石油学会誌
Print ISSN : 0582-4664
41 巻, 2 号
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  • アニリン誘導体の化学構造と反応性
    三木 康朗, 杉本 義一
    1998 年 41 巻 2 号 p. 85-91
    発行日: 1998/03/01
    公開日: 2008/10/15
    ジャーナル フリー
    2-プロピルアニリン (2-PA), N-プロピルアニリン (N-PA) およびγ-フェニルプロピルアミン (γ-PPA) の反応をバッチ式小型オートクレーブを用い, 硫化Ni-Mo/Al2O3触媒上, 温度300~350°C, 水素初圧12MPa, 反応時間15~120minで行い, 含窒素化合物の構造と反応性の関係を調べた。生成物の組成は, (1) 分解を伴わない水素化物, (2) 脱窒素生成物, (3) 脱窒素中間体が共存する含窒素化合物に付加した付加生成物, および (4) 脱窒素生成物の再分解生成物の4化合物タイプに大別された。
    (1) として, 2-PAから2-プロピルシクロヘキサンアミンが, N-PAからN-プロピルシクロヘキサンアミンが生成し, γ-PPAの水素化物は認められなかった。(2) として, 2-PAからプロピルシクロヘキサンが, N-PAからプロパンとシクロヘキサンが, γ-PPAからプロピルベンゼンが主として生成した。(3) として, 2-PAから分子量259の化合物が, N-PAから分子量175, 177および181の化合物が, γ-PPAから分子量253の化合物が主として生成した。付加化合物の生成量はγ-PPAの反応で非常に高く, その再分解はγ-PPAの脱窒素に比べて困難であった。(4) はいずれの反応においてもわずかであった。反応全体に対するネットワークを提案した。
  • 付加化合物の質量スペクトルの解析
    三木 康朗, 杉本 義一
    1998 年 41 巻 2 号 p. 92-97
    発行日: 1998/03/01
    公開日: 2008/10/15
    ジャーナル フリー
    2-プロピルアニリン, N-プロピルアニリンおよび3-フェニルプロピルアミンの脱窒素反応で生成した含窒素付加化合物の構造について, 窒素原子への配位と炭素原子への配位の両可能性について検討した。まず, 分子量から付加反応に係わる含窒素化合物と脱窒素中間体を求め, 両者から生成される付加化合物の構造を検討し, さらに各構造の化合物の特徴となる質量スペクトルを検討した。その結果と実際に得られた質量スペクトルとの対比から, 付加化合物の構造を考察した。その結果, いずれの付加化合物も窒素原子に配位した構造と考えられた。
    2-プロピルアニリンの反応で生成した3種類の付加化合物はいずれも分子量259であり, その中の2化合物はm/z174と146の顕著なイオンを有しており, 2-プロピルアニリンの窒素原子に2-プロピル-1-シクロヘキセンが配位したN-(2-プロピルシクロヘキシル)-2-プロピルアニリン類 (シスおよびトランス) と同定され, 残りの1化合物はm/z174の顕著なイオンを有しており, 2-プロピルアニリンの窒素原子にアリルシクロヘキサンが配位した構造と同定された。
    N-プロピルアニリンの反応で生成した3種類の付加化合物の中, 分子量175および181の化合物は標準物質との照合によりN-シクロヘキシルアニリンおよびジシクロヘキシルアミンであった。また, 分子量177の化合物はm/z 148および106の顕著なフラグメントを有しており, N-プロピルアニリンの窒素原子にアリル基がさらに配位したN,N-ジプロピルアニリンの質量スペクトルと一致した。
