JPS60206896A - ピツチの水中分散剤 - 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】 本発明は新規なピッチの水中分散剤に関するものである
。

現在もなお主要なエネルギー源である石油は、化学工業
その他の原料としても重要であり、今後とも大量に消費
されていくであろうが、資源として有限である事並びに
供給の制約等から、近年、代替エネルギーの検討及び利
用が進み、産業用重油の消費は低下して来た。しかし、
一方では、ガソリン等軽質なものの需要は増大している
。この様な情況下にあって、重質油の分解による軽質化
が進み、石油精製工場には軽質化において副生するピッ
チが大量に産出されている。このピッチは石炭に比べ灰
分も微少でその高位発熱量も約８５００ｋｃａ　Ｑ　／
ｋｇと大きく、燃料としての利用は非常に有利であるが
、従来の設備で直接燃焼しようとすると重質で融点が高
い為、輸送、燃焼の面で困難性がある。

本発明者等は、従来の燃焼設備を用いて燃焼し得るスラ
リー状ピッチ組成物を開発すべく鋭意研究を重ねた結果
、水性媒体中に特別の分散剤を用いて分散されたスラリ
ー状のピッチ組成物は、ピッチ濃度を５０重量％以上と
いう高い条件に保持してもスラリー粘度は小さく、ゲル
化温度が高く、しかも沈降しにくく、かつ輸送性、貯蔵
性及び噴霧燃焼性に著しく優れ、従来の燃焼設備で容易
に燃焼させること゛ができスラリー燃料として極めて優
れていることを見出し、本発明を完成するに到った。

即ち、本発明によれば、２個以上の活性水素を有する化
合物をポリアルキルエーテル化して得られる複数のポリ
アルキルエーテル鎖を持つ、必要に応じ架橋を形成して
いる分子量１０００〜１０００００の化合物において、
該ポリアルキルエーテル鎖の少なくとも１部の末端には
カルボキシアルキルエーテル基が導入され、かつ該ポリ
アルキルエーテル鎖はポリオキシエチレン基を少なくと
もその一部として含有し、全体として水溶性を有するこ
とを特徴とするピッチの水中分散剤が提供される。

本発明で使用するピッチとしては、（ａ）原油減圧蒸留
残渣油等の重質油を、プロパン、ブタン等の溶剤で油分
を抽出する際に得られる抽出残渣（溶剤脱歴アスファル
ト、ＳＤＡアスファルト等と呼ばれる）、（ｂ）重質油
を熱分解して軽質油を製造する際の副生残渣、（ｃ）石
油留分を接触分解（一般にＦＣＣ法と呼ばれる）で得ら
れる副生残液、（ｄ）重質油をスチーム熱処理して軽質
油を製造する際の副生残渣等の石油からのピッチの他、
（ｅ）液化石炭の蒸留残液等の石油系ピッチに類するも
のも含まれ、さ゛らに前記ピッチ類に水素化処理や熱処
理を施し−たものも含まれる。

本発明のピッチ組成物を製造するには、ピッチを粗粉砕
して粗粉砕物を得、この粗粉砕物を分散剤を溶解又は分
散させた水性媒体と混合混練し、微粉砕化処理すればよ
い。この場合、一般＋７１　粉砕機ないし混練機が使用
できるが、例えば、粗粉砕機としては、ハンマーミルな
どが適用され、微粉砕機としては、湿式粉砕機用のボー
ルミル、ロールミル、サンドミル、コロイドミル、高速
剪断型ホモジナイザー（例えばＴＫＡ−ＷＩＥＲＫ　Ｊ
ＡＮＫＥ　＆　、ＫＵＮＫＥＬ　ＫＧ社製、商品名：ア
イカウルトラタラックス）などが適用できる。また本発
明の、ピッチ組成物を製造する一場合、前記粗粉砕と微
粉砕を１段で行なうことも可能であり、例えば粗粒子状
ピッチと分散剤を溶解又は分散させた水溶液とを高速剪
断型湿式微粉砕機、例えばジーファ社製トリゴナールな
どにかけて造ることができる。混練微粉　９砕等の操作
は常温で十分であるが、必要に応じて１００℃までの加
温を採用することもできる。さらに本発明の１ピッチ組
成物は高温の液体状ピッチと、分散剤を溶解又は分散さ
せた水溶液とを高速剪断型のホモジナイザー、例えば、
前記コロイドミル、トリボナール等にかけることにより
製造することも可能である。

