JPH0134480B2 - - Google Patents
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- JPH0134480B2 JPH0134480B2 JP58050830A JP5083083A JPH0134480B2 JP H0134480 B2 JPH0134480 B2 JP H0134480B2 JP 58050830 A JP58050830 A JP 58050830A JP 5083083 A JP5083083 A JP 5083083A JP H0134480 B2 JPH0134480 B2 JP H0134480B2
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- Japan
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- compound
- carboxylic acid
- polyvalent
- polyether compound
- pulverized coal
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Description
本発明は、安定性と流動性がすぐれた湿式粉砕
法によつて得られる微粉炭−油混合物(以下「微
粉炭−油混合物」を「COM」という)を製造す
るための添加剤に関する。
従来、微粉炭は発熱量当りの価格が安いのにも
かかわらず、輸送の困難性、燃焼に際しての制御
の困難性、発熱量の低さ、貯蔵に要する場所がか
さむ等の欠点を有しており、燃料としては問題が
あつた。COMは上記欠点がなく、油単独の場合
に較べて発熱量当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COMは得
られない。
これらの問題点を解決するため特開昭57−
165490号や特開昭57−53594号や特開昭54−53106
号には窒素原子数7〜200個のポリアルキレンイ
ミンのアルキレンオキシド付加物や、3個以上の
水酸基を有するポリオールのエピハロヒドリン反
応物や、分子量1000〜2万のポリエーテル化合物
を架橋した化合物を用いることが記されている
が、これらの薬剤では、ある程度の効果は有する
ものの、石炭粒子との吸着性が弱いため、長期間
貯蔵すると、薬剤効果が減少し、石炭粒子の沈降
が始まるので、実用上、大きな問題となつてい
た。
そこで、本発明者らは、長期間安定性と流動性
を保持し、かつより経済的なCOMを調製するた
めの添加剤について鋭意研究を続けた結果、本発
明を提供するに至つたものである。すなわち、湿
式粉砕法によつて得られるCOMに用いる
〔イ〕 窒素原子数7〜200個、好ましくは9〜
100個を有するポリアルキレンイミンまたはそ
の誘導体を出発物質とし、これにアルキレンオ
キシドを付加したポリエーテル化合物、
を、
多価イソシアネート、多価エポキシ化合物、
多価アルデヒド、多価カルボン酸または多価カ
ルボン酸誘導体、過酸化物、ホルマリンから成
る群より選ばれた少なくとも1種以上によつて
結合させて得た分子量1000〜60万、好ましくは
7000〜30万の結合ポリエーテル化合物、
または
〔ロ〕 〔ロ−1〕 前記結合ポリエーテル化合
物の末端水酸基の一部または全部
と、
硫酸化剤、リン酸化剤、有機カルボン酸、
カルボン酸ハライド、カルボン酸無水物、エ
ポキシ基含有化合物、ビニル基含有化合物、
モノイソシアネート化合物、アルキルハライ
ド、アルデヒド、ハロゲンカルボン酸、ハロ
ゲン化水素、ハロゲン化リンから成る群より
選ばれた少なくとも1種
とを、反応させて得た化合物
または
〔ロ−2〕 前記結合ポリエーテル化合物の末
端水酸基の一部または全部を酸化剤で酸化し
て得た化合物、
を主成分とすることを特徴とする微粉炭−油混合
物用添加剤である。
本発明において、COMに用いる石炭としては、
例えば無煙炭、瀝青炭、亜瀝青炭、褐炭等の各種
石炭を利用でき、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く、いか
なるものも利用できる。
本発明においては、かかる石炭をそのまま、あ
るいは粗砕して油中に入れ、各種湿式粉砕機によ
り油中で直接微粉砕して製造する湿式粉砕法によ
つて得られるCOMを対象とする。湿式粉砕法の
方が、COM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さらによい。石
炭中の水分は粗砕時に除いても、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200ミク
ロン以下のものが好ましく、さらに粒度の小さい
100ミクロン以下が好適であるが、COMの安定性
等の物性に関する限り、さらに粒度の大きいもの
でも問題はない。この微粉体の含有量は、最終混
合物に対して20〜70重量%であり、70%以上の微
粉炭を含有した場合は粘度が高くなり、流動性を
失うため好ましくなく、20%以下の場合は微粉炭
含有に伴う経済名の利点が減少するため好ましく
ない。従つて20〜70重量%含有できるが、30〜60
重量%がさらに好ましい。
また、本発明において、COM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
ン分離残油、クレオソート油、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、それら
の相互の混合物も含む。単独油のみ、またはあら
かじめ配合した油を用いてCOMを調製してみて
も、単独油(好ましくは石油原油、重油)で
COMを作つ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COM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
般管理費が高くなり、さらに燃焼時蒸発熱をうば
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COM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。従つ
て、全水分量は15重量%以下、好ましくは6重量
%以下がよく、全く含有しなくてもよい。
次に、窒素原子数7〜200個、好ましくは9〜
100個を有するポリアルキレンイミンとは、
で表わされる構造を有する[エンサイクロペデイ
ア、オブ、ケミカル、テクノロジー、第3版、第
13巻、第156〜157頁参照]窒素原子数7〜200個
のポリエチレンイミンまたはポリプロピレンイミ
ン(例:第1表中A−1〜I−1、第2表中A−
2〜I−2の出発物質)、さらにアルコール類、
フエノール類、アミン類、カルボン酸等の活性水
素を有する物質にエチレンイミンおよび/または
プロピレンイミンを付加重合し、窒素原子数7〜
200個にしたもの(例:第1表中J−1〜L−1、
第2表中J−2〜L−2の出発物質)、ジハロゲ
ノアルカンのアンモノリシスまたはアミノリシス
によつて得られる窒素原子数7〜200個のもの等
であり、また前記ポリアルキレンイミンの誘導体
とは、前記ポリアルキレンイミンが通常のアミン
