KR20230171948A - 아스팔텐 및 파라핀 분산제 조성물 및 이의 용도 - Google Patents
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Abstract
본 개시내용은 탄화수소 수집, 가공, 운송 및 저장 중에 침전되는 경향이 있는 천연 및 합성 파울런트에 의한 파울링을 감소시키기 위한 방법 및 조성물에 관한 것이다. 본 방법은 파울런트를 함유하는 탄화수소에 조성물을 적용하는 단계를 포함한다. 조성물은 α-올레핀/말레산 무수물 공중합체 및 아미노-하이드록시 화합물의 반응 생성물의 유효량을 포함한다. 파울런트는 예를 들어 왁스 및 아스팔텐을 포함할 수 있다.
Description
본 개시내용은 일반적으로 파울런트를 분산시키는 조성물 및 방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 분산제 조성물, 예컨대 아스팔텐 분산제 조성물 및 왁스 분산제 조성물, 및 이러한 조성물을 사용하여 탄화수소를 처리하는 방법을 제공한다.
정제소에서 석유화학 공장에 이르는 탄화수소 처리 시설에서는 열교환기, 용광로, 물 재활용 루프, 증류탑, 용기, 라인, 오버헤드 및 기타 처리 장비에 침전된 탄화수소 부산물의 침착으로 인해 파울링(fouling)이 일어난다. 이러한 부산물은 탄화수소 정제 공정의 부산물뿐만 아니라 원유에 존재할 수 있는 다양한 탄화수소를 포함한다. 처리 장비의 내부 표면의 파울링은 고려되는 단위에 따라 수 개월에서 수 년까지 달라질 수 있는 기간에 걸쳐 일어난다.
아스팔텐 침착은 정제소 열교환기 네트워크에서 관찰되는 일반적인 파울링 과정이다. 아스팔텐은 원유에서 자연적으로 발생한다. 운송, 정제 분리 및 다른 가공 작업에서 오일 및 석유 분획은 종종 아스팔텐을 함유한다. 아스팔텐은 일반적으로 비극성 용매에 불용성인 다분산성 고분자량 탄화수소의 용해도 등급으로 정의된다. 이들은 피리딘, 이황화탄소, 사염화탄소 및 벤젠과 같은 25 dynes/cm 초과의 표면 장력을 갖는 액체에 가용성이고; 저비등 석유 나프타, 석유 에테르, 액화 석유 가스(예를 들어, 메탄, 에탄, 프로판), 펜탄, 이소펜탄, 헥산 등과 같은 더 낮은 표면 장력을 갖는 비극성 액체에 불용성이다.
아스팔텐 입자는 원유의 다른 성분에 의해 안정화된 콜로이드 분산액의 형태로 존재한다고 여겨진다. 이러한 자연적으로 발생하는 분산액은 오일 생산 및 가공 처리에 관련된 다양한 기계적, 열적 및 화학적 조건에 의해 불안정하게 될 수 있다. 비양립성 원유의 혼합은 아스팔텐의 불안정화를 야기할 수도 있다. 이러한 불안정화는 아스팔텐 응집, 석출, 및 처리 장비 상의 타르류 잔류물의 최종 침착을 야기할 수 있다.
아스팔텐은 탄화수소 처리에서 알려진 문제이며 이들 화합물이 내부 표면과 접촉하는 다양한 유형의 장비에서 문제를 일으키는 것으로 알려져 있다. 용해되고 및/또는 효과적으로 분산되지 않는 한, 아스팔텐 및 기타 파울런트는 처리 장비 또는 저장 용기 내에 접촉된 어느 하나 이상의 표면에 축적되고 침전되어 파울링을 일으킬 수 있다.
아스팔텐에 더하여, 원유와 같은 탄화수소가 왁스를 또한 함유할 수 있다. 그러한 원유는 레일 차량과 같은 저장 및 운송 용기의 벽 상에 잔류물 및 고체를 남기는 경향이 있다 ("보드 상에 유지됨" 로 알려져 있다). 과도한 잔기는 원유를 수송하는 효율을 감소시키고, 용기의 세정을 위한 추가된 중단 시간뿐만 아니라 용기로부터 제거된 잔기의 폐기와 관련된 비용을 증가시키며, 이는 환경적 부담을 증가시킨다. 용기가 잔류물/고형물을 제거하기 위해 세정될 수 있지만, 이 공정은 위험한 폐기물을 생성하고, 세정 기간 동안 서비스가 아닌 용기를 취하고, 비용이 많이 든다.
