油水可溶化剤及びその製造方法、並びに混合燃料
【課題】炭化水素を含む油中に水を微分散した混合燃料の分散状態を長期にわたり維持でき、混合燃料の保存性及び燃焼効率を向上可能な可溶化剤を提供する。
【解決手段】可溶化剤は、炭素数５〜５０の炭化水素を含む油に水を均一に分散するために使用され、脂肪酸アルカノールアミドと、Ｃ3-4アルカノールと、炭素数１０〜２６の脂肪酸と、アミンと、アンモニアとを含む。脂肪酸アルカノールアミドの含有量は７〜１５重量％、Ｃ3-4アルカノールの含有量は１５〜２７重量％、アンモニアの含有量は０．０１〜２重量％である。
【解決手段】可溶化剤は、炭素数５〜５０の炭化水素を含む油に水を均一に分散するために使用され、脂肪酸アルカノールアミドと、Ｃ3-4アルカノールと、炭素数１０〜２６の脂肪酸と、アミンと、アンモニアとを含む。脂肪酸アルカノールアミドの含有量は７〜１５重量％、Ｃ3-4アルカノールの含有量は１５〜２７重量％、アンモニアの含有量は０．０１〜２重量％である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭化水素を含む油（特に、Ａ重油、軽油、鉱物油等の石油に由来する液体油など）と水とを均一に混合可能な可溶化剤及びその製造方法、並びに、可溶化剤により油に水が均一に分散された混合燃料に関する。
【背景技術】
【０００２】
重油や軽油などの石油由来の油に水を混合したいわゆるエマルジョン燃料が、一部の用途で実用化されている。エマルジョン燃料では、界面活性剤等の添加剤を用いて水滴を油中に分散させている。このような燃料では、水の混合により燃焼温度が下がり、窒素酸化物の生成が抑制される。水分の急激な気化に伴い、油粒子が微細化し、黒煙などの粒子状物質（いわゆる、すす）の発生を抑制できる。
【０００３】
しかし、従来のエマルジョン燃料では、水粒子を十分に微細化することが困難であり、燃焼効率の改善が不十分である。また、数週間で水と油が分離するため、燃料を長期間保管することができない。
特許文献１では、脂肪酸ジエタノールアミド、オレイン酸、メタノール、アミン、アンモニアなどの複数の成分を含む可溶化剤を用いることにより、油に対する水の分散性を高めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２５５２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の可溶化剤では、分散状態をある程度の期間維持できるものの、プロトン酸性が大きいメタノールを用いるため、メタノールとアミンやアンモニアなどとの相互作用が大きくなる。よって、アンモニアやアミンを有効利用できず、オレイン酸の親水性を調節するために、多量のアンモニア及びアミンが必要となる。このように、特許文献１の可溶化剤は、毒性の強いメタノールを用いたり、刺激性及び毒性の強いアンモニアを大量に使用するという欠点があり、実用化はされていない。
本発明は、炭化水素を含む油中に水を微分散した混合燃料の分散状態を長期にわたり維持することができるとともに、原料の利用効率が高い可溶化剤、並びに保存性及び燃焼効率に優れる混合燃料を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一局面は、炭素数５〜５０の炭化水素を含む油に水を均一に分散するために使用される可溶化剤であって、脂肪酸アルカノールアミドと、Ｃ3-4アルカノールと、炭素数１０〜２６の脂肪酸と、アミンと、アンモニアとを含み、前記脂肪酸アルカノールアミドの含有量が７〜１５重量％、前記Ｃ3-4アルカノールの含有量が１５〜２７重量％、前記アンモニアの含有量が０．０１〜２重量％である可溶化剤に関する。
【０００７】
本発明の他の一局面は、炭素数５〜５０の炭化水素を含む油と、水と、前記可溶化剤とを含有し、前記油と水との重量比が６０／４０〜９５／５、前記油及び水の総量１００重量部に対する前記可溶化剤の割合が３〜２０重量部であり、前記油に水が均一に分散している、混合燃料に関する。
【０００８】
本発明の他の一局面は、前記可溶化剤を製造する方法であって、前記脂肪酸アルカノールアミドと、前記Ｃ3-4アルカノールと、前記炭素数１０〜２６の脂肪酸と、前記アミンと、前記アンモニアとを含む第１混合物を調製する第１工程と、前記第１混合物に、さらに前記炭素数１０〜２６の脂肪酸及び前記Ｃ3-4アルカノールを添加して、第２混合物を調製する第２工程と、前記第２混合物に、さらに前記脂肪酸アルカノールアミド及び前記Ｃ3-4アルカノールを添加して混合して前記可溶化剤を得る第３工程とを含む可溶化剤の製造方法に関する。前記第１工程及び前記第２工程で使用する前記炭素数１０〜２６の脂肪酸の重量比は、前記第１工程／前記第２工程＝８５／１５〜９５／５であり、前記第１工程及び前記第３工程で使用する前記脂肪酸アルカノールアミドの重量比は前記第１工程／前記第３工程＝９０／１０〜９９／１であり、前記第１工程で使用する前記Ｃ3-4アルカノールの重量を１００としたとき、前記第２工程で使用する前記Ｃ3-4アルカノールの重量は６０〜７０であり、前記第３工程で使用する前記Ｃ3-4アルカノールの重量は８０〜９０である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、可溶化剤が所定の成分を所定の組成で含有するため、アンモニア及びアミンの使用量が少ないにもかかわらず、ミセル化により、炭化水素を含む油中に、水粒子を微分散させることができる。得られる油水混合燃料では、水粒子が視認できないほど微細化され、油と水とが均一に混合しており、透明性を有する。微細化された水粒子は、油中で非常に安定であり、長期間経過後も油と相分離することがない。そのため、混合燃料は、優れた保存性及び燃焼効率を有する。また、構成成分の毒性に起因して、製造から消費に至るまでの作業環境を損なうことがない。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（可溶化剤）
本発明の可溶化剤は、脂肪酸アルカノールアミドと、Ｃ3-4アルカノールと、炭素数１０〜２６の脂肪酸と、アミンと、アンモニアとを含む。可溶化剤は、炭素数５〜５０の炭化水素を含む油に水を均一に分散するために使用される。
【００１１】
脂肪酸アルカノールアミドとしては、界面活性作用を有する限り特に制限されず、炭素数が８〜２０の脂肪酸のモノＣ1-4アルカノールアミド又はジＣ1-4アルカノールアミドなどが例示できる。脂肪酸アルカノールアミドに対応する脂肪酸としては、例えば、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸などが挙げられる。これらの脂肪酸のうち、Ｃ10-16脂肪酸（特に、飽和脂肪酸）、又はこれを含む脂肪酸混合物（例えば、ヤシ油脂肪酸など）などが好ましい。
【００１２】