と同様に、優れた化学反応性を有していることに
より合成される下記(a)〜(g)項までの各種誘導体で
あつて、かつ窒素原子数が7〜200個、好ましく
は9〜100個を有するもの等である。下記(a)〜(g)
各項の各反応性を併記する。(「話題の製品・技術
レポーート080−11エチレンイミンとポリエチレ
ンイミン」1980年11月化学市場研究所−参照)
(a) アルデヒド類、ケトン類との反応生成物
(例:第1表中N−1、第2表中N−2の出発
物質)
(b) アルキルハライドとの反応生成物(例:第1
表中M−1、第2表中M−2の出発物質)
(c) イソシアネート類、チオイソシアネート類と
の反応生成物(例:第1表中P−1、第2表中
P−2の出発物質)
(d) 活性二重結合を有するものとの反応生成物
(例:第1表中Q−1、第2表中Q−2の出発
物質)
(e) エポキシ化合物、エピハロヒドリン類との反
応生成物(例:第1表中R−1、第2表中R−
2の出発物質)
(f) シアナマイド類、グアニジン類、尿素等との
反応生成物(例:第1表中S−1の出発物質)
(g) カルボン酸、酸無水物、アシルハライド等と
の反応生成物(例:第1表中O−1、第2表中
O−2の出発物質)
これに付加するアルキレンオキシドとは、エチ
レンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオ
キシド等をいい、好ましくは、プロピレンオキシ
ドとエチレンオキシドを共重合するのが望まし
い。共重合の場合、ブロツク共重合でも、ランダ
ム共重合でも、またいずれのものが先に付加した
ものでも良いが、界面活性能を有効に発揮するた
めに、ブロツク共重合にするのがさらに好まし
い。
このようにして得られるポリエーテル化合物は
アルキレンオキシドとしてエチレンオキシドを含
み、その含有率がポリエーテル化合物の3〜80重
量%、さらに好ましくは5〜50重量%である。
次に本発明は、前記特定のポリエーテル化合物
を結合させるものである。
ポリエーテル化合物を結合させる場合において
用いる多価イソシアネート化合物とは、例えばヘ
キサメチレンジイソシアネート、トリレンジイソ
シアネート、キシレンジイソシアネート、1.5ナ
フチレンジイソシアネート等である。同じく、多
価エポキシ化合物とは、例えばジグリシジルビス
フエノールA、ジグリシジルエチレングリコー
ル、ジグリシジルテトラオキシエチレングリコー
ル等である。
同じく多価アルデヒドとは、例えばグリオキザ
ール等である。多価イソシアネート化合物、多価
エポキシ化合物または多価アルデヒドを用いて結
合する場合、使用割合は任意であるが、一般的に
はポリエーテル化合物の末端水酸基当量に対して
0.05〜5当量、好ましくは0.1〜3当量用いる。
結合条件としては、ポリエーテル化合物とそれ
らを混合し、撹拌下に40〜150℃、好ましくは50
〜120℃の範囲で加熱を行うが、必要に応じて、
通常結合に用いられる酸もしくは塩基触媒を用い
ることができる。
同じく、多価カルボン酸または多価カルボン酸
誘導体とは、活性水素2個を有するカルボン酸、
例えばシユウ酸、マロン酸、フタル酸、マレイン
酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セ
バチン酸、ドデカン酸、ダイマー酸、0−フエニ
レン二酢酸等、活性水素3個を有するカルボン
酸、例えばヘミメリツト酸、トリメリツト酸等、
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、ピロメリツト酸、エチレンジ
アミン四酢酸等、活性水個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、メタクリル酸重合体、メタクリル酸共重
合体、無水マレイン酸重合体、無水マレイン酸共
重合体、アクリル酸エステル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や、上
記の酸の無水物および酸ハライド等である。
多価カルボン酸または多価カルボン酸誘導体を
用いて結合する場合、使用割合は任意であるが、
一般的にはポリエーテル化合物の末端水酸基当量
に対して0.05〜5当量好ましくは0.1当量〜3当
量用いる。
結合条件としては、多価カルボン酸を用いる場
合、ポリエーテル化合物とそれとを不活性溶媒の
存在下もしくは不存在下で、必要に応じて減圧下
60℃〜250℃、好ましくは80℃〜220℃の範囲で加
熱脱水を行うことによつて容易に目的を達するこ
とができる。この場合、反応を円滑化するため
に、通常のエステル化触媒を用いることができ
る。
また、多価カルボン酸誘導体例えば多価カルボ
ン酸ハライドを用いる場合、ポリエーテル化合物
とそれとを不活性溶媒の存在下もしくは不存在下
で、脱ハロゲン化水素を容易ならしめるために不
活性ガスを通じるかもしくは生成するハロゲン化
水素を容易に補足できる公知薬剤を用いて−10℃
〜150℃、好ましくは0℃〜120℃の範囲で反応さ
せることによつて、容易に目的を達成することが
できる。
同じく、過酸化物(ラジカル発生触媒)とは、
過酸化水素、ベンゾイルパーオキシド(過酸化ベ
ンゾイル)、ジーターシヤノーブチルパーオキシ
ド、キユメンパーオキシド、ジクミルパーオキサ
イド等である。
過酸化物を用いて結合する場合、使用割合はポ
リエーテル化合物に対して0.005重量%から10重
量%、好ましくは0.1重量%から5重量%までの
範囲で任意に利用できる。
ポリエーテル化合物に過酸化物(ラジカル発生
触媒)を作用させて結合を行わしめるのは、例え
ばJournal of Applied Polymer Science
Vol7pp461〜468(1963)などで公知であり、本発
明に言うところの結合は、これら公知技術をその
まま応用できる。一般的にはポリエーテル化合物
に対して所定量の過酸化物を溶媒の存在下もて目
的を達成することができる。
アルデヒドとは、例えばホルムアルデヒド、ア
セトアルデヒド、エナントアルデヒド、ベンズア
ルデヒド、アルデヒド酸、サリチルアルデヒド等
である。
これらの反応条件は、アルデヒドとポリエーテ
ル化合物を通常塩基触媒の存在下50℃〜150℃の
範囲で加熱し、反応させることによつて目的を達
成することができる。
ハロゲンカルボン酸とは、例えばクロル酢酸、
フルオロ酢酸、ブロム酢酸等の脂肪酸の炭化水素
基の水素原子をハロゲン原子で置換したもの、ま
たはこれらのナトリウム、カリウムの塩等であ
る。
これらの反応条件は、ハロゲンカルボン酸とポ
リエーテル化合物を混合して、通常塩基触媒の存
在下50℃〜150℃の範囲で加熱し、反応させるこ
とによつて目的を達成することができる。ハロゲ
ン化水素およびハロゲン化リンとは公知のもので
あり、反応条件は公知の方法に従うものであり、
ハロゲン化水素またはハロゲン化リンとポリエー
テル化合物を反応させ、ポリエーテル化合物の末
端水酸基の一部または全部の水素原子をハロゲン
原子で置換することによつて、目的を達成するこ
とができる。
さらに本発明においては、特定の結合ポリエー
テル化合物の末端水酸基の一部または全部を酸化
剤で酸化したものがあげられる。かかる酸化剤と
は、公知のものであり、例えば、無水クロム酸、
クロム酸混液(硫酸と重クロム酸塩)、活性二酸
