JPH0715105B2

JPH0715105B2 - 燃料添加剤の製造方法

Info

Publication number: JPH0715105B2
Application number: JP2251287A
Authority: JP
Inventors: 光雄小野沢; 滋中井; 高昌石岡
Original assignee: タイホ−工業株式会社
Priority date: 1987-02-04
Filing date: 1987-02-04
Publication date: 1995-02-22
Anticipated expiration: 2010-02-22
Also published as: JPS63191895A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明はアルミニウムを主成分とする燃料添加剤の製
造方法に関するもので、更に詳しくは原油、石油ピッ
チ、灯油、軽油、ガソリン、再生油等の燃料油中への混
合性が良好で、しかもアルミニウムを高含有量としても
低粘度に維持できるような燃料添加剤の製造法に関する
ものである。

（従来の技術）従来、燃料油添加剤は使用目的に応じて硫黄酸化物、窒
素酸化物等の有害成分の発生抑制、スラッジ分散剤、腐
食防止剤、燃料灰類の堆積付着防止剤、燃焼促進剤、煤
煙防止剤、着火促進剤、セタン価向上剤、凝固点降下剤
等が知られている。

これ等の燃料添加剤の多くは無機金属、金属酸化物、金
属水酸化物、炭酸塩等の無機物の微粉末を界面活性剤を
主成分とする分散剤と共に溶剤や水に混合してスラリー
状としたものであるが、このようなスラリー状であると
場合によっては燃料添加剤の保存時に成分中の無機物が
沈殿したり、或いは分離したりして燃料油に添加した
時、配管部分やバーナー部分で沈殿して閉塞させたり、
バーナーノズル部分を摩耗することがある。また分散性
が悪く、しかも粒径が大きい場合、燃焼火炎中、排ガス
中、その他に存在する有害物質との接触効果が不充分
で、添加剤としての充分な効果が期待できない。

また、従来から油溶性の金属化合物を石油系溶剤等に溶
解した燃料油添加剤も知られている。この燃料油添加剤
は燃料油と均一に混合溶解し、それ故安定性も良好であ
るが、油溶性金属化合物中に有効成分である金属成分の
含有量が少ないという欠点がある。

更に、油溶性アルミニウム化合物は増粘ゲル化性があ
り、このため燃料添加剤として取扱易くするためには可
成り、希釈しなければならず、したがって得られた燃料
添加剤はAl成分の含有量の少ないものになり、実際にAl
として0.1〜0.5％程度含有したものしか得られない。

一方、特開昭61−152794A号公報には油溶性粉体組成物
を有効成分とする燃料添加剤に関する発明が開示されて
いる。これはマグネシウム、カルシウム、バリウム等の
アルカリ土類化合物水溶液にNaOH、KOH、NH₄OH、Ca（O
H）_２等のアルカリ剤を加えて液のpHを９〜11に上昇さ
せ、生成したアルカリ土類金属水酸化物の表面にナフテ
ン酸、トール油脂肪酸、石油スルフオン酸、アルキルリ
ン酸エステル、オレイン酸、ラウリン酸等を吸着させて
油溶性の凝集物を製造し、更にこれを脱塩のため水洗
し、脱水乾燥して得た粉体組成物を燃料添加剤の有効成
分とするもので、この方法で得られた粉体組成物は油類
中への分散性が良好であり、Al成分の含有量も３％程度
に上昇させることができる。

（発明が解決しようとする問題点）しかし、上述の方法でアルミニウム含有の燃料添加剤を
製造する場合、アルミニウム化合物水溶液のpHが９〜11
と可成りアルカリ側にあるため、アルミニウム化合物の
多くはアルミン酸として溶解し、粒径の小さなAl（OH）
_３粒子のものしか得られず、粒径の小さなAl（OH）_３粒
子の周囲にナフテン酸等が吸着して油溶性の粉体組成物
を形成することになるが、このように粒径の小さなAl
（OH₃）粒子を主体とした組成物を油類中に分散した場
合には燃料添加剤の粘度が高くなってしまい、したがっ
て燃料添加剤中のAl成分の含有量は３％程度が限度であ
る。

また、アルミニウム化合物の多くはアルミン酸となるた
め、吸着不充分な粒子が多く存在するようになる。この
ため、油溶性の凝集物の水洗工程でそれらの粒子が流出
して洗浄廃水を白濁させたり、或いは水洗、脱水乾燥後
の粉体組成物収量を低下させてしまう。