脂肪酸アルカノールアミドに対応するアルカノールとしては、例えば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノールなどの直鎖状又は分岐鎖状アルカノールが例示できる。これらのアルカノールのうち、メタノール、エタノールなどのＣ1-3アルカノールが好ましい。脂肪酸アルカノールアミドが、脂肪酸ジアルカノールアミドである場合、アミノ基に結合した２つのアルカノール残基に対応するアルカノールは、同種であってもよく、異種であってもよい。
脂肪酸アルカノールアミドとしては、具体的に、ラウリン酸ジエタノールアミド、ミリスチン酸ジエタノールアミド、ヤシ油脂肪酸ジエタノールアミドなどの脂肪酸ジエタノールアミド（Ｃ10-16脂肪酸のジエタノールアミドなど）が好ましい。
脂肪酸アルカノールアミドは、一種を単独で使用してもよく、二種以上の混合物として使用してもよい。
【００１３】
可溶化剤に含まれるＣ3-4アルカノールとしては、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノールなどの直鎖アルカノール；イソプロパノール、イソブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノールなどの分岐アルカノールが挙げられる。これらのうち、水との相溶性の点から、分岐Ｃ3-4アルカノール、特に、イソプロパノール、ｔｅｒｔ−ブタノールなどが好ましい。Ｃ3-4アルカノールは、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて使用できる。
【００１４】
炭素数１０〜２６の脂肪酸としては、例えば、ラウリン酸、トリデカン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸などの飽和脂肪酸（炭素数１２〜２０の飽和脂肪酸など）の他、不飽和脂肪酸が例示できる。不飽和脂肪酸は、炭素−炭素不飽和結合を１つ有していてもよく、複数（例えば、２〜４個）有していてもよい。
脂肪酸としては、炭素数１２〜２０の不飽和脂肪酸が好ましい。このような不飽和脂肪酸の具体例としては、例えば、パルミトレイン酸、オレイン酸、エライジン酸；リノール酸、エイコサジエン酸；リノレン酸などの室温で液状の不飽和脂肪酸が例示できる。
炭素数１０〜２６の脂肪酸は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。また、上記脂肪酸を主として含む脂肪酸混合物であってもよい。脂肪酸混合物において、炭素数１０〜２６の脂肪酸の含有量は、例えば、５０〜９９．９重量％、好ましくは５５〜９９重量％、さらに好ましくは６０〜９４重量％である。
炭素数１０〜２６の脂肪酸のうち、特に、リノール酸、リノレン酸などの植物由来の不飽和脂肪酸、又はこれらの脂肪酸を主として含む脂肪酸混合物（植物性脂肪酸、例えば、大豆などの植物から抽出した脂肪酸など）などが好ましい。
【００１５】
可溶化剤に含まれるアミンは、第３級アミンであってもよいが、通常、第１級アミン、第２級アミンが使用される。特に、第１級アミンが好ましい。
第１級アミンには、脂肪族アミン、脂環族アミン、及び芳香族アミン（アニリンなどのアリールアミン；フェネチルアミンなどのアラルキルアミンなど）が含まれる。脂肪族第１級アミン及び脂環族第１級アミンが好ましい。アミンは、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。好ましい態様では、脂肪族第１級アミンと、脂環族第１級アミンとを併用する。
【００１６】
脂肪族第１級アミンとしては、例えば、メチルアミン、エチルアミンなどのアルキルアミン（Ｃ1-4アルキルアミンなど）；メタノールアミン、エタノールアミンなどのアルカノールアミン（Ｃ1-4アルカノールアミンなど）などが例示できる。アルカノールアミン、特にＣ1-2アルカノールアミンなどが好ましい。
脂環族第１級アミンとしては、例えば、シクロペンチルアミン、シクロヘキシルアミン、シクロオクチルアミンなどのＣ5-8シクロアルキルアミンなどが例示できる。
【００１７】
可溶化剤において、脂肪酸アルカノールアミドの含有量は、７〜１５重量％、好ましくは９〜１２重量％、又は９．３〜１１．５重量％である。
Ｃ3-4アルカノールの含有量は、１５〜２７重量％、好ましくは１９〜２５重量％、又は１９．９〜２４．３重量％である。
【００１８】
本発明では、メタノールは用いず、イソプロパノールなどのＣ3-4アルカノールを用いる。イソプロパノールなどのＣ3-4アルカノールは、メタノールと同様に水に対して高い相溶性を有するにもかかわらず、メタノールに比較すると、脂肪酸、油に対する親和性が高い。そのため、油相と水相との表面張力の差を低減でき、油中への水の微分散をより効果的に行うことができる。従って、アミン及びアンモニア（特にアンモニア）の使用量が少なくても、油中へ水を分散できる。
【００１９】
可溶化剤におけるアンモニアの含有量は、０．０１〜２重量％、好ましくは０．０５〜１重量％、さらに好ましくは０．１〜０．６重量％である。本発明では、毒性及び刺激臭の強いアンモニアの使用を大幅に抑制でき、毒性の強いメタノールを使用しないため、水可溶化剤の製造から混合燃料の使用に至るまでの全ての工程において作業環境を大幅に改善できる。
【００２０】
なお、アンモニアは、アンモニア水として使用できる。アンモニア水の濃度は、特に制限されないが、例えば、２０〜３０重量％又は２５〜２８重量％程度である。可溶化剤に含まれる水分量は、特に制限されず、混合燃料における油と水との重量比が６０／４０〜９５／５となるような範囲で適宜調整できる。可溶化剤の水分量は、好ましくは０〜１０重量％、さらに好ましくは０．０１〜５重量％である。
【００２１】
可溶化剤中のアミンの含有量は、例えば、５〜１０重量％、好ましくは６〜９重量％、又は６．６〜８重量％である。脂肪族アミンと脂環族アミンとを併用する場合、脂肪族アミン１００重量部に対して、脂環族アミンは、例えば、２００〜１０００重量部、好ましくは４００〜９００重量部、さらに好ましくは５００〜８００重量部である。
炭素数１０〜２６の脂肪酸の含有量は、例えば、４７〜６７重量％、好ましくは５０〜６５重量％、又は５４．８〜６３重量％である。
【００２２】
可溶化剤中、各成分は、遊離又は解離状態で含まれていてもよく、他の成分と相互作用した状態、例えば、塩の状態で含まれていてもよい。例えば、炭素数１０〜２６の脂肪酸は、アンモニア又はアミンとの塩の状態で、可溶化剤に含有されていてもよい。
【００２３】
本発明では、所定の成分及び所定の含有量の組み合わせにより、炭素数５〜５０の炭化水素を含む油と水とを効率よく均一に混合することができ、原料の油と同様の外観を有する透明な混合燃料が得られる。界面活性作用と、親油性と、親水性とのバランスを最適化できるためか、可溶化剤と油と水とを混合した際に、水相と油相との表面張力の差を顕著に軽減することができる。得られる混合燃料中、水粒子は、１００ｎｍ程度の粒径にまで微細化される。そのため、油中に安定に保持され、一年以上の長期間保管した場合でも、混合燃料の油水相分離及び変質を抑制できる。
【００２４】
