JPH0762145B2 - 混炭油用添加剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は混炭油用添加剤に関する。

従来技術 混炭油はコロイド燃料または膠質燃料とも称され、炭化
水素系油に石炭微粉末（以下微粉炭と言う）を安定に分
散させたものであって、石炭を流動状態で使用し得るた
め将来の燃料資源および都市ガス原料として広く嘱望さ
れているものである。

混炭油は流動性であるため石油などの液体燃料と同様、
タンカーやパイプライン輸送でき、石炭に比べ、貯蔵、
取り扱い、が容易であり、自然発火の危険性がなく、し
かも単位容積当たりの発熱量が高く、従って輸送コスト
が節減できる等、多くの利点があるためその製造技術に
関する多くの研究成果が報じられている。

特に近年、炭化水素系の界面活性剤を用いて石炭粉末を
石油に分散させる技術が多々提案されている。

上記提案された混炭油用分散安定剤はその目的の殆どが
鉱物油中に微粉炭を分散させるためのものであり、微粉
炭中に混在する粘土質成分の沈着については全く考慮さ
れていない。

発明が解決しようとする問題点 前述のごとく混炭用分散安定剤として種々の界面活性剤
が提案されており、その一部はすでに実用化の段階に至
っているが、最近、微粉炭として、風化の著しい炭種、
粘土質の多い炭種等を用いると燃焼装置や循環パイプ等
の機壁に灰分の多い沈着物を発生しこれが燃焼効率や装
置の保守に悪影響を与えることが判明した。この問題は
ノニオン界面活性剤を用いるとき特に著しい。

本発明は上記沈着物（以下灰分と言う）の発生が少な
く、しかも安定性に優れた混炭油を提供することを目的
とする。

問題点を解決するための手段 即ち、本発明は一価のアミン類と一価の有機酸とを含有
し、かつ有機酸がアミンを完全に中和するに必要な量よ
り多く含まれている混炭油用添加剤に関する。

アミン類としては第１級アミン、第２級アミン、第３級
アミンいずれであってもよく、アルキルアミン、脂環式
アミン、アリールアミン、アラルキルアミン、ヒドロキ
シルアミン、アミドアミン、ポリアミン、異項環式アミ
ン等がある。

アルキルアミンのアルキル基は側鎖を有することもある
炭素数１〜28の飽和または不飽和のアルキル基、例えば
メチル、エチル、ラウリル、ステアリル、オレイル、リ
ノレイル、エルシル、２−エチルヘキシル等であって、
置換基、例えば水酸基やハロゲンを有していてもよい。
好ましい炭素数は２〜22、より好ましくは４〜18であ
る。アルキル基は末端炭素の他２級炭素と結合したもの
であってもよい。この様なアルキルアミンの具体例とし
ては、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミ
ン、２−エチルヘキシルアミン、オレイルアミン、ステ
アリルアミン、メチルステアリルアミン、ジエチルオレ
イルアミン等が例示される。

脂環式アミンとしては、シクロヘキシルアミン、シクロ
ペンチルアミン、メチルシクロヘキシルアミン、テルペ
ンアミン、アリールアミンとしては、置換基を有してい
てもよい芳香族基を有するアミンであって、置換基とし
てはアルキル基（例えばメチル、エチル、ノニル、ドデ
シル等）、ハロゲン、水酸基、ニトロ基等が例示され
る。具体的にはアニリン、トルイジン、キシリジン、ナ
フチルアミン、Ｎ−モノメチルアニリン、ジエチルアニ
リン、N,N−エチルナフチルアミン、ジフェニルアミ
ン、Ｎ−メチルジフェニルアミン、フェニレンジアミ
ン、フェニルヒドロキシルアミン等が例示される。

アラルキルアミンとしてはベンジルアミン、Ｎ−メチル
ベンジルアミン等が例示される。

ヒドロキシルアミンとしては、モノエタノールアミン、
ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノプロ
パノールアミン、ジプロパノールアミン、トリプロパノ
ールアミンのごときアルカノールアミンの他、モノメチ
ルモノエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、
モノブチルモノプロパノールアミン、モノメチルジプロ
パノールアミン等のアルキルアルカノールアミン等が例
示される。アルカノール基は炭素数１〜４のアルカノー
ルアミン、スチレンオキシド等から誘導される芳香属ア
ルカノールアミン、アニリン等の芳香族アミンから誘導
されるアルカノールアミンであってもよい。