일부 실시형태에서, 본 발명은 탄화수소에 파울런트를 분산시키는 방법을 제공한다. 본 방법은 탄화수소에 조성물을 첨가하는 단계 및 파울런트를 분산시키는 단계를 포함할 수 있으며, 여기서 조성물은 α-올레핀/말레산 무수물 공중합체 및 아미노-하이드록시 화합물의 반응 생성물의 유효량을 포함한다. 일부 실시형태에서, 반응 생성물은 화학식 I의 구조를 포함한다:
R은 C8 내지 C36 알킬기이고, n은 약 5 내지 약 200이고, X는 연결기이다.
일부 실시형태에서, X는 -CH2-, -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, CH2CH2(CH3)-, -CH2(CH3)CH2-, -CH2CH2NHCH2CH2-, 또는 -CH2CH2OCH2CH2-이다.
특정 실시형태에서, 아미노-하이드록시 화합물은 환형 지방족 화합물, 비환형 지방족 화합물, 또는 방향족 화합물이다.
일부 실시형태에서, 환형 지방족 화합물은 
, 
, 또는 
로부터 선택된다.
일부 실시형태에서, 비환형 지방족 화합물은
일부 실시형태에서, 방향족 화합물은
Sdff
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
, 또는 
로부터 선택된다.
특정 실시형태에서, 파울런트는 아스팔텐 및/또는 왁스를 포함한다. 일부 실시형태에서, 조성물은 탄화수소에 연속적으로 또는 간헐적으로 첨가된다. 특정 실시형태에서, 탄화수소는 원유를 포함한다.
일부 실시형태에서, 반응 생성물의 유효량은 탄화수소의 부피를 기준으로 약 1 ppm 내지 약 10,000 ppm이다. 일부 실시형태에서, 조성물은 약 1 중량% 내지 약 100 중량%의 반응 생성물을 포함한다. 일부 실시형태에서, 반응 생성물은 약 1,000 Da 내지 약 100,000 Da의 중량 평균 분자량을 포함한다.
특정 실시형태에서, 조성물은 톨루엔, 중방향족 나프타, 자일렌, 글리콜, 물, 알코올, 에틸렌 글리콜, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 등유, 프로필렌 카보네이트, 글리콜 에테르, 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 용매를 포함한다.
일부 실시형태에서, 조성물은 알킬페놀 및/또는 알킬페놀 알콕실레이트를 배제하거나 알킬페놀 및/또는 알킬페놀 알콕실레이트가 탄화수소에 첨가되지 않는다.
본 발명은 또한 탄화수소를 포함하는 분산액, α-올레핀/말레산 무수물 공중합체와 아미노-하이드록시 화합물, 용매, 및 파울런트의 반응 생성물을 제공한다. 특정 실시형태에서, 분산액은 약 1 ppm 내지 약 10,000 ppm의 반응 생성물 및 약 1 ppm 내지 약 10,000 ppm의 용매를 포함한다. 특정 실시형태에서, α-올레핀은 분지형 또는 선형이다.
일부 실시형태에서, 반응 생성물은 화학식 I의 구조를 포함한다:
R은 C8 내지 C36 알킬기이고, n은 5 내지 200이며, X는 연결기이다. 일부 실시형태에서, X는 -CH2-, -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, CH2CH2(CH3)-, -CH2(CH3)CH2-, -CH2CH2NHCH2CH2-, 또는 -CH2CH2OCH2CH2-이다.
특정 실시형태에서, 아미노-하이드록시 화합물은 본 발명에 개시되거나 본 발명에 의해 고려되는 환형 지방족 화합물, 비환형 지방족 화합물, 또는 방향족 화합물 중 임의의 것이다.
일부 실시형태에서, 분산액은 약 20℃ 내지 약 400℃의 온도에서 안정적이다. 일부 실시형태에서, 탄화수소 가공 장비는 분산액을 포함한다. 일부 실시형태에서, 탄화수소는 원유를 포함한다. 일부 실시형태에서, 반응 생성물은 약 1,000 Da 내지 약 100,000 Da의 중량 평균 분자량을 포함한다.
특정 실시형태에서, 조성물은 톨루엔, 중방향족 나프타, 자일렌, 글리콜, 물, 알코올, 에틸렌 글리콜, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 등유, 프로필렌 카보네이트, 글리콜 에테르, 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 용매를 포함한다.
일부 실시형태에서, 분산액은 알킬페놀 및/또는 알킬페놀 알콕실레이트를 배제한다. 일부 실시형태에서, 반응 생성물은 산기를 포함하지 않고/않거나 분산액은 산기를 갖는 화합물을 포함하지 않는다.