可溶化剤は、各成分を混合することにより調製できる。一部の成分を予め混合した後、得られた混合物に残りの成分を一度に又は複数回に分けて添加することにより可溶化剤を調製してもよい。例えば、炭素数１０〜２６の脂肪酸と、アミン及びアンモニアのＣ3-4アルカノール溶液とを混合し、得られた混合物と、脂肪酸アルカノールアミド又はこのＣ3-4アルカノール溶液とを混合することにより可溶化剤を調製してもよい。
【００２５】
好ましい態様では、炭素数１０〜２６の脂肪酸及び／又は脂肪酸アルカノールアミドを２〜３段階に分けて混合する。具体的には、脂肪酸アルカノールアミドと、Ｃ3-4アルカノールと、炭素数１０〜２６の脂肪酸と、アミンと、アンモニアとを含む第１混合物を調製する第１工程と、第１混合物に、さらに前記炭素数１０〜２６の脂肪酸及び前記Ｃ3-4アルカノールを添加して、第２混合物を調製する第２工程と、前記第２混合物に、さらに前記脂肪酸アルカノールアミド及び前記Ｃ3-4アルカノールを添加して混合する第３工程とを経ることにより、可溶化剤を調製することができる。各工程における成分の使用量は、得られる可溶化剤中の構成成分の含有量が前述の範囲となるように適宜調節することができる。
【００２６】
第１工程及び第２工程で使用する炭素数１０〜２６の脂肪酸の重量比は、第１工程／第２工程＝８５／１５〜９５／５、好ましくは８７／１３〜９２／８である。第１工程及び第３工程で使用する脂肪酸アルカノールアミドの重量比は、第１工程／第３工程＝９０／１０〜９９／１、好ましくは９２／８〜９７／３である。
第１工程で使用する前記Ｃ3-4アルカノールの重量を１００としたとき、前記第２工程で使用する前記Ｃ3-4アルカノールの重量は６０〜７０、好ましくは６２〜６８であり、第３工程で使用する前記Ｃ3-4アルカノールの重量は８０〜９０、好ましくは８２〜８８である。
【００２７】
第１工程において、各成分は、一度に混合してもよいが、アミン及びアンモニア以外の成分を混合した後、得られる混合物に、アミン及びアンモニアを添加してもよい。アミン及びアンモニアの添加により、発熱する場合があるため、必要により、混合は、冷却下（例えば、混合物の温度４５℃以下又は４０℃以下）で行ってもよい。
【００２８】
具体的には、脂肪酸アルカノールアミドと、Ｃ3-4アルカノールと、炭素数１０〜２６の脂肪酸とを混合し、得られた混合物に、混合物の温度を４０℃以下に維持しながら、アミンを添加する。脂肪族アミンと脂環族アミンとを併用する場合、両者の混合物を添加してもよく、一方（例えば、脂肪族アミン）を添加した後、他方（例えば、脂環族アミン）を添加してもよい。そして、アミン添加後の混合物に、混合物の温度を４５℃以下に保ちながら、アンモニア水を添加する。
【００２９】
このようにして得られる可溶化剤は、炭化水素を含む油に水を均一に混合するのに有用である。このような油としては、石油に由来する油が例示でき、炭素数５〜５０の炭化水素（パラフィン、オレフィン、ナフテンなど）を含んでいる。炭化水素を含む油としては、通常、液体油（室温で液状の油など）が使用できる。
具体例としては、重油（Ａ重油、Ｂ重油、Ｃ重油など）、軽油、灯油、鉱物油などが例示でき、精製した炭化水素の混合物などであってもよい。本発明の可溶化剤は、水の微分散により、燃焼効率を向上できるため、特に、重油、軽油などの重質成分を比較的多く含む石油由来の粗製液体燃料に使用するのに適している。
【００３０】
（混合燃料）
混合燃料は、前記炭化水素を含む油と、水と、可溶化剤とを含有し、油に水が均一に分散している。混合燃料は、可溶化剤を含むため、油と水とが乳化した状態の不透明又は半透明な液体ではなく、両者が均一に混合した透明な液体である。
油と水との重量比は、燃焼効率及び水の分散性の観点から、６０／４０〜９５／５、好ましくは６５／３５〜９３／７である。油がＡ重油である場合、油と水との重量比は、７０／３０〜９０／１０、好ましくは７３／２７〜８７／１３である。
【００３１】
可溶化剤の割合は、油及び水の総量１００重量部に対して、３〜２０重量部、好ましくは５〜１８重量部、又は８．７〜１６．３重量部である。可溶化剤の割合が多すぎると、燃焼熱量が抑制され、少なすぎると、分散性を損ない、透明な混合燃料が得られない場合がある。
混合燃料は、油と、水と、可溶化剤とを混合することにより得ることができる。各成分の混合順序は適宜選択できるが、好ましい方法では、油と可溶化剤とを予め混合した後、水を混合する。分散性の観点からは、水は、油と可溶化剤との混合物に徐々に添加するのが好ましい。例えば、油と可溶化剤との混合物に、撹拌下、水を滴下又は噴霧することにより添加してもよい。
混合には、慣用の混合装置（ミキサ、撹拌機など）が使用でき、撹拌翼を有する撹拌機を用いる場合が多い。撹拌速度は、例えば、８００〜６，０００ｒｐｍ、好ましくは１，０００〜３，５００ｒｐｍ、さらに好ましくは１，２００〜２，５００ｒｐｍである。撹拌速度を変えて、多段階で撹拌してもよい。例えば、高速（例えば、３，０００〜６，０００ｒｐｍ）で撹拌することにより水を分散させた後、水粒子を均一化及び微細化するため、低速（例えば、８００〜２，５００ｒｐｍ）で仕上げ撹拌を行ってもよい。撹拌時間は、撹拌速度にもよるが、例えば、５〜６０分程度の範囲から適宜選択できる。
【００３２】
このような混合燃料は、燃焼に際して、窒素酸化物、粒子状物質を含む黒煙の発生が抑制され、燃焼効率を大きく向上することができる。従来の混合燃料に比較して、少量で高い熱量が得られ、燃費を向上させることができ、二酸化炭素の排出量を低減できる。混合燃料では、水が油に均一に微分散しており、分散状態が安定しているため、長期間保管しても、相分離又は変質することがない。
【実施例】
【００３３】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３４】
実施例１
下記の手順で、ヤシ油脂肪酸ジエタノールアミド１０．４重量％、イソプロパノール２２．１重量％、リノール酸を主成分とする大豆抽出脂肪酸５９重量％、モノエタノールアミン１．０重量％、シクロヘキシルアミン６．３重量％、及びアンモニア０．３６４重量％（濃度２８重量％のアンモニア水１．３重量％）を含む可溶化剤を調製した。なお、各成分は、可溶化剤中の含有量が上記の値となるような量で使用した。
【００３５】
（１）第１工程
ヤシ油脂肪酸ジエタノールアミドを、可溶化剤中の全配合割合１０．４重量％のうち９．５重量％と、イソプロパノールを、全配合割合２２．１重量％のうち８．９重量％とを混合容器に入れて、気泡がなくなり、透明な均一相となるまで１０分間撹拌混合した。
次いで、植物性脂肪酸としてリノール酸を主成分とする大豆抽出脂肪酸を、可溶化剤中の全配合割合５９重量％のうち５７重量％を、混合容器に添加して、２０分間撹拌した。
【００３６】
次に、モノエタノールアミンを加えて撹拌混合した。発熱を抑制するため、モノエタノールアミンは、混合物の温度を４０℃以下に制御しながら、徐々に添加した。添加終了後、１２分間撹拌した。
