JPS598389B2 - 微粉炭−油混合物用添加剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、安定性と流動性が優れた微粉炭一油混合物を
製造するための、微粉炭一油混合物用添加剤に関する。

従来、微粉炭は発熱量当たりの価格が安いにもかかわら
ず、輸送の困難性、燃暁に関しての制御の困難性、発熱
量の低さ、貯蔵に要する場所がかさむといった欠点を有
しており、燃料としては問題があった。

微粉炭と油の混合物は上記欠点がなく、油単独の場合に
比べて発熱量当たりの価格が低いため実用価値が高い。

しかし、微粉炭と油とを単に混合しただけでは、比重差
のため、微粉炭粒子は沈降分離し、凝結して流動性を失
うため満足な微粉炭一油混合物は得られない。

したがって、安定性と流動性とを向上する添加剤を見い
出すことが重要で、すでに、本発明者等は上記問題点を
克服し、有効な添加剤を見い出すことに成功し、微粉炭
一油混合物の実用化を可能にした。

（特開昭５３−７８２０７）本発明者らは、更に長期間
安定性と流動性を保持し、かつ、より経済的な微粉炭一
油混合物を得るべく鋭意研究を続けた結果、後記する微
粉炭一泊混合物用添加剤を見い出す事に成功し、非常に
優れた微粉炭一油混合物の製造に成功した。

本発明により、従来よりも著しく、安定性と流動性が向
上した微粉炭一油混合物が得られ、常温はもとより高温
において長期間保存しても、微粉炭の沈降は殆ど生ぜず
、たとえ若干生じても、本薬剤の優れた働きにより、沈
降した微粉炭の凝集がほとんど起こらないため、ご《簡
単な攪拌のみで再流動化することができる。

もちろん、短期間（１５日程度）の場合は攪拌の必要も
ない。

これにより、安心して微粉炭一泊混合物を長期間かけタ
ンカー輸送することや、タンクで貯蔵することや、パイ
プラインや配管を流送することも可能となった。

また、本薬剤は、従来よりも使用量が少なくてすみ、経
済性の面からも微粉炭一油混合物の実用化を更に促進で
きた。

微粉炭一油混合物に用いる石炭とは、例えば無煙炭、瀝
青炭、亜瀝青炭、褐炭等の各種石炭で、種類や産地にか
かわりなく、また化学組成や水分含有量にもかかわりな
《、いかなるものも利用できる。

かかる石炭をそのままか、あるいは粗砕して油中に入れ
、各種湿式粉砕機により、油中で直接微粉炭とするか、
または通常の乾式粉砕機により微粉炭としてもよい。

ただし、湿式粉砕法の方が、微粉炭一油混合物の安定性
が向上し、かつ、粉砕時の自然発火や、粉じんが防止で
きるため更に良い。

石炭中の水分は、乾式粉砕時に除いても、あるいは湿式
粉砕中や粉砕後に除いてもよく、含有水分の少ないもの
は、除かなくても支障がない。

微粉炭の粒度は燃焼性より判断して、通常平均粒子径２
００μ以下のものが好ましく、更に粒度の小さい１００
μ以下が好適であるが、微粉炭一泊混合物の安定性等の
物性に関するかぎり、更に粒度の大きいものでも問題は
ない。

この微粉炭の含有量は最終混合物に対して２０〜７０重
量％であり、７０重量％以上の微粉炭を含有した場合は
、粘度が著しく高くなり、流動性を失うため好ましくな
く、２０重量％以下の場合は微粉炭含有に伴う経済面の
利点が減少するため好まし《なる。

したがって、２０〜７０重量％含有できるが３０〜６０
重量％が更に好ましい。

また、微粉炭一油混合物に用いる油とは、石油原油、原
油から得られる各種留分、例えば灯油、軽油、Ａ重油、
Ｂ重油、Ｃ重油等やエチレン分解残油、クレオンート油
、アントラセン油、各種配合油等の一般に燃料として用
いられる油や廃油、例えばガソリンスタンド廃油（自動
車潤滑油、洗浄油）鉄工所廃油（機械油、切削油、洗浄
油やそれらの混合油）、石油タンカーやその他船舶の廃
油、一般化学工場廃油等をいい、その相互の混合物も含
む。

