JP2001011477A - Surface active agent composition and emulsified fuel containing the same - Google Patents
Surface active agent composition and emulsified fuel containing the sameInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はジェット燃料、ディ
ーゼル燃料、加熱炉の燃料などに好適な乳化型燃料の製
造に適する界面活性剤組成物及びそれを用いた乳化型燃
料に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surfactant composition suitable for producing an emulsified fuel suitable for a jet fuel, a diesel fuel, a fuel for a heating furnace and the like, and an emulsified fuel using the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】燃料の燃焼効率を上昇し、不完全燃焼に
よる排気ガス中の有害物質の発生を低減するため、燃料
油に水を乳化状態で配合する水中油型エマルジョンを形
成する乳化型燃料が種々検討されている。2. Description of the Related Art An emulsified fuel for forming an oil-in-water emulsion in which water is mixed with fuel oil in an emulsified state in order to increase the fuel combustion efficiency and reduce the generation of harmful substances in exhaust gas due to incomplete combustion. Are variously studied.
【０００３】例えば、特開平１−２４９８９２号公報に
は、特定の構造とＨＬＢ値を有する界面活性剤を用いて
重油を乳化燃料とするための添加剤が記載されている。
この方法によれば、乳化物中の重油分の増加と乳化物の
安定化の向上については改良が見られるものの、燃焼効
率の向上或いは燃焼温度の低下という点においては不充
分であった。For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-249892 discloses an additive for converting heavy oil into an emulsified fuel by using a surfactant having a specific structure and an HLB value.
According to this method, although the increase in the heavy oil content in the emulsion and the improvement in the stabilization of the emulsion are improved, they are insufficient in terms of improving the combustion efficiency or lowering the combustion temperature.
【０００４】また、特表平１０−５００７１０号公報に
は、燃焼効率の向上と燃焼温度の低下を図る目的で、無
鉛の乳化型燃料組成物に特定の有機マンガン化合物を添
加することが開示されているが、金属化合物の添加は、
廃棄物の点から好ましくない。[0004] Japanese Patent Application Publication No. 10-500710 discloses the addition of a specific organic manganese compound to a lead-free emulsified fuel composition for the purpose of improving combustion efficiency and lowering combustion temperature. However, the addition of the metal compound
It is not preferable in terms of waste.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を考慮してなされたものであり、本発明の目的は、発火
点が低く、燃焼効率がよく、有害物質の排出を低減し得
る乳化型燃料の製造に適する界面活性剤組成物及びそれ
を用いた乳化型燃料を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a low ignition point, high combustion efficiency, and a reduction in harmful substance emissions. An object of the present invention is to provide a surfactant composition suitable for producing an emulsified fuel and an emulsified fuel using the same.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明の界面活性剤組成
物は、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系界面活性
剤４９〜６５重量％、低級アルコール１〜１６重量％、
アルキレングリコール５〜２０重量％、植物油０．２〜
５重量％を含有することを特徴とする。The surfactant composition of the present invention comprises 49 to 65% by weight of a polyoxyethylene alkyl ether surfactant, 1 to 16% by weight of a lower alcohol,
5 to 20% by weight of alkylene glycol, 0.2 to vegetable oil
It is characterized by containing 5% by weight.
【０００７】ここで、前記低級アルコールがメチルアル
コール又はエチルアルコールであり、前記アルキレング
リコールがエチレングリコール又はプロピレングリコー
ルであることが好ましい態様である。In a preferred embodiment, the lower alcohol is methyl alcohol or ethyl alcohol, and the alkylene glycol is ethylene glycol or propylene glycol.
【０００８】また、請求項３に関わる本発明の乳化型燃
料は、灯油又は重油１００重量部に対して、水１０〜１
００重量部、前記した界面活性剤組成物０．２〜０．９
重量部を添加し、乳化させてなる乳化物であって、その
系中に粒径３〜５μｍの空気粒を含有することを特徴と
する。[0008] The emulsified fuel of the present invention according to claim 3 is characterized in that 100 parts by weight of kerosene or heavy oil is added to 10 to 1 of water.