シクロヘキシルアミンを加えて撹拌混合した。発熱を抑制するため、シクロヘキシルアミンは、混合物の温度を４０℃以下に制御しながら、徐々に添加した。添加終了後、１５分間撹拌した。
【００３７】
さらに、アンモニア水を加えて撹拌混合した、発熱を抑制するため、アンモニア水は、混合物の温度が４５℃を超えないように制御しながら、徐々に添加した。撹拌中に、泡立てた卵白のような気泡が発生した。この気泡の消滅を反応終了の目安とした。気泡が消滅した後、４５分間撹拌し、混合物の温度が３５℃になった時点で第１工程の終了とした。
【００３８】
（２）第２工程
リノール酸を主成分とする大豆抽出脂肪酸を、可溶化剤中の全配合割合５９重量％のうち残る２重量％と、イソプロパノールの全配合割合２２．１重量％のうち５．７重量％とを１０分間撹拌混合した。得られた混合物を、第１工程で得られた混合物に加えて、１０分間撹拌混合し、全体が均一な液体を得た。
【００３９】
（３）第３工程
ヤシ油脂肪酸ジエタノールアミドを、可溶化剤中の全配合割合１０．４重量％のうち残る０．９重量％と、イソプロパノールの全配合割合２２．１重量％のうち残る７．５重量％を１０分間撹拌混合した。得られた混合物を、第２工程で得られた混合物に添加して、１０分間撹拌混合し、全体が均一な液体状の可溶化剤を得た。
【００４０】
実施例２
実施例１で得られた可溶化剤を用いて、下記の手順で、Ａ重油７０重量％、水２０重量％及び可溶化剤１０重量％を含む混合燃料を調製した。各成分は、混合燃料中の含有量がこのような値となるような割合で使用した。
実施例１と同様の混合容器に、Ａ重油及び可溶化剤を入れ、プライミクス社製「T.K.ホモミクサー」を用いて、撹拌速度1,500〜2,000ｒｐｍで、１０分間撹拌し、Ａ重油中に可溶化剤を均一に混合した。
次に、水を少量ずつ添加して２０分間撹拌した。水の添加により一時的又は局所的に乳化現象が見られたが、撹拌により、水と油とが完全に相溶し、褐色透明の液体が得られた。水の添加が終了し、褐色透明な液体が得られた後、さらに、高速回転（4,500〜5,000 ｒｐｍ）で７分間撹拌し、さらに低速回転（1,000〜1,500ｒｐｍ）で８分間仕上げの撹拌を行った。得られた混合燃料は、褐色透明であり、水粒子が視認できなかった。これは、油と水とが完全に馴染み、安定なミセルが形成されたものと考えられる。
得られた混合燃料を、１年間室温で保管したところ、水と油との分離は認められず、調製直後と同様に褐色透明な外観が維持されていた。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明の可溶化剤は、炭化水素を含む油（重油、軽油、灯油、鉱物油などの石油由来の液体燃料など）に水を均一に微分散でき、石油由来の液体燃料の燃焼効率を向上することができる。そのため、石油由来の液体燃料の改質剤として有用である。
得られる混合燃料は、従来の石油由来の液体燃料と同様の用途に利用できる。このような混合燃料では、燃焼の際の窒素酸化物、粒子状物質を含む黒煙などの発生を顕著に抑制できる。混合燃料は、燃焼効率が高いため、少ない使用量で、従来の石油由来の液体燃料と同程度の熱量を得ることができる。これにより、二酸化炭素の排出量を削減できる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭化水素を含む油（特に、Ａ重油、軽油、鉱物油等の石油に由来する液体油など）と水とを均一に混合可能な可溶化剤及びその製造方法、並びに、可溶化剤により油に水が均一に分散された混合燃料に関する。
【背景技術】
【０００２】
重油や軽油などの石油由来の油に水を混合したいわゆるエマルジョン燃料が、一部の用途で実用化されている。エマルジョン燃料では、界面活性剤等の添加剤を用いて水滴を油中に分散させている。このような燃料では、水の混合により燃焼温度が下がり、窒素酸化物の生成が抑制される。水分の急激な気化に伴い、油粒子が微細化し、黒煙などの粒子状物質（いわゆる、すす）の発生を抑制できる。
【０００３】
しかし、従来のエマルジョン燃料では、水粒子を十分に微細化することが困難であり、燃焼効率の改善が不十分である。また、数週間で水と油が分離するため、燃料を長期間保管することができない。
特許文献１では、脂肪酸ジエタノールアミド、オレイン酸、メタノール、アミン、アンモニアなどの複数の成分を含む可溶化剤を用いることにより、油に対する水の分散性を高めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２５５２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の可溶化剤では、分散状態をある程度の期間維持できるものの、プロトン酸性が大きいメタノールを用いるため、メタノールとアミンやアンモニアなどとの相互作用が大きくなる。よって、アンモニアやアミンを有効利用できず、オレイン酸の親水性を調節するために、多量のアンモニア及びアミンが必要となる。このように、特許文献１の可溶化剤は、毒性の強いメタノールを用いたり、刺激性及び毒性の強いアンモニアを大量に使用するという欠点があり、実用化はされていない。
本発明は、炭化水素を含む油中に水を微分散した混合燃料の分散状態を長期にわたり維持することができるとともに、原料の利用効率が高い可溶化剤、並びに保存性及び燃焼効率に優れる混合燃料を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一局面は、炭素数５〜５０の炭化水素を含む油に水を均一に分散するために使用される可溶化剤であって、脂肪酸アルカノールアミドと、Ｃ3-4アルカノールと、炭素数１０〜２６の脂肪酸と、アミンと、アンモニアとを含み、前記脂肪酸アルカノールアミドの含有量が７〜１５重量％、前記Ｃ3-4アルカノールの含有量が１５〜２７重量％、前記アンモニアの含有量が０．０１〜２重量％である可溶化剤に関する。
【０００７】
本発明の他の一局面は、炭素数５〜５０の炭化水素を含む油と、水と、前記可溶化剤とを含有し、前記油と水との重量比が６０／４０〜９５／５、前記油及び水の総量１００重量部に対する前記可溶化剤の割合が３〜２０重量部であり、前記油に水が均一に分散している、混合燃料に関する。
【０００８】
