KR20010032131A

KR20010032131A - 중유 제거제

Info

Publication number: KR20010032131A
Application number: KR1020007005318A
Authority: KR
Inventors: 잭 티. 블래스블롬
Original assignee: 빈센트 에이. 도톨로; 도톨로 리서치 리미티드
Priority date: 1997-11-17
Filing date: 1998-11-10
Publication date: 2001-04-16
Also published as: EP1032627A4; JP2001523754A; EP1032627A1; US5814594A; WO1999025799A1; AU1313899A; CN1285865A

Abstract

환형 탄화수소 용매, 디프로필렌 글리콜 모노 n-부틸 에테르, 알킬 아로마틱 술폰산염, 분지형 알콜 에톡실레이트, 에톡실화 알킬 머캅탄 및 물을 포함하는 중유 제거제.

Description

중유 제거제{Heavy Oil Remover}

가공장비, 예컨대 오일 저장 탱크에 남아있는 오일 슬러지로부터 중유를 제거 및 배출시킬 수 있는 중유 탈지 조성물은 공지되어 있다. 통상적인 중유 탈지 조성물은 소위 ″알칼리성 빌더″를 함유한다. 또한, 여러 중유 제거제 조성물은 철제 가공장비 탈지제에는 바람직하지 않은 할로겐(할로겐은 금속의 응력 균열을 일으킬 수도 있기 때문)을 포함한다. 여러 중유 탈지제는 충분한 농도에서만 작용하고, 세척하고자 하는 가공장비 내에 함유된 잔류 액체에 의해 희석될 때에는 효과가 없다. 몇몇 중유 탈지제는 주위 온도에서는 효과가 없어 중유 슬러지를 제거하기 위해서는 가공장비를 가열하여야만 한다. 일반적으로 통상적인 중유 제거제는 오염된 가공장비 내에 축적되어 있는 독성 가스 및 증기를 흡수 및(또는) 중화시킬 수 없다. 마지막으로, 선행기술의 중유 제거제 조성물 중 다수가 독성이며 생물 분해되지 않는다.

고스(Goss)의 미국 특허 제 5,085,710호에는 알킬페놀 첨가 생성물 및 캐스터 오일 에톨릴레이트를 이용한 오일 슬러지 제거용 조성물이 개시되어 있다. 메타(Mehta) 등의 미국 특허 제 5,389,156호에는 테르펜, 및 에틸렌 옥시드/프로필렌 옥시드 폴리올 첨가 생성물류로부터의 제2 비이온성 보조-계면활성제를 포함한 중유 제거제가 개시되어 있다. 이들 개시된 배합물은 상기 기술한 바람직하지 않은 여러 특성 때문에 문제가 있다.

알칼리성 빌더 및 할로겐이 존재하지 않고, 심지어 상당히 희석시키고 실온에서 사용하여도 효과적이며, 황화수소 및 벤젠과 같은 독성 가스 및 증기를 흡수할 수 있고, 무독성이며 생물 분해성인 중유 제거제 조성물을 제조하는 것이 바람직할 것이다.

본 발명은 전반적으로 중유 제거제 배합물에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 저장 탱크, 이송 배관 및 펌핑 시설과 같은 가공장비로부터 중유 및 오일 슬러지를 제거하는데 유용한 조성물에 관한 것이다.

〈발명의 개요〉

본 발명에 따라, 약 3 내지 약 96 중량%의 환형 탄화수소 용매, 약 1 내지 약 94 중량%의 디프로필렌 글리콜 모노 n-부틸 에테르, 약 2 내지 95 중량%의 알킬 아로마틱 술폰산염, 약 0.1 내지 약 75 중량%의 분지형 알콜 에톡실레이트, 약 0.1 내지 약 75 중량%의 에톡실화 알킬 머캅탄 및 95 중량% 이하의 물을 포함하는 중유 제거제가 놀랍게도 발견되었다.

본 발명에 따른 중유 제거제는 오일 저장 탱크와 같은 오염된 가공장비로부터 잔류 오일 슬러지를 제거하는데 특히 유용하다.

〈바람직한 실시태양의 상세한 설명〉

본 발명에 따른 중유 제거제 조성물은 환형 탄화수소 용매, 디프로필렌 글리콜 모노 n-부틸 에테르, 알킬 아로마틱 술폰산염, 분지형 알콜 에톡실레이트, 에톡실화 알킬 머캅탄 및 물을 포함한다.