化マンガンなどである。反応条件は公知の方法に
従うものであり、例えば、反応温度−10℃から50
℃、好ましくは0℃から40℃であり、結合ポリエ
ーテル化合物を酸化剤によつて酸化し、アルデヒ
ド、ケトン、さらに酸化を進めて酸にする。また
はそれらの酸を塩にすることによつて、目的を達
成することができる。
本発明は、特定の結合ポリエーテル化合物、特
定の結合ポリエーテル化合物の末端水酸基の一部
または全部と特定の化合物を反応させて得た化合
物、または特定のポリエーテル化合物の末端水酸
基の一部または全部を酸化剤で酸化して得た化合
物をCOM用添加剤(以下添加剤という)として
用いるものである。
本発明の添加剤は、そのまま使用したり、イソ
プロピルアルコール、ブチルセロソルブ石油留分
等の溶剤に溶解して使用してもよい。
また、本発明の添加剤は、単独、または本発明
の添加剤同志を混合して使用することは勿論可能
であるが、他の薬剤の1種類または多種類と併用
してもよい。
本発明の添加剤を用いてCOMを安定化および
流動化させるには、添加剤を石炭の粉砕前、粉砕
中、または粉砕後のいずれの時期に添加してもよ
い。この場合も水添加を行つてよい。
混合燃料系に対する本発明添加剤の添加量は、
炭種、石炭粒度分布および油種によて若干異なる
が、一般に混合燃料中0.01〜5重量%、好ましく
は0.04〜0.8重量%であり、上限は単に経済的理
由によるものである。
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、撹拌
機および撹拌条件は、前記添加剤の作用が阻害さ
れない限り制約されないが、特に2m/秒以上の
周速度の強撹拌が好ましい。
本発明の添加剤の使用により、従来よりも著し
く安定性と流動性が向上したCOM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
粉炭の沈降はほとんど生ぜず、たとえ若干生じた
としても、本発明添加剤のすぐれた働きにより、
沈降した微粉炭の凝集がほとんど起らないため、
ごく簡単な撹拌のみで再流動化することができ
る。勿論短期間(15日程度)の場合は、撹拌の必
要もない。
これにより安心してCOMを長期間かけてタン
カー輸送することや、タンク貯蔵することや、パ
イプラインや配管を流送することが可能となつ
た。また、本発明の添加剤は、従来よりもその使
用量が少なくてすみ、経済性の面からもCOMの
実用化をさらに促進できる。
本発明の添加剤が優れた効果を発揮する要因を
推定すると、本発明の添加剤の構造は非常に側鎖
を多く有するポリエーテル化合物を結合すること
により、さらに側鎖を多くし、立体的なカサバリ
を大きくしたところに特徴があり、この特徴によ
つて石炭への吸着性を上げたものである。また、
末端変性については石炭への吸着を更に向上させ
るため末端基を導入したものである。
つまり、石炭への吸着が通常のアルキレンオキ
シド鎖によるカサバリだけでなく、極端にカサバ
リを大きくし向上させている点、または更に末端
変性により付加された構造が吸着性を更に向上さ
せたものと考えられる。殊に石炭のように複雑な
構造物においては、各種の官能基が露出している
ため、本発明のようなカサバリの大きさ、または
末端変性構造によつて、その効果が顕著にあらわ
れ、安定化効果を著しく向上させたと考えられ
る。
実施例 1
次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明す
る。実施例中「%」はいずれも重量基準による。
実施例中に示した棒貫入試験は、次のように行つ
た。試験装置として、内径5.5cm、高さ20cmのス
テンレスシリンダーで、底部、底部から6cm、12
cmの各位置に止栓付取出口を有するものを用い
る。このシリンダーに、底部から18cm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とかぶせ、その中
心ガイド孔を通して直径5mmの先端平滑なガラス
棒(全自重20g)を垂直に落下させ、その先端が
混合燃料中に浸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。この時間が短かい程微粉炭の沈降圧密が
少なく、流動性がすぐれた混合燃料である。
また、試験後底部から12cmの止栓をはずし、さ
れより上の混合燃料(すなわち底部から12〜18cm
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6cmの位置の止栓をはずし、そ
れより上の混合燃料を採取し、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、残存混合燃料を採取し、下層試料と
してその粘度および石炭濃度を測定した。
前記した棒貫入地験および粘度の測定は、いず
れも70℃の温度で行つた。
第1表および第2表は、実施例に用いた本発明
の添加剤を示す。
第3表は、第1表に示した添加剤、第4表は第
2表に示した添加剤、および比較品によるCMC
の安定性試験結果を示す。
第3表および第4表に示すとおり、本発明の添
加剤を用いると、70℃で30日間静置後も、棒貫入
時間は1.0〜5.0秒と短かく、また上、中、下層の
粘度、石炭濃度もほとんど差がなく、均質で安定
なCOMが得られることを確認した。
なお、第1表、第2表中で、TDIはトリレンジ
イソシアネート、XDIはキシレンジイソシアネー
ト、DGBP−Aはジグリシジルビスヒフエノール
Aという。
The present invention relates to an additive for producing a pulverized coal-oil mixture (hereinafter "pulverized coal-oil mixture" will be referred to as "COM") which is obtained by a wet pulverization method and has excellent stability and fluidity. Conventionally, although pulverized coal has a low price per calorific value, it has drawbacks such as difficulty in transportation, difficulty in controlling combustion, low calorific value, and large storage space. However, there were problems with fuel. COM does not have the above drawbacks and has a lower price per calorific value than oil alone, so it has high practical value. However, simply mixing pulverized coal and oil does not provide a satisfactory COM because the pulverized coal particles settle and separate due to the difference in specific gravity, coagulate, and lose fluidity. In order to solve these problems,