本発明の他の一局面は、前記可溶化剤を製造する方法であって、前記脂肪酸アルカノールアミドと、前記Ｃ3-4アルカノールと、前記炭素数１０〜２６の脂肪酸と、前記アミンと、前記アンモニアとを含む第１混合物を調製する第１工程と、前記第１混合物に、さらに前記炭素数１０〜２６の脂肪酸及び前記Ｃ3-4アルカノールを添加して、第２混合物を調製する第２工程と、前記第２混合物に、さらに前記脂肪酸アルカノールアミド及び前記Ｃ3-4アルカノールを添加して混合して前記可溶化剤を得る第３工程とを含む可溶化剤の製造方法に関する。前記第１工程及び前記第２工程で使用する前記炭素数１０〜２６の脂肪酸の重量比は、前記第１工程／前記第２工程＝８５／１５〜９５／５であり、前記第１工程及び前記第３工程で使用する前記脂肪酸アルカノールアミドの重量比は前記第１工程／前記第３工程＝９０／１０〜９９／１であり、前記第１工程で使用する前記Ｃ3-4アルカノールの重量を１００としたとき、前記第２工程で使用する前記Ｃ3-4アルカノールの重量は６０〜７０であり、前記第３工程で使用する前記Ｃ3-4アルカノールの重量は８０〜９０である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、可溶化剤が所定の成分を所定の組成で含有するため、アンモニア及びアミンの使用量が少ないにもかかわらず、ミセル化により、炭化水素を含む油中に、水粒子を微分散させることができる。得られる油水混合燃料では、水粒子が視認できないほど微細化され、油と水とが均一に混合しており、透明性を有する。微細化された水粒子は、油中で非常に安定であり、長期間経過後も油と相分離することがない。そのため、混合燃料は、優れた保存性及び燃焼効率を有する。また、構成成分の毒性に起因して、製造から消費に至るまでの作業環境を損なうことがない。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（可溶化剤）
本発明の可溶化剤は、脂肪酸アルカノールアミドと、Ｃ3-4アルカノールと、炭素数１０〜２６の脂肪酸と、アミンと、アンモニアとを含む。可溶化剤は、炭素数５〜５０の炭化水素を含む油に水を均一に分散するために使用される。
【００１１】
脂肪酸アルカノールアミドとしては、界面活性作用を有する限り特に制限されず、炭素数が８〜２０の脂肪酸のモノＣ1-4アルカノールアミド又はジＣ1-4アルカノールアミドなどが例示できる。脂肪酸アルカノールアミドに対応する脂肪酸としては、例えば、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸などが挙げられる。これらの脂肪酸のうち、Ｃ10-16脂肪酸（特に、飽和脂肪酸）、又はこれを含む脂肪酸混合物（例えば、ヤシ油脂肪酸など）などが好ましい。
【００１２】
脂肪酸アルカノールアミドに対応するアルカノールとしては、例えば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノールなどの直鎖状又は分岐鎖状アルカノールが例示できる。これらのアルカノールのうち、メタノール、エタノールなどのＣ1-3アルカノールが好ましい。脂肪酸アルカノールアミドが、脂肪酸ジアルカノールアミドである場合、アミノ基に結合した２つのアルカノール残基に対応するアルカノールは、同種であってもよく、異種であってもよい。
脂肪酸アルカノールアミドとしては、具体的に、ラウリン酸ジエタノールアミド、ミリスチン酸ジエタノールアミド、ヤシ油脂肪酸ジエタノールアミドなどの脂肪酸ジエタノールアミド（Ｃ10-16脂肪酸のジエタノールアミドなど）が好ましい。
脂肪酸アルカノールアミドは、一種を単独で使用してもよく、二種以上の混合物として使用してもよい。
【００１３】
可溶化剤に含まれるＣ3-4アルカノールとしては、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノールなどの直鎖アルカノール；イソプロパノール、イソブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノールなどの分岐アルカノールが挙げられる。これらのうち、水との相溶性の点から、分岐Ｃ3-4アルカノール、特に、イソプロパノール、ｔｅｒｔ−ブタノールなどが好ましい。Ｃ3-4アルカノールは、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて使用できる。
【００１４】
炭素数１０〜２６の脂肪酸としては、例えば、ラウリン酸、トリデカン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸などの飽和脂肪酸（炭素数１２〜２０の飽和脂肪酸など）の他、不飽和脂肪酸が例示できる。不飽和脂肪酸は、炭素−炭素不飽和結合を１つ有していてもよく、複数（例えば、２〜４個）有していてもよい。
脂肪酸としては、炭素数１２〜２０の不飽和脂肪酸が好ましい。このような不飽和脂肪酸の具体例としては、例えば、パルミトレイン酸、オレイン酸、エライジン酸；リノール酸、エイコサジエン酸；リノレン酸などの室温で液状の不飽和脂肪酸が例示できる。
炭素数１０〜２６の脂肪酸は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。また、上記脂肪酸を主として含む脂肪酸混合物であってもよい。脂肪酸混合物において、炭素数１０〜２６の脂肪酸の含有量は、例えば、５０〜９９．９重量％、好ましくは５５〜９９重量％、さらに好ましくは６０〜９４重量％である。
炭素数１０〜２６の脂肪酸のうち、特に、リノール酸、リノレン酸などの植物由来の不飽和脂肪酸、又はこれらの脂肪酸を主として含む脂肪酸混合物（植物性脂肪酸、例えば、大豆などの植物から抽出した脂肪酸など）などが好ましい。
【００１５】
可溶化剤に含まれるアミンは、第３級アミンであってもよいが、通常、第１級アミン、第２級アミンが使用される。特に、第１級アミンが好ましい。
第１級アミンには、脂肪族アミン、脂環族アミン、及び芳香族アミン（アニリンなどのアリールアミン；フェネチルアミンなどのアラルキルアミンなど）が含まれる。脂肪族第１級アミン及び脂環族第１級アミンが好ましい。アミンは、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。好ましい態様では、脂肪族第１級アミンと、脂環族第１級アミンとを併用する。
【００１６】
脂肪族第１級アミンとしては、例えば、メチルアミン、エチルアミンなどのアルキルアミン（Ｃ1-4アルキルアミンなど）；メタノールアミン、エタノールアミンなどのアルカノールアミン（Ｃ1-4アルカノールアミンなど）などが例示できる。アルカノールアミン、特にＣ1-2アルカノールアミンなどが好ましい。
脂環族第１級アミンとしては、例えば、シクロペンチルアミン、シクロヘキシルアミン、シクロオクチルアミンなどのＣ5-8シクロアルキルアミンなどが例示できる。
【００１７】
可溶化剤において、脂肪酸アルカノールアミドの含有量は、７〜１５重量％、好ましくは９〜１２重量％、又は９．３〜１１．５重量％である。
Ｃ3-4アルカノールの含有量は、１５〜２７重量％、好ましくは１９〜２５重量％、又は１９．９〜２４．３重量％である。
【００１８】
本発明では、メタノールは用いず、イソプロパノールなどのＣ3-4アルカノールを用いる。イソプロパノールなどのＣ3-4アルカノールは、メタノールと同様に水に対して高い相溶性を有するにもかかわらず、メタノールに比較すると、脂肪酸、油に対する親和性が高い。そのため、油相と水相との表面張力の差を低減でき、油中への水の微分散をより効果的に行うことができる。従って、アミン及びアンモニア（特にアンモニア）の使用量が少なくても、油中へ水を分散できる。
【００１９】