고품질의 중유 제거제를 제조하기 위해서는 주위 온도에서 중유를 제거하는데 필요한 성능면의 향상과 관련된 화학적 특성에 대해 주목해야 한다. 구체적으로 가장 중요한 화학적 특성은 용해력 및 세정력(또는 유화력)이다. 이들 요소는 중유 제거제의 금속 표면 세척력 및 탈지력, 금속 표면 부식에 미치는 영향, 취급 안전성 및 환경 허용성에 영향을 미친다.

본 발명에 따른 중유 제거제는 목적하는 용해력 및 세정력 특성을 나타낸다. 또한, 할로겐이 배합물에 존재하지 않아서 금속 가공장비의 응력 균열 가능성이 감소된다. 본 발명의 배합물은 실온에서도 효과적이며, 심지어 물 또는 잔류 가공 유체에 의해 상당히 희석되어도 효과적이다. 마지막으로 이 조성물은 황화수소 및 벤젠과 같은 독성 증기를 흡수할 수 있으며, 그 자체로 무독성이고 생물 분해성이다.

본 발명에 따른 환형 탄화수소 용매는 테르펜 또는 나프텐 석유 용매일 수 있다. 적합한 테르펜으로는 일반적으로 개질되거나 개질되지 않은 이소프렌 분자의 헤드-투-테일(head-to-tail) 축합반응 생성물인 디테르펜, 트리테르펜 및 테트라테트펜이 포함된다. 테르펜은 불포화도가 다양한 모노-, 비-, 트리- 또는 테트라시클릭 화합물일 수도 있다. 종종 테르페노이드로 일컬어지는 테르펜 유도체, 예컨대 알콜, 알데히드 등도 본 발명에 유용하다고 고려된다. 나프텐 석유 용매는 정유 공업의 부산물로 잘 공지되어 있고, 예를 들어, 시클로펜탄, 메틸시클로펜탄, 디메틸시클로펜탄, 시클로헥산, 메틸시클로헥산, 1,2-디메틸시클로헥산, 데카히드로나프탈렌 등 뿐만 아나라, 이들의 혼합물 및 유도체가 포함되나, 이로 한정되는 것은 아니다. 유용한 나프텐 탄화수소 용매는 엑손 케미컬 캄파니(Exxon Chemical Company)사에서 ″엑솔 디-60(EXXOL D-60)″의 상표명으로 시판하는 것이다. 바람직한 환형 탄화수소 용매는 d-리모넨이다.

d-리모넨은 모든 식물체에서 천연 발생되는 테르펜이다. 일반적으로 감귤 산업의 부산물이며, 오렌지, 포도, 레몬 등의 외피 추출 오일로부터의 모노시클릭 불포화 테르펜이다. d-리모넨 및 수많은 원료로부터 생성된 이의 유도체에 대해서는 케스터슨(Kesterson, J. W.)의 문헌[Florida Citrus Oil, Institute of Food and Agriculture Science, University of Florida, 1971년 12월]에 논의되어 있다. d-리모넨은 인간에게 독성이 낮고, 환경적으로 양호하다고 생각된다. 이는 본 발명의 배합물에서 석유 슬러지를 용해시키는 용매상의 일부로서 및 가공장비의 오일 슬러지 및 증기 공간에 함유된 벤젠의 흡수제로서 작용한다. 또한, d-리모넨은 석유 슬러지에서 일반적으로 발견되는 고급 비튜멘 및 아스팔텐 화합물에 대해 뛰어난 용해성을 나타낸다. d-리모넨은 플로리다 케미컬 캄파니(Florida Chemical Company) 및 에스엠씨 글리드코 오가닉스(SMC Glidco Organics)사에서 시판하고 있다.

환형 탄화수소 용매는 약 3 내지 약 96 중량%의 농도로 본 발명의 배합물에 존재할 수 있다. 바람직한 농도는 약 25 내지 약 35 중량%이다. 가장 바람직한 환형 탄화수소 용매의 농도는 약 30 중량%이다.