00 parts by weight, the above surfactant composition 0.2 to 0.9
An emulsified product obtained by adding and emulsifying parts by weight, characterized in that the system contains air particles having a particle size of 3 to 5 μm.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。
本発明の界面活性剤組成物は、重油や灯油などの燃料油
に水を添加して水中油型の安定な乳化物を調整するのに
有用である。ここで用いられる主たる界面活性剤である
ポリオキシエチレンアルキルエーテル系界面活性剤とし
ては、分子内にエチレンオキシ基を１〜１５モル程度、
好ましくは１〜５程度有する公知のアルキレンオキシ系
の非イオン界面活性剤を任意に選択して用いることがで
きる。この界面活性剤は分子内にさらにプロピレンオキ
シ基を有するものであってもよい。また、アルキルエー
テルのアルキル基としては、炭素数１２から２５の範囲
のものが好ましく用いられる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail.
The surfactant composition of the present invention is useful for adding water to a fuel oil such as heavy oil or kerosene to prepare an oil-in-water stable emulsion. As a polyoxyethylene alkyl ether-based surfactant which is a main surfactant used here, an ethyleneoxy group in a molecule is about 1 to 15 mol,
A known alkyleneoxy-based nonionic surfactant having preferably about 1 to about 5 can be arbitrarily selected and used. This surfactant may further have a propyleneoxy group in the molecule. As the alkyl group of the alkyl ether, one having 12 to 25 carbon atoms is preferably used.
【００１０】本発明に用い得る好ましい界面活性剤とし
ては、具体的には、ポリオキシエチレンラウリルエーテ
ル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエ
チレンドデシルエーテル、ポリオキシエチレンオレイル
エーテル等が挙げられる。また、例えば、特開平６−３
４０８８６号公報にアルキレンオキシ化合物として記載
される非イオン界面活性剤も好ましく使用しうる。Preferred examples of the surfactant that can be used in the present invention include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene dodecyl ether, and polyoxyethylene oleyl ether. Further, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No.
Nonionic surfactants described as alkyleneoxy compounds in 40886 can also be preferably used.
【００１１】この界面活性剤は、組成物中に４９〜５６
重量％配合されることを要する。配合量が少なすぎると
得られた乳化物の安定性が悪化し、多すぎると、煤塵や
不燃焼成分が増加し、いずれも好ましくない。The surfactant is present in the composition in an amount of 49-56.
% By weight. If the amount is too small, the stability of the obtained emulsion will be deteriorated. If the amount is too large, dust and non-combustible components will increase.
【００１２】本発明の界面活性剤組成物には、前記低級
アルコールを１〜１６重量％配合することを要する。こ
の低級アルコールとしては、メチルアルコール又はエチ
ルアルコールが効果の観点から好ましい。通常、アルコ
ールの配合は乳化物に好ましくない影響を与えるが、本
発明の組成物では、この低級アルコールを所定量配合す
ることで、燃焼性の改良及び発火点の低下効果が著しく
向上した。配合量が１重量％未満であると前記の効果が
不充分であり、１６重量％を超えると乳化物の安定性が
低下するため、いずれも好ましくない。The surfactant composition of the present invention needs to contain the lower alcohol in an amount of 1 to 16% by weight. As the lower alcohol, methyl alcohol or ethyl alcohol is preferable from the viewpoint of the effect. Usually, the blending of the alcohol has an unfavorable effect on the emulsion, but in the composition of the present invention, the blending of the lower alcohol in a predetermined amount significantly improved the flammability and the effect of lowering the ignition point. When the amount is less than 1% by weight, the above-mentioned effects are insufficient, and when the amount exceeds 16% by weight, the stability of the emulsion is reduced, so that both are not preferred.
