KR100767766B1 - 브렌딩 오일 - Google Patents

Abstract

본 발명은 브렌딩 오일(blending oil)에 관한 것으로, 특히 글리세린 또는 글리콜류 화합물을 포함하여 별도의 열을 가하지 않고도 상온 또는 영하의 온도에서도 액상을 유지하여 열처리를 위한 설비투자 없이 사계절 사용이 용이하며, 물과의 친화성이 높아 우기시에도 사용이 가능하며, 오일로 인한 2차 공해를 사전에 예방할 수 있는 브렌딩 오일에 관한 것이다.

브렌딩 오일, 글리세린, 글리콜화합물, 동식물성 유지, 파라핀 기유, 아로마틱계 오일, 석탄

Description

브렌딩 오일 {BLENDING OIL}

본 발명은 브렌딩 오일에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 별도의 열을 가하지 않고도 상온 또는 영하의 온도에서도 액상을 유지하여 열처리를 위한 설비투자 없이 사계절 사용이 용이하며, 물과의 친화성이 높아 우기시에도 사용이 가능하며, 오일로 인한 2차 공해를 사전에 예방할 수 있는 브렌딩 오일에 관한 것이다.

종래 사용되고 있는 브렌딩 오일(blending oil)은 점도와 유동점이 높아 상온에서 고체상태로 응고되어 사용시 스팀이나 온수 등의 열처리를 반드시 가하여 사용하여야 하며, 이에 따라 에너지 소비가 높고 투자비가 높으며, 사용자가 다루기 어렵다는 문제점이 있었다.

이에 본 발명자는 대한민국특허 제465034호를 통하여 a)ⅰ) 폐식용유 5 내지 80 중량부; ⅱ) 아로마틱계 오일 5 내지 80 중량부; 및 ⅲ) 동물성 유지 10 내지 50 중량부로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 유지 80 내지 20 중량부; 및 b) 파라핀 기유 20 내지 80 중량부를 포함하는 브렌딩 오일을 개발하여 별도의 열을 가하지 않고도 상온 및 영하의 온도에서 액상을 유지하여 작업성이 우수한 브렌딩 오일을 개발하였다.

그러나 비가 오는 우기시에는 여전히 문제점이 대두되었다. 즉, 브렌딩 오일이 대부분 오일 성분으로 구성되어 우기시 물과 혼합이 이루어지지 않고 분리되면서 브렌딩 오일의 품질에 악영향을 미치게 되며, 물 위에 오일이 떠서 오일로 인한 2차 공해의 원인을 제공하는 문제점이 있었다.

또한 화학단지에서 발생하는 부산물 글리세린 화합물 또는 글리콜류 화합물은 폐기물로서 끈적끈적하여 다루기가 힘들며, 폐기물 처리에 많은 비용과 노력이 요구되었으며, 마땅히 재활용 할 수 있는 방법이 없어, 이의 재활용에 대한 연구가 절실한 실정이다.

상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 별도의 열을 가하지 않고도 상온 또는 영하의 온도에서도 액상을 유지하여 작업성이 우수하며, 열처리를 위한 설비투자 없이 사계절 사용이 용이하여 에너지 소모와 원가를 절감할 수 있으며, 동시에 우기시에도 물과 혼합이 잘 이루어져 브렌딩 오일의 성능을 충분히 발휘할 수 있는 브렌딩 오일을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 상기 브렌딩 오일을 이용한 코크스 강도의 향상방법 및 상기 코크스를 이용한 출선량 증대방법을 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 또 다른 목적은 유연탄의 적재시 연탄가루의 비산과 자연발화를 막을 수 있는 상기 브렌딩 오일을 이용한 석탄 야드 관리방법을 제공한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 브렌딩 오일에 있어서,

글리세린 또는 글리콜류 화합물을 포함하는 브렌딩 오일을 제공한다.

또한 본 발명은 석탄에 상기 브렌딩 오일을 처리하는 단계를 포함하는 코크스 강도의 향상방법을 제공한다.

또한 본 발명은 상기 코크스를 이용한 출선량 증대방법을 제공한다.

또한 본 발명은 석탄 야드의 관리방법에 있어서, 상기 브렌딩 오일을 석탄 야드에 살포하는 것을 특징으로 하는 석탄 야드 관리방법을 제공한다.