상기 내용에는 후술되는 상세한 설명이 더 잘 이해될 수 있도록 하기 위하여 본 개시내용의 특징 및 기술적 이점을 다소 광범위하게 개략적으로 설명되었다. 본원의 청구범위의 기술 요지를 형성하는 본 개시내용의 추가적인 특징 및 이점이 이하에서 설명될 것이다. 당업자는 개시된 개념 및 구체적인 실시형태가, 본 개시내용의 동일한 목적을 수행하기 위한 다른 실시형태를 수정하거나 설계하기 위한 기초로서 용이하게 활용될 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 당업자는 이러한 등가의 실시형태가, 첨부된 청구범위에 기술된 본 개시내용의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않음을 인식해야 한다.
본 발명은 탄화수소, 예컨대 원유에 함유된 파울런트를 처리하기 위한 조성물 및 방법을 제공한다. 방법 및 조성물은 탄화수소 수집, 가공, 운송 및 저장 중에 침전되는 경향이 있는 천연 및 합성 파울런트에 의한 파울링을 감소시킨다. 본 방법은 탄화수소에 조성물을 적용하는 단계를 포함하며, 여기서 조성물은 파울링의 감소를 야기하고 광범위한 가공 조건에 걸쳐 안정한 분산을 형성하는 데 도움이 된다. 본 명세서에 개시된 조성물 및 방법은 파울런트 침전 및/또는 침착을 억제하는 데 유용하다.
본 명세서에 사용된 용어 "파울런트"는 탄화수소에 존재하고 그로부터 침전될 수 있는 임의의 하나 이상의 종을 의미한다. 파울런트는 천연 파울런트, 합성 파울런트, 또는 이들의 조합을 포함한다. "천연 파울런트"는 원유에 본질적으로 존재하는 임의의 파울런트 종을 의미한다. 예를 들어, 천연 파울런트는 아스팔텐, 왁스, 중유, 타르, 및 물의 밀도보다 작은 밀도를 갖는 지방족 및 방향족 탄화수소를 포함할 수 있다. "합성 파울런트"는 탄화수소 정제 공정의 부산물인 파울런트 종이다. 합성 파울런트는 예를 들어, 다핵 방향족 탄화수소, 코크스, 산화된 탄화수소, 탄화수소 가공의 비닐 부산물의 중합으로부터 형성된 중합체, 예컨대 스티렌, 부타디엔, 사이클로펜타디엔 등; 및 더 큰 분자의 분해로부터 생성된 열 분해 생성물을 포함할 수 있다.
본 명세서에 사용된 용어 "탄화수소 공정 장비", "탄화수소 공정 장치" 및 유사한 용어는 금속을 포함하는 표면과 같은 내부 표면을 갖는 물품으로서, 하나 이상의 탄화수소 제품이 임의의 시간 및 임의의 온도에서 표면과 유체 접촉하게 되는 물품을 의미한다. 탄화수소 공정 장비는 지하 저장소로부터 탄화수소 생성물을 제거하거나, 하나 이상의 탄화수소 생성물을 제1 위치에서 제2 위치로 수송하거나, 또는 하나 이상의 탄화수소 생성물을 분리, 정제, 처리, 격리, 증류, 반응, 계량, 가열, 냉각, 또는 수용하기 위한 물품을 포함한다.
탄화수소 공정 스트림에 존재하는 아스팔텐과 같은 천연 및/또는 합성 파울런트는 α-올레핀/말레산 무수물 공중합체 및 아미노-하이드록시 화합물의 반응 생성물의 유효량을 포함하거나, 이로 본질적으로 이루어지거나, 또는 이로 이루어진 조성물을 사용하여 분산될 수 있음이 밝혀졌다.
본 명세서에 개시된 조성물은 원유 저장 및 수송 용기에서 왁스 침착을 감소시키는 데 효과적임이 또한 밝혀졌다. 임의의 특정 이론에 구속됨이 없이, 본 명세서에 개시된 조성물은 왁스를 분산시키고, 왁스를 용해시키고/시키거나, 특정 원유와 접촉하는 금속 표면 상에 왁스 미끄러짐을 제공하는 것으로 여겨진다. 이들 조성물은 또한 금속 표면과 같은 표면 상에 왁스 침착물의 접착을 억제할 수 있다.
α-올레핀/말레산 무수물 공중합체는 C8 내지 C36 α-올레핀과 말레산 무수물의 공중합체이다. 일부 실시형태에서, α-올레핀은 C10 내지 C36 알킬기, C12 내지 C36 알킬기, C14 내지 C36 알킬기, C16 내지 C36 알킬기, C18 내지 C36 알킬기, C20 내지 C36 알킬기, C22 내지 C36 알킬기, C24 내지 C36 알킬기, C26 내지 C36 알킬기, C28 내지 C36 알킬기, C30 내지 C36 알킬기, C32 내지 C36 알킬기, or C34 내지 C36 알킬기이다.
알킬기는 치환된, 비치환된 선형 및/또는 분지형일 수 있다.