본 발명에 따른 디프로필렌 글리콜 모노 n-부틸 에테르는 용매 상의 제2 성분으로서 환형 탄화수소 용매와 함께 상승적으로 작용한다. 이는 적당히 극성인 용매로서, 왁스를 비롯한 석유 화합물 및 석유 슬러지에 미량 존재하는 다른 극성 화합물에 대해 뛰어난 용해력을 가진다. 이 용매 성분은 무독성이며, 환경적으로 허용가능하고, 인화점이 높고 가연성이 낮아 다른 용매에 비해 사용이 안전하다. 마지막으로, 이는 본 발명의 배합물의 전체적인 안정성에 기여하고, 인스턴트 중유 제거제를 사용하여 제조된 미크로에멀젼의 환형 탄화수소 용매와 수성 상 사이에서 중요한 커플링제로 작용한다. 디프로필렌 글리콜 모노 n-부틸 에테르는 약 1 내지 약 94 중량%의 농도로 본 발명의 배합물에 존재할 수 있다. 바람직한 농도는 약 5 내지 약 15 중량% 범위이다. 가장 바람직한 디프로필렌 글리콜 모노 n-부틸 에테르의 농도는 약 10 중량%이다.

음이온 유화제로서 아민, 알칼리 금속, 또는 알킬 아로마틱 술폰산의 암모늄염이 본 발명의 배합물에 포함된다. 알킬 아로마틱 소수성 화합물은 석유 슬러지에 잘 용해되고, 이의 용해도는 이후 기재될 보조 계면활성제의 존재에 의해 변경된다. 알킬 아로마틱 술포네이트와 알킬 라디칼의 결합은 알킬 아로마틱 술포네이트 라디칼과 나트륨과 같은 알칼리 금속 원자의 결합보다 약하다. 이는 최종 생성물이 석유 슬러지를 유화시킬 수 있는 정도를 조절하는데 중요하며, 나중에 분리해야 하는 오일을 신속하게 회수하기 위해서는 세척하고자 하는 가공장비 내의 잔류수 및 유체 중 존재하는 무기물에 의해 쉽게 분해되는 약한 에멀젼이 바람직하기 때문이다. 게다가, 바람직한 실시태양으로 알칼리아민염을 사용함으로써 여러 통상적인 탈지제에 사용되는 암모늄염이 필요없게 된다. 또한, 이 바람직한 계면활성 유화제는 통상적인 음이온 계면활성제에 비해 포말을 거의 형성하지 않는다. 통상적으로 이 바람직한 성분은 아민 관능기에 약하게 결합하기 때문에, 황화수소와 같은 산성 가스에 대한 강력한 흡수제 및 부분적인 중화제로서 작용한다. 마지막으로 본 발명의 바람직한 실시태양에 따른 알킬아민염은 중유 제거제의 용매 상에 대한 강한 유화제이며, 환형 탄화수소 용매/디프로필렌 글리콜 모노 n-부틸 에테르 공용매 혼합물과 물 사이에 형성된 미크로에멀젼의 저장 수명을 증가시키는데 기여한다. 필요한 성분은 아민, 알칼리 금속 또는, 알킬 벤젠 또는 알킬 나프탈렌 술폰산의 암모늄염이다. 적합한 예로는 선형 도데실벤젠 술폰산의 이소프로필아민염, 분지형 도데실벤젠 술폰산의 이소프로필아민염, 선형 또는 분지형 도데실벤젠 술폰산의 디에탄올아민염 등 뿐만 아니라, 이들의 혼합물이 포함되나, 이로 한정되는 것은 아니다. 알킬 아로마틱 술폰산염으로 캘리포니아 로스앤젤레스 소재의 파일로트 케미컬 캄파니(Pilot Chemical Company)사에서 ″칼리멀스 피알에스(CALIMULSE PRS)″라는 상표명으로 시판하는 이소프로필아민 선형 도데실벤젠 술포네이트가 바람직하다. 알킬 아로마틱염은 약 2 내지 약 95 중량%의 농도로 본 발명의 배합물에 존재할 수 있다. 바람직한 농도는 약 15 내지 25 중량% 범위이다. 특히 바람직한 알킬 아로마틱 술폰산염의 농도는 약 20 중량%이다.

