JPS5849794A - 高濃度石炭−水スラリ−用分散剤 - 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】 本発明は高濃度石炭−水ヌラリー用分散剤に関する。さ
らに詳しくは、石炭粉末を高濃度に水中に分散させζパ
イプライン輸送、直接燃焼が可能な状態に分散させる高
濃度石炭−水スラリー用分散剤に関する。

従来より高濃度の石炭−水スラリーの流動性を改良する
ために、スルホン酸塩（特開昭５６−２１６８６号公報
）や硫酸エステル塩（特開昭５６−２００９０号公報）
の添加や高分子物質と低分子界面活性剤の併用（特開昭
５４−８８８０８号公報）や共重合物質（特開昭５６−
５７８８９号公報）の添加などが知られているが、スル
ホン酸塩や硫酸エステル塩は、硫黄分子や金属イオンを
含んでおり、燃焼時に硫黄酸化物や金属酸化物を発生す
る欠点があシ、また石炭濃度が６０重ｉ％の水スラリー
でも粘度が１２００ｃｐまでにしか低下しないなどの欠
点がある。また高分子物質と低分子界面活性剤を併用し
たものでは、初期沈降速度が大きく、パイプライン中や
ポンプ中に石炭が沈降するという欠点がある。また、共
重合物質を添加したものも、石炭濃度６０重重量％水ス
ラリーでも粘度が１７００ｃｐまでにしか低下せず、石
炭濃度が７０重量％以上の高濃度石炭−水スラリーでは
粘度が高くなり実用にたえないなどの欠点がある。

本発明者らは、上記欠点がなく、石炭ａ度が５０重量％
以上（好ましくは６０重重量％上）であっても十分に粘
度が低く、効率良く石炭をパイプライン輸送できる良好
な流動性を持ち、直接燃焼も可能な高濃度石炭−水スラ
リー用分散剤を見い出すべく鋭意検討した結果、特定の
分散剤を用いることによ）上記目的を達成しうろことを
見い出し本発明に到達した。

すなわち本発明は一価アルコールのポリオキシエチレン
エーテル（但し該エーテルは１８０以上のオキシエチレ
ン単位を有する）からなる非イオン界面活性剤を含有す
ることを特徴とする高濃度石炭−水スラリー用分散剤で
ある。

本発明において用いられる上記ポリオキシエチレンエー
テルにおける一価アルコールには、脂肪族アルコール、
脂環式アルコールおよび芳香族ア／ｌ、　ｍｌ−ルが、
含まれる。これらの−画アルコールとしては、下記一般
式（１）　＋　（２）または（３）で示されるものが１
使用できる： Ｒ−ＯＨ（１） ゛〔式中Ｒは炭素数が通常８〜８０、好ましくは６〜２
０の直鎖および／または分岐の飽和または不飽和のアル
キル基である。〕 （Ｒ’４．　ＲＣ−ＯＨ（２） 〔式中Ｒ′は、通常炭素数が１〜２７、好ましくは炭素
数が１〜１０の直鎖および／または分岐の飽和まだは不
飽和のアルキル基、ｎｌは通常０または１〜３の整数好
ましくは０または１、軒は、通常炭素数が８〜３０、好
ましくは炭素数が５〜１０の脂環基である。

（Ｒ”％Ａｒ　−Ｒ”’　−ＯＨ（３）〔式中には通常
炭素数が１〜２３、好ましくは１〜ＩＯの直鎖および／
または分岐の飽和または不飽和のアルキル基、ｎ２は通
常０または１〜８の整数好ましくは０，１または２　ｒ
　Ａｒは芳香核好ましくはベンゼン核まだはナフタレン
核、「“は通常炭素数が１〜２４、好ましくは１〜５の
アルキレン基またはアルケニレン基である。〕 アルコール（全体）の炭素数は通常８０以下好ましくは
６〜２０である。

上記一般式（１）で示される脂肪族アルコールには、第
１．第２または第８の飽和まだは不飽和アルコールが含
まれる。第１アルコールとしては、ヘキシルアルコール
、２−エチルヘキシルアルコール。