可溶化剤におけるアンモニアの含有量は、０．０１〜２重量％、好ましくは０．０５〜１重量％、さらに好ましくは０．１〜０．６重量％である。本発明では、毒性及び刺激臭の強いアンモニアの使用を大幅に抑制でき、毒性の強いメタノールを使用しないため、水可溶化剤の製造から混合燃料の使用に至るまでの全ての工程において作業環境を大幅に改善できる。
【００２０】
なお、アンモニアは、アンモニア水として使用できる。アンモニア水の濃度は、特に制限されないが、例えば、２０〜３０重量％又は２５〜２８重量％程度である。可溶化剤に含まれる水分量は、特に制限されず、混合燃料における油と水との重量比が６０／４０〜９５／５となるような範囲で適宜調整できる。可溶化剤の水分量は、好ましくは０〜１０重量％、さらに好ましくは０．０１〜５重量％である。
【００２１】
可溶化剤中のアミンの含有量は、例えば、５〜１０重量％、好ましくは６〜９重量％、又は６．６〜８重量％である。脂肪族アミンと脂環族アミンとを併用する場合、脂肪族アミン１００重量部に対して、脂環族アミンは、例えば、２００〜１０００重量部、好ましくは４００〜９００重量部、さらに好ましくは５００〜８００重量部である。
炭素数１０〜２６の脂肪酸の含有量は、例えば、４７〜６７重量％、好ましくは５０〜６５重量％、又は５４．８〜６３重量％である。
【００２２】
可溶化剤中、各成分は、遊離又は解離状態で含まれていてもよく、他の成分と相互作用した状態、例えば、塩の状態で含まれていてもよい。例えば、炭素数１０〜２６の脂肪酸は、アンモニア又はアミンとの塩の状態で、可溶化剤に含有されていてもよい。
【００２３】
本発明では、所定の成分及び所定の含有量の組み合わせにより、炭素数５〜５０の炭化水素を含む油と水とを効率よく均一に混合することができ、原料の油と同様の外観を有する透明な混合燃料が得られる。界面活性作用と、親油性と、親水性とのバランスを最適化できるためか、可溶化剤と油と水とを混合した際に、水相と油相との表面張力の差を顕著に軽減することができる。得られる混合燃料中、水粒子は、１００ｎｍ程度の粒径にまで微細化される。そのため、油中に安定に保持され、一年以上の長期間保管した場合でも、混合燃料の油水相分離及び変質を抑制できる。
【００２４】
可溶化剤は、各成分を混合することにより調製できる。一部の成分を予め混合した後、得られた混合物に残りの成分を一度に又は複数回に分けて添加することにより可溶化剤を調製してもよい。例えば、炭素数１０〜２６の脂肪酸と、アミン及びアンモニアのＣ3-4アルカノール溶液とを混合し、得られた混合物と、脂肪酸アルカノールアミド又はこのＣ3-4アルカノール溶液とを混合することにより可溶化剤を調製してもよい。
【００２５】
好ましい態様では、炭素数１０〜２６の脂肪酸及び／又は脂肪酸アルカノールアミドを２〜３段階に分けて混合する。具体的には、脂肪酸アルカノールアミドと、Ｃ3-4アルカノールと、炭素数１０〜２６の脂肪酸と、アミンと、アンモニアとを含む第１混合物を調製する第１工程と、第１混合物に、さらに前記炭素数１０〜２６の脂肪酸及び前記Ｃ3-4アルカノールを添加して、第２混合物を調製する第２工程と、前記第２混合物に、さらに前記脂肪酸アルカノールアミド及び前記Ｃ3-4アルカノールを添加して混合する第３工程とを経ることにより、可溶化剤を調製することができる。各工程における成分の使用量は、得られる可溶化剤中の構成成分の含有量が前述の範囲となるように適宜調節することができる。
【００２６】
第１工程及び第２工程で使用する炭素数１０〜２６の脂肪酸の重量比は、第１工程／第２工程＝８５／１５〜９５／５、好ましくは８７／１３〜９２／８である。第１工程及び第３工程で使用する脂肪酸アルカノールアミドの重量比は、第１工程／第３工程＝９０／１０〜９９／１、好ましくは９２／８〜９７／３である。
第１工程で使用する前記Ｃ3-4アルカノールの重量を１００としたとき、前記第２工程で使用する前記Ｃ3-4アルカノールの重量は６０〜７０、好ましくは６２〜６８であり、第３工程で使用する前記Ｃ3-4アルカノールの重量は８０〜９０、好ましくは８２〜８８である。
【００２７】
第１工程において、各成分は、一度に混合してもよいが、アミン及びアンモニア以外の成分を混合した後、得られる混合物に、アミン及びアンモニアを添加してもよい。アミン及びアンモニアの添加により、発熱する場合があるため、必要により、混合は、冷却下（例えば、混合物の温度４５℃以下又は４０℃以下）で行ってもよい。
【００２８】
具体的には、脂肪酸アルカノールアミドと、Ｃ3-4アルカノールと、炭素数１０〜２６の脂肪酸とを混合し、得られた混合物に、混合物の温度を４０℃以下に維持しながら、アミンを添加する。脂肪族アミンと脂環族アミンとを併用する場合、両者の混合物を添加してもよく、一方（例えば、脂肪族アミン）を添加した後、他方（例えば、脂環族アミン）を添加してもよい。そして、アミン添加後の混合物に、混合物の温度を４５℃以下に保ちながら、アンモニア水を添加する。
【００２９】
このようにして得られる可溶化剤は、炭化水素を含む油に水を均一に混合するのに有用である。このような油としては、石油に由来する油が例示でき、炭素数５〜５０の炭化水素（パラフィン、オレフィン、ナフテンなど）を含んでいる。炭化水素を含む油としては、通常、液体油（室温で液状の油など）が使用できる。
具体例としては、重油（Ａ重油、Ｂ重油、Ｃ重油など）、軽油、灯油、鉱物油などが例示でき、精製した炭化水素の混合物などであってもよい。本発明の可溶化剤は、水の微分散により、燃焼効率を向上できるため、特に、重油、軽油などの重質成分を比較的多く含む石油由来の粗製液体燃料に使用するのに適している。
【００３０】
（混合燃料）
混合燃料は、前記炭化水素を含む油と、水と、可溶化剤とを含有し、油に水が均一に分散している。混合燃料は、可溶化剤を含むため、油と水とが乳化した状態の不透明又は半透明な液体ではなく、両者が均一に混合した透明な液体である。
油と水との重量比は、燃焼効率及び水の分散性の観点から、６０／４０〜９５／５、好ましくは６５／３５〜９３／７である。油がＡ重油である場合、油と水との重量比は、７０／３０〜９０／１０、好ましくは７３／２７〜８７／１３である。
【００３１】
可溶化剤の割合は、油及び水の総量１００重量部に対して、３〜２０重量部、好ましくは５〜１８重量部、又は８．７〜１６．３重量部である。可溶化剤の割合が多すぎると、燃焼熱量が抑制され、少なすぎると、分散性を損ない、透明な混合燃料が得られない場合がある。
混合燃料は、油と、水と、可溶化剤とを混合することにより得ることができる。各成分の混合順序は適宜選択できるが、好ましい方法では、油と可溶化剤とを予め混合した後、水を混合する。分散性の観点からは、水は、油と可溶化剤との混合物に徐々に添加するのが好ましい。例えば、油と可溶化剤との混合物に、撹拌下、水を滴下又は噴霧することにより添加してもよい。