    3-フェニルプロピルアミンの反応で生成した2種類の付加化合物中, 主成分は分子量253とm/z 148および91の顕著なフラグメントを有しており, 3-フェニルプロピルアミンの窒素原子にアリルベンゼンが配位したビス (3-フェニルプロピル) アミンと同定された。もう一方の成分は, 259の分子量とm/z 148および154の顕著なフラグメントを有しており, 3-フェニルプロピルアミンの窒素原子にアリルシクロヘキサンが配位したN-(3-シクロヘキシルプロピル)-(3-フェニルプロピル) アミンと同定された。
  • 天野 隆明, 高橋 守人, 笠原 彰彦, 森吉 昭博
    1998 年 41 巻 2 号 p. 98-106
    発行日: 1998/03/01
    公開日: 2008/10/15
    ジャーナル フリー
    アスファルト舗装には様々な破壊現象があり, 種々の研究が行われている。しかし, わだち掘れ現象以外のき裂現象で寒冷地に多く見られる外気温の低下により舗装体が収縮して横断方向に破壊する, いわゆる低温き裂に関する研究は多いが, 主要な因子と現地との対応がとれていない。この理由は, 低温き裂の発生原因が材料の性状, 施工の条件, アスファルト舗装の構造の形式, 環境条件など多岐にわたり, これら各々の条件がアスファルト混合物の性状を著しく変化させているためと考えられる。
    本研究は, 寒冷地に多く見られるアスファルト舗装の低温き裂現象と使用アスファルトの性状およびその舗装構造について検討した。アスファルト舗装構造では複雑な材質の組合せを有する舗装構成と低温き裂との対応を求めるため, 現場調査, 室内実験および数値解析シミュレーションを行った。
    検討の結果, アスファルト舗装の低温き裂現象は, 応力よりもひずみが支配的であり, アスファルト舗装は応力緩和現象を伴いながらあるひずみレベルを超えると破壊することが確認された。
  • 中柳 みちえ
    1998 年 41 巻 2 号 p. 107-116
    発行日: 1998/03/01
    公開日: 2008/10/15
    ジャーナル フリー
    天然ガス中の二酸化炭素 (CO2), 硫化水素等の酸性ガス除去用に高濃度ジグリコールアミン (DGA) 水溶液を用いるシステムでは, 炭素鋼やステンレス鋼の腐食事例が報告されている。腐食原因解明のために実験•検討を行い, 以下の知見を得た。
    CO2を吸収したDGA (DGA-CO2とする) およびDGA水溶液 (DGA(H2O)-CO2とする) 中で鉄 (Fe), ニッケル (Ni), クロム (Cr) 粉を反応させ, DGA濃度と溶存金属イオン濃度の関係から, CO2を吸収した高濃度DGA中の腐食は錯形成に起因する特異な腐食であることがわかった。
    また1H-NMR, 13C-NMR, IRスペクトルに基づき, 腐食要因となる化学種はCO2吸収により生成するカルバミン酸イオンと推定した。さらに, IRスペクトルとUV-visスペクトルから, DGA-CO2中のFeおよびNi錯体は六配位八面体構造で, Feは二座カルバマト錯体, Niはカルバマト配位子とアミノアルコール配位子の二核混合錯体を形成すると推定した。
    これらの知見に基づき, DGAユニット系内の腐食現象について考察した。DGA濃度65wt%以上のDGA(H2O)-CO2中では, Feとカルバミン酸イオンの錯形成に起因する腐食が激しいが, DGA 50wt%以下でFeは錯形成できず水酸化鉄 (III) として沈殿し, 腐食は軽減する。Niは低濃度DGA-CO2中でも錯形成し, DGA 50wt%以下で腐食に寄与しうる。
  • 林 英治, 岩松 栄治, 真田 雄三, M. Asharaf ALI, Halim HAMID, David S. WEBSTER, 米田 ...