No. 165490, JP-A-57-53594, and JP-A-54-53106
For this purpose, alkylene oxide adducts of polyalkylene imines with 7 to 200 nitrogen atoms, epihalohydrin reactants of polyols with 3 or more hydroxyl groups, and crosslinked polyether compounds with molecular weights of 1,000 to 20,000 are used. However, although these drugs are effective to some extent, their adsorption with coal particles is weak, so if they are stored for a long period of time, the drug effect decreases and the coal particles begin to settle, so they are not suitable for practical use. This was becoming a big problem. Therefore, the present inventors continued intensive research on additives for preparing a more economical COM that maintains stability and fluidity for a long period of time, and as a result, they have come to provide the present invention. be. That is, the number of nitrogen atoms used in the COM obtained by the wet grinding method [a] is 7 to 200, preferably 9 to 200.
A polyether compound obtained by adding an alkylene oxide to a polyalkylene imine or its derivative having 100 atoms as a starting material, a polyvalent isocyanate, a polyvalent epoxy compound,
Molecular weight 1000 to 600,000, preferably obtained by binding with at least one member selected from the group consisting of polyvalent aldehyde, polyvalent carboxylic acid or polyvalent carboxylic acid derivative, peroxide, and formalin.
7,000 to 300,000 bonded polyether compounds, or [B] [Ro-1] Part or all of the terminal hydroxyl groups of the bonded polyether compounds, a sulfating agent, a phosphorylating agent, an organic carboxylic acid,
Carboxylic acid halide, carboxylic acid anhydride, epoxy group-containing compound, vinyl group-containing compound,
A compound obtained by reacting at least one member selected from the group consisting of a monoisocyanate compound, an alkyl halide, an aldehyde, a halogencarboxylic acid, a hydrogen halide, and a phosphorus halide, or [Ro-2] The above-mentioned bonded polyether compound This is an additive for a pulverized coal-oil mixture, characterized in that the main component is a compound obtained by oxidizing some or all of the terminal hydroxyl groups of In the present invention, the coal used for COM is:
For example, various types of coal such as anthracite, bituminous coal, sub-bituminous coal, and lignite can be used, and any coal can be used regardless of its type, production area, chemical composition, or moisture content. The object of the present invention is COM obtained by a wet pulverization method in which such coal is directly pulverized directly in oil using various types of wet pulverizers. Wet pulverization is even better because it improves the stability of COM and prevents spontaneous combustion and dust during pulverization. Moisture in the coal may be removed during coarse crushing, during wet crushing, or after crushing, and there is no problem even if coal containing low moisture is not removed. Judging from combustibility, the particle size of pulverized coal is usually preferably one with an average particle size of 200 microns or less, and even smaller particles.