アミドアミンとしては、カルボン酸とポリアミンとの部
分縮合物であって、カルボン酸は脂肪族カルボン酸、芳
香族カルボン酸、異項環カルボン酸等であってもよい。
ポリアミンとしては、エチレンジアミン、ジエチレント
リアミン、トリエチレンテトラミン、ペンタエチレンヘ
キサミン、ヘキサメチレンジアミン、エチレンイミン縮
合物、グアニジン等の脂肪族ポリアミン、異項環ポリア
ミン、メラミン、等の芳香族アミン等が例示される。好
ましくは炭素数２〜10、より好ましくは２〜６のアルキ
レンジアミンまたはトリアミンである。アミドが脂肪族
アミドの場合の脂肪族基としては側鎖を有することもあ
る炭素数１〜28、好ましくは２〜22、より好ましくは４
〜18の飽和または不飽和の炭化水素基である。芳香族ア
ミドとしては置換基、例えば、ハロゲン、アルキル基、
水酸基、カルボキシル基、ニトロ基等を有する安息香酸
とポリアミンとの部分アミド化物であってもよい。

ポリアミンとしては、前述のごとき、脂肪族ポリアミ
ン、例えば、エチレンジアミン、ジエチレントリアミ
ン、トリエチレンテトラミン、ペンタエチレンヘキサミ
ン等のポリアミン、アルキル基（側鎖や不飽和結合を有
していてもよい）を有するポリアミン（例えばアルキル
アミンにエチレンイミンを反応させて得られる）芳香族
ポリアミン（トルイジン等）等の他水酸基を有する脂肪
族または芳香族基にエチレンイミン等のアルキレンイミ
ンを反応させて得られるポリアミン類であってもよく、
あるいはポリアルキレングリコール類または、活性水素
を有する脂肪族、または芳香族基を有する化合物の酸化
アルキレン付加物にアルキレンイミンを反応させて得ら
れる化合物や、逆にアルキレンイミン誘導体に酸化アル
キレンを縮合させて得られる化合物であってもよい。

含窒素異項環式化合物としては、モルホリン、ピリジ
ン、ピロール、ピロリジン、インドール、スカトール、
カルバゾール、イミダゾール、オキサゾール、チアゾー
ル、トリアジン、ピラゾール、ピペリジン、ピペラジ
ン、ピリミジン、ピラジン、プリン等種々のものが例示
される。これらは置換基を有していてもよく、あるいは
前述のごとき、酸化アルキレンやアルキレンイミン等で
変性したものであってもよい。

上述した例からも明らかなごとく、本発明に用いるアミ
ン類は混合アミン類（例えばアルキル基とヒドロキシア
ルキル基を有するアミン、芳香族基とアルキル基を有す
るアミン等）や変性アミン類（例えばポリアミンの一部
をアルキル化したアミン）であってもよく、２種以上の
アミンを混合して用いてもよい。

アミン類はカルボン酸を部分的にイソシアネート類で変
性したものであってもよい。

好ましいアミン類は第１級または第２級アミンであっ
て、脂肪族アミン、ポリアミン、アルカノールアミン類
等であり、特に炭素数８〜18の長鎖アルキルアミンを少
なくとも一個有するポリアミン類、特にジアミンやトリ
アミンが好ましい。

このようなアミン類は混炭油に添加した場合、混炭油中
灰分の装置等への沈着防止に対して優れた効果を有す
る。しかし、アミン類のみの添加では安定性に対して
は、全く効果は無い。

本発明ではアミン類に加えて、過剰の有機酸を用いる。
有機酸としては例えばカルボン酸が挙げられる。カルボ
ン酸としては脂肪族カルボン酸、芳香族カルボン酸、脂
環式カルボン酸、アラルキルカルボン酸等種々のカルボ
ン酸が例示される。

脂肪族カルボン酸は側鎖を有してもよい炭素数１〜32、
好ましくは２〜22、より好ましくは４〜18の飽和または
不飽和のカルボン酸であって、水酸基、ハロゲン等の置
換基を有してもよく、ポリカルボン酸であってもあるい
は２級炭素にカルボキシル基を有してもよい。また縮合
カルボン酸、部分エステル化またはアミド化カルボン酸
であってもよい。具体的な脂肪族カルボン酸の例は、酢
酸、酪酸、イソ吉草酸、アクリル酸、ラウリン酸、ステ
アリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、エル
カ酸、イソステアリン酸、乳酸、リシノール酸等、芳香
族カルボン酸は、アルキル基、水酸基、ハロゲン等の置
換基を有してもよく、例えば安息香酸、アルキル安息香
酸、サルチル酸、ナフトイル酸等が例示される。脂環式
カルボン酸としてはシクロヘキシル酸、シトロネル酸、
アビエチン酸、イソアビエチン酸、レボピマル酸、ネオ
アビエチン酸等のテルペノイド樹脂酸等が例示される。
アラルキルカルボン酸としては桂皮酸、フェニル酢酸等
が例示される。アルキル基や水酸基等の置換基を有して
もよい。