【００１３】また、本発明の界面活性剤組成物には、ア
ルキレングリコールを５〜２０重量％配合することを要
する。このアルキレングリコールとしては、エチレング
リコール又はプロピレングリコールであることが好まし
い。アルキレングリコールは、本発明者らの検討によれ
ば、乳化安定性と温度安定性に有効である。アルキレン
グリコールの配合量が５重量％未満であると、乳化物が
凍結しやすくなり、低温安定性が低下する。また、２０
重量％を超えて配合しても効果の向上は見られず、乳化
安定性が低下する傾向があるため、いずれも好ましくな
い。Further, the surfactant composition of the present invention needs to contain 5 to 20% by weight of an alkylene glycol. The alkylene glycol is preferably ethylene glycol or propylene glycol. According to the study of the present inventors, the alkylene glycol is effective for emulsification stability and temperature stability. When the blending amount of the alkylene glycol is less than 5% by weight, the emulsion is easily frozen and the low-temperature stability is reduced. Also, 20
If the amount is more than 10% by weight, the effect is not improved and the emulsion stability tends to decrease.
【００１４】本発明に用いられる植物油は、組成物中に
０．２〜５重量％配合することを要し、さらに０．２〜
３重量％配合されることが好ましい。本発明に好適に用
いられる植物油としては、常温で液体のものであれば使
用しうるが、なかでも液体状態を安定に保持し、乾燥し
難く、組成が安定であるという観点から、ヨウ素価が１
００以下の不乾性油が好ましく、具体的には、オリーブ
油、つばき油、ひまし油などが好ましく挙げられる。添
加量が０．２重量％未満であると乳化粒子の安定性が低
下し、５重量％を超えて配合しても効果の向上は見られ
ず、却って乳化物を形成するのに要するエネルギーが増
加する。The vegetable oil used in the present invention needs to be incorporated in the composition in an amount of 0.2 to 5% by weight.
It is preferred that 3% by weight be blended. As the vegetable oil suitably used in the present invention, any oil that is liquid at ordinary temperature can be used, but among others, the liquid state is kept stable, it is difficult to dry, and from the viewpoint that the composition is stable, the iodine value is 1
A non-drying oil of 00 or less is preferable, and specific examples thereof include olive oil, camellia oil, castor oil and the like. If the added amount is less than 0.2% by weight, the stability of the emulsified particles is reduced, and if the amount is more than 5% by weight, the effect is not improved, and the energy required for forming the emulsion is rather reduced. To increase.
【００１５】この界面活性剤組成物には、前記必須成分
のほか、本発明の効果を損なわない限りにおいて、目的
に応じて種々の添加剤を配合することができる。このよ
うな添加剤としては、オレイン酸、オレイルアルコール
などの高級脂肪酸、高級アルコールからなる膜強化剤等
が挙げられる。[0015] In addition to the above essential components, various additives can be added to the surfactant composition according to the purpose as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of such additives include higher fatty acids such as oleic acid and oleyl alcohol, and film strengthening agents composed of higher alcohols.
【００１６】前記した本発明の界面活性剤組成物は、乳
化型燃料の調製に好ましく用いることができる。本発明
の乳化型燃料は、灯油、重油などの燃料油１００重量部
に対して、水１０〜１００重量部、前記の界面活性剤組
成物０．２〜０．９重量部を添加し、乳化させることに
より調製することができる。The above-described surfactant composition of the present invention can be preferably used for preparing an emulsion type fuel. The emulsified fuel of the present invention is obtained by adding 10 to 100 parts by weight of water and 0.2 to 0.9 parts by weight of the above-mentioned surfactant composition to 100 parts by weight of fuel oil such as kerosene and heavy oil, and emulsifying the fuel. Can be prepared.