    1998 年 41 巻 2 号 p. 117-124
    発行日: 1998/03/01
    公開日: 2008/10/15
    ジャーナル フリー
    石油由来アスファルテンの加熱変化を高温1H-NMR (PMRTA) により40~420°Cの範囲で観測した。各温度にて測定された1H-NMR緩和曲線と残存水素量 (初期シグナル強度) より, 300°Cにてアスファルテン分子の運動性が上がり, 既に熱転移が起こっていることが確認された。また, 緩和曲線から求められる Weibull 時定数が温度の上昇に伴って増加し, 同じくそのべき数が低下することから, 剛直な構造が次第に運動しやすい状態に遷移していることが明らかとなった。融解による固-液遷移や, 420°C以上の温度におけるコーク前駆体の発生による液-固遷移に対応した急激な変化は実験条件下では観測されなかった。二次モーメントM2TT)は分子の運動性や, 系内の分子に含まれる水素および孤立電子の濃度や分布を鋭敏に表すパラメーターであるが, M2T16はアスファルテン分子の熱による運動性の変化を最も的確に表した。M2T16値の温度変化より, 400°Cで比較した場合, 石炭よりもアスファルテンの方がはるかに高い流動性を示すことが明らかとなった。一度加熱 (~450°C) を受けたアスファルテンサンプルのPMRTAも測定され, 450°Cの熱処理が非可逆的熱変化をもたらすことが明らかとなった。PMRTAが熱分解反応における系内の物理的, 化学的変化を評価する上で重要な知見を与えることが証明された。
  • 横山 千昭, 森谷 忍, 蛯名 武雄
    1998 年 41 巻 2 号 p. 125-130
    発行日: 1998/03/01
    公開日: 2008/10/15
    ジャーナル フリー
    単純共融系の固液平衡関係を示す有機化合物混合系の高圧固液平衡の推算法の確立を目指して, 液相と固相の両相に状態方程式を適用する推算法の適用性を検討した。液相に対して2種類のファンデルワールス型の状態方程式を適用することにより, 液相の状態方程式の違いが固液平衡の推算結果に与える影響について調べた。液相の状態方程式としては, 剛体球流体を基準流体とした Carnahan-Starling-van der Waals 式 (CS-vdW式) と剛体凸流体を基準流体とした Boublik-van der Waals 式 (B-vdW式) を使用した。計算した系には, 状態方程式のパラメーターの物理的意味が明確に定義でき, しかも正確な高圧固液平衡の測定値が存在している系であるベンゼンーシクロヘキサン系を選んだ。計算の結果, ベンゼンが固体として析出する組成領域においてはいずれの状態方程式を用いても良好な精度で高圧固液平衡の測定値を再現できるが, シクロヘキサンが固体となる組成領域においてはB-vdW式よりもCS-vdW式を用いた方が計算値と実測値との一致は良いことが分かった。状態方程式による液体のPVT関係の再現精度と高圧固液平衡の推算精度の間には相関関係があることが分かった。高圧固液平衡関係を精度良く推算するためには液体のPVT関係を正確に表現できる状態方程式を用いることが必要不可欠である。
  • 永井 浩, 益子 正文
    1998 年 41 巻 2 号 p. 131-137
    発行日: 1998/03/01
    公開日: 2008/10/15
    ジャーナル フリー
    潤滑油の生分解性試験法として世界的に用いられているのはCEC L-33-A-93であり, 国内では化審法のBOD試験法が一般である。前者では油分をFT-IRによるC-Hスペクトル吸収強度によって定量を行うためC-Hを含まないCFC-113が採用されており, また同法の前身であるCEC L-33-T-82では四塩化炭素も指定されていた。これらの溶剤は環境的に使用が制限されるべきで, 潤滑油の生分解性試験法の必要性は今後も高まることから環境的にまた労働安全衛生的にも安全な試験法の開発を行った。その結果として油分の検出にガスクロマトグラフィーを用いることで溶剤を溶解力, 揮発性, 安全性等の面からイソオクタンへの変更を可能とし, ガスクロマトグラフィーの加算性を利して試料片作成時の希釈溶剤を省いた。また, 殺菌剤としてCEC法に規定されている塩化水銀も廃棄可能な物質に変換した。ガスクロマトグラフィーによる種々の基油の検出確認を行った結果, 濃度と注入量の広い範囲でよい相関を得, 鉱物油を用いての生分解も文献値と良く一致する結果を得, 本法で生分解性を評価できることを示した。