이하 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명자는 부산물로서 처리에 어려움이 있거나 폐기물로서 처리되며, 폐기처분시에도 많은 비용과 노력이 요청되는 글리콜류 화합물과 글리세린의 재활용에 대하여 연구하던 중, 글리콜류 화합물과 글리세린을 유기용재에 혼합하여 브렌딩 오일로 사용할 경우 상온 또는 영하의 온도에서도 액상을 유지하여 작업성이 우수하며, 동시에 우기시에도 물과 혼합이 잘 이루어져 우수한 브렌딩 오일의 성능을 발휘할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명의 브렌딩 오일은 글리세린 또는 글리콜류 화합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 사용되는 상기 글리세린 또는 글리콜류 화합물은 통상의 글리세린, 글리콜류 화합물뿐만 아니라, 공업단지에서 부산물로서 발생되는 부산물 글리세린 또는 부산물 글리콜류 화합물 및 사용후 폐기되는 폐기물인 폐글리세린 또는 폐글리콜류 화합물일 수 있으며, 불순물이 제거된 것이 좋다.

상기 글리콜류 화합물은 구체적인 예로서 에틸렌글리콜, 프로필렌클리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜, 또는 헥실렌글리콜을 사용할 수 있다.

상기 글리세린 또는 글리콜류 화합물은 자체로 브렌딩 오일로 사용이 가능하며, 바람직하기로 본 발명의 브렌딩 오일은 유기용매를 더욱 포함할 수 있다.

상기 유기용제는 상기 글리세린 또는 글리콜류 화합물을 용해시킬 수 있는 것이면, 특별히 한정되지 않으며, 바람직하기로는 알코올, 파라핀유, 신너, 톨루엔, 크실렌 또는 티로신을 단독 또는 혼합사용할 수 있으며, 더욱 바람직하기로는 알코올을 사용하는 것이 좋다.

본 발명의 브렌딩 오일에 있어서 상기 유기용제의 함량은 1 내지 99 중량%가 바람직하며, 더욱 바람직하기로는 10 내지 60 중량%이다. 상기 유기용제의 상기 범위 내인 경우 브렌딩 오일의 작업성, 우기시 사용성, 및 장입밀도를 동시에 향상시킬 수 있다.

또한 상기 유기용매가 혼합된 본 발명의 브렌딩 오일은 종래 브렌딩 오일(대한민국특허 제0465034호, 제0521755호 또는 제0566779호)에 구성성분으로 사용되었던 폐정제식용유, 아로마틱계 오일, 동식물성 유지, 폐정제석유계오일 또는 파란핀기유 등 오일(이하 "혼합오일"이라 한다)을 혼합사용 할 수 있다. 바람직하게는 혼합사용시 혼합되는 본 발명의 브렌딩 오일과 혼합오일 양은 본 발명의 상기 블렌딩 오일 1 내지 99 중량%와 혼합오일 1 내지 99 중량%를 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 50 중량% 미만으로 사용하는 것이 좋다.

본 발명에 따른 상기 브렌딩 오일에 혼합될 수 있는 계면활성제, 도포제, 이완제, 또는 소결 결합제 등에 첨가하여 사용할 수 있다. 상기 계면활성제는 특히 본 발명의 브렌딩 오일과 종래 브렌딩 오일의 구성성분으로 사용되었던 오일을 혼합시 사용하는 것이 바람직하며, 양이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제 또는 양이온성 계면활성제가 사용될 수 있으며, 브렌딩 오일 총량의 사용량은 0.001 내지 10 중량%의 범위에서 사용하는 것이 좋다.