中でも、石油原油、Ｂ重油およびＣ重油の利用が好まし
い。

単独油のみ、または予め配合した油を用いて微粉炭一油
混合物を作っても、単独油（好ましくは石油原油、重油
）で、微粉炭一油混合物を作った後、他の油を混合した
り、混焼してもよい。

水は、石炭中に含まれる水分が微粉炭一泊混合物中に混
入したり、製造者または使用者が加える場合等があるが
、水の体積分だけ輸送費、貯蔵費、その他一般管理費等
が高《なり、更に燃料時蒸発熱をうぽい、熱損失が大き
くなるため好ましくなく、少ない方がよい。

一方水は、微粉炭一油混合物の安定性を良好にする性質
と、燃焼時排ガス中のＮＯｘ とバイジンを少なくする
効果を有するため少量の混入は許される。

したがって、全水分量は９重量％以下、好ましくは６重
量％以下がよく、まったく含有しなくてもよい。

ただし、０．５％〜３％程度の水を薬剤と共に後添加し
た場合、著しく安定性が向上する場合が多い。

本発明に係る微粉炭一油混合物用添加剤とは、（ａ）
分子内に炭素数６〜１０のアルキル基を有するジまた
はモノまたはジ・モノ混合アルキルスルホコハク酸エス
テル堪とともに （ｂ） 分子内に活性水素を少なくとも３個以上有す
るアルコール、アミン、カルボン酸およびそれらの誘導
体のいずれか１種以上を出発物質として、これにアルキ
レンオキシドを付加し、その分子量を７０００〜１０万
にしたポリエーテル を含むことを特徴とするものである。

前喧ａ）記載のアルキルスルホコ・・ク酸エステル塩の
具体例としては、次のものが挙げられる。

ジヘキシルスルホコハク酸ナトリウム、モノ・ヘキジル
スルホコハク酸ナトリウム、ジ・モノ混合へキシルスル
ホコハク酸ナトリウム、ジーｎ−オクチルスルホコハク
酸ナトリウム、モノーｎ 一オクチルスルホコハク酸ナ
トリウム、モノ・ジ混合−ｎ−オクチルスルホコノ・ク
酸ナトリウム、ジー２−エチルへキシルスルホコハク酸
ナトリウム、モノ−２−エチルへキシルスルホコハク酸
ナトリウム、モノ・ジ混合−２−エチルへキシルスルホ
コハク酸ナトリウム、ジーｎ−デシルスルホコハク酸ナ
トリウム、モノーｎ−デシルスルホコノゾ酸ナトリウム
、モノ・ジ混合一ｎ−デシルスルホコハク酸ナトリウム
、炭素数６〜１００分布を持つアルコールより得たジま
たはモノまたはモノ・ジ混合アルキルスルホコノ・ク酸
ナトリウム。

また、これらＫ対応するアンモニウム塩、カリウム塩等
の１価の金属塩も有効であるが、中でもジまたはジ・モ
ノ混合の塩が好ましく、特にジまタハモノ・ジ混合−２
−エチルへキシルスルホコハク酸ナトリウム塩が好まし
い。

以下、前記（ｂ）記載のポリエーテル系化合物の具体例
とについて、説明する。

ここに言うポリエーテルとは、一般式 ＺＣ（ＲＯ）ｎＨ，ｌｍ で示しうるもので、２は分子内に活性水素を少なくとも
３個以上、好ましくは５個以上有するアルコール、アミ
ン、カルボン酸およびその誘導体の残基である。