ラウリルアルコール、ステアリルアルコール、オレイ／
ｌ／　フルコール、オキソアルコール（炭素数１１〜１
７、側鎖率５０チ以上）などが挙げられる。

第２アルコールとしては、２−ヘキサノール、２−オク
タツール、メチルイソブチルカルビノール。

ユニオンカーバイド製［タージトールＳＪなどが挙げら
れる。第３アルコールとしては、オーグチルアルコール
などが挙げられる。これらの脂肪族アルコールは、２種
以上併用してもよく、たとえば第１アルコール（ラウリ
ルアルコール、オキソアルコールなど）と第２アルコー
ル（ユニオンカーバイド製［タージトールＳ、Ｊなど）
との混合物を用いることもできる。

上記一般式（２）で示される脂環式アルコールとしてハ
、シクロペンタノール、シクロヘキサノール。

ンクロノナノール、１−メチル−１−シクロヘキサノー
ル、２−．８−、または４−エチル−１−シクロヘキサ
ノ−と、ノニルシクロヘキサノールなどが挙げられる。

これらの脂環式アルコールは、２種以上併用してもよく
、たとえばシクロヘキサノールと２−エチル−１−シク
ロヘキサノール左の混合物を用いることもできる。

さらに一般式（３）で示される芳香族アルコールとして
ハ、ベンジルアルコール、メチルフェニルカルビノール
、β−フェニルエチルアルコール、８−フェニル−１−
プロパツール、トリルメタノール、ｐ−ノニルフェネチ
ルアル；−ルアシンナミルアルコール、８−（１−ナフ
チル）−１−プロパツールなどが挙げられる。これらの
芳香族アルコールは、２種以上併用してもよく、たとえ
ば、ベンジルアルコールとトリルメタノールとの混合物
を用いることもできる。

これらのうちで好ましいものは、脂肪族アルコール、芳
香族アルコールである。特に好ましいものは、脂肪族ア
ルコールのうちの第１．第２アルコール、芳香族アルコ
ールのうちのベンゼン核を持った第１アルコールテアル
。

これらの−価アルコールは２種以上併用してもよく、た
とえば脂肪族アルコール（ラウリルアルコール、炭素数
が１２．１４の混合物の第２アルコールなト）ト芳香族
アルコール（ｐ−ノニルフェネチルアルコール、ベンジ
ルアルコールナト）トの混合物を用いることもできる。

本発明で用いられる前記ポリオキシエチレンエーテルは
、公知の方法で製造でき、上記−価アルコールにエチレ
ンオキシドを触媒（苛性カリ、トリメチルアミンなどの
塩基性触媒またはフッ化ホウ素などの酸性触媒）の存在
下に付加することにより製造できる。

本発明で用いる上記−価アルコールのポリオキシエチレ
ンエーテル中のオキシエチレン単位の数（エチレンオキ
ンド付加モル数）は、通常１３０モル以上、好ましくは
１８０〜１６００モルである。オキシエチレン単位の数
が１８０モルより少ないと、石炭の分散性が悪くなり、
粘度が低下せず好ましくない。

本発明で用いる上記−価アルコールのポリオキシエチレ
ンエーテル中のホリオキーシエチレン基ハ、通常９５重
量−以上、好ましくは９６〜９９．８重量％である。９
５重量％より小さいと、石炭の分散性が悪くなり、粘度
が低下せず好ましくない。

本発明で用いる上記−価アルコールのポリオキシエチレ
ンエーテルの分子量ハ通常６０００〜１０００００　。

好ましくは８０００〜７００００である。分子量が１０
００００よシ大になる七石炭−水スラリーの粘度が十分
に低下せず、また６０００より小になると、石炭が水に
十分に分散せず、石炭濃度が７０重量％で粘度が２００
０ｃｐ（２０℃）以下に低くならないなど好ましくない
。

