JPH0913057A - 乳化重質油燃料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 天然アスファルト等の重質油から、取扱性が
良好で、燃焼性も改善された安定な乳化重質油燃料を提
供する。 【構成】 カルボン酸系界面活性剤によって、常温で固
体状または半溶融状の重質油および水を油中水滴状に乳
濁させて成る乳化重質油燃料。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、火力発電用燃料等とし
て利用可能な油中水滴型乳化重質油燃料に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｃ重油までの常温で流動性を有する燃料
に関しては、排ガス中のＮＯxやばいじん量低減のため
に、界面活性剤と少量の水を添加して撹拌し油中水滴型
エマルジョンとすることで燃料を改質し、燃料の際に霧
化した後に沸とう微粒化を起こさせることで燃焼性を改
善する方法は公知である（例えば、特開昭４８−１３６
４１号公報参照）。しかしながらアスファルトやオイル
サンドなどの重質油に関して、油中水滴型エマルジョン
の製造技術は知られておらず、このような改善方法は行
われていなかった。最近、燃料の多様化に伴って天然ア
スファルトや石油系アスファルトなどの重質油が発電用
燃料として多用されるようになってきている。これらの
重質油は粘稠であり、また、残留炭素分も多いため、燃
焼性、例えばばいじん量あるいは灰中の未燃分の増加と
いう課題がある。この課題を克服するため、従来、燃料
添加剤の使用や、燃焼時の燃料濃度を高くして霧化性を
高めることが考えられてきたが、いずれもコストあるい
はハンドリング性の面で未だ十分とはいえなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記技術水準
に鑑みてなされたものであって、天然アスファルトなど
の重質油から、取扱性が良好で、燃焼性も改善された安
定な乳化重質油燃料を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】即ち本発明は、カルボン
酸系界面活性剤によって、常温で固体状または半溶融状
の重質油および水を油中水滴状に乳濁させて成る乳化重
質油燃料に関する。

【０００５】本発明の適用対象となる重質油は、沸点４
２０〜４５０℃以上の成分を６０％以上含有する常温で
固体状または半溶融状の重質油、例えば、アスファル
ト、熱処理アスファルト（アスファルトの加熱分解残
渣）およびビチューメン（オリノコタールやアサバスカ
ビチューメン等を含む）等である。

【０００６】カルボン酸系界面活性剤としては界面活性
剤の分野において自体公知のもの、例えば、脂肪族、芳
香族もしくは脂環式のカルボン酸またはこれらの塩類等
を適宜使用すればよいが、特に好ましくは、炭素原子数
８〜２２のアルキル基、アルケニル基もしくはアルキレ
ン基を有するカルボン酸またはこれらのアルカリ金属塩
もしくはアミン塩等の塩類である。この種の界面活性剤
としては次のものが例示される：ラウリン酸、ステアリ
ン酸、イソステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リ
ノレン酸、エルカ酸、リシノール酸、ヤシ油脂肪酸、牛
脂脂肪酸、ナフトイル酸、シクロヘキシル酸、シトロネ
ル酸、アゼエチン酸、ロジン酸、トール油脂肪酸、並び
にこれらのカルボン酸のアルカリ金属塩（ナトリウム
塩、カリウム塩等）、アルカリ土類金属塩（カルシウム
塩、マグネシウム塩等）、アンモニウム塩、およびアミ
ン塩（メチルアミン塩、ジメチルアミン塩、トリエチル
アミン塩、ジエチルアミン塩、トリエチルアミン塩、ブ
チルアミン塩、ジブチルアミン塩、エチレンジアミン
塩、ジエチレントリアミン塩、ポリエチレンポリアミン
塩、ヘキサメチレンジアミン塩、ピペラジン塩、モノエ
タノールアミン塩、ジエタノールアミン塩、トリエタノ
ールアミン塩、ベンジルアミン塩、シクロヘキシルアミ
ン塩、フルフリルアミン塩等）。

【０００７】上記界面活性剤の使用量は重質油の性状や
水の使用量等に応じて適宜選定すればよく、特に限定的
ではないが、通常は０.０１〜５重量％、好ましくは０.
１〜２重量％である。

【０００８】水の添加量は重質油の性状や最終的な油中
水滴型乳化重質油燃料の所望の性状等に応じて適宜選定
すればよいが、通常は０.５〜３０重量％、好ましくは
０.５〜２０重量％である。含水量が比較的多い場合に
は、常温で液状の燃料、例えば重油を適宜配合すること
によって、乳化重質油燃料の燃焼効率を高めてもよい。