α-올레핀/말레산 무수물 공중합체를 아미노-하이드록시 화합물과 반응시켜 본 명세서에 개시된 파울런트 분산제를 형성한다. 아미노-하이드록시 화합물은 특별히 제한되지 않으며 아미노 기 및 하이드록실 기 둘 모두를 포함하는 임의의 화합물로부터 선택될 수 있다.
일부 실시형태에서, 아미노-하이드록시 화합물은 지방족 또는 환형 지방족 화합물이다. 예를 들어, 아미노-하이드록시 화합물은
일부 실시형태에서, 아미노-하이드록시 화합물은 방향족 아미노-하이드록시 화합물이다. 예를 들어, 아미노-하이드록시 화합물은
일부 실시형태에서, α-올레핀/말레산 무수물 공중합체와 아미노-하이드록시 화합물의 반응 생성물은 화학식 1로부터 선택되는 구조를 포함한다:
R은 C8 내지 C36 알킬기이고, X는 연결기이고, n은 약 5 내지 약 200에서 선택된다. 일부 실시형태에서, n은 5 내지 150, 5 내지 100, 5 내지 75, 5 내지 50, 10 내지 50, 10 내지 75, 10 내지 100, 10 내지 150, 또는 10 내지 200으로부터 선택된다. 일부 실시형태에서, R은 C10 내지 C36 알킬기, C12 내지 C36 알킬기, C14 내지 C36 알킬기, C16 내지 C36 알킬기, C18 내지 C36 알킬기, C20 내지 C36 알킬기, C22 내지 C36 알킬기, C24 내지 C36 알킬기, C26 내지 C36 알킬기, C28 내지 C36 알킬기, C30 내지 C36 알킬기, C32 내지 C36 알킬기, or C34 내지 C36 알킬기이다. 알킬기는 치환된, 비치환된 선형 및/또는 분지형일 수 있다.
연결기의 예시적인 비제한적인 예에는 알킬렌 및 아릴렌 기가 포함된다. 연결기의 예시적이고 비제한적인 예는 -CH2-, -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, CH2CH2(CH3)-, -CH2(CH3)CH2-, - CH2CH2NHCH2CH2-, 및 -CH2CH2OCH2CH2-를 포함한다.
달리 지시되지 않는 한, 단독으로 또는 또 다른 기의 일부로서 본 명세서에 기재된 바와 같은 알킬 기는, 예를 들어 주 사슬 내에 1 내지 약 36개의 탄소 원자를 함유하는 선택적으로 치환된 선형 또는 분지형 포화 1가 탄화수소 치환체이다. 비치환된 알킬기의 예는 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, s-부틸, t-부틸, n-펜틸, i-펜틸, s-펜틸, t-펜틸 등을 포함한다.
본원에서 단독으로 또는 다른 기(예를 들어, 아릴렌)의 일부로 사용된 용어 "아릴" 또는 "아르"는 페닐, 바이페닐, 나프틸, 치환된 페닐, 치환된 바이페닐 또는 치환된 나프틸과 같이 고리 부분에 약 6 내지 약 12개의 탄소를 함유하는 임의로 치환된 동종고리 방향족 기, 예를 들어 단환식 또는 이환식 기를 의미한다. 용어 "아릴"은 또한 헤테로아릴 작용기를 포함한다.
"치환된 알킬"에서처럼, 용어 "치환된"은, 해당 기(즉, 알킬기) 내에서, 탄소 원자에 결합된 적어도 1개의 수소 원자가 1개 이상의 치환기, 예컨대, 하이드록시(-OH), 알킬티오, 포스피노, 아미도(-CON(RA)(RB)(여기서, RA 및 RB는 독립적으로 수소, 알킬 또는 아릴임)), 아미노(-N(RA)(RB)(여기서, RA 및 RB는 독립적으로 수소, 알킬 또는 아릴임)), 할로(플루오로, 클로로, 브로모 또는 요오도), 실릴, 나이트로(-NO2), 에터(-ORA(여기서, RA는 알킬 또는 아릴임)), 에스터(-OC(O)RA(여기서, RA는 알킬 또는 아릴임)), 케토(-C(O)RA(여기서, RA는 알킬 또는 아릴임)), 헤테로사이클로 등에 의해 대체된다는 것을 의미한다.
용어 "치환된"이 가능한 치환된 기의 목록을 도입할 때, 그 용어가 그 기의 모든 구성원에 적용되는 것으로 의도된다. 즉, 어구 "임의로 치환된 알킬 또는 아릴"은 "임의로 치환된 알킬 또는 임의로 치환된 아릴"로 해석되어야 한다.