상기와 같은 성분을 포함하는 본 발명의 브렌딩 오일은 상온 내지 영하의 온도에서 유동점이 낮아져 별도의 열을 가하지 않고도 액상을 유지하여 작업성이 우수하며, 에너지 절약 및 설비투자 감소의 측면에서 원가를 절감할 수 있으며, 또한 물과의 친화력이 좋아 우기시에도 사용이 가능하며, 물 표면에 오일 띠를 형성시키는 문제점을 완전히 해결하여 브렌딩 오일로 인한 2차 오염을 사전에 예방할 수 있는 효과가 있으며, 처리에 많은 어려움이 있었던 부산물 글리세린, 부산물 글리콜류화합물과 폐글리세린 및 폐글리콜류 화합물을 재활용하여 처리 또는 폐기비용을 현저히 줄이고, 환경오염을 예방할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 석탄에 상기와 같은 브렌딩 오일을 처리하는 단계를 포함하는 코크스 강도의 향상방법을 제공하는 바, 상기 브렌딩 오일을 석탄과 혼합하여 석탄 밀도를 향상시킴으로써 코크스 강도를 향상시킬 수 있다.

상기 브렌딩 오일은 석탄 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부로 포함되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 1 중량부로 포함되는 것이며, 가장 바람직하게는 0.3 내지 0.5 중량부로 포함되는 것이다. 그 함량이 상기 범위내일 경우에는 석탄 장입밀도를 향상시켜 코크스 강도를 증가시키며, 고로에서의 출선량을 증가시켜 생산성을 향상시킬 수 있어 더욱 좋다.

또한 본 발명은 상기 코크스를 이용한 출선량 증대방법을 제공하는 바, 철광석과 코크스를 용광로(고로)에서 제선하는 통상의 제선방법에 있어서, 상기 석탄에 브렌딩 오일을 첨가함으로써 석탄 장입밀도를 향상시켜 코크스 강도를 높여주고, 코크스 품질의 향상으로 인하여 용광로에서 출선량(고로에서 만들어져 나오는 쇳물의 양)이 증가되어 쇳물의 생산량을 증가시킬 수 있다. 이때, 상기 브렌딩 오일은 상기 기재한 함량과 동일한 함량으로 석탄에 포함될 수 있음은 물론이다.

상기와 같은 본 발명의 브렌딩 오일은 점도 및 유동점이 낮아 상온에서 액상을 유지하여 작업성이 우수하며, 보온탱크, 보온탱크 운반차, 보온 라인 설치 등의 설비투자 없이 사계절 사용이 용이여 에너지 소모를 절감할 수 있다는 장점이 있다. 또한 폐자원을 효율적으로 이용하여 자원을 재활용함으로써 경제성을 증진시킬 수 있으며, 환경오염을 방지할 수 있어 좋다. 뿐만 아니라, 상기 브렌딩 오일을 이용하여 코크스 강도를 향상시킨 코크스를 이용하여 제선할 경우 석탄 장입밀도를 향상시켜 고로에서의 출선량을 증가시키고, 이로부터 생산성을 향상시킬 수 있어 더욱 좋다.

또한 본 발명은 석탄 야드의 관리방법에 있어서, 상기 브렌딩 오일을 석탄 야드에 살포하는 것을 특징으로 하는 석탄 야드 관리방법을 제공한다. 종래 석탄 야드에서 유연탄의 야적시, 또는 야적된 석탄 야드를 관리함에 있어서 유연탄의 자연발화로 인한 문제점을 해결하기 위하여 유연탄의 야적시 물을 뿌렸으며, 야적된 후에도 물을 주기적으로 뿌려 주었으나, 건조가 빨리 일어나 탄가루의 비산이 계속 문제되었으며 자연발화의 위험성은 계속 존재하였다. 또한 물을 대신하여 브렌딩 오일을 살포할 경우 우기시 브렌딩 오일의 오일성분과 물이 분리되어 오일로 인한 2차 오염의 현상이 발생하는 문제점이 있었으나, 본 발명의 브렌딩 오일을 야적시 또는 야적된 석탄 야드에 살포할 경우 본 발명의 브렌딩 오일이 탄가루의 비산을 더욱 양호하게 효율적으로 막아줄 뿐만 아니라 우기시에도 오일성분의 분리로 인한 2차 오염을 원천적으로 차단시킴으로써 효율성 있게 석탄을 야적할 수 있다.