Ｒはアルキレンオキシド残基で、エチレン、プロピレン
、ブチレン基等で、ｎはアルキレンオキシドの重合度に
より定まる値である。

ｍは２のもつ活性水素の数であり、少なくとも３以上、
好ましくは５以上である。

ＲＯは単独物であっても、２種以上でもよく、その配列
順序は単独のまま、ブロック共重合型、ランダム共重合
型になってもよい。

ただし、界面活性剤の通例として、共重合型の場合は、
ブロック共重合型にするのが一般的で好ましくは、末端
を親水基にするためエチレンオキシドを付加する。

Ｚで示される分子内に活性水素を少な《とも３個以上、
このましくは５個以上有するアルコール、アミン、カル
ポン酸およびその誘導体においてアルコール類は、例え
ばグリセリン、ブタントリオール、ヘキサントリオール
、トリメチロールプロパン、トリエタノールアミン等の
活性水素３個を有するアルコール類、ジグリセリン、ペ
ンタエリスリトール等の活性水素４個を有するアルコー
ル類、ソルビタン、ソルビトール、グリコース、シュー
クローズ、ポリ酢酸ビニル部分ケン化物、ポリ酢酸ビニ
ル共重合体部分ケン化物、セルロース、デンプン等の活
性水素５個以上を有するアルコール類が有用であり、ま
た４個以上の活性水素を有するアルコール類の部分エス
テル化物等の各種誘導体であっても３個以上の活性水素
が残っていれば用いることができる。

またアミン類とは、活性水素を３個有するアミン類、例
えばアンモニア、牛脂プロピレンジアミン等、活性水素
を４個有するアミン、例えばエチレンジアミン、テトラ
メチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、フエニレ
ンジアミン、ペンジジン、シクロヘキシルジアミン等活
性水素を５個以上有するアミン、例えばジエチレントリ
アミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペン
タミン等が有用であり、また４個以上の活性水素を有す
るアミンの部分アミド等の各種誘導体であっても、３個
以上の活性水素が残っていれば用いることができる。

また、カルボン酸とは、活性水素３個を有するカルボン
酸、例えばヘミメリト酸、トリメリト酸、トリメシン酸
等、活性水素４個を有するカルボン酸、例えばブタンテ
トラカルボン酸、ピロメリト酸、エチレンジアミン四酢
酸等活性水素５個以上を有するカルボン酸、例えばアク
リル酸重合体、アクリル酸共重合体、無水マレイン酸重
合体、無水マレイン酸共重合体、メ！クリル酸重合体、
メタクリル酸共重合体、アクリル酸やメタクリル酸エス
テルの重合体や共重合体の部分ケン化物等が有用であり
、それらの部分エステル化物等の各種誘導体も利用でき
る。

また２は異種の官能基を同一分子内に含むものであって
もさしつかえない。

例えば、グリシン、リンゴ酸、モノエタノールアミン、
ジエタノールアミン、酒石酸、アミノエチルエタノール
アミン等である。

既に本発明者らは、前記（ｂ）記載の薬剤単独でも優れ
た効果を発揮することを見い出し、特許出願中であるが
、これら薬剤に（ａ）記載の薬剤を併用した場合、更に
優れた効果を発揮することを見い出した。

また、本発明の添加剤は溶剤特にメタノール、エタノー
ル、イングロパノール、ｎ−７”ロパノール、インブタ
ノール）ｎ−ブタノール、エチルセロンルブ等の低級ア
ルコールまたは低級エルコールと水の混合物等にとかし
、使用した場合の方が優れた効果を発揮するが、溶剤を
用いなくても利用できる。

また、その他の界面活性剤を適量併用することをさまた
げるものではない。

後記する実施例での比較から明らかなように、モノまた
はジのアルキルスルホコハク酸エステル塩の単独では、
微粉炭一油混合物の安定性がそこなわれるので好ましく
なく、（ａ）記載の成分と（ｂ）記載の成分の併用が不
可欠で、併用比は（ａ）／（ｂ）一９５／５〜５／９５
、好まし《は９ ０／１ ０〜６ ０／４ ０または１
０／９ ０〜４ ０／６ ０である。

本発明の添加剤を用いて、微粉炭一油混合物を安定化な
らびに流動化させるには、乾式粉砕した微粉炭を油中に
混合後添加剤を加えるか、予め油中に添加剤を溶解後乾
式粉砕した微粉炭を加えるか、三者一括混合すればよ《
、各々に水添加を実施してもかまわなく、また、湿式粉
砕した微粉炭−油混合物に添加剤を後添加するか、油に
加えた後加えてもよ《、この場合も水添加を行ってよい
。