更に、吸着不充分な粒子が粉体組成物中に含まれると、
この粉体組成物を油類中に分散させた場合、Al成分がこ
の低濃度であってもプリン状に固化して流動性を失って
しまう場合がある。

この発明は上記実情に鑑み、Al成分の含有量を例えば７
〜10％程度の高含有量としても低粘度に維持でき、しか
もプリン状に固化しないような燃料添加剤の製造方法を
開発することを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段）以上の問題点を解決するために、鋭意研究の結果、Al
（OH）_３はヒドロゾルとよばれる程の超微粒子であるか
ら上述のようにAl成分を高含有量としても低粘度に維持
でき、しかもプリン状に固化しないような燃料添加剤の
製造するには、Al（OH）_３の粒径を数十〜数百Åに成長
させ、更にその粒子の１個１個に完全にナフテン酸等を
吸着させる必要があることを見出したものである。

そこで、この発明ではアルミニウムの水溶性塩の水溶液
にアンモニア水を加えて液のpHを６〜９にして生成した
アルミニウムの水酸化物の水懸濁液を充分に加熱した後
にナフテン酸、トール油脂肪酸、石油スルホン酸、不飽
和脂肪酸、飽和脂肪酸の１種又は２種以上からなる吸着
物質と油性の無極性溶剤と水及びアンモニアからなるO/
wエマルジョンを添加して上記懸濁液中の粒子を凝集さ
せ、該凝集物を濾過、洗浄、乾燥して油類中に分散させ
る燃料添加剤の製造法を提案するものである。

この発明について詳しく説明すると、ここで使用するア
ルミニウムの水溶性塩としては特に塩化物が良好である
が、その他に硫酸塩、硝酸塩、酢酸塩のようなアルミニ
ウムの水溶性塩を使用することができる。

このようなアルミニウムの水溶性塩の水溶液にNH₄OHを
加え、液のpHを６〜９に上昇させると水酸化アルミニウ
ムが生成する。この液温を80〜95℃程度に上昇させて充
分に加熱した後、吸着物質と油性の無極性溶剤と水及び
アンモニア水からなるo/wエマルジョンを添加して懸濁
液中の粒子を凝集せしめる。

ここで油性の無極性溶剤としてはケロシン、ノルマルパ
ラフィン、流動パラフィン、スピンドル油等の一般的な
石油系溶剤を使用することができ、更に上記吸着物質と
無極性溶剤との割合は1:0.3〜1:2の範囲が好ましい。

また吸着物質の量はAl粒子の回りに単分子吸着層を形成
するに必要な量以上加えることが好ましい。

更に吸着物質と油性の無極性溶剤と水及びアンモニア水
からなるo/wエマルジョンはpHが７〜９で均一なエマル
ジョンであることが好ましい。

以上のように生成した油溶性の凝集物を濾過し、脱塩等
の目的で水洗し、更に脱水乾燥することにより油溶性の
アルミニウム粉末を得る。

この乾燥条件は例えば含水粉末（水分30％前後含有）を
φ10mm又は５〜10mm×30mm程度にペレット化し、１〜5m
/secの熱風のもと約100℃で約１時間で乾燥させる。

この様にして得られた油溶性凝集物の粉末をケロシン、
スピンドル油、流動パラフィン、軽油、重油等の石油系
溶剤、ヒマシ油、オリーブ油等の植物油、オレイン酸、
リノール酸等の高級脂肪酸、オレイン酸エチルのような
高級脂肪酸エステル、スクワレン、スクワラン等の動物
油、メチルナフタレン、アルキルベンゼン等の芳香族系
溶剤等の油類中に加えると均一に分散して高濃度で低濃
度のコロイド状燃料添加剤が製造される。

以上のようにして生成した油溶性凝集物は水酸化アルミ
ニウムの粒子の全ての表面がナフテン酸、トール油脂肪
酸、石油スルホン酸、不飽和脂肪酸、飽和脂肪酸の１種
又は２種以上で完全に吸着被覆されているため、上記油
類中に混合しても溶解したのと同じ状態で均一に分散し
てコロイド状溶液となる。