A particle size of 100 microns or less is preferable, but as far as the physical properties such as the stability of COM are concerned, there is no problem even if the particle size is larger. The content of this fine powder is 20 to 70% by weight based on the final mixture, and if it contains more than 70% of pulverized coal, the viscosity will increase and fluidity will be lost, which is undesirable, but if it contains less than 20% is not preferable because the economic benefits associated with the inclusion of pulverized coal are reduced. Therefore, it can contain 20 to 70% by weight, but 30 to 60% by weight.
% by weight is more preferred. In addition, in the present invention, the oil used for COM is
Petroleum crude oil, various fractions obtained from crude oil, such as kerosene, light oil, A heavy oil, B heavy oil, C heavy oil, etc., ethylene separation residue, creosote oil, anthracene oil,
Oils and waste oils commonly used as fuel, such as various blended oils, such as gas station waste oil (automobile lubricating oil, cleaning oil), ironworks waste oil (machine oil, cutting oil, cleaning oil, and mixtures thereof), oil tankers, etc. This refers to waste oil from ships, waste oil from general chemical factories, etc., and also includes mixtures of these. Even if you try to prepare COM using only a single oil or a pre-blended oil, it will not work with a single oil (preferably petroleum crude oil or heavy oil).
After making COM, you can mix it with other oils or co-fire it. Water may be mixed into the COM by the moisture contained in the coal, or added by the manufacturer or user, but transportation costs, storage costs, and other general and administrative costs increase by the volume of water. It is undesirable because it steals the heat of vaporization during combustion and increases heat loss, so the smaller the amount, the better. On the other hand, water has properties that improve the stability of COM,
Since it has the effect of reducing NOx and bidine in exhaust gas during combustion, a small amount of it is allowed. Therefore, the total water content is preferably 15% by weight or less, preferably 6% by weight or less, and may not be contained at all. Next, the number of nitrogen atoms is 7 to 200, preferably 9 to 200.
What is polyalkyleneimine having 100 pieces? [Encyclopedia of Chemical Technology, 3rd edition, 3rd edition]
13, pp. 156-157] Polyethyleneimine or polypropyleneimine having 7 to 200 nitrogen atoms (e.g. A-1 to I-1 in Table 1, A- in Table 2)
2 to I-2 starting materials), further alcohols,
Addition polymerization of ethyleneimine and/or propyleneimine to a substance having active hydrogen, such as phenols, amines, and carboxylic acids, results in nitrogen atoms of 7 to 7.
200 pieces (Example: J-1 to L-1 in Table 1,
starting materials J-2 to L-2 in Table 2), those having 7 to 200 nitrogen atoms obtained by ammonolysis or aminolysis of dihalogenoalkane, and the derivatives of the polyalkyleneimine mentioned above. , various derivatives of the following items (a) to (g) that are synthesized because the polyalkylene imine has excellent chemical reactivity like ordinary amines, and the number of nitrogen atoms is It has 7 to 200 pieces, preferably 9 to 100 pieces. (a) to (g) below
The reactivity of each term is also listed. (Refer to "Topical Product/Technology Report 080-11 Ethyleneimine and Polyethyleneimine", Chemical Market Research Institute, November 1980) (a) Reaction products with aldehydes and ketones (e.g. N- in Table 1) 1. Starting material N-2 in Table 2) (b) Reaction products with alkyl halides (e.g. the first
Starting materials M-1 in the table and M-2 in Table 2) (c) Reaction products with isocyanates and thioisocyanates (e.g. starting materials P-1 in Table 1 and P-2 in Table 2) (d) Reaction products with substances having active double bonds (e.g. starting materials Q-1 in Table 1 and Q-2 in Table 2) (e) Reaction products with epoxy compounds and epihalohydrins (e.g. R-1 in Table 1, R- in Table 2)
2 starting materials) (f) Reaction products with cyanamides, guanidines, urea, etc. (e.g. starting material S-1 in Table 1) (g) Reaction products with carboxylic acids, acid anhydrides, acyl halides, etc. (e.g. starting materials O-1 in Table 1 and O-2 in Table 2) The alkylene oxide added thereto refers to ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, etc., and it is preferable to copolymerize propylene oxide and ethylene oxide. In the case of copolymerization, block copolymerization or random copolymerization may be used, or any of the two may be added first, but block copolymerization is more preferable in order to effectively exhibit the surface active ability. The polyether compound thus obtained contains ethylene oxide as alkylene oxide, and its content is 3 to 80% by weight, more preferably 5 to 50% by weight of the polyether compound. Next, in the present invention, the above-mentioned specific polyether compound is bonded. The polyvalent isocyanate compound used when bonding the polyether compound is, for example, hexamethylene diisocyanate, tolylene diisocyanate, xylene diisocyanate, 1.5 naphthylene diisocyanate, or the like. Similarly, the polyvalent epoxy compound includes, for example, diglycidyl bisphenol A, diglycidyl ethylene glycol, diglycidyl tetraoxyethylene glycol, and the like. Similarly, the polyvalent aldehyde includes, for example, glyoxal. When bonding using a polyvalent isocyanate compound, polyepoxy compound, or polyvalent aldehyde, the proportion used is arbitrary, but generally it is based on the terminal hydroxyl group equivalent of the polyether compound.
