとを反応させ、c)スルホン化及び酸化された前記脱
パラフィン芳香族抽出物又は脱アスファルト残渣をアル
カリで中和することを特徴とする石炭の水性懸濁液用の
流動化及び安定化添加剤の製法を提供することにある。
本発明による製法は以下の工程によって実施される。
a)ハロゲン化有機溶媒から選ばれ、スルホン化反応に
対して不活性であり、かつ水と混和しない又は水との混
和性に乏しい少なくとも1種の溶媒、好ましくは沸点30
ないし130℃を有するもの、特に四塩化炭素、四塩化エ
チレン、ジクロルエタンの中から選ばれる溶媒の存在
下、前述の脱パラフイン芳香族抽出物及び脱アスフアル
ト残渣を液状又はガス状の三酸化イオウとゆつくりと接
触させる(好ましくは、反応熱を除去せず)工程。
b)温度80ないし140℃、好ましくは90ないし120℃にお
いて、SO2の発生を検知しながら、SO2の発生量が脱パラ
フィン芳香族抽出物又は脱アスファルト残渣の重量に関
して2ないし60重量%、好ましくは10ないし35重量%の
範囲となるまでSO3と脱パラフィン芳香族抽出物又は脱
アスファルト残渣との間の反応を行なう工程。
c)スルホン化及び酸化された脱パラフィン芳香族抽出
物又は脱アスファルト残渣の溶液を塩基、好ましくは水
酸化ナトリウム又は水酸化アンモニウムの水溶液で中和
して、pH7又はpH10とする工程。
d)デカンテーシヨン及び/又は蒸発により溶液又はタ
ールの溶媒を除去する工程。
e)スルホン化及び酸化され、中和された添加剤を含有
する水溶液を回収する工程。及び f)添加剤を凝縮又は乾燥させる工程。
工程c)及びd)は逆転していてもよい。
本発明の方法の特別な具体例によれば、まず脱パラフィ
ン芳香族抽出物又は脱アスファルト残渣を前記溶媒の少
なくとも1種に溶解させ、この溶液に、無水硫酸をその
ままで又は前記溶媒の少なくとも1種(溶媒としては相
互に適合性のあるもの、すなわち化学反応を生じないも
のであるよう注意する必要がある)に溶解させて導入す
る。
本発明による方法の第2の具体例によれば、脱パラフィ
ン芳香族抽出物又は脱アスファルト残渣(前記溶媒の少
なくとも1種に溶解させたもの又は溶解させていないも
の)を、前記溶媒の少なくとも1種の三酸化イオウ溶液
に加える。溶液として注加する場合には、溶媒として適
合性あるものを使用し、余りにも激しい反応が生ずるの
を防止するために注加をきわめてゆつくりと行なう。
本発明をさらに説明するために、いくつかの実施例につ
いて述べるが、かかる実施例は本発明を限定するもので
はない。
各実施例に示すテストで使用しているスルホン化原料
は、以下の操作による石油の蒸留から誘導されたもので
ある。すなわち、大気中での蒸留における残渣を真空下
で蒸留して、各種のフラクシヨン〔その中でも特にSN
(「溶媒中性(solvent neutral」)の意)80,SN 150及
びSN 450留分〕を得る。これらの留分を、フルフラール
による抽出により精留し、原料のSN留分中に存在する芳
香族化合物の大部分及びナフテン系化合物の一部を抽出
する。これらの芳香族抽出物(ESAR′s)がスルホン化
の原料物質である。
実施例1ないし5 PTFE製ブレードをもつ攪拌機、温度計、水冷式球状バル
ブ冷却器及び充填ロートを具備する四頸フラスコ(500c
c)でなる反応装置を使用した。
これらの実施例では、温度、石油フラクシヨンの希釈、
四塩化エチレン(TCE)中におけるSO3の濃度及びタール
へのSO3の添加時間についての実験条件を同一とした。
反応方法: TCE約130mlで希釈した石油フラクシヨンをフラスコに充
填し、充填ロートには、TCE70mlで希釈したSO3を充填し
た。SO3を約60分間でフラスコに導入し、その間、フラ
スコを外部から水で冷却して反応温度を約20ないし27℃
に維持した。
ついで、反応混合物を、その沸点温度(115℃ないし120
℃)に約30分間加熱し、この温度に約60分間維持した。
いずれの実施例においても、発生するガス(主として微