본 발명에 따라 비이온성 계면활성제로서, 그리고 알킬 아로마틱 술폰산염의 유화작용을 저감시키기 위한 자체 해유화 세정제로서 분지형 알콜 에톡실레이트가 포함된다. 이 성분이 본 발명의 중유 제거제의 효력에 기여하는 메카니즘을 설명하는 임의의 특정 이론과 결부시키지 않더라도, 분지형 알콜 소수성 화합물이 제1 유화제인 알킬 아로마틱염의 소수성 잔기와 반응한다고 여겨진다. 이는 세척하고자 하는 가공장비 내의 잔류수 또는 유체 중에 존재하는 미량의 무기물이 추출 세척 혼합물로부터 중유를 해유화시키는 것을 전기분해적으로 돕는 정도로 알킬 아로마틱염의 유화 전위를 약화시켜, 중유의 회수가 개선된다. 본 발명에 따른 바람직한 분지형 알콜 에톡실레이트는 위스콘신주 밀톤 소재의 토마 프로덕트 인코포레이티드(Tomah Products Inc.)사에서 ″테크스팀(TEKSTIM) 8741″의 상표명으로 시판하고 있는 것이다. 분지형 알콜 에톡실레이트는 약 0.1 내지 약 75 중량%의 농도로 본 발명의 배합물에 존재할 수 있다. 바람직한 농도는 약 2 내지 약 8 중량% 범위이다. 가장 바람직한 분지형 알콜 에톡실레이트의 농도는 약 5.2 중량%이다.

에톡실화 알킬 머캅탄은 제2 보조 계면활성제 및 유화제로서 본 발명에 포함된다. 이 성분은 세척하고자 하는 가공장비 내에 함유된 잔류수 및 유체의 존재하에 고도로 희석된 중유 슬러지에 침투하는 특히 높은 친화력을 가진 유화제를 형성하는 황의 화학적 특성을 이용하는 것이다. 또한, 술프히드릴 관능기는 황화수소와 반응하여 유기 소수성 화합물에 결합된 복합 디술파이드 관능기를 생성함으로써 황화수소와 화학적으로 결합할 수 있으며, 이로써 세척하고자 하는 가공장비의 중유 슬러지 및 증기 공간에 존재하는 유리 황화수소를 고정시킬 수 있다. 말단 머캅탄 관능기와 황화수소의 반응에 영향을 받지 않는 에톡실레이트/에테르 관능기의 존재 덕분에 이들 반응이 일어난 후에도 다소 친수성이 유지되며, 때문에 이 성분의 계면활성제 특성이 그대로 나타난다. 바람직한 에톡실화 알킬 머캅탄은 노쓰 캐롤라이나주 벌링턴 소재의 벌링턴 케미컬 캄파니(Burlington Chemical Company)사에서 ″버코 티엠이(BURCO TME)″라는 상표명으로 시판하고 있는 것이다. 에톡실화 알킬 머캅탄은 약 0.1 내지 약 75 중량%의 농도로 본 발명의 배합물에 존재한다. 바람직한 농도는 약 1 내지 약 7 중량% 범위이다. 가장 바람직한 에톡실화 알킬 머캅탄의 농도는 약 4 중량%이다.

물은 본 발명에 포함되며, 혼합물의 전체 중량의 나머지를 채우는 역할을 한다. 물은 약 95 중량% 이하 범위의 농도로 존재한다.

작업시에는, 본 발명의 배합물로 세척하고자 하는 가공장비를 끈 후에 가공 유체를 배수시킨다. 그 다음, 본 발명의 중유 제거제를 순수한 형태 또는 희석된 형태로 가공장비를 통해 재순환시킨다. 본 발명의 배합물을 주위 온도에서 사용해도 무방하나, 재순환 스트림을 가열시키면 중유 제거 속도가 가속된다. 본 발명에 따른 중유 제거제가 약 95 중량% 이하로 물에 희석되어도 효과적이라는 것이 관찰되었다. 마지막으로, 재순환되는 중유 제거제는 석유 슬러지를 용해시키고 독성 및 산성 가스를 흡수한 후에 회수되며, 오일 상은 추가의 가공을 위해 분리된다.

지시된 적절한 중량%로 하기 성분들을 함께 혼합하여, 본 발명에 따른 중유 제거제를 제조하였다. 이후, 이 배합물을 세척하고자 하는 가공장비를 통해 재순환시킨다. 중유 슬러지가 용해된 후, 재순환하는 중유 제거제 용액을 회수하고, 이로부터 오일을 분리한다.

중유 제거제
성분	중량%
환형 탄화수소 용매(1)	30
디프로필렌 글리콜 모노n-부틸 에테르	10
알킬 아로마틱 술폰산염(2)	20
분지형 알콜 에톡실레이트(3)	5.2
에톡실화 알킬 머캅탄(4)	4
물	30.8
(1) d-리모넨, 플로리다 케미컬 캄파니사 제품(2) 칼리멀스 피알에스, 파일로트 케미컬 캄파니사 제품(3) 테크스팀 8741, 토마 프로덕트 인코포레이티드사 제품(4) 버코 티엠이, 벌링톤 케미컬 캄파니사 제품

전술한 실시예에 사용된 성분과 농도 대신 본 명세서에 일반적으로 또는 구체적으로 기재된 성분 및(또는) 농도를 사용하여 실시예를 반복한 결과 마찬가지로 성공적이었다.