【００１７】この乳化物の調製には、ミニミキサー、ミ
キサーフィーダーなどの従来公知のブレンダー、攪拌装
置を用いることができる。本発明の界面活性剤組成物に
より調製された乳化型燃料は、公知の装置により乳化さ
せることにより、微細な水中油滴型の安定な乳化物とな
るとともに、系中に乳化物調製時の剪断力により、小さ
な空気の気泡が取りこまれ、３〜５μｍの気泡が存在す
ることになる。これは、先に説明した界面活性剤組成物
によれば、気泡や油滴の界面で強固な膜が形成され、こ
れらの微細な気泡や油滴が水中に安定に保持されるため
と考えられる。このように微細な油滴が均一分散され、
且つ、系中に燃焼に必要な気泡も共に均一に分散されて
いることから、本発明の乳化型燃料は、燃焼効率が良好
で、燃焼温度を従来品に比較して低くすることができ
る。For the preparation of this emulsion, a conventionally known blender such as a mini-mixer or a mixer feeder or a stirring device can be used. The emulsified fuel prepared by the surfactant composition of the present invention is emulsified by a known device to form a fine oil-in-water-type stable emulsion and shearing during the preparation of the emulsion in the system. The force entrains small air bubbles, which results in the presence of 3-5 μm bubbles. This is considered to be because the surfactant composition described above forms a strong film at the interface between bubbles and oil droplets, and these fine bubbles and oil droplets are stably held in water. . Fine oil droplets are uniformly dispersed in this way,
In addition, since the bubbles necessary for combustion are also uniformly dispersed in the system, the emulsified fuel of the present invention has good combustion efficiency and can lower the combustion temperature as compared with conventional products.
【００１８】なお、本発明の乳化型燃料においては、油
滴の粒径は、平均粒径で３．５〜７．５μｍ程度であ
り、また、最大のものでも１５μｍ未満である。通常の
乳化燃料の油滴の平均粒径が３０〜１００μｍ程度、小
さいものでも１５〜３０μｍ程度であり、油滴の粒径が
ミクロエマルジョンとなる程小さいと却って燃焼効率を
下げると言われていたが、本発明の界面活性剤組成物を
用いたこの乳化型燃料は、油滴の粒径が適当であり、発
火点が低く、且つ、燃焼効率が高く、不燃焼成分の発生
が少ないという優れた効果を奏する。In the emulsified fuel of the present invention, the average diameter of the oil droplets is about 3.5 to 7.5 μm, and the maximum is less than 15 μm. The average particle size of oil droplets of a normal emulsified fuel is about 30 to 100 μm, and even small ones are about 15 to 30 μm. However, this emulsified fuel using the surfactant composition of the present invention is excellent in that the oil droplet size is appropriate, the ignition point is low, the combustion efficiency is high, and the generation of non-combustible components is small. It has the effect.
【００１９】本発明の乳化型燃料は、従来の燃料と同様
に、エマルジョンタンクからポンプで昇圧され、ブレン
ダによって攪拌混合された後、所望によっては、ヒータ
で加熱(予熱)され、さらにポンプで昇圧されバーナへ供
給され、燃焼される。The emulsified fuel of the present invention is pressurized by a pump from the emulsion tank, stirred and mixed by a blender, and then heated (preheated) by a heater, if necessary, and further pressurized by a pump, similarly to the conventional fuel. Is supplied to the burner and burned.
【００２０】[0020]
ポリオキシエチレンドデシルエーテル ４リットル （スパン２０（商品名）、アトラスケミカル社製） メチルアルコール １リットル エチレングリコール １リットル オレイン酸 ０．４リットル オレイルアルコール ０．４リットル オリーブ油 ０．２リットル 上記の配合成分をミニミキサーにかけて界面活性剤組成
物を調製した。 〔乳化型燃料の調製〕重油１００重量部に水５０重量部
及び前記で得た界面活性剤組成物０．２重量部を添加
し、ミニミキサーにかけて、乳化型燃料を得た。この乳
化型燃料は、水中油滴型乳化物で、油滴の平均粒子径は
５．５μｍであり、系中に平均粒子系３〜５μｍの気泡
が多数存在することが確認された。 〔乳化型燃料の評価〕この乳化燃料を加熱炉の燃料とし
て使用し、５時間連続的に燃焼させたが、すす、不燃焼
成分、及び窒素酸化物の発生は見られなかった。また、
発火点は、３８０℃であった。 （比較例１）前記界面活性剤組成物に、低級アルコール
であるメチルアルコールを添加しなかった他は、実施例
１と同様にして乳化型燃料を得た。これを実施例１と同
様に加熱炉の燃料として使用したが、発火点は、４３０
℃であり、発火するまでに要するエネルギーロスが大き