本発明の分散剤は、石炭−水スラリー中の石炭の重量に
基づいて、通常０．０１〜５．０％、好ましくは、０．
０５〜２−０’ｌＮｍ’加することにより、水中に高濃
度（たとえば５０重１ｉｔ％以上）の石炭粒子を分散さ
せうる。一般に、石炭粉末の種類および粒度などによっ
て異なるが、分散剤を添加しない場合は、石炭濃度が３
０重量％を越えると、流動性がなくなってくるばかシで
なく、本発明以外の分散剤、たとえば二価アルコール、
エチレンジアミン少よびエステル結合金’［１（たとえ
ばヒマシ油、ソルビタンモノ−またはトリー脂肪酸エス
テル）などのアルキレンオキンド付加物を添加しても、
石炭濃度が６０重量％を越えると流動院がなくなり実用
的でない。一方、本発明の分散剤を所定量添加すると、
石炭粒子が水の中に分散して粘度が低下し流動性が良好
となる。石炭−水スラリーを構成する石炭濃度はあまり
小さいと、輸送効率が悪くなり、脱水工程にも費用がか
かり、直接燃焼も出来ないなど意義がなくなる。また、
あまり大きいと、粘度が高くなりすぎ、スラリー化しな
いので、石炭の種類２粒度により異なるが、通常５０％
以上（とくに５０〜９５％）、好ましくは、６０〜９０
％である。

本発明の分散剤は必要により昭和５６年９月７日付特許
願（１）に記載の多価アルコールのポリオキシアルキレ
ンエーテルと種々の割合たとえハ１００：θ〜１：１０
０で併用することができる。

本発明の分散剤は単独でまたは上記多価アルコールのポ
リオキシアルキレンエーテルと組合せて使用するのが好
ましいが必要により他の分散剤を併用することもできる
。他の分散剤としては、特開昭５６−２１６８６号公報
、特開昭５６−２００９０号公報、特開、昭５４−８８
８０８号公報、特開昭５６＝５７８８９号公報、特開昭
５６−５７８９０号公報、特開昭５６−５７８９１号公
報などに記載の分散剤が挙げられる。本発明の分散剤（
および場合により上記多価アルコールのポリオキシアル
キレンエーテル）と他の分散剤との割合（重量比）は通
常１０／９０〜１００１０好ましくは２０／８０〜１０
０１０とくに好ましくは５０１５０〜Ｚｏｏ１０である
。

本発明の分散剤を用いて石炭−水スラリーを製造する方
法は通常の方法でよく、石炭２分散剤。

水の混合順序は何れでもよい。たとえば、分散剤を水に
溶解または分散させて石炭を加え適当な混合装置または
粉砕装置により調整することができる。

本発明の分散剤を使用して製造された石炭−水スラリー
の粘度は、石炭濃度８０％以上（８０〜９５チ）の水ス
ラリーで通常５０　Ｑ　Ｏｃｐ以下（２０℃）、とくに
５０〜２０００　ｃｐである。まだ、たとえば石炭濃度
６０チの水スラリーでは通常１０００　ｃｐ以下（２０
°Ｃ）とくに２０〜ｇ　ｏ　ｏ　ｃｐである。さらには
石炭濃度７０チの水スラリーでは通常２０００　ｃｐ以
下（２０℃）とくに５０〜１４００ｃｐである。

本発明で言う石炭としては、無煙炭、瀝青炭、亜瀝青炭
、褐炭などである。石炭の粒度は、通常粒径が８１１１
１以下、好ましくは０．５朋以下である。

ｎ明の分散剤を使用して製造された石炭−水スラリーは
通常のパイプラインで輸送することができる。送られた
石炭−水スラリーは、直接に燃料として通常の微粉炭ボ
イラーで燃焼できる。また脱水してまたは直接にガス化
、液化または゛コークス製造などの各用途に供される。