또한 석탄의 야적시 사용되는 상기 브렌딩 오일은 물과 혼합하여 사용할 수도 있으며, 혼합시 상기 브렌딩 오일 1 내지 99 중량%에 물 1 내지 99 중량%를 혼 합하여 사용할 수 있으며, 바람직하기로는 물의 함량이 90 중량% 미만이 것이 좋다. 또한 상기 브렌딩 오일에 혼합될 수 있는 계면활성제, 도포제, 이완제, 또는 소결 결합제 등을 첨가하여 살포할 수 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예]

실시예 1

에틸렌글리콜을 불순물이 0.5 중량% 미만, 수분함량이 0.5 중량% 미만, 산가(TAN)가 0.5 이하가 되도록 조절하여 브렌딩 오일을 제조하였다.

실시예 2

글리세린을 불순물이 0.5 중량% 미만, 수분함량이 0.5 중량% 미만, 산가(TAN)가 0.5 이하가 되도록 조절하여 브렌딩 오일을 제조하였다.

실시예 3

상기 실시예 1의 에틸렌글리콜 90 중량부에 알코올 10 중량부를 혼합하여 브렌딩 오일을 제조하였다.

실시예 4-8

상기 실시예 3에서 하기 표 1에 나타낸 성분과 조성비를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 3과 동일한 방법으로 실시하여 브렌딩 오일을 제조하였다. 단위 는 중량부이다.

구분		실시예
		1	2	3	4	5	6	7	8
성분	글리콜화합물	100	-	90	-	10	25	50	60
	글리세린	-	100	-	80	60	40	30	10
	유기용매	-	-	10	20	30	35	20	30
	합계	100	100	100	100	100	100	100	100

상기 실시예 1 내지 8에서 제조한 브렌딩 오일의 비중, 점도, 유동점, 산가(acid value), 수분, 및 불순물 함량을 하기의 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 이때, 동물성 오일을 사용하였다.

가) 비중 - ASTM D1296에 의거하여 측정하였다.

나) 유동점 - ASTM D97에 의거하여 측정하였다.

다) 산가 - ASTM D664에 의거하여 측정하였다.

구분	실시예								비교예
	1	2	3	4	5	6	7	8
유동점 (℃)	-28	-29	-30	-30	-32	-35	-39	-41	23
산가 (Tan)	0.3	0.3	0.2	0.2	0.21	0.2	0.1	0.1	91

표 2를 통하여, 본 발명에 따라 파라핀 기유를 포함하는 실시예 1 내지 8의 브렌딩 오일은 파라핀 기유를 포함하지 않는 종래 브렌딩 오일(동물성 오일, 비교예)와 비교하여 유동점이 현저히 낮음을 확인할 수 있었으며, 이로부터 상온에서 굳어지지 않아 별도의 열을 가하지 않고도 액상을 유지하여 작업성이 우수함을 확인할 수 있었으며, 산가가 현저히 낮아 악취로 인한 작업성의 저하를 막을 수 있음을 확인하였다.

실시예 9-17

상기 실시예 3에서 폐식용유(실시예 9 내지 12), 아로마틱계 오일(실시예 13 내지 17)과 계면활성제를 사용하여 하기 표 3에 나타낸 성분과 조성비를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 3과 동일한 방법으로 실시하여 브렌딩 오일을 제조하였다. 단위는 중량부이다.

구분		실시예
		9	10	11	12	13	14	15	16	17
성분	글리콜화합물 또는 글리세린	75	70	60	50	65	60	40	20	10
	유기용매	20	20	20	20	29.8	29.8	29.8	29.5	29.0
	폐식용유 또는 아로마틱계오일	5	10	20	30	5	10	20	50	60
	계면활성제	-	-	-	-	0.2	0.2	0.2	0.5	1.0
	합계	100	100	100	100	100	100	100	100	100

또한 실시예 1 내지 16의 브렌딩 오일을 석탄에 사용하여 브렌딩 오일의 사용량에 따른 석탄 장입밀도를 측정하였고, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다. 석탄의 장입밀도 상승은 코크스 강도가 상승하여 고로에서 출선량이 증가됨을 의미하며, 이는 생산성의 향상을 의미하는 것이다. 이때, 하기 표 4의 단위는 %이다.

또한 본 발명의 브렌딩 오일이 우기시에도 적용할 수 있는지 알아보기 위하여 브렌딩 오일이 처리된 석탄을 물에 함침시켰다가 거냈을 때 오일띠가 형성되는지 관찰하여 표 4에 나타내었다.