0.05 to 5 equivalents, preferably 0.1 to 3 equivalents are used. The bonding conditions include mixing them with the polyether compound and heating at 40 to 150℃, preferably 50℃ under stirring.
Heating is performed in the range of ~120℃, but if necessary,
Acid or base catalysts commonly used for bonding can be used. Similarly, a polycarboxylic acid or a polycarboxylic acid derivative is a carboxylic acid having two active hydrogen atoms,
For example, carboxylic acids having 3 active hydrogens, such as oxalic acid, malonic acid, phthalic acid, maleic acid, glutaric acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanoic acid, dimer acid, and 0-phenylene diacetic acid, such as hemimelittic acid. , trimellitic acid, etc.
Carboxylic acids having 4 active hydrogen atoms, such as butanetetracarboxylic acid, pyromellitic acid, ethylenediaminetetraacetic acid, etc. Carboxylic acids having 5 or more active hydrogen atoms, such as acrylic acid polymers, acrylic acid copolymers, methacrylic acid polymers , methacrylic acid copolymers, maleic anhydride polymers, maleic anhydride copolymers, partially saponified products of polymers and copolymers of acrylic esters and methacrylic esters, and anhydrides and acid halides of the above acids. etc. When bonding using a polycarboxylic acid or a polycarboxylic acid derivative, the proportion used is arbitrary, but
Generally, it is used in an amount of 0.05 to 5 equivalents, preferably 0.1 to 3 equivalents, based on the terminal hydroxyl group equivalent of the polyether compound. When using a polyhydric carboxylic acid, the bonding conditions include bonding the polyether compound and the polycarboxylic acid in the presence or absence of an inert solvent and, if necessary, under reduced pressure.
The purpose can be easily achieved by heating and dehydrating at a temperature in the range of 60°C to 250°C, preferably 80°C to 220°C. In this case, a common esterification catalyst can be used to facilitate the reaction. In addition, when using a polyvalent carboxylic acid derivative such as a polyvalent carboxylic acid halide, an inert gas is passed between the polyether compound and the polyether compound in the presence or absence of an inert solvent to facilitate dehydrohalogenation. or at -10°C using a known agent that can easily capture the hydrogen halide produced.
The purpose can be easily achieved by carrying out the reaction at a temperature of 150°C to 120°C, preferably 0°C to 120°C. Similarly, peroxide (radical generating catalyst) is
These include hydrogen peroxide, benzoyl peroxide (benzoyl peroxide), jeter-cyanobutyl peroxide, cumene peroxide, dicumyl peroxide, and the like. When a peroxide is used for bonding, the proportion used can be arbitrarily used within the range of 0.005% to 10% by weight, preferably 0.1% to 5% by weight, based on the polyether compound. For example, in the Journal of Applied Polymer Science, bonding is achieved by applying a peroxide (radical generating catalyst) to a polyether compound.
Vol. 7 pp. 461-468 (1963), etc., and these known techniques can be applied as they are to the connection referred to in the present invention. Generally, the purpose can be achieved by adding a predetermined amount of peroxide to the polyether compound in the presence of a solvent. Examples of the aldehyde include formaldehyde, acetaldehyde, enantaldehyde, benzaldehyde, aldehydic acid, and salicylaldehyde. These reaction conditions can be achieved by heating the aldehyde and the polyether compound in the presence of a basic catalyst in the range of 50°C to 150°C to cause the reaction to occur. Halogen carboxylic acids include, for example, chloroacetic acid,
These include fatty acids such as fluoroacetic acid and bromoacetic acid in which the hydrogen atom of the hydrocarbon group is replaced with a halogen atom, or their sodium and potassium salts. These reaction conditions can be achieved by mixing a halogencarboxylic acid and a polyether compound, heating the mixture in the range of 50°C to 150°C in the presence of a basic catalyst, and causing the mixture to react. Hydrogen halide and phosphorus halide are known, and the reaction conditions are according to known methods.
The objective can be achieved by reacting hydrogen halide or phosphorus halide with a polyether compound and replacing some or all of the hydrogen atoms of the terminal hydroxyl groups of the polyether compound with halogen atoms. Furthermore, in the present invention, there may be mentioned a specific bonded polyether compound in which part or all of the terminal hydroxyl groups are oxidized with an oxidizing agent. Such oxidizing agents are known ones, such as chromic anhydride,
These include chromic acid mixture (sulfuric acid and dichromate), activated manganese dioxide, etc. The reaction conditions are in accordance with known methods, for example, the reaction temperature is -10°C to 50°C.