前記の方法により得られたピッチ組成物のピッチは、極
めて微細な粒度に粉砕されたもので、通常２００メツシ
ュパス約７０重量％以−Ｆ、好ましくは約８０重量％以
上の粒度分布を有する。

本発明におけるピッチ組成物中のピッチ含量は少なくと
も５０重量％、好ましくは７０〜８０重量％である。ま
た分散剤の使用量はその種類によって適宜変化するが一
般的にはピッチ１００重量部に対し、０．１〜２重量部
、好ましくは０．２〜１重量６部程度であり、その最適
量は分散剤の種類によって適宜選定する。

本発明のピッチの水中分散剤は、親木基とじてポリオキ
シエチレン基を少なくともその一部として含有するポリ
アルキルエーテル鎖を複数有すると共に、そのポリアル
キルエーテル鎖の末端がカルボキシアルキルエーテル化
され、さらに、必要に応じ、該ポリアルキルエーテル鎖
は架橋′を形成していてもよいことを特徴とする。

本発明のピッチの水中分散剤において、ポリアルキルエ
ーテル鎖の数は、活性水素を有する化合物（活性水素化
合物）の活性水素の数に応じた数であり、本発明の場合
、その数は２個以上である。

また、この場合、活性水素化合物へのポリアルキルエー
テル鎖の導入は、従来公知の方法によって行われ、例え
ば、酸化エチレン、酸化エチレンと他のアルキレンオキ
シド（酸化プロピレンや、酸化ブチレン等）を、活性水
素化合物に対し付加重合させればよい。酸化エチレンと
他のアルキレンオキシドを併用する場合、ブロック重合
又はランダム重合のいずれの重合法も採用し得るが、酸
化エチレン基が末端を形成するように付加重合させるの
が好ましい。本発明の場合、ポリアルキルエ−チル話は
、少なくとも一部としてポリオキシエチレン基を含有す
るもので、その含有量は、分散剤分子全体に対し、水溶
性を確保し得るように、通常、４０〜９０重量％、好ま
しくは６０〜８０重量％であり、また分散剤の全分子量
は１０００〜１０００００、好ましくは５０００〜５０
０００の範囲に調節するのがよい。

ポリアルキルエーテル鎖を導入するための基質となる活
性水素化合物は、２個以上の活性水素を有するものであ
ればよく、その例としては、エチレングリコール、プロ
ピレングリコール、ブチレングリコール、ブタンジオー
ル、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリエタノ
ールアミン、ジグリシジル、ペンタエリスリトール、ソ
ルビタン、ソルビトール等のヒドロキシル基含有化合物
、あるいはメチルアミン、エチルアミン、プロピルアミ
ン、アンモニア、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジ
アミン等のアミン類、カテコール、レゾルシン、ハイド
ロキノン、フェノールホルムアルデヒド縮金物、アルキ
ルフェノールホルムアルデヒド縮合物等のフェノール類
などである。