α-올레핀/말레산 무수물 공중합체와 아미노-하이드록시 화합물의 반응 생성물의 중량 평균 분자량은 특별히 제한되지 않는다. 일부 실시형태에서, 반응 생성물은 약 1,000 Da 내지 약 100,000 Da의 중량 평균 분자량을 포함한다.
예를 들어, α-올레핀/말레산 무수물 공중합체와 아미노-하이드록시 화합물의 반응 생성물은 약 1,000 Da 내지 약 80,000 Da, 약 1,000 Da 내지 약 60,000 Da, 약 1,000 Da 내지 약 40,000 Da, 약 1,000 Da 내지 약 20,000 Da, 약 5,000 Da 내지 약 80,000 Da, 약 5,000 Da 내지 약 60,000 Da, 약 5,000 Da 내지 약 40,000 Da, 약 5,000 Da 내지 약 20,000 Da, 약 10,000 Da 내지 약 80,000 Da, 약 10,000 Da 내지 약 60,000 Da, 약 10,000 Da 내지 약 40,000 Da, 약 20,000 Da 내지 약 80,000 Da, 약 20,000 Da 내지 약 60,000 Da, 약 20,000 Da 내지 약 40,000 Da, 또는 약 30,000 Da 내지 약 50,000 Da의 중량 평균 분자량을 포함할 수 있다.
아미노-하이드록시 화합물은 이작용성 화합물이며 아미노- 및 하이드록시- 작용기 둘 모두를 통해 무수물과 반응할 수 있다. 아민 기는 하이드록실 기보다 더 친핵성이며, 더 높은 반응성을 가질 것이며, 하이드록시 기와 비교하여 더 낮은 조건 하에서 무수물과 반응할 것이다. 3가지 가능한 개환 생성물은 아미노-하이드록시 화합물과 무수물의 반응으로부터 수득될 수 있다. 예시적인 비제한적인 예가 아래에 있다. 그러나, 아미노-하이드록시 화합물은 하기 하나로 제한되지 않고 임의의 아미노-하이드록시 화합물이 사용될 수 있다.
알 수 있는 바와 같이, 반응은 반 아미드-반산 구조(), 반 아미드-반 에스테르 구조() 및/또는 반산-반 에스테르 구조()를 생성할 수 있다.
특정 실시형태에서, 본 발명의 반응 생성물은 반 아미드-반산 구조를 포함하거나 배제한다. 특정 실시형태에서, 반응 생성물은 반 아미드-반 에스테르 구조를 포함하거나 배제한다. 특정 실시형태에서, 반응 생성물은 반산 반 에스테르 구조를 포함하거나 배제한다.
본 발명의 특정 실시형태에 따르면, 조성물은 용매를 포함할 수 있다. 용매는 예를 들어 톨루엔, 중방향족 나프타, 자일렌, 글리콜, 물, 알코올, 등유, 프로필렌 카보네이트, 파라핀계 용매 및 이들의 임의의 조합으로부터 선택될 수 있다.
일부 실시형태에서, 알코올은 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 2-에틸헥산올, 벤질 알코올, 및 이들의 임의의 조합으로부터 선택될 수 있다. 일부 실시형태에서, 글리콜은 에틸렌 글리콜 또는 에틸렌 에테르, 예컨대 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르일 수 있다.
본 명세서에 개시된 조성물은 다른 첨가제를 포함하거나 배제할 수 있다. 예를 들어, 조성물은 부식 억제제, 점도 감소제, 마찰 감소제, 스케일 억제제, 점토 팽창 억제제, 살생물제, 추가적인 아스팔텐 분산제, 추가적인 왁스 분산제, 유동 백 보조제, 유화제, 에멀젼 차단제, 황화수소 스캐빈저, 수화물 억제제, pH 개질제, 계면활성제, 및/또는 원유 생성, 정제 및 화학적 처리에 사용되는 다른 화학적 처리 첨가제를 포함하거나 배제할 수 있다.