실시예	1	2	3	4	5	6	7	8
장입밀도향상	7.4	7.4	7.4	7.6	7.4	7.2	7.0	7.0
오일띠 형성여부	없음	없음	없음	없음	없음	없음	없음	없음
실시예	9	10	11	12	13	14	15	16
장입밀도향상	7.4	7.4	7.2	7.0	7.4	7.5	7.5	7.4
오일띠 형성여부	없음	없음	없음	없음	없음	없음	없음	없음

상기 표 4를 통하여, 본 발명에 따라 제조한 실시예들의 경우 석탄의 장입밀도가 상승됨을 확인할 수 있었으며, 석탄의 밀도 향상으로 코크스의 강도가 높아지고, 이에 따라 고로에서의 출선량이 증가하여 쇳물의 생산성이 향상됨을 알 수 있었으며, 오일띠가 형성되지 않아 우기시에도 효율적으로 사용할 수 있음을 확인하였다.

또한 본원 발명의 브렌딩 오일이 석탄 야적 파일에 탄가루 비산 방지의 효과를 알아보기 위하여 상기 실시예 1의 브렌딩 오일을 이용하여 물을 하기 표 5와 같이 혼합하여 석탄 야드에 살포한 후 풍속을 달리하면서 파일이 비산하는지를 관찰하여 하기 표 5에 나타내었다. 배합비는 중량비이다.

구분	배합
실시예 1의 브렌딩 오일	100	90	70	50	30	10
물	-	10	30	50	70	90
풍속(10 m/sec)	양호	양호	양호	양호	양호	양호
풍속(20 m/sec)	양호	양호	양호	양호	양호	양호
풍속(30 m/sec)	양호	양호	양호	양호	양호	양호

상기 표 5에 나타난 바와 같이 본 발명의 브렌딩 오일은 파일의 비산을 더욱 양호하게 효율적으로 막아줄 뿐만 아니라 우기시에도 오일성분의 분리로 인한 2차 오염을 원천적으로 차단시킴으로써 효율성 있게 석탄을 야적할 수 있음을 확인하였다.

본 발명에 따른 브렌딩 오일은 점도 및 유동점이 낮아 상온 또는 영하의 온도에서도 액상을 유지하여 작업성이 우수하며, 에너지 소모를 절감할 수 있으며, 보온탱크, 보온탱크 운반차, 보온 라인 설치 등의 설비투자 없이 사계절 사용이 용이할 뿐만 아니라, 동시에 우시기에도 사용이 가능하며 폐자원을 효율적으로 이용하여 자원을 재활용함으로써 경제성을 증진시킬 수 있으며, 환경오염을 방지할 수 있는 효과가 있다. 뿐만 아니라, 상기 브렌딩 오일을 이용하여 코크스 강도를 향상시킨 코크스를 이용하여 제선할 경우 석탄 장입밀도를 향상시켜 고로에서의 출선량을 증가시키고, 이로부터 생산성을 향상시킬 수 있으며, 석탄 파일의 비산을 더욱 양호하게 효율적으로 막아줄 뿐만 아니라 우기시에도 오일성분의 분리로 인한 2차 오염을 원천적으로 차단시킴으로써 효율성 있게 석탄을 야적할 수 있다.

Claims (12)

1. 브렌딩 오일에 있어서,

   글리세린 또는 글리콜류 화합물 40 내지 90 중량%; 및

   글리세린 또는 글리콜류 화합물을 용해시킬 수 있는 알코올 10 내지 60 중량%;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 브렌딩 오일.
2. 제1항에 있어서,

   상기 글리콜류 화합물은 에틸렌글리콜, 프로필렌클리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜, 또는 헥실렌글리콜인 것을 특징으로 하는 브렌딩 오일.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,

   폐정제식용유, 아로마틱계 오일, 동식물성 유지, 폐정제석유계오일 또는 파란핀기유를 1 중량% 이상 내지 50 중량% 미만이 되도록 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 브렌딩 오일.
6. 제1항에 있어서,

   상기 브렌딩 오일이 계면활성제를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 브렌딩 오일.
7. 석탄 100 중량부에 제1항 기재의 브렌딩 오일 0.1 내지 10 중량부를 처리하는 단계를 포함하는 코크스 강도의 향상방법.
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제