混合には、慣用の混合装置（ミキサ、撹拌機など）が使用でき、撹拌翼を有する撹拌機を用いる場合が多い。撹拌速度は、例えば、８００〜６，０００ｒｐｍ、好ましくは１，０００〜３，５００ｒｐｍ、さらに好ましくは１，２００〜２，５００ｒｐｍである。撹拌速度を変えて、多段階で撹拌してもよい。例えば、高速（例えば、３，０００〜６，０００ｒｐｍ）で撹拌することにより水を分散させた後、水粒子を均一化及び微細化するため、低速（例えば、８００〜２，５００ｒｐｍ）で仕上げ撹拌を行ってもよい。撹拌時間は、撹拌速度にもよるが、例えば、５〜６０分程度の範囲から適宜選択できる。
【００３２】
このような混合燃料は、燃焼に際して、窒素酸化物、粒子状物質を含む黒煙の発生が抑制され、燃焼効率を大きく向上することができる。従来の混合燃料に比較して、少量で高い熱量が得られ、燃費を向上させることができ、二酸化炭素の排出量を低減できる。混合燃料では、水が油に均一に微分散しており、分散状態が安定しているため、長期間保管しても、相分離又は変質することがない。
【実施例】
【００３３】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３４】
実施例１
下記の手順で、ヤシ油脂肪酸ジエタノールアミド１０．４重量％、イソプロパノール２２．１重量％、リノール酸を主成分とする大豆抽出脂肪酸５９重量％、モノエタノールアミン１．０重量％、シクロヘキシルアミン６．３重量％、及びアンモニア０．３６４重量％（濃度２８重量％のアンモニア水１．３重量％）を含む可溶化剤を調製した。なお、各成分は、可溶化剤中の含有量が上記の値となるような量で使用した。
【００３５】
（１）第１工程
ヤシ油脂肪酸ジエタノールアミドを、可溶化剤中の全配合割合１０．４重量％のうち９．５重量％と、イソプロパノールを、全配合割合２２．１重量％のうち８．９重量％とを混合容器に入れて、気泡がなくなり、透明な均一相となるまで１０分間撹拌混合した。
次いで、植物性脂肪酸としてリノール酸を主成分とする大豆抽出脂肪酸を、可溶化剤中の全配合割合５９重量％のうち５７重量％を、混合容器に添加して、２０分間撹拌した。
【００３６】
次に、モノエタノールアミンを加えて撹拌混合した。発熱を抑制するため、モノエタノールアミンは、混合物の温度を４０℃以下に制御しながら、徐々に添加した。添加終了後、１２分間撹拌した。
シクロヘキシルアミンを加えて撹拌混合した。発熱を抑制するため、シクロヘキシルアミンは、混合物の温度を４０℃以下に制御しながら、徐々に添加した。添加終了後、１５分間撹拌した。
【００３７】
さらに、アンモニア水を加えて撹拌混合した、発熱を抑制するため、アンモニア水は、混合物の温度が４５℃を超えないように制御しながら、徐々に添加した。撹拌中に、泡立てた卵白のような気泡が発生した。この気泡の消滅を反応終了の目安とした。気泡が消滅した後、４５分間撹拌し、混合物の温度が３５℃になった時点で第１工程の終了とした。
【００３８】
（２）第２工程
リノール酸を主成分とする大豆抽出脂肪酸を、可溶化剤中の全配合割合５９重量％のうち残る２重量％と、イソプロパノールの全配合割合２２．１重量％のうち５．７重量％とを１０分間撹拌混合した。得られた混合物を、第１工程で得られた混合物に加えて、１０分間撹拌混合し、全体が均一な液体を得た。
【００３９】
（３）第３工程
ヤシ油脂肪酸ジエタノールアミドを、可溶化剤中の全配合割合１０．４重量％のうち残る０．９重量％と、イソプロパノールの全配合割合２２．１重量％のうち残る７．５重量％を１０分間撹拌混合した。得られた混合物を、第２工程で得られた混合物に添加して、１０分間撹拌混合し、全体が均一な液体状の可溶化剤を得た。
【００４０】
実施例２
実施例１で得られた可溶化剤を用いて、下記の手順で、Ａ重油７０重量％、水２０重量％及び可溶化剤１０重量％を含む混合燃料を調製した。各成分は、混合燃料中の含有量がこのような値となるような割合で使用した。
実施例１と同様の混合容器に、Ａ重油及び可溶化剤を入れ、プライミクス社製「T.K.ホモミクサー」を用いて、撹拌速度1,500〜2,000ｒｐｍで、１０分間撹拌し、Ａ重油中に可溶化剤を均一に混合した。
次に、水を少量ずつ添加して２０分間撹拌した。水の添加により一時的又は局所的に乳化現象が見られたが、撹拌により、水と油とが完全に相溶し、褐色透明の液体が得られた。水の添加が終了し、褐色透明な液体が得られた後、さらに、高速回転（4,500〜5,000 ｒｐｍ）で７分間撹拌し、さらに低速回転（1,000〜1,500ｒｐｍ）で８分間仕上げの撹拌を行った。得られた混合燃料は、褐色透明であり、水粒子が視認できなかった。これは、油と水とが完全に馴染み、安定なミセルが形成されたものと考えられる。
得られた混合燃料を、１年間室温で保管したところ、水と油との分離は認められず、調製直後と同様に褐色透明な外観が維持されていた。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明の可溶化剤は、炭化水素を含む油（重油、軽油、灯油、鉱物油などの石油由来の液体燃料など）に水を均一に微分散でき、石油由来の液体燃料の燃焼効率を向上することができる。そのため、石油由来の液体燃料の改質剤として有用である。
得られる混合燃料は、従来の石油由来の液体燃料と同様の用途に利用できる。このような混合燃料では、燃焼の際の窒素酸化物、粒子状物質を含む黒煙などの発生を顕著に抑制できる。混合燃料は、燃焼効率が高いため、少ない使用量で、従来の石油由来の液体燃料と同程度の熱量を得ることができる。これにより、二酸化炭素の排出量を削減できる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素数５〜５０の炭化水素を含む油に水を均一に分散するために使用される可溶化剤であって、
脂肪酸アルカノールアミドと、Ｃ3-4アルカノールと、炭素数１０〜２６の脂肪酸と、アミンと、アンモニアとを含み、
前記脂肪酸アルカノールアミドの含有量が７〜１５重量％、前記Ｃ3-4アルカノールの含有量が１５〜２７重量％、前記アンモニアの含有量が０．０１〜２重量％である可溶化剤。
【請求項２】
前記脂肪酸アルカノールアミドがＣ10-16脂肪酸のジエタノールアミド、前記Ｃ3-4アルカノールが分岐Ｃ3-4アルカノール、前記炭素数１０〜２６の脂肪酸が炭素数１２〜２０の不飽和脂肪酸、前記アミンが、Ｃ1-4アルカノールアミン及びＣ5-8シクロアルキルアミンである、請求項１に記載の可溶化剤。
【請求項３】
前記炭素数１０〜２６の脂肪酸が、前記炭素数１０〜２６の脂肪酸を主として含む脂肪酸混合物であり、前記脂肪酸アルカノールアミドの含有量が９〜１２重量％、前記Ｃ3-4アルカノールの含有量が１９〜２５重量％、前記脂肪酸混合物の含有量が５０〜６５重量％、前記アンモニアの含有量が０．１〜０．６重量％である、請求項１又は２に記載の可溶化剤。
【請求項４】
前記脂肪酸アルカノールアミドが脂肪酸ジエタノールアミド、Ｃ3-4アルカノールがイソプロパノール、前記炭素数１０〜２６の脂肪酸が前記炭素数１０〜２６の脂肪酸を主として含む植物性脂肪酸、前記アミンがエタノールアミン及びシクロヘキシルアミンであり、