本発明の分散剤を使用して製造された石炭−水スラリー
は、従来の分散剤（たとえば、特開昭５６−２１６８６
号公報、特開昭５６−２００９０号公報。

特開昭５４−８８８０８号公報、特開昭５６−５７８８
９号公報、特開昭５６−５７８９０号公報、特開昭５６
−５７８９１号公報などに記載の分散剤）を開用して製
造された石炭−水スラリーに比べて粘度が極端に低く（
従来、石炭濃度６０チ、石炭平均粒子径０．０７４１１
１＋ｌ＋で粘度１２００ｃｐ以上、本発明のもめ２ト９
００ｃｐ）、従って石炭濃度を高くして輸送効率を高め
る（たとえば石炭濃度７０〜９５チ）ことができる。ま
た石炭濃度が比較的低い（たとえば８０％以上、６０チ
未満）場合は、粘度が極端に低く、かつ均質な石炭−水
スラリーが得られ、石炭−水スラリーの輸送エネルギー
の減少を図ることができる。

以下に実施例によシ本発明をさらに説明するが本発明は
これに限定されるものではない。

以下において、ＥＯ、ＰＯはそれぞれエチレンオキシド
、プロピレンオキシドを示し、ｍはＥＯ付加モル数を示
す。ＭＷは、平均分子量を示し、ＥＯ％は、当該ポリオ
キシエチレンエーテル分子中のポリオキシエチレン基の
重量襲を示す。また、比率（分数）は、重量比を示す。

実施例１〜１５および比較例１〜９ 次のような組成を有する本発明の分散剤（実施例１〜１
５　）および従来の分散剤（比較例１〜９）について、
後述の方法で石炭−水スラＩＪ　−全；Ｊ４製しその性
能評価を行なった。

実ｍ例１ニラウリルアルコールＥＯ付加物１ｍ二約９０
０．ＭＷ＝約４００００．ＥＱ％＝９９．５チ。

実施例２ニラウリルアルコ一ルＥＯ＋ｔ７１０物１ｍ二
約２００Ｍ、Ｗ−約９０００．　ＥＯチー９８チン 実施例８：炭素数１０．１２，１４．１６の混合第１−
アルコール（直鎖、絶和）ＥＯ付加物１ｍ−約１５９０
゜ＭＷ−約７００００　、　ＥＯチニ９９．７％。

実施例４：炭素数１０．１２，１４．１６の混合第１ア
ルコール（直鎖、飽和）ＥＯ付加物９ｍ−約１９０゜Ｍ
Ｗ＝約８５００．ＥＯチ＝９８％。

実施例５：ステアリルアルコールＥＯ付カロ物。

ｍ−約２２０．ＭＷ：約１００００．ＥＯ％＝９７％。

実施例６：ステアリルアルコールＥＯ付加物。

ｍ−約１５００．ＭＷ−約６５０００　、ＥＯ％＝　９
９．６％実施例７：オレイルアルコールＥＯ付加物２ｍ
二約２００．ＭＷ＝約９０００．ＥＯチー９７％。

実施例８ニオレイルアルコ一ルＥＯ付加物２ｍ二約５０
０．ＭＷ−約２２５００．ＥＯ％＝９９％。

実施例９：炭素数１２Ｓ−１５，側鎖率６６−のオキソ
アル：ｌ−ルＥＯ付加物９ｍ−約１９０．ＭＷ−約８５
００　。

ＥＯ％＝９８％。

実施例１０：炭素数１２．１４の第２アルコールＥＯ付
加物９ｍ−約１８０．ＭＷ＝約８０００．ＥＯ％＝９８
％。

実施例１１：炭素数１２．１４の第２アルコールＥＯ付
加物２ｍ−約５００．ＭＷ−約２８０００．　ＥＯ％＝
９９％、。

実ｍ例、１２：β−フェニルエチルアルコールＥＯ付加
物＋ｍ”約８４０．ＭＷ＝約１５０００　、　ＥＯ％　
＝９９．２ｑ６゜ 実ｍ例１８：β−フェニルエチルアルコールＥＯ付加物
ｒ　ｍ＝約１０００．ＭＷ＝約４８５００．ＥＯ％＝９
９．７チ。