（発明の効果）以上のように、この発明ではアルミニウムの水溶性塩の
水溶液にアンモニア水を加えて液のpHを６〜９にしてア
ルミニウムの水酸化物の水懸濁液を生成し、該アルミニ
ウムの水酸化物の水懸濁液を充分加熱した後に吸着物質
と油性の無極性溶剤と水及びアンモニアからなるO/wエ
マルジョンを添加するが、アンモニア水を使用して液の
pHを６〜９の中性付近にしているため、前期特開昭61−
15274号公報に開示された方法のようにアルミン酸の生
成がなく、アルミニウムの水酸化物のみが生成する。更
に、加熱に伴なって過剰のアンモニアは徐々に蒸発し、
液のpHが中性付近に保たれるとともに、アンモニウム塩
の共存作用により生成したAl（OH）_３粒子の成長が促進
される。

一方、成長したAl（OH）_３粒子の水懸濁液に、上述のよ
うに吸着物質と無極性溶剤及びアンモニア水からなるo/
wエマルジョンを添加すると、エマルジョンは水懸濁液
の中に非常に均一に分散してやがて全てのAl（OH）_３粒
子の表面に吸着物質が化学的に吸着して活性な単分子吸
着層を形成し、その回りに無極性溶剤と残りの吸着物質
が物理的に吸着して二分子吸着層を形成する。そして、
Al（OH）_３粒子は無極性溶剤を加えたことで、その表面
がより親油性になり、やがて約１〜2mm径にも成長した
大きな油溶性の凝集物が得られる。その結果、凝集物の
濾過及び洗浄の工程が非常に容易になる。

また、この発明ではアルミニウム水溶性塩の殆どがAl
（OH）_３粒子となり、その表面に確実に吸着物質が吸着
される。即ち、特開昭61−152794号公報に開示された方
法のようにアルミン酸の生成によりアルミニウム粒子の
回りに吸着不充分な粒子が多く存在することはない。こ
のため、脱塩のための水洗工程でも吸着不充分な粒子の
流出がなく、凝集体の収率を高めることができるととも
に、洗浄排水は白い濁りがなく、無色透明になる。

更に、凝集物の吸着物質からなる単分子吸着層が主に無
極性溶剤で構成される二分子吸着層で被覆され、直接空
気と接触することが妨げられているため、乾燥時の発火
現象がなくなり、したがって高温乾燥が可能になる。

一方、乾燥によって得られた凝集物粉体はその表面を主
に無極性溶剤で構成される二分子吸着層で被覆されてい
るため、油類中に加えて燃料添加剤を製造する場合、極
めて容易に分散することができ、分散工程に要する時間
が短縮でき、更に低コストで燃料添加剤を製造すること
ができる。

また、この発明ではアルミニウム水溶性塩の殆どがAl
（OH）_３粒子となり、熟成されるため、Al（OH）_３粒子
の粒径は前述の特開昭61−152794号公報に開示されたも
のに比べて極めて大きなものとなる。このため、燃料添
加剤中のアルミニウム含有量を高めても、燃料添加剤の
粘度上昇を抑制することができる。

更に、この発明によって得られた凝集物粉体中には吸着
不充分な粒子が含まれていないため、油類中に混合分散
させた時も、プリン状に固化する現象を防止できる。

（実施例）以下、この発明の実施例を示す。

製造例１Ａ液……10％Al₂（SO₄）_３水溶液 300部Ｂ液……NH₄OH水溶液 50部Ｃ液……ナフテン酸15部、イソパラフィン15部、水50
部、NH₄OH水溶液10部からなるo/w型エマルジョンＡ液にＢ液を添加しpHを7.5に上昇させてAl（OH）_３の
微粒子が生成した後液温を80℃に上昇させる（晶出・熟
成工程）。微粒子が適当な粒径に成長したらＣ液を加え
充分加熱撹拌を行なうと、徐々に微粒子表面にナフテン
酸が吸着し、更にその外側にイソパラフィンが取り囲
み、やがてアルミニウム含有の油溶性粉体が凝集し液が
透明になってくる（吸着工程）。

次いで濾過水洗を行ない含有されている無機塩の除去を
行う（濾過水洗工程）。濾過水洗後の粉体は水分50％含
まれているが、これをφ10mmの球状ペレットにして200
メッシュの金網上に広げ風速約3m/sec、110℃で40分間
熱風乾燥を行い含水率を2.1％に下げる（乾燥工程）。