前記脂肪酸ジエタノールアミドの含有量が９．３〜１１．５重量％、前記イソプロパノールの含有量が１９．９〜２４．３重量％、前記植物性脂肪酸の含有量が５４．８〜６３重量％、前記エタノールアミン及び前記シクロヘキシルアミンの含有量が合計で６．９〜８重量％、前記エタノールアミン１００重量部に対する前記シクロヘキシルアミンの割合が５００〜８００重量部、前記アンモニアの含有量が０．１〜０．６重量％である請求項１〜３のいずれかの項に記載の可溶化剤。
【請求項５】
炭素数５〜５０の炭化水素を含む油と、水と、請求項１〜３の何れかの項に記載の可溶化剤とを含有し、
前記油と水との重量比が６０／４０〜９５／５、前記油及び水の総量１００重量部に対する前記可溶化剤の割合が３〜２０重量部であり、
前記油に水が均一に分散している、混合燃料。
【請求項６】
前記油が、重油又は軽油である請求項５に記載の混合燃料。
【請求項７】
脂肪酸アルカノールアミドと、Ｃ3-4アルカノールと、炭素数１０〜２６の脂肪酸と、アミンと、アンモニアとを含み、前記脂肪酸アルカノールアミドの含有量が７〜１５重量％、前記Ｃ3-4アルカノールの含有量が１５〜２７重量％、前記アンモニアの含有量が０．０１〜２重量％であり、炭素数５〜５０の炭化水素を含む油に水を均一に分散するために使用される可溶化剤を製造する方法であって、
前記脂肪酸アルカノールアミドと、前記Ｃ3-4アルカノールと、前記炭素数１０〜２６の脂肪酸と、前記アミンと、前記アンモニアとを含む第１混合物を調製する第１工程と、
前記第１混合物に、さらに前記炭素数１０〜２６の脂肪酸及び前記Ｃ3-4アルカノールを添加して、第２混合物を調製する第２工程と、
前記第２混合物に、さらに前記脂肪酸アルカノールアミド及び前記Ｃ3-4アルカノールを添加して混合して前記可溶化剤を得る第３工程とを含み、
前記第１工程及び前記第２工程で使用する前記炭素数１０〜２６の脂肪酸の重量比が、前記第１工程／前記第２工程＝８５／１５〜９５／５であり、前記第１工程及び前記第３工程で使用する前記脂肪酸アルカノールアミドの重量比が前記第１工程／前記第３工程＝９０／１０〜９９／１であり、前記第１工程で使用する前記Ｃ3-4アルカノールの重量を１００としたとき、前記第２工程で使用する前記Ｃ3-4アルカノールの重量が６０〜７０であり、前記第３工程で使用する前記Ｃ3-4アルカノールの重量が８０〜９０である、可溶化剤の製造方法。
【請求項１】
炭素数５〜５０の炭化水素を含む油に水を均一に分散するために使用される可溶化剤であって、
脂肪酸アルカノールアミドと、Ｃ3-4アルカノールと、炭素数１０〜２６の脂肪酸と、アミンと、アンモニアとを含み、
前記脂肪酸アルカノールアミドの含有量が７〜１５重量％、前記Ｃ3-4アルカノールの含有量が１５〜２７重量％、前記アンモニアの含有量が０．０１〜２重量％である可溶化剤。
【請求項２】
前記脂肪酸アルカノールアミドがＣ10-16脂肪酸のジエタノールアミド、前記Ｃ3-4アルカノールが分岐Ｃ3-4アルカノール、前記炭素数１０〜２６の脂肪酸が炭素数１２〜２０の不飽和脂肪酸、前記アミンが、Ｃ1-4アルカノールアミン及びＣ5-8シクロアルキルアミンである、請求項１に記載の可溶化剤。
【請求項３】
前記炭素数１０〜２６の脂肪酸が、前記炭素数１０〜２６の脂肪酸を主として含む脂肪酸混合物であり、前記脂肪酸アルカノールアミドの含有量が９〜１２重量％、前記Ｃ3-4アルカノールの含有量が１９〜２５重量％、前記脂肪酸混合物の含有量が５０〜６５重量％、前記アンモニアの含有量が０．１〜０．６重量％である、請求項１又は２に記載の可溶化剤。
【請求項４】
前記脂肪酸アルカノールアミドが脂肪酸ジエタノールアミド、Ｃ3-4アルカノールがイソプロパノール、前記炭素数１０〜２６の脂肪酸が前記炭素数１０〜２６の脂肪酸を主として含む植物性脂肪酸、前記アミンがエタノールアミン及びシクロヘキシルアミンであり、
前記脂肪酸ジエタノールアミドの含有量が９．３〜１１．５重量％、前記イソプロパノールの含有量が１９．９〜２４．３重量％、前記植物性脂肪酸の含有量が５４．８〜６３重量％、前記エタノールアミン及び前記シクロヘキシルアミンの含有量が合計で６．９〜８重量％、前記エタノールアミン１００重量部に対する前記シクロヘキシルアミンの割合が５００〜８００重量部、前記アンモニアの含有量が０．１〜０．６重量％である請求項１〜３のいずれかの項に記載の可溶化剤。
【請求項５】
炭素数５〜５０の炭化水素を含む油と、水と、請求項１〜３の何れかの項に記載の可溶化剤とを含有し、
前記油と水との重量比が６０／４０〜９５／５、前記油及び水の総量１００重量部に対する前記可溶化剤の割合が３〜２０重量部であり、
前記油に水が均一に分散している、混合燃料。
【請求項６】
前記油が、重油又は軽油である請求項５に記載の混合燃料。
【請求項７】
脂肪酸アルカノールアミドと、Ｃ3-4アルカノールと、炭素数１０〜２６の脂肪酸と、アミンと、アンモニアとを含み、前記脂肪酸アルカノールアミドの含有量が７〜１５重量％、前記Ｃ3-4アルカノールの含有量が１５〜２７重量％、前記アンモニアの含有量が０．０１〜２重量％であり、炭素数５〜５０の炭化水素を含む油に水を均一に分散するために使用される可溶化剤を製造する方法であって、
前記脂肪酸アルカノールアミドと、前記Ｃ3-4アルカノールと、前記炭素数１０〜２６の脂肪酸と、前記アミンと、前記アンモニアとを含む第１混合物を調製する第１工程と、
前記第１混合物に、さらに前記炭素数１０〜２６の脂肪酸及び前記Ｃ3-4アルカノールを添加して、第２混合物を調製する第２工程と、
前記第２混合物に、さらに前記脂肪酸アルカノールアミド及び前記Ｃ3-4アルカノールを添加して混合して前記可溶化剤を得る第３工程とを含み、
前記第１工程及び前記第２工程で使用する前記炭素数１０〜２６の脂肪酸の重量比が、前記第１工程／前記第２工程＝８５／１５〜９５／５であり、前記第１工程及び前記第３工程で使用する前記脂肪酸アルカノールアミドの重量比が前記第１工程／前記第３工程＝９０／１０〜９９／１であり、前記第１工程で使用する前記Ｃ3-4アルカノールの重量を１００としたとき、前記第２工程で使用する前記Ｃ3-4アルカノールの重量が６０〜７０であり、前記第３工程で使用する前記Ｃ3-4アルカノールの重量が８０〜９０である、可溶化剤の製造方法。
【公開番号】特開２０１１−２４５４７０（Ｐ２０１１−２４５４７０Ａ）
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０６５８１（Ｐ２０１０−２０６５８１）
【出願日】平成２２年９月１５日（２０１０．９．１５）
【出願人】（５９３０１５８５０）
【出願人】（５１０１４１１８７）
【出願人】（５１０１４１１９８）株式会社バリュースプランニング (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１５日（２０１０．９．１５）
【出願人】（５９３０１５８５０）
【出願人】（５１０１４１１８７）
【出願人】（５１０１４１１９８）株式会社バリュースプランニング (1)
【Ｆターム（参考）】
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