  • 清水 健一, 粟森 義彦
    1998 年 41 巻 2 号 p. 138-144
    発行日: 1998/03/01
    公開日: 2008/10/15
    ジャーナル フリー
    石油精製装置を構成する設備の内部状況を現場で簡易に把握するための方法として, 従来の放射線透過撮影法による映像評価方法から透過放射線量をとらえアナログ表示で汚れ等の状態を評価するためのハードとソフトを開発した。原油からガソリン等の製品製造を行うためには各種の機器や配管の組み合わせが必要である。これら構成設備の運転性能を維持するには, 機器や配管の汚れの進展状況を把握して, 定期的にまたは随時に汚れ防止措置を講じることが必要となる。従来は, 機器を開放して点検するか, または運転時に放射線透過試験法により内部状況を撮影して判断する等の方法が採られてきたが, 対象機器の構造や運転条件, 実施時期等の制約から汚れの状態量を的確に, また簡易に状態を把握する等の目的には満足する結果が得られないのが実情だった。今までの放射線検知器に使用されていた計数管の原理を応用して, 新規の放射線センサーを作成した。このセンサーを用いて一定間隔で検知した放射線量をグラフ化することで, 機器の構造に合わせた内部観察のための基本曲線を求め, 装置設備を構成する機器の内部状態の評価に役立たせる技法を確立した。当該技術を市販機器として実用化し, 同種目的に苦労している同業他社の設備管理にも役立つように提供し, さらに当該機器を使い用途の拡大化を図り, 事例を多数集めることができた。
  • ジメチルシリコーンオイルの熱安定性に及ぼすCaCO3および各種金属酸化物の効果
    矢野 法生, 白倉 幹夫
    1998 年 41 巻 2 号 p. 145-153
    発行日: 1998/03/01
    公開日: 2008/10/15
    ジャーナル フリー
    高粘度ジメチルシリコーンオイルの高温での分解による粘度低下の防止を主目的として, CaCO3や各種の金属酸化物粉末の添加効果について検討した。また, ジメチルシリコーンオイルの分解要因および金属酸化物の作用機構を考察するため, 水分の影響について調べた。評価は200°Cでの密閉加熱試験により行った。その結果, CaCO3やCaO, MgO, ZnO, CuO, Al2O3およびFe3O4などの金属酸化物が高温での粘度低下の抑制に効果を示すことがわかった。また, ジメチルシリコーンオイルが溶存する微量水分の存在によって分解し, 粘度低下を起こすことを明らかにした。特に, この分解が約100ppm以下の範囲で水分量に大きく依存することを示した。試験後オイルの分子構造解析および分子量分布の測定結果などから, ジメチルシリコーンオイルの分解がシロキサン結合の加水分解であることが示唆された。そして, CaCO3や一部の金属酸化物は主に水分を捕獲することによりジメチルシリコーンオイルの分解を抑制しているものと推定された。
  • メチルフェニルシリコーンオイルの安定性
    矢野 法生, 白倉 幹夫, 関根 顕一, 増田 定司
    1998 年 41 巻 2 号 p. 154-158
    発行日: 1998/03/01
    公開日: 2008/10/15
    ジャーナル フリー
    前報までにビスカスカップリングオイルとしてのジメチルシリコーンオイルの安定性について報告してきた。本報では, メチルフェニルシリコーンオイルの安定性について検討した。メチルフェニルシリコーンオイルはフェニル基5mol%で, 25°Cの粘度が10.38Pa•sのものを用いた。窒化鉄粉末を加えた実機台上加速試験において, 粘度増加を起こした。さらに, 摩擦試験においても窒化鉄および酸化鉄の存在のもと粘度増加を示した。これらのことより, ジメチルシリコーンオイルの場合と同様に, メチルフェニルシリコーンオイルもトライボケミカル反応によりゲル化することを推定した。また, メチルフェニルシリコーンオイルでは, ゲル化の防止のために添加される極圧剤の効果は早期に失われやすいことがわかった。
  • 合成炭化水素オイルの安定性
    矢野 法生, 白倉 幹夫, 増田 定司
    1998 年 41 巻 2 号 p. 159-163
    発行日: 1998/03/01
    公開日: 2008/10/15
    ジャーナル フリー