量のSO3を含むSO2でなる)を、滴定されたNaOH水溶液を
収容するトラツプにおいて、冷却器の下流で吸収するこ
とにより分析した。ついで、反応混合物を冷却し、水で
希釈し、水酸化ナトリウム水溶液で中和した。
TCEを、大気圧下、水との共沸混合物として留去し、こ
れにより、スルホン化され、酸化されかつ塩化された生
成物の水溶液が得られた。
第1表は実施したテストにより得られたデータを示す。
水/石炭分散液の粘度測定 各種の分散剤サンプル(本発明によるもの及び市販され
ているもの)を評価するため、MVIセンサ及びM500測定
ヘツドを具備する回転粘度計Haake RV 12により、異な
る速度勾配において粘度の測定を行なつた。
この目的のため、ビーカー(200cc)内で、各種の石炭
粒に、検討すべき分散剤の水性混合物を添加し、第2表
に示す組成とした。
各生成物を攪拌機により650rpmで1分間、つづいて1200
rpmで2分間混合した。得られた懸濁液を、すでに20℃
に等温化しておいた粘度計の外方測定シリンダ内に導入
し、20℃で15分間放置した後、各種の速度勾配 (3.8から約150S -1まで)におけるずれ応力(τ)を測
定した。このようにして得られた測定値を、擬プラスチ
ツク挙動に関するオストワルド式 に挿入した。
測定の各セツト(τ−γ)について、K及びnの値及び
カーブ を直線回帰をもつて算定した。さらに、テストした最後
の5つの について、「漸近」粘度ηasymptを算定した。なお 測定データの補正を行なつた。
上記の如くしていくつかのサンプルについて得られた値
は第2表のとおりである。
本発明の製法によれば、脱パラフィン芳香族抽出物又は
脱アスファルト残渣のスルホン化に当たり、スルホン化
剤として三酸化イオウを使用して、温度80〜140℃で反
応を行うため、スルホン化と共に、生成したスルホン化
物の酸化(たとえばスルホン化アントラセンの二量化)
を生ずる(SO2の発生を伴う)。従って、従来法では粘
度特性を付与するため必要であったホルムアルデヒドと
の縮合を回避できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−21636(JP,A) 特開 昭60−168525(JP,A) 雨宮登三編「石油化学」(昭34−9− 15)産業図書P.797〜809

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】脱パラフィン芳香族抽出物又は脱アスファ
    ルト残渣をスルホン化し、塩化してなる石炭の水性懸濁
    液用の流動化及び安定化添加剤を製造する方法におい
    て、a)ハロゲン化有機溶媒の中から選ばれ、スルホン
    化反応に対して不活性であり、かつ水と混和しない又は
    水との混和性に乏しい少なくとも1種の溶媒の存在下、
    前記脱パラフィン芳香族抽出物又は脱アスファルト残渣
    を液状又はガス状の三酸化イオウとゆっくりと接触さ
    せ、b)温度80ないし140℃において、前記脱パラフィ
    ン芳香族抽出物又は脱アスファルト残渣と三酸化イオウ
    とを反応させ、c)スルホン化及び酸化された前記脱パ
    ラフィン芳香族抽出物又は脱アスファルト残渣をアルカ
    リで中和することを特徴とする、石炭の水性懸濁液用の
    流動化及び安定化添加剤の製法。
  2. 【請求項2】特許請求の範囲第1項記載の製法におい
    て、a)ハロゲン化有機溶媒の中から選ばれ、スルホン
    化反応に対して不活性であり、かつ水と混和しない又は
    水との混和性に乏しい少なくとも1種の溶媒の存在下、
    前記脱パラフィン芳香族抽出物又は脱アスファルト残渣
    を液状又はガス状の三酸化イオウとゆっくりと接触さ
    せ、b)温度80ないし140℃において、SO2の発生を検知
    しながら、SO2の発生量が前記脱パラフィン芳香族抽出
    物又は脱アスファルト残渣の重量に対して2ないし60重