C., preferably from 0.degree. C. to 40.degree. C., and the bound polyether compound is oxidized with an oxidizing agent to form an aldehyde, a ketone, and further oxidation to an acid. Alternatively, the purpose can be achieved by converting these acids into salts. The present invention relates to a specific bonded polyether compound, a compound obtained by reacting a part or all of the terminal hydroxyl groups of a specific bonded polyether compound with a specific compound, or a part or all of the terminal hydroxyl groups of a specific polyether compound. The compound obtained by oxidizing the whole with an oxidizing agent is used as an additive for COM (hereinafter referred to as an additive). The additive of the present invention may be used as it is or dissolved in a solvent such as isopropyl alcohol or butyl cellosolve petroleum fraction. Further, the additive of the present invention can of course be used alone or in a mixture of the additives of the present invention, but it may also be used in combination with one type or multiple types of other drugs. To stabilize and fluidize COM using the additives of the present invention, the additives may be added before, during, or after the coal is milled. In this case too, water may be added. The amount of the additive of the present invention added to the mixed fuel system is:
Although it varies slightly depending on the coal type, coal particle size distribution, and oil type, it is generally 0.01 to 5% by weight, preferably 0.04 to 0.8% by weight in the mixed fuel, and the upper limit is based solely on economic reasons. According to the invention, when forming a dispersion consisting of additives, pulverized coal, oil and optionally water, any temperature can be adopted, for example mixing at 50-120 °C,
The mixing pressure may be elevated pressure, normal pressure, or reduced pressure degassing, and the stirrer and stirring conditions are not restricted as long as the action of the additive is not inhibited, but strong stirring at a circumferential speed of 2 m/sec or more is particularly preferred. By using the additive of the present invention, a COM with significantly improved stability and fluidity than before can be obtained, and pulverized coal sedimentation hardly occurs even when stored for long periods at high temperatures as well as at room temperature. However, due to the excellent action of the additive of the present invention,
Because there is almost no agglomeration of settled pulverized coal,
It can be re-fluidized with only simple stirring. Of course, stirring is not necessary for a short period of time (about 15 days). This has made it possible to safely transport COM in tankers over long periods of time, store it in tanks, and transport it through pipelines and piping. Furthermore, the additive of the present invention can be used in a smaller amount than conventional additives, and can further promote the practical use of COM from an economical standpoint. Estimating the reason why the additive of the present invention exhibits excellent effects, the structure of the additive of the present invention is that by bonding a polyether compound with a very large number of side chains, the number of side chains is further increased, resulting in a steric structure. It is characterized by a large bulk, and this feature increases its adsorption to coal. Also,
Regarding terminal modification, terminal groups were introduced to further improve adsorption to coal. In other words, it is thought that the adsorption to coal is not only due to the usual covering by alkylene oxide chains, but also that the covering is extremely increased and improved, or that the structure added by terminal modification further improves the adsorption. It will be done. In particular, in complex structures such as coal, various functional groups are exposed, so the effect is noticeable and stable depending on the size of the cover or the terminal modified structure as in the present invention. This is thought to have significantly improved the oxidation effect. Example 1 Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples. All "%" in the examples are based on weight.
The rod penetration test shown in the examples was conducted as follows. The test device was a stainless steel cylinder with an inner diameter of 5.5 cm and a height of 20 cm.
Use one that has an outlet with a stopper at each position. Fill this cylinder with the specified mixed fuel to a height of 18 cm from the bottom, and place the fuel mixture at the top of the cylinder.
A glass rod with a smooth tip (total weight 20 g) with a diameter of 5 mm is dropped vertically through the center guide hole, and the tip penetrates into the mixed fuel before being placed at the bottom of the cylinder. The time it took to reach this point was measured, and this time was taken as the rod penetration time. The shorter this time, the less sedimentation and consolidation of the pulverized coal, resulting in a mixed fuel with excellent fluidity. After the test, remove the 12 cm stopper from the bottom and check the mixed fuel above the drain (i.e. 12 to 18 cm from the bottom).
The mixed fuel in the cylinder at point 2) was taken out and used as an upper layer sample, and its viscosity and coal concentration were measured. Next, the stopcock located 6 cm from the bottom was removed, and the mixed fuel above that point was sampled and its viscosity and coal concentration were measured as a middle layer sample. Finally, the bottom stopper was removed, the remaining mixed fuel was collected, and its viscosity and coal concentration were measured as a sample of the lower layer. The rod penetration test and viscosity measurement described above were both conducted at a temperature of 70°C. Tables 1 and 2 show the additives of the invention used in the examples. Table 3 shows the additives shown in Table 1, Table 4 shows the CMC of the additives shown in Table 2, and comparative products.
The stability test results are shown below. As shown in Tables 3 and 4, when the additive of the present invention is used, the rod penetration time is as short as 1.0 to 5.0 seconds even after being left at 70°C for 30 days, and the viscosity of the upper, middle, and lower layers is It was confirmed that there was almost no difference in coal concentration and that homogeneous and stable COM could be obtained. In addition, in Tables 1 and 2, TDI is referred to as tolylene diisocyanate, XDI is referred to as xylene diisocyanate, and DGBP-A is referred to as diglycidyl bishyphenol A.