このポリアルキルエーテル化活性水素化合物は、必要に
応じ架橋剤によって架橋することができる。

この場合、用いられる架橋剤の具体例とし”Ｃは、ヘキ
サメチレンジイソシアネート、トルエンジイソシアネー
ト、メタキシレンジイソシアネート、４．４′−ジフェ
ニルメタンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネ
ート、イソホロンジイソシアネート等の多価イソシアネ
ート化合物、ジグリッジノウエチレングリコール、ジグ
リシジルプロピレングリコール、ジグリシジルビスフェ
ノールＡ、ジグリシジルビスフェノールＳ等の多価エポ
キシ化合物、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、
フタル酸、無水フタル酸、トリメリット酸、ピロメリッ
ト酸等の多価カルボン酸、ホルムアルデヒド、グリオキ
ザール等のアルデヒド化合物等がある。この場合、架橋
の形成は、分散剤の水溶性が損われない限り任意である
が、一般には、存在するポリアルキルエーテル鎖の２５
〜７５モル％、好ましくは２５〜５０モル％が架線化さ
れるようにするのがぷい。　゛ 本発明の分散剤の場合、分散剤中に存在するポリアルキ
ルエーテル鎖又は一部架橋を形成しているポリ〉ルキル
エーテル鎖の末端は、その少なくとも一部がカルボキシ
アルキルエーテル化されているが、この場合のカルボキ
シアルキルエーテル化は従来公知の種々の方法が採用さ
れ、例えば、空気酸化のような酸化法によっても可能で
あるが、通常は、ポリアルキルエーテル鎖に残存する末
端水酸基の反応性を利用して、アルキルカルボキシル化
剤を反応結合させるのがよく、例えば、モノクロル酢酸
、モノクロル酢酸ソーダ、アクリル酸、メタクリル酸、
アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリロニト
リル等を反応させ、必要に応じ、加水分解や中和処理を
施す。この場合の中和剤としては、水酸化ナトリウム、
水酸化カリウム等の無機塩基や、アンモニア、メチルア
ミン、エタノールアミン等の有基塩基が使用される。こ
のようにして、ポリアルキルエーテル鎖の末端に対し、
式−〇−Ｒ−ＣＯＯＭ（Ｒはメチレン、エチレン等の低
級アルキレン基、には水素の他、ナトリウム、カリウム
、アンモニウム、有機アンモニウム等の陽イオンを表わ
す）で表わされるカルボキシアルキルエーテル基が導入
される。この場合、カルボキシアルキルエーテル基は、
存在するポリアルキルエーテル鎖に対し、通常２５〜°
１００モル％好ましくは５０〜１００モル％の割合にす
るのがよい。

本発明の分散剤を用いて得られるピッチ組成物において
１分散性が良好でゲル化温度が高く、低粘度でかつ沈降
しにくいものを得るには、前記した特定の分散剤が必須
であり、分散剤を用いない場合にはピッチは非常に水に
ぬれにくいために水中に安定に分散させることができな
い。また分散剤としてオレイン酸ソーダやアルキルベン
ゼンスルホン酸ソーダ、リグニンスルホン酸ソーダ、ナ
フタレンスルホン酸ソーダ／ホルマリン縮金物等を単に
用いても所期の目的を達成することができない。

本発明の分散剤は、単独で使用できる他、他の界面活性
剤を併用する事も可能であり、また、既知の分散安定助
剤であるビロリン酸塩、トリポリリン酸等のリン酸塩や
、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、
グアガム、カルボキシメチルセルロース等高分子系の保
護コロイド剤を併用すｇ事もできる。

本発明の分散剤を用いて得られるピッチ組成物は、ピッ
チ濃度が高いにもかかわらず、スラリーの粘度は低く分
散性も良好であり、従って、貯蔵輸送が容易であり１通
常の燃焼装置による噴霧燃焼が可能であ□る。燃料とし
てみた場合、本発明の組成物中には、適量の水分が含ま
れている為に、燃焼に際して媒塵が低減し、ＮＯｘの発
生が減少する等の利点もある。また、このようなピッチ
組成物はガス化原料としても好適である。

次に、本発明の詳細な説明する為に実施例を記す、なお
以下において示す部及び％は特記されない限り重量基準
である。

実施例１ ポリプロピレングリコール（分子量３０００）１００部
にエチレンオキシド２００部を苛性カリ触媒下、１５０
℃で付加重合し、次にモノクロル酢酸ソーダ４部を苛性
ソーダ触媒下、１００℃で３時間反応させ、分立側組成
物Ｎｏｌを得た。