【０００９】本発明による油中水滴型乳化重質油燃料の
調製法としては、(１)界面活性剤添加水と重質油を剪断
撹拌下で混合する方法、(２)界面活性剤添加重質油と水
を剪断撹拌下で混合する方法、および(３)界面活性剤、
水および重質油を剪断撹拌下で同時に混合する方法が挙
げられる。剪断速度は５００sec^-1以上にするのが好ま
しく、また、上記剪断撹拌は加熱（８０〜２００℃）加
圧下（１〜２０atm）でおこなうのが効率的である。な
お、このような剪断撹拌操作は、高剪断型のタービンミ
キサー、ホモジナイザーまたはコロイドミル等を用いて
おこなうのが好ましい。

【００１０】本発明による油中水滴型乳化重質油燃料
は、転相によって調製してもよい。例えば、上記の配合
処方において、水の量を２０〜４０重量％程度にして水
中油滴型乳化重質油を調製し、これをオリフィスやバル
ブ等によりインラインで剪断を加えることによって油滴
を破壊して油中水滴型乳化重質油を得てもよい。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を実施例によって説明する。実施例１ 表１に示す配合処方により、本発明による油中水滴型の
乳化重質油燃料１〜１１を調製した。表中の調製法〜
は次の通りである： 界面活性剤添加水と重質油を剪断撹拌下で混合する。 界面活性剤添加重質油と水を剪断撹拌下で混合する。 界面活性剤、水および重質油を剪断撹拌下で同時に混
合する。 得られた油中水滴型の乳化重質油燃料１〜１１の安定性
を、エマルジョン中の水滴の調製直後と１０日間静置後
の粒径を顕微鏡を用いて観察することによって評価し
た。結果を表１に示す。表中の「○」は、水滴の粒径が
１０μm以下であったことを示す。

【００１２】

【表１】

【００１３】比較例１ アスファルトと水１０重量％を１６０℃、１０atm、剪
断速度１００００sec^-1の条件下で混合して調製した油
中水滴型エマルジョン中の水滴の調製直後と１０日間静
置後の粒径を顕微鏡で観察したところ、３０μm以上で
あった。

【００１４】実施例２ 実施例１の製法に準拠して表２に示す配合処方により調
製したエマルジョンＡに、常温で液体のＡ重油またはＣ
重油を混合することによって乳化重質油燃料１２〜２３
を調製した。これらの乳化重質油燃料の安定性を実施例
１の場合と同様の方法で評価し、結果を表２に示す。

【００１５】

【表２】

【００１６】実施例３ 表３に示す配合処方によって調製した油中水滴型のエマ
ルジョンＢと重質油を、１５０℃で１０atmの条件下、
表３に示す割合で混合することにより乳化重質油燃料２
４〜３３を調製した。これらの乳化重質油燃料の安定性
を実施例１の場合と同様の方法で評価し、結果を表３に
示す。

【００１７】

【表３】

【００１８】実施例４ 表４に示す配合処方によって調製した水中油滴型エマル
ジョンＣを次の転相方法またはにより油中水滴型エ
マルジョンに転相させた： １６０℃で１０atmの条件下、１２０００sec^-1の剪断
速度での撹拌。 １６０℃で１０atmの条件下、インラインオリフィス
による油滴破壊（ブレーキング）方法。 得られたエマルジョンの一部のものにはさらに重質油ま
たは重油を表４に示す割合で混合した。以上の調製法に
よって得られた乳化重質油燃料の安定性を実施例１の場
合と同様の方法で評価し、結果を表４に示す。

【００１９】

【表４】

【００２０】

【発明の効果】本発明によればアスファルト、熱処理ア
スファルト、ビチューメンなどの重質油から、安定な油
中水滴型乳化重質油燃料が提供される。重質油を油中水
滴型エマルジョンとすることにより、取扱性が良好とな
り、さらに燃焼の際、ボイラ内で霧化した後に炉内温度
で沸騰微粒化が起こるため燃焼が促進され、燃焼しにく
い重質油の燃焼性が改善される。

フロントページの続き (72)発明者 小倉 義和 滋賀県甲賀郡甲西町大池町１番１ 株式会 社ネオス内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カルボン酸系界面活性剤によって、常温
   で固体状または半溶融状の重質油および水を油中水滴状
   に乳濁させて成る乳化重質油燃料。
2. 【請求項２】 界面活性剤が炭素原子数８〜２２のアル
   キル基、アルケニル基もしくはアルキレン基を有するカ
   ルボン酸またはこれらのアルカリ金属塩もしくはアミン
   塩である請求項１記載の乳化重質油燃料。
3. 【請求項３】 重質油がアスファルト、熱処理アスファ
   ルトまたはビチューメンである請求項１または２記載の
   乳化重質油燃料。
4. 【請求項４】 水を０.５〜３０重量％含有する請求項
   １から３いずれかに記載の乳化重質油燃料。
5. 【請求項５】 常温で液状の燃料をさらに含有する請求
   項１から４いずれかに記載の乳化重質油燃料。