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
【表】
実施例 2
実施例1より更に詳細に比較するため、以下の
試験を行つた。
ボールミルで製造したCOM(第5表に性状を示
す)に添加剤を0.15%加え、ホモミキサー
4000rpmで4分間撹拌した。撹拌したCOMを500
mlのポリビンに入れ、64℃の恒温器に10日間静置
した。その後、ポリビンを逆さにしてCOMを払
い出し、この時のポリビン底部に残つたCOMの
重量、石炭濃度、石炭粒度(48#オン)を測定し
た。
第6表は第1表に示した添加剤と比較品を、第
7表は第2表に示した添加剤と比較品による
COMの安定性試験結果を示す。
第6表および第7表に示すとおり、本発明の添
加剤を用いると、静置後も殆どのCOMが排出さ
れ、また底部の残COMの石炭濃度、石炭粒度と
もに、製造直後のCOMと殆ど同じ性状である。
一方、比較品は底部に残つたCOMの量が多く、
製造直後のCOM性状から異つており、安定性が
崩れていることを確認した。[Table] Example 2 In order to compare in more detail than Example 1, the following test was conducted. Add 0.15% of additives to COM produced in a ball mill (properties shown in Table 5), and mix it with a homomixer.
Stirred at 4000 rpm for 4 minutes. Stirred COM 500
The mixture was placed in a 64°C thermostat for 10 days. After that, the polyethylene bottle was turned upside down and the COM was taken out, and the weight of the COM remaining at the bottom of the polyurethane bottle, the coal concentration, and the coal particle size (48# on) were measured. Table 6 shows the additives shown in Table 1 and comparative products, and Table 7 shows the additives shown in Table 2 and comparative products.
The stability test results of COM are shown. As shown in Tables 6 and 7, when the additive of the present invention is used, most of the COM is discharged even after standing still, and both the coal concentration and coal particle size of the remaining COM at the bottom are almost the same as the COM immediately after production. They have the same properties.
On the other hand, the comparative product had a large amount of COM remaining at the bottom.
It was confirmed that the COM properties immediately after manufacture were different and the stability had collapsed.
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
Claims (1)
物に用いる 〔イ〕 窒素原子数7〜200個、好ましくは9〜
100個を有するポリアルキレンイミンまたはそ
の誘導体を出発物質とし、これにアルキレンオ
キシドを付加したポリエーテル化合物、 を、 多価イソシアネート、多価エポキシ化合物、
多価アルデヒド、多価カルボン酸、多価カルボ
ン酸無水物、多価カルボン酸ハライド、過酸化
物、ホルマリンから成る群より選ばれた少なく
とも1種以上によつて結合させて得た分子量
1000〜60万、好ましくは7000〜30万の結合ポリ
エーテル化合物、 または 〔ロ〕 〔ロ−1〕 前記結合ポリエーテル化合
物の末端水酸基の一部または全部 と、 硫酸化剤、リン酸化剤、有機カルボン酸、
カルボン酸ハライド、カルボン酸無水物、エ
ポキシ基含有化合物、ビニル基含有化合物、
モノイソシアネート化合物、アルキルハライ
ド、アルデヒド、ハロゲンカルボン酸、ハロ
ゲン化水素、ハロゲン化リンから成る群より
選ばれた少なくとも1種 とを、反応させて得た化合物 または 〔ロ−2〕 前記結合ポリエーテル化合物の末
端水酸基の一部または全部を酸化剤で酸化し
て得た化合物、 を主成分とすることを特徴とする微粉炭−油混合
物用添加剤。 2 湿式粉砕法によつて得られる微粉炭−油混合
物に用いる、前記ポリエーテル化合物がアルキレ
ンオキシドとしてエチレンオキシドを含み、その
含有率が前記ポリエーテル化合物を基準にして3
〜80重量%、好ましくは5〜50重量%である特許
請求の範囲第1項の微粉炭−油混合物用添加剤。[Scope of Claims] 1 Used in the pulverized coal-oil mixture obtained by wet pulverization method [A] Number of nitrogen atoms: 7 to 200, preferably 9 to 200
A polyether compound obtained by adding an alkylene oxide to a polyalkylene imine or its derivative having 100 atoms as a starting material, a polyvalent isocyanate, a polyvalent epoxy compound,
Molecular weight obtained by binding with at least one member selected from the group consisting of polyvalent aldehyde, polyvalent carboxylic acid, polyvalent carboxylic acid anhydride, polyvalent carboxylic acid halide, peroxide, and formalin.
1,000 to 600,000, preferably 7,000 to 300,000 bonded polyether compounds, or [B] [B-1] Part or all of the terminal hydroxyl groups of the bonded polyether compound, a sulfating agent, a phosphorylating agent, an organic carboxylic acid,
Carboxylic acid halide, carboxylic acid anhydride, epoxy group-containing compound, vinyl group-containing compound,
A compound obtained by reacting at least one member selected from the group consisting of a monoisocyanate compound, an alkyl halide, an aldehyde, a halogencarboxylic acid, a hydrogen halide, and a phosphorus halide, or [Ro-2] The above-mentioned bonded polyether compound An additive for a pulverized coal-oil mixture, characterized in that the main component is a compound obtained by oxidizing some or all of the terminal hydroxyl groups of with an oxidizing agent. 2. The polyether compound used in the pulverized coal-oil mixture obtained by the wet pulverization method contains ethylene oxide as an alkylene oxide, and the content thereof is 3 based on the polyether compound.
Additive for pulverized coal-oil mixtures according to claim 1 in an amount of ~80% by weight, preferably 5-50% by weight.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5083083A JPS59176395A (en) | 1983-03-25 | 1983-03-25 | Additive for dust coal/oil mixture |
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|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59176395A JPS59176395A (en) | 1984-10-05 |
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-
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| JPS59176395A (en) | 1984-10-05 |
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