混合燃料系に対する本発明の添加剤の添加量は、炭種や
石炭粒度分布および油種によって若干異なるが、一般的
に混合燃料中０．０１〜５重量％、好ましくは０．０８
〜０．８重量％であり、上限の５重量％および０．８重
量％は単に経済的理由による値である。

本発明により、添加剤、微粉炭、油および必要により水
からなる分散系を形成する場合、任意の温度が採用され
、例えば、５０〜１２０℃で混合され、混合圧は加圧、
常圧、減圧脱気時でもよく、攪拌機および攪拌条件は前
記添加剤の作用が阻害されないかぎり制約されないが、
特に２ ｍ／ ｓｅｅ以上の周速度の強攪拌が好ましい
。

次゛Ｃ本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。

なお、実施例に示した部および％は、いずれも重量基準
である。

また、下記実施例に示された棒貫入試験は、次のように
行った。

試験装置として、内径５．５ＣｒｒＬ高さ２０ＣＩｒＬ
のステンレスシリンダーで、底部、底部から６ｃＩｒＬ
，１２ほの各位置に止栓付取出口を有する本のを用いる
。

このシリンダーに底部から１８ｃｒｆＬの高さまで所定
の混合燃料を入れ、そのシリンダー上部に、中心にガイ
ド孔を穿設した蓋体をかぶせ、その中心ガイド孔を通し
て、直径５朋の先端平滑なガラス棒（全自重２０ｖ）を
垂直に落下させ、その先端が混合燃料中に侵入してから
シリンダー底部に到達するまでの時間を測定し、この時
間を棒貫入時間とした。

この時間が短い程粉炭の沈降圧密が少なく流動性の優れ
た混合燃料である。

また、試験後底部から１２ｃＩｒＬの位置の止栓をはず
し、それより上の混合燃料（すなわち、底部からの高さ
１２〜１８ｃＩｒＬの個所のシリンダー内の混合燃料）
を取り出して、上層試料とし、その粘度および石炭濃度
を測定した。

次に、底部から６ＣｒｒＬの位置の止栓をはずし、それ
より上の混合燃料を採り、中層試料としてその粘度およ
び石炭濃度を測定した。

最後に底の止栓をはずし、残存混合燃料を採り、下層試
料としてその粘度および石炭濃度を測定した。

前記した棒貫入試験および粘度の測定はいずれも７０℃
で行った。

実施例 第１表に示す石炭、石油、添加剤および水の所定量を１
ｅ容器に加え、７０℃にて手攪拌を約２分間行った後、
ホモミキサーを用いて周速度３ｍ／ ｓｅｃ ７ ０℃
の条件下で１０分間攪拌して、混合燃料を得た。

このものについて７０℃で３０日間靜置試験した後、棒
貫入試験および上、中、下、各層の粘度と石炭濃度を測
定した。

得た結果を第１表に示す。第１表より、この混合燃料は
７０’Ｃ、３０日間静置試験後の棒貫入時間が製造直後
と同程度で、しかも、試験前後の粘度変化、石炭濃度変
化が少ないので、大型タンカーによる輸送あるいはタン
クでの長期貯蔵に耐えうろことがわかる。

参考例 実施例と分散剤を替えた以外は、実施例と同一条件下で
混合燃料を得た。

このものの試験前の性状および７０℃で３０日静置試験
後の結果を第２表に示した。

第２表からこれらの混合燃料では石炭が分離して圧密す
るので大型タンカーによる輸送もしくはタンク中での長
期貯蔵に耐えられないことがわかる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 偵）分子内に炭素数６〜１０のアルキル基を有する
   ジまたはモノまたはジ・モノ混合アルキルスルホコハク
   酸エステル塩ト、 （ｂ） 分子内に活性水素を少なくとも３個以上有す
   るアルコール、アミン、カルボン酸およびそれらの誘導
   体のいずれか１種以上を出発物質として、これにアルキ
   レンオキシドを付加し、その分子量を７０００〜１０万
   にしたポリエーテルを含むことを特徴とする微粉炭一油
   混合物用添加剤。