次に、減圧残渣油の熱分解ピッチ（融点１８０　’Ｃ１
揮発分４１．１％、灰分０．１％）をハンマーミルで２
３０Ｏｒｐｍの回転数で粉砕し、２００メツシュパス３
２％の粉砕物を得た。この粗粉砕ピッチ７０部を、水３
０部に溶解した分散剤組成物ＮｏＩ　Ｏ，３５部と混合
し、高速剪断型ホモジナイザー（商品名：アイカウルト
ラタラツクス、ＩＫＡ−ｗＥＲＫ　ＪＡＮＫＥ　＆　Ｋ
ＵＮＫＥＬ　ＫＧ社製）で１０，０００回転／分（周速
度１８ｍ１秒）で攪拌粉砕処理してピッチ／水スラリー
を得た。このスラリー中に含まれるピッチの粘度は２０
０メツシユ篩を通過する量で表わして８０〜８５％の範
囲であった。得られたスラリーの粘度及び静置安定性（
均質性）を以下のように測定した。その結果を第１表に
示す。

試験方法 粒度：湿式篩分は法 粘度二東京計器製のＢ型粘度計（ロータＮｏ３回転数６
Ｏｒｐｍ）を用いて温度２５℃で測定静置安定性ニスラ
リ−をメスシリンダー（１００ｍＱ）に入れて温度２５
℃で静置し、 ２４時間後、７日後及び３０日後の分 散状態と沈殿物の硬さを評価した。

Ｏ：分散状態良好で、沈殿物生じない。

Δ：僅かに沈降しているが、沈殿物は柔らかく再分散性
良好。

×：５０％程沈降していて硬い。

××：完全に沈降していて非常に硬い。

実施例２ ノニルフェノールホルマリン縮金物１００部にエチレン
オキサイド２００部をナトリウムメチラート触媒下に１
７０℃で付加重合し、次いでアセトン１５０部中でトル
エンジイソシアネート２５部をリフラックス下、１時間
反応させた後、脱溶媒し、更にアクリル酸４０部を添加
し、ナトリウムメチラート触媒下６０℃で１５時間反応
後、苛性ソーダで中和し、分散剤組成物Ｎｏ２を得た。

次に、溶剤脱歴アスファルト（融点１３９℃、揮発分５
２．４％、灰分０．２７％）の粗粉砕物（ｌ■■篩通過
通過分５部を、水２５部に溶解した分散剤組成物Ｎｏ２
０．３５部と混合し、高速剪断ホモジナイザー（商品名
：アイカウルトラタラツクス）で１００００回転７分攪
拌処理して、ピッチｌ水スラリーを得た。このスラリー
中に含まれるピッチの粒度は２００メツシユ篩を通過す
る量で表わして、８０〜８５％の範囲であった。得られ
たスラリーの性状を第１表に示す。試験方法及び符号は
実施例１の場合と同じである。

第１表には更に分散剤組成物としてＮｏ３〜ｌＯの実施
組成物とＮａ１ｌ−１４の比較組成物の試験結果を示し
た。

なお、表中に示した符号は次のことを表わす。

ＣＤ：カルボキシメチル ＥＣ：カルボキシエチル ＰＯＥ　：ポリオキシエチレン ｐｏｐ　：ポリオキシプロピレン １１ＭＤＩ：ヘキサメチレンジイソシアネートＴＤＩ＝
トルエンジイソシアネート ｐｐｃ　：ボリプロピレングリコール Ｇ：グリセリン ＮＰ：ノニルフェノール ＰＥ：ペンタエリスリトール ＴＥＡニトリエタノールアミン ＥＤＡ　：エチレンジアミン １１０：ハイドロキノン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）２個以、上の活性水素を有する化合物をポリアル
   キルエーテル化して得られる複数のポリアルキルエーテ
   ル鎖を持ち、必要に応じ架橋を形成している分子量１０
   ００〜ｔｏｏｏｏｏの化合物において、該ポリアルキル
   エーテル鎖の少なくとも１部の末端にはカルボキシアル
   キルエーテル基が導入され、かつ該ポリアルキルエーテ
   ル鎖はポリオキシエチレン基を少なくともその一部とし
   て含有し、全体として水溶性を有することを特徴とする
   ピッチの水中分散剤。