    ビスカスカップリングオイルとしての合成炭化水素オイルの安定性について検討した。25°Cでの粘度が106Pa•sという高粘度のエチレンとアルファオレフィンのコポリマーを用いた。このコポリマーは170°Cでの開放加熱試験で酸化による粘度変化を起こした。しかし, 200°Cの温度で行った密閉加熱試験において, ごくわずかに粘度が低下するだけであった。すなわち, 空気の供給がなければ, 安定であることを実験的に確認した。次に, ビスカスカップリングを用いた実機台上試験では, わずかに粘度の低下が認められる程度であった。ただ, FexN粉末を加えた実機台上加速試験では著しい粘度低下を示した。これらのことより, プレートの摩擦面で活性化した窒化鉄の作用によりエチレン-アルファオレフィンコポリマーの分解が進むことが推定された。
  • コールタールと水の水素交換反応
    加部 利明, 神戸 正純, 石原 篤, 銭 衛華, 大木 寛之
    1998 年 41 巻 2 号 p. 164-167
    発行日: 1998/03/01
    公開日: 2008/10/15
    ジャーナル フリー
    コールタールの水素移動性を解明するため, コールタールおよびモデル化合物と水との水素交換反応をトリチウムトレーサー法を用いて検討した。反応はバッチ式反応器を用い, 50~300°C, 1~12時間で水素交換反応を行った。コールタールと水との反応では, 100°Cにおいて水素交換率は6時間で定常値となったが, 200°Cおよび300°Cでは反応時間の増加に伴い水素交換率は増加した。さらに, コールタールのモデル化合物としてナフトールおよびインドールを用いた反応において, 100°Cでは官能基中の水素のみが交換されるが, 300°Cになると芳香環上の水素も交換されることが分かった。これに対して, ナフタレンを用いた反応では, 300°Cにおいても水素交換反応はほとんど進行しなかった。これらの結果より, 100°Cにおけるコールタールの水素交換率の定常値は, ヒドロキシル基やイミノ基などの含ヘテロ原子官能基中の水素量を表していると考えられた。トリチウムトレーサー法がコールタール中の水素移動性の解明に有効であり, コールタールに存在する含ヘテロ原子官能基中の水素を定量できることが分かった。
  • 村田 和久, 牛島 洋史, 内田 邦夫
    1998 年 41 巻 2 号 p. 168-172
    発行日: 1998/03/01
    公開日: 2008/10/15
    ジャーナル フリー
    フェロセンまたは鉄カルボニル/ジ-n-プロピルアミン(DNPA) を原料とする熱分解により, 炭素被覆鉄微粒子を合成した。フェロセンのシクロペンタジエニル基は熱分解によりある炭素の構造を形成するのに対して, 鉄カルボニルのCO基はほとんどすべて反応中に消失し, DNPAのみが炭素源となることが分かった。結果として, フェロセンでは炭素の収率は92.5%と高く, 鉄含有量は32.5%であるのに対して,鉄カルボニル/DNPAでは鉄含有量が87%にも達するが, 収率は16.2%と低い。これらサンプルの構造的および磁気的の検討により, 磁性はα-鉄 (鉄の粒径5~20nm) に起因し, これらが多量の炭素により覆われていること, また粒子全体の粒径は0.5~1μmであることが分かった。さらにγ-鉄, 炭化鉄, 酸化鉄などの他の鉄化合物は用いた熱分解の条件下では生成していないことも, 併せて分かった。
  • 菊池 孝浩, 熊谷 幹郎
    1998 年 41 巻 2 号 p. 173-174
    発行日: 1998/03/01
    公開日: 2008/10/15
    ジャーナル フリー
    The catalytic performance of mordenite and alumina-supported Co or Cu was investigated for the selective catalytic reduction of NOx (SCR) in diesel engine exhaust using light oil or propane as a reducing agent. The NOx reduction activities of supported Co catalysts were higher than that of supported Cu catalysts. Co-Al2O3 was most effective among tested catalysts for SCR when light oil was employed as a reducing agent.
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