特に好ましいカルボン酸は炭素数12〜18程度の高級脂肪
酸、テルペノイド系カルボン酸等である。

その他の有機酸としてはスルホン酸、スルフィン酸等が
例示される。スルホン酸としては石油スルホン酸、ナフ
タレンスルホン酸、アルキルナフタレンスルホン酸、
（アルキル）ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合
物、トルエンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸
等が例示される。スルフィン酸としては脂肪族スルフィ
ン酸、芳香族スルフィン酸いずれでもよい。

有機酸としては安定性に加えて、燃焼装置の腐蝕や大気
汚染等の点でカルボン酸が好ましい。有機酸はアミン類
に対し過剰に用いる。過剰にとはアミンを完全に中和す
るに要するカルボン酸の量より多量（アミン当量より多
くのカルボン酸）に用いる。

アミン類と有機酸の量は有機酸で完全に中和したアミン
類１モルに対し、有機酸を0.01〜50モル、好ましくは0.
1〜20モルである。

アミン類は予め有機酸で中和し、これにさらに余分の有
機酸を添加して用いてもよく、両者の全量を同時に混合
して用いてもよい。あるいはアミン類と有機酸をそれぞ
れ別々に混炭油中に添加して用いてもよい。

本発明混炭油用添加剤は、混炭油に対して、0.005〜３
重量％、好ましくは、0.01〜2.0重量％程度用いる。使
用法は混炭油にそのまま添加してもよく、あるいは混炭
油の製造に用いる油に配合しても、また必要に応じて他
の混炭油用添加剤に配合してもよい。別々に混炭油に添
加する場合は結果として混炭油に対する配合比率が上記
の割合のものとなればよい。必要に応じて添加する従来
の混炭油用添加剤としては、とくに限定的ではなく、従
来公知の添加剤とも任意に配合し得る。例えばジオクチ
ルスルホサクシネート、アルキルフェノールや高級アル
コールの酸化エチレン付加物の硫酸エステル塩、アルキ
ルフェノールまたはそのホルマリン縮合物の酸化エチレ
ン付加物、高級アルコールの酸化エチレン付加物、酸化
エチレンと酸化プロピレンの共重合物、ポリエチレンポ
リアミンの酸化エチレン−酸化プロピレン付加物等が例
示される。

以下実施例をあげて本発明を説明する。

実施例 サクソンベール炭49重量部と重油51重量部をミルで湿式
製造した混炭油に対して、下記のアミンおよび有機酸を
配合添加し、灰分沈着性能と安定性能を評価した。

アミン ラウリルアミン・酢酸塩 ステアリルプロピレンジアミン・オレイン酸塩 ラウリルプロピレントリアミン・ヤジ脂肪酸塩 ジエチレントリアミン（１モル）／ヤシ油脂肪酸
（１モル）のアミド・ヤシ油脂肪酸塩 ペンタエチレンヘキサミン（１モル）／トール油脂
肪酸（１モル）のアミド・オレイン酸塩 N₂を蒸留後のN₃以上留分ポリアミン（平均１モル）
／ハートール油脂肪酸（1.5モル）のアミド・ハートー
ル油脂肪酸塩 ラウリルアミン・プロパンスルホン酸塩 有機酸 a.ラウリン酸 b.オレイン酸 c.ヤシ油脂肪酸 d.ハートール油脂肪酸 e.ハートール油蒸留残渣 灰分沈着性能 無添加の混炭油200gを70℃に維持し、この中に所定量の
添加剤を加えたあとスパチュラで手攪拌する。その後オ
ートホモミキサー（特殊機化工業社製）で4000rpm×10m
in.高速攪拌し、ホモミキサー羽根に付着した灰の量を
測定することによっておこなった。

安定性能 無添加の混炭油500gを70℃で維持し、この中に所定量の
添加剤を加えたあとスパチュラで手攪拌する。その後オ
ートホモミキサー（特殊機化工業社製）で4000rpm×5mi
n.高速攪拌する。広口250ccポリビンに200gをいれ、１
週間64℃静置したあと、垂直に10min.維持したあとポリ
ビンに残存する混炭油の量を測定することによっておこ
なった。

以上の配合処方および試験結果を表−１に示す。

発明の効果 本発明混炭油用添加剤を用いると混炭油の灰分沈着抑制
と安定性に優れた効果を得ることができる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アミン類と一価の有機酸とを含有し、かつ
   一価の有機酸がアミンを完全に中和するに必要な量より
   多く含まれている混炭油用添加剤。
2. 【請求項２】アミン類が側鎖を有することもある炭素数
   ８〜18の飽和または不飽和のアルキル基を有するポリア
   ミンである第１項記載の混炭用添加剤。
3. 【請求項３】有機酸がカルボン酸である第１項記載の混
   炭油用添加剤。
4. 【請求項４】有機酸で中和されたアミン類と有機酸のモ
   ル比が1/0.01〜1/50である第１項記載の混炭油用添加
   剤。