일부 실시형태에서, 본 발명의 조성물은 조성물의 총 중량을 기준으로 0 내지 약 50 중량%의 하나 이상의 첨가제(들)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 조성물은 약 0.01중량% 내지 약 50 중량%, 약 0.01 중량% 내지 약 40 중량%, 약 0.01 중량% 내지 약 30 중량%, 약 0.01 중량% 내지 약 20 중량%, 약 0.01 중량% 내지 약 10 중량%, 약 0.01 중량% 내지 약 5 중량%, 약 0.01 중량% 내지 약 1 중량%, 약 0.1 중량% 내지 약 50 중량%, 약 0.1 중량% 내지 약 40 중량%, 약 0.1 중량% 내지 약 30 중량%, 약 0.1 중량% 내지 약 20 중량%, 약 0.1 중량% 내지 약 10 중량%, 약 0.1 중량% 내지 약 5 중량%, 약 0.1 중량% 내지 약 1 중량%, 약 0.5 중량% 내지 약 50 중량%, 약 0.5 중량% 내지 약 40 중량%, 약 0.5 중량% 내지 약 30 중량%, 약 0.5 중량% 내지 약 20 중량%, 약 0.5 중량% 내지 약 10 중량%, 약 0.5 중량% 내지 약 5 중량%, 약 0.5 중량% 내지 약 1 중량%, 약 1 중량% 내지 약 50 중량%, 약 1 중량% 내지 약 40 중량%, 약 1 중량% 내지 약 30 중량%, 약 1 중량% 내지 약 20 중량%, 약 1 중량% 내지 약 30 중량%, 약 1 중량% 내지 약 20 중량%, 약 1 중량% 내지 약 10 중량%, 또는 약 1 중량% 내지 약 5 중량%의 하나 이상의 첨가제를 포함할 수 있다.
일부 실시형태에서, 본 발명의 조성물은 α-올레핀/말레산 무수물 공중합체와 아미노-하이드록시 화합물의 반응 생성물의 약 1 중량 % 내지 약 100 중량%를 포함한다. 예를 들어, 조성물은 약 1 중량% 내지 약 90 중량%, 약 1 중량% 내지 약 80 중량%, 약 1 중량% 내지 약 70 중량%, 약 1 중량% 내지 약 60 중량%, 약 1 중량% 내지 약 50 중량%, 약 1 중량% 내지 약 40 중량%, 약 1 중량% 내지 약 30 중량%, 약 1 중량% 내지 약 20 중량%, 약 1 중량% 내지 약 10 중량%, 약 5 중량% 내지 약 10 중량%, 약 5 중량% 내지 약 20 중량%, 약 5 중량% 내지 약 30 중량%, 약 5 중량% 내지 약 40 중량%, 약 5 중량% 내지 약 50 중량%, 약 5 중량% 내지 약 60 중량%, 약 5 중량% 내지 약 70 중량%, 약 5 중량% 내지 약 80 중량%, 약 5 중량% 내지 약 90 중량%, 약 10 중량% 내지 약 90 중량%, 약 10 중량% 내지 약 80 중량%, 약 10 중량% 내지 약 70 중량%, 약 10 중량% 내지 약 60 중량%, 약 10 중량% 내지 약 50 중량%, 약 10 중량% 내지 약 40 중량%, 약 10 중량% 내지 약 30 중량%, 약 20 중량% 내지 약 60 중량%, 약 30 중량% 내지 약 60 중량%, 또는 약 40 중량% 내지 약 60 중량%의 반응 생성물을 포함할 수 있다.
일부 실시형태에서, 본 명세서에 개시된 조성물은 알킬페놀 화합물 및/또는 알킬페놀 알콕실레이트를 배제한다.
본 명세서에 개시된 파울런트 분산제는 탄화수소 공정 스트림 내에서 일반적으로 사용되거나 직면하게 되는 조건 하에서 열분해적으로 안정하다. 따라서, 이들은 처리 스트림에 수소처리와 같은 하나 이상의 열분해가 어려운 공정을 적용하기 전에 하나 이상의 탄화수소 처리 스트림에 적절하게 첨가될 수 있다. 파울런트 분산제는 약 20℃ 내지 약 400℃의 온도에서 탄화수소 처리 중에 파울링 방지 특성을 유지한다. 또한, 오염물 분산제는 가수분해적으로 안정적이므로(가수분해되기 쉽지 않음), 따라서 약 1 중량% 이하의 물과 같은 물로 오염된 탄화수소 처리 스트림에 사용하기에 적합하다.
현재 개시된 조성물을 포함하는, 안정한 분산액과 같은 분산액이 또한 본 명세서에 제공된다. 분산액은 탄화수소를 포함하며, α-올레핀/말레산 무수물 공중합체와 본 명세서에 개시된 아미노-하이드록시 화합물, 본 발명에 개시되거나 또는 본 발명에 의해 고려되는 임의의 용매, 및 파울런트의 반응 생성물을 포함한다.
일부 실시형태에서, 분산액은 약 1 ppm 내지 약 10,000 ppm의 반응 생성물을 포함한다. 예를 들어, 분산액은 약 1ppm 내지 약 8,000ppm, 약 1ppm 내지 약 6,000ppm, 약 1ppm 내지 약 4,000ppm, 약 1ppm 내지 약 2,000ppm, 약 1ppm 내지 약 1,000ppm, 약 1ppm 내지 약 500ppm, 약 1ppm 내지 약 250ppm, 약 1ppm 내지 약 100ppm, 약 100ppm 내지 약 8,000ppm, 약 100ppm 내지 약 6,000ppm, 약 100ppm 내지 약 4,000ppm, 약 100ppm 내지 약 2,000ppm, 약 100ppm 내지 약 1,000ppm, 약 100ppm 내지 약 500ppm, 약 100ppm 내지 약 250ppm, 약 500ppm 내지 약 8,000ppm, 약 500ppm 내지 약 6,000ppm, 약 500ppm 내지 약 4,000ppm, 약 500ppm 내지 약 2,000ppm, 또는 약 500ppm 내지 약 1,000ppm의 반응 생성물을 포함할 수 있다.