    量%の範囲となるまで反応を行い、c)スルホン化及び
    酸化された前記脱パラフィン芳香族抽出物又は脱アスフ
    ァルト残渣の溶液をアルカリの水溶液で中和し、d)デ
    カンテーション及び/又は蒸発により前記脱パラフィン
    芳香族抽出物又は脱アスファルト残渣の溶媒を除去し
    (ただし工程c)及びd)の順序は逆でもよい)、e)
    溶解する前記スルホン化及び酸化され、塩化された添加
    剤を含有する水溶液を回収し、及びf)該添加剤を濃縮
    又は乾燥させることを特徴とする、石炭の水性懸濁液用
    の流動化及び安定化添加剤の製法。
  3. 【請求項3】特許請求の範囲第1又は2項記載の製法に
    おいて、前記溶媒が沸点30ないし130℃を有するもので
    ある、石炭の水性懸濁液用の流動化及び安定化添加剤の
    製法。
  4. 【請求項4】特許請求の範囲第1〜3項のいずれか1項
    に記載の製法において、前記溶媒が、四塩化炭素、四塩
    化エチレン、ジクロルエタンの中から選ばれるものであ
    る、石炭の水性懸濁液用の流動化及び安定化添加剤の製
    法。
  5. 【請求項5】特許請求の範囲第2項記載の製法におい
    て、SO2の発生量が前記脱パラフィン芳香族抽出物又は
    脱アスファルト残渣の重量に関して10ないし35重量%で
    ある、石炭の水性懸濁液用の流動化及び安定化添加剤の
    製法。
  6. 【請求項6】特許請求の範囲第1又は2項記載の製法に
    おいて、前記中和を水酸化ナトリウム溶液を使用して行
    う、石炭の水性懸濁液用の流動化及び安定化添加剤の製
    法。
  7. 【請求項7】特許請求の範囲第1又は2項記載の製法に
    おいて、前記中和を水酸化アンモニウム溶液を使用して
    行う、石炭の水性懸濁液用の流動化及び安定化添加剤の
    製法。
  8. 【請求項8】特許請求の範囲第1項、第2項及び第7項
    のいずれか1項に記載の製法において、前記中和をpH7
    となるまで行う、石炭の水性懸濁液用の流動化及び安定
    化添加剤の製法。
  9. 【請求項9】特許請求の範囲第8項記載の製法におい
    て、前記中和をpH10となるまで行う、石炭の水性懸濁液
    用の流動化及び安定化添加剤の製法。
  10. 【請求項10】特許請求の範囲第2項記載の製法におい
    て、前記脱パラフィン芳香族抽出物又は脱アスファルト
    残渣を少なくとも1種の溶媒に溶解させ、この溶液中に
    三酸化イオウをそのままで又は少なくとも1種の溶媒に
    溶解させて導入することにより三酸化イオウと接触させ
    る、石炭の水性懸濁液用の流動化及び安定化添加剤の製
    法。
  11. 【請求項11】特許請求の範囲第2項記載の製法におい
    て、少なくとも1種の溶媒の三酸化イオウ溶液に、前記
    脱パラフィン芳香族抽出物又は脱アスファルト残渣をそ
    のままで又は少なくとも1種の溶媒に溶解させて注加す
    ることにより三酸化イオウと接触させる、石炭の水性懸
    濁液用の流動化及び安定化添加剤の製法。
JP60263925A 1985-11-26 1985-11-26 石炭の水性懸濁液用の流動化及び安定化添加剤の製法 Expired - Lifetime JPH0670231B2 (ja)

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JPS60168525A (ja) * 1984-02-14 1985-09-02 Nippon Petrochem Co Ltd 界面活性剤

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雨宮登三編「石油化学」(昭34−9−15)産業図書P.797〜809

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