いことがわかった。Polyoxyethylene dodecyl ether 4 liters (Span 20 (trade name), manufactured by Atlas Chemical Co.) Methyl alcohol 1 liter Ethylene glycol 1 liter Oleic acid 0.4 liter Oleyl alcohol 0.4 liter Olive oil 0.2 liter A surfactant composition was prepared using a mini-mixer. [Preparation of emulsified fuel] 50 parts by weight of water and 0.2 parts by weight of the surfactant composition obtained above were added to 100 parts by weight of heavy oil, and the mixture was subjected to a mini mixer to obtain an emulsified fuel. This emulsified fuel was an oil-in-water emulsion, and the average particle size of the oil droplets was 5.5 μm, and it was confirmed that a large number of bubbles having an average particle size of 3 to 5 μm were present in the system. [Evaluation of emulsified fuel] This emulsified fuel was used as a fuel for a heating furnace, and was continuously burned for 5 hours. However, generation of soot, unburned components, and nitrogen oxides was not observed. Also,
The ignition point was 380 ° C. Comparative Example 1 An emulsified fuel was obtained in the same manner as in Example 1 except that methyl alcohol as a lower alcohol was not added to the surfactant composition. This was used as fuel for the heating furnace in the same manner as in Example 1, but the ignition point was 430
° C, and the energy loss required to ignite was large.
【００２１】[0021]
【発明の効果】本発明の界面活性剤組成物によれば、発
火点が低くなり、燃焼効率がよく、有害物質の排出を低
減し得る乳化型燃料を容易に製造することができ、その
界面活性剤組成物よって優れた特性の乳化型燃料を提供
することができる。EFFECTS OF THE INVENTION According to the surfactant composition of the present invention, an emulsified fuel having a low ignition point, good combustion efficiency, and a low emission of harmful substances can be easily produced. The activator composition can provide an emulsified fuel having excellent characteristics.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D077 AB09 AC03 BA01 BA07 BA15 DC02Y DC12Y DC14Y DC15Y DC19Y DC27Y DC36Y DD08Y DD32Y DD33Y DE02Y DE07Y DE08Y 4G065 AA01 AB03X AB05X AB10Y AB32X AB33X BA01 BB06 CA03 DA04 DA10 EA01 4H013 DC03 DC06 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4D077 AB09 AC03 BA01 BA07 BA15 DC02Y DC12Y DC14Y DC15Y DC19Y DC27Y DC36Y DD08Y DD32Y DD33Y DE02Y DE07Y DE08Y 4G065 AA01 AB03X AB05X AB10Y AB32X AB33X BA01 DC03 DA03 DA03 DA03
Claims (3)
界面活性剤４９〜６５重量％、低級アルコール１〜１６
重量％、アルキレングリコール５〜２０重量％、植物油
０．２〜５重量％を含有する界面活性剤組成物。1. A polyoxyethylene alkyl ether surfactant of 49 to 65% by weight, a lower alcohol of 1 to 16%.
A surfactant composition containing 5% by weight, 5-20% by weight of an alkylene glycol, and 0.2-5% by weight of a vegetable oil.
はエチルアルコールであり、前記アルキレングリコール
がエチレングリコール又はプロピレングリコールである
請求項１に記載の界面活性剤組成物。2. The surfactant composition according to claim 1, wherein the lower alcohol is methyl alcohol or ethyl alcohol, and the alkylene glycol is ethylene glycol or propylene glycol.
水１０〜１００重量部、請求項１に記載の界面活性剤組
成物０．２〜０．９重量部を添加し、乳化させてなる乳
化物であって、粒径３〜５μｍの空気粒を含有すること
を特徴とする乳化型燃料。3. For 100 parts by weight of kerosene or heavy oil,
An emulsion obtained by adding 10 to 100 parts by weight of water and 0.2 to 0.9 part by weight of the surfactant composition according to claim 1 and emulsifying the mixture, wherein air particles having a particle size of 3 to 5 μm are added. An emulsified fuel characterized by containing.
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