일부 실시 형태에서, 분산액은 약 1ppm 내지 약 10,000ppm의 용매를 포함할 수 있다. 예를 들어, 분산액은 약 1ppm 내지 약 8,000ppm, 약 1ppm 내지 약 6,000ppm, 약 1ppm 내지 약 4,000ppm, 약 1ppm 내지 약 2,000ppm, 약 1ppm 내지 약 1,000ppm, 약 1ppm 내지 약 500ppm, 약 1ppm 내지 약 250ppm, 약 1ppm 내지 약 100ppm, 약 100ppm 내지 약 8,000ppm, 약 100ppm 내지 약 6,000ppm, 약 100ppm 내지 약 4,000ppm, 약 100ppm 내지 약 2,000ppm, 약 100ppm 내지 약 1,000ppm, 약 100ppm 내지 약 500ppm, 약 100ppm 내지 약 250ppm, 약 500ppm 내지 약 8,000ppm, 약 500ppm 내지 약 6,000ppm, 약 500ppm 내지 약 4,000ppm, 약 500ppm 내지 약 2,000ppm, 또는 약 500ppm 내지 약 1,000ppm의 용매를 포함할 수 있다.
분산액 중의 파울런트의 양은 탄화수소의 유형 및 탄화수소의 기원과 같은 다수의 요인에 따라 좌우될 것이다. 예를 들어, 원유는 일반적으로 약 10 중량 %내지 약 70 중량 %의 왁스를 포함한다. 또한, 원유는 일반적으로 아스팔텐의 약 0 중량 %내지 약 50 중량 %를 포함한다.
본 명세서에 개시된 분산액은 약 20℃ 내지 약 400℃ 범위의 온도에서 존재하고 안정할 수 있다.
본 개시내용은 또한 파울런트 분산제를 제조하는 방법을 제공한다. 일부 실시형태에서, 합성은 α-올레핀 말레산 무수물 공중합체 및 공중합체와 아미노 알코올의 축합을 생성하여 하이드록시-석신이미드 공중합체를 형성하기 위한 α-올레핀과 말레산 무수물의 자유-라디칼 중합을 포함한다.
예시적이고 비제한적인 예에서, 통상적인 기술, 예를 들어 중합체 합성 분야의 당업자에게 친숙한 라디칼 부가 중합 원리 및 기술을 사용하여(방식 1), α-올레핀(1)을 말레산 무수물(2)과 반응시켜 α-올레핀/말레산 무수물 공중합체(3)(OMAC)가 합성된다. 이러한 전구체 중합체의 합성은 또한 미국 특허 제5,214,224호(Comer 등)에 기술되어 있으며, 이는 본 출원에 참고로 명시적으로 포함된다.
방식 1
공중합체는 예를 들어 1:5 내지 5:1 의 범위의 α-올레핀 대 말레산 무수물의 몰비를 포함할 수 있다. 공중합체의 중량 평균 분자량은, 예를 들어, 겔 투과 크로마토그래피 (GPC) 에 의해 분석될 때, 약 5,000 Da 내지 약 300,000 Da, 예컨대 약 100,000 Da일 수 있다.
이어서 공중합체(3)는 아미노-하이드록시 화합물(4)과 반응하여 오염 분산제(5)를 형성한다.
반응은 약 100℃ 내지 약 180℃의 온도에서 수행되어 물 분자 제거를 통해 골격에 하이드록시-함유 숙신이미드를 제공할 수 있다. 예를 들어, 반응은 약 120℃ 내지 약 180℃, 약 140℃ 내지 약 180℃, 또는 약 160℃ 내지 약 180℃의 온도에서 수행될 수 있다.
아미노-하이드록시 화합물은 아미노 기 및 하이드록시 기를 포함하는 임의의 화합물일 수 있다. 예를 들어, 아미노-하이드록시 화합물은 본원의 임의의 아실산 또는 환형 지방족 아미노-하이드록시 화합물 또는 본 명세서에 개시된 임의의 방향족 아미노-하이드록시 화합물일 수 있다. 반응은 예를 들어 약 1:1 의 아민 모이어티 대 무수물 모이어티의 몰비를 사용하여 수행될 수 있다. 반응은 석유 용매(예를 들어, 파라핀 용매, 광유, "HAN" 또는 중질 방향족 나프타/방향족 150, 이들의 임의의 혼합물 등)와 같은 용매에서 수행된다.