実施例１４：ベンジルアルコールＥＯ付加物。

ｍ二約１０２０．ＭＷ＝約４５０００．ＥＯ％＝９９５
゜実施例１５：ベンジルアルコールＥＯ付加物。

ｍ−約５００．ＭＷ二約２２０００　、ＥＯ％−９９チ
。

比較例１：炭素数１２．１４の第２アルコールＥＯ付加
物２ｍ−約８０．ＭＷ＝約１４００．ＥＯ％＝８７係。

比較例２：ポリオキシエチレン（約１００モル）ノニル
フェニルエーテル、ＭＷ＝約４６００．　ＥＯ％：９５
％。

比較例３：ポリオキシエチレンポリオキシプロピレング
リコールのブロック共重合物Ｉ　ＭＷ：１１００　。

ポリオキシプロピレングリコールのＭＷ：１７５０゜比
較例４：エチレンジアミンのＰＯ，ＥＯブロック付加物
、　ＭＷ：２７００．ＥＯ％：３０゜比較例５：ヒマシ
油のＥ０３０モル付加物。

比較例６：ソルビタンのラウリン酸モノエステルのＥ０
２０モル付加物。

比較例７：無水マレイン酸／ジイソブチレン＝１／１の
コーポリマーのＮａ塩、　　ＭＷ　：　１５０００゜比
較例８：メタクリル酸メチル／スチレン−６／４の１−
ポリマーの加水分解物のＮａ塩、　ＭＷ：　１００００
゜比較例９ニアクリル酸／マレインｅ　＝　１／１　ノ
コ−ポリマーのＮａ塩、　ＭＷ　：　６０００゜１）石
炭−水スラリーの調製及び流動性の評価分散剤を有効成
分で１．ｔ５ｙｃ石炭濃度６０重量％のときは、−１，
５ｐ）を秤取し水を加えて全体を１５０ｆ（石炭濃度６
０重量％のときは２００ｇ）として、分散剤を水に溶解
または分散させ、この水溶液に２００メツシユ８０ｑ６
パスまで粉砕した南太夕■ 張１号炭５５ｏｙ　（石炭濃度６０重量％のときは、ａ
ｏｏｇ）を、室温にて少量ずつ加えた。全量加え終った
のち放射板状６枚羽根タービンにて５００ｒｐｍ、５分
間攪拌し、その後ホモミキサー（特殊機化工製）にて８
０００ｒｐｍ、　１０分間攪拌して石炭−水スラリーを
調製し１．ｙｖ（３にて粘度を測定し、流動性を評価し
た。その結果を表１に示す。粘度の低いものが流動性の
良い事を示している。

（注） ■南父夕張１号炭（日本瀝青炭、北海道塵）発熱量８８
９０　（Ｋｃａｌ／Ｑ　）　、固有水分１．１％、灰分
５１チ、揮発分３６．２チ、固定炭素５７．６％元素分
析値：Ｃ６２，８％、Ｈ４，５％、０４゜７％。

Ｎ１．２チ、ＳＯ，２チ 表　　　　　　１ 表　　１　　　（続き） （注）※１：対石炭１重量％。

※２：対系全体２重量％。

※３：２０℃における粘度、センチポイズ（ｃｐχ※　
４　： これらの結果より、本発明の分散剤は、石炭濃度が高く
ても（たとえば６０重量％以上、特に７０重量％以上）
十分に粘度が低く、パイプライン輸送に適する流動性を
有するなど優れた効果を有することが明らかである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、−価アルコールのポリオキシエチレンエーテル（但
   し該エーテルは１３０以上のオキシエチレン単位を有す
   る）からなる非イオン界面活性剤を含有することを特徴
   とする高濃像石炭−水スラリー用分散剤。 ２、−価アルコールが炭素数８〜３０の脂肪族、脂環式
   または芳香族アルコールである特許請求の範囲第１項記
   載の分散剤。 ３、該ポリオキシエチレンエーテルがその分子中に少な
   くとも９５重量％のポリオキシエチレン基を有する特許
   請求の範囲第１項または　第２項記載の分散剤。 ４、該ポリオキシエチレンエーテルが６００ト１０００
   ００の分子量を有する特許請求の範囲第１項、第２項ま
   たは第３項記載の分散剤。