상기 기재된 내용을 통해, 당업자는 본 발명의 본질적인 특징을 쉽게 확인할 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상과 영역을 벗어나지 않고 본 발명을 다양한 용도 및 조건에 맞게 다양하게 변화시키고(거나) 변형시킬 수 있다.

Claims

약 3 내지 약 96 중량%의 환형 탄화수소 용매,

약 1 내지 약 94 중량%의 디프로필렌 글리콜 모노 n-부틸 에테르,

약 2 내지 약 95 중량%의 알킬 아로마틱 술폰산염,

약 0.1 내지 약 75 중량%의 분지형 알콜 에톡실레이트,

약 0.1 내지 약 75 중량%의 에톡실화 알킬 머캅탄 및

약 95 중량% 이하의 물

을 포함하는 중유 제거제.
제1항에 있어서, 환형 탄화수소 용매의 농도가 약 25 내지 약 35 중량% 범위인 중유 제거제.
제2항에 있어서, 환형 탄화수소 용매의 농도가 약 30 중량%인 중유 제거제.
제1항에 있어서, 환형 탄화수소 용매가 d-리모넨인 중유 제거제.
제1항에 있어서, 디프로필렌 글리콜 모노 n-부틸 에테르의 농도가 약 5 내지 약 15 중량% 범위인 중유 제거제.
제5항에 있어서, 디프로필렌 글리콜 모노 n-부틸 에테르의 농도가 약 10 중량%인 중유 제거제.
제1항에 있어서, 알킬 아로마틱 술폰산염의 농도가 약 15 내지 약 25 중량% 범위인 중유 제거제.
제7항에 있어서, 알킬 아로마틱 술폰산염의 농도가 약 20 중량%인 중유 제거제.
제1항에 있어서, 알킬 아로마틱 술폰산염이 이소프로필아민 선형 도데실벤젠 술포네이트인 중유 제거제.
제1항에 있어서, 분지형 알콜 에톡실레이트의 농도가 약 2 내지 약 8 중량% 범위인 중유 제거제.
제10항에 있어서, 분지형 알콜 에톡실레이트의 농도가 약 5.2 중량%인 중유 제거제.
제1항에 있어서, 에톡실화 알킬 머캅탄의 농도가 약 1 내지 약 7 중량% 범위인 중유 제거제.
제12항에 있어서, 에톡실화 알킬 머캅탄의 농도가 약 4 중량%인 중유 제거제.
약 25 내지 약 35 중량%의 환형 탄화수소 용매,

약 5 내지 약 15 중량%의 디프로필렌 글리콜 모노 n-부틸 에테르,

약 15 내지 약 25 중량%의 알킬 아로마틱 술폰산염,

약 2 내지 약 8 중량%의 분지형 알콜 에톡실레이트,

약 1 내지 약 7 중량%의 에톡실화 알킬 머캅탄 및

약 95 중량% 이하의 물

을 포함하는 중유 제거제.
제14항에 있어서, 환형 탄화수소 용매의 농도가 약 30 중량%인 중유 제거제.
제14항에 있어서, 환형 탄화수소 용매가 d-리모넨인 중유 제거제.
제14항에 있어서, 디프로필렌 글리콜 모노 n-부틸 에테르의 농도가 약 10 중량%인 중유 제거제.
제14항에 있어서, 알킬 아로마틱 술폰산염의 농도가 약 20 중량%인 중유 제거제.
제14항에 있어서, 알킬 아로마틱 술폰산염이 이소프로필아민 선형 도데실벤젠 술포네이트인 중유 제거제.
제14항에 있어서, 분지형 알콜 에톡실레이트의 농도가 약 5.2 중량%인 중유 제거제.
제14항에 있어서, 에톡실화 알킬 머캅탄의 농도가 약 4 중량%인 중유 제거제.
약 30 중량%의 d-리모넨,

약 10 중량%의 디프로필렌 글리콜 모노 n-부틸 에테르,

약 20 중량%의 이소프로필아민 선형 도데실벤젠 술포네이트,

약 5.2 중량%의 분지형 알콜 에톡실레이트,

약 4 중량%의 에톡실화 알킬 머캅탄 및

잔량의 물

을 포함하는 중유 제거제.