乾燥後の粉体をＡ重油とアルキルベンゼの同重量混合物
に混合させディスパーで撹拌を行ない、分散液を得る
（分散工程）。

製造例２Ａ液……10％AlCl₃水溶液 200部Ｂ液……NH₄OH水溶液 40部Ｃ液……石油スルフォン酸10部、ケロシン15部、水40
部、NH₄OH水溶液10部からなるo/w型エマルジョンＡ液にＢ液を添加しpHを8.5に上昇させてAl（OH）_３の
微粒子が生成した後液温を80℃に上昇させ（晶出・熟成
反応工程）、Ｃ液を加え80〜85℃で、充分加熱撹拌を行
うとアルミニウム含有の油溶性粉体が凝集し液が透明に
なってくる（吸着反応工程）。

次いで濾過水洗を行ない、含有されている無機塩の除去
を行う（濾過水洗工程）。濾過水洗後の粉体は水分55％
含まれているがこれをφ10mmの球状ペレットにして200
メッシュ金網上に広げ風速1m/sec105℃で１時間熱風乾
燥を行い、含水率２％の粉体を得る（乾燥工程）。

乾燥後の粉体をアルキルベンゼンに混合させ、ディスパ
ーで撹拌を行ない分散液を得る（分散工程）。

次に、比較製造例として特開昭61−152794号公報に開示
されたものを下記に示す。

比較製造例１Ａ液……10％AlCl₃水溶液 620部Ｂ液……20％NaOH水溶液 375部Ｃ液……ナフテン酸10部、イソパラフイン13部の混合溶
解液Ａ液にＢ液を添加しpHを10に上昇させ、Al（OH）_３の微
粒子が生成した後、液温を80℃に上昇させ、Ｃ液を加え
る。80〜85℃で充分加熱撹拌を行うとアルミニウム含有
の油溶性粉体が凝集し液が透明になってくる。

次いで濾過水洗を行い含有させている無機塩の除去を行
う。濾液水洗後の粉体は水分50％含まれているが、これ
をφ10mmの球状ペレットにして200メツシュの金網上に
広げ風速約3m/sec95℃で40分間熱風乾燥を行い含水率を
2.1％に下げる。乾燥後の粉体をＡ重油とアルキルベン
ゼンの同重量混合物に混合させディスパーで撹拌を行な
い、分散液を得る。

比較製造例２Ａ液にＢ液を添加しpHを10に上昇させ、Al（OH）_３の微
粒子が生成した後、液温を80℃に上昇させ、Ｃ液を加
え、80〜85℃で充分加熱撹拌を行なうとアルミニウム含
有の油溶性粉体が凝集し、液が透明になってくる。

次いで濾過水洗を行ない粉体中に含有されている無機塩
の除去を行う。濾過水洗後の粒体は水分50％含有されて
いることがこれを5mm×10mm×30mmの直方体ペレットに
して300メッシュの金網上に広げ風速5m/sec95℃で30分
間熱風乾燥を行い、含水率３％の粉体を得る。乾燥後の
粉体をディスパーでアルキルベンゼンに分散させ分散液
を得る。

添付図面は、以上のようにして得られた製造例１、２の
分散液と比較製造例１、２の分散液のアルミニウム濃度
と粘度を関係を示すものであるが、これより明らかなよ
うに比較製造例１、２ではアルミニウム濃度を３％程度
にしても、粘度が上昇していまうため、これ以上にアル
ミニウム濃度を高めることができないが、製造例１、２
ではアルミニウム濃度を11〜12％程度にしても低粘度に
維持できた。

【図面の簡単な説明】

図面は、製造例１、２の分散液と比較製造例１、２の分
散液のアルミニウム濃度と粘度を関係を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミニウムの水溶性塩の水溶液にアンモ
ニア水を加えて液のpHを６〜９にして生成したアルミニ
ウムの水酸化物の水懸濁液を充分加熱した後にナフテン
酸、トール油脂肪酸、石油スルホン酸、不飽和脂肪酸、
飽和脂肪酸の１種又は２種以上からなる吸着物質と油性
の無極性溶剤と水及びアンモニアからなるO/wエマルジ
ョンを添加して上記懸濁液中の粒子を凝集させ、該凝集
物を濾過、洗浄、乾燥して油類の中に分散させることを
特徴とする燃料添加剤の製造法。
【請求項２】油性の無極性溶剤としてケロシン、ノルマ
ルパラフィン、イソパラフィン、流動パラフィン、スピ
ンドル油の１種又は２種以上を使用し、吸着物質と上記
溶剤の割合を1:0.3〜1:2の範囲にして水懸濁液中に添加
する特許請求の範囲第１項記載の製造方法。