본 발명은 또한 탄화수소에 파울런트를 분산시키는 방법을 제공한다. 방법을 수행하는 동안, 본 명세서에 개시된 조성물은 배치 방식으로, 연속적으로, 또는 반연속적으로 탄화수소 공정 스트림에 적용될 수 있다. 일부 실시형태에서, 조성물의 적용은 수동적이고, 다른 실시형태에서, 그 적용은 자동화된다. 선택된 시간 단위 위에 적용된 조성물의 양은 다양할 수 있다.
일부 실시형태에서, 하나 이상의 탄화수소 공정 스트림에 존재하는 탄화수소는 원유, 환원된 원유, 미정제 증류액, 중유, 역청, 코커 충전액, 수소화 처리기 유입액, 플래싱된 원유, 경질 사이클 오일, 또는 디젤이나 나프타 정제 스트림이다. 일부 실시형태에서, 탄화수소 공정 장비는 하나 이상의 원유, 환원된 원유, 미정제 증류액, 중유, 역청, 코커 충전액, 수소화 처리기 유입액, 플래싱된 원유, 경질 사이클 오일, 또는 디젤이나 나프타 정제 스트림의 수집, 처리, 운송, 또는 저장과 통상적으로 관련된 임의의 장비로서, 공정 장비 물품을 함께 유체 연결하여 그 내부에 배치된 공정 스트림의 처리를 용이하게 하는데 사용되는 파이프 및 연관된 기반 시설을 포함한다.
탄화수소 처리 장비의 내부 표면과 유체 접촉하여 배치된 처리된 액체 탄화수소 제품일 수 있는 처리된 공정 스트림은 접촉된 내부 표면의 파울링을 감소시키거나 제거하는 결과를 가져온다. 일부 실시형태에서, 처리된 공정 스트림은 상응하는 공정 스트림(즉, 미처리된 공정 스트림)과 비교하여 파울링이 50% 내지 100%, 또는 약 60% 내지 100% 감소되거나, 또는 상응하는 공정 스트림과 비교하여 탄화수소 공정 장비 내부 표면의 측정 가능한 파울링이 약 70% 내지 100%, 약 80% 내지 100%, 약 90% 내지 100%, 또는 약 95% 내지 100% 감소한다.
파울링의 감소 퍼센트는 예를 들어 하기 시험에 의해 결정될 수 있다. 선택된 부피의 처리된 액체 탄화수소 생성물을 헥산 또는 헵탄에 첨가하여 탄화수소 생성물의 1% 내지 100% 용액을 형성하고, 희석된 생성물을 약 20℃에서 2시간 동안 정치시킨다. 이어서, 형성된 침전물을 체적측정으로 측정하고, 대응하는 미처리 탄화수소 생성물인 대조군 샘플에서 관찰된 침전물의 백분율로서 보고한다. 파울링은 동일한 기간에 걸쳐, 미처리된 탄화수소 제품에서의 고형물의 유지와 비교하여, 처리된 탄화수소 제품 내의 고형물의 유지의 상대적 증가로서 측정될 수 있다. 파울링은, 대응하는 미처리된 탄화수소 공정 스트림과 탄화수소 공정 장비의 동일한 접촉 기간에 대하여, 관련된 탄화수소 공정 장비 물품에서의 처리된 탄화수소 공정 스트림의 선택된 접촉 기간으로부터 발생하는 침전물의 중량 또는 부피의 상대적인 감소로서 측정될 수 있다. 달리 말하면, 파울링의 감소는, 동일한 기간에 걸쳐 침착되거나 미처리된 탄화수소 공정 스트림으로부터 석출된 고형물의 중량 또는 부피와 비교할 때, 선택된 기간에 걸쳐 처리된 탄화수소 공정 스트림과 접촉된 탄화수소 공정 장비에 침착되거나 그로부터 석출된 고형물의 측정된 중량 또는 부피의 상대적인 감소이다.
일부 실시형태에서, 처리된 탄화수소 공정 스트림(이에 첨가된 조성물을 갖는 스트림)은 탄화수소 공정 장치 내에 배치되며, 장치는 금속을 포함하는 표면과 같은 내부 표면을 포함하며, 처리된 탄화수소 스트림은 표면과 유체 접촉하고 있다.
일부 실시형태에서, 조성물은, 웰-헤드에서 원유로 주입함으로써, 또는 웰-헤드와 최종 오일 저장 탱크 사이의 지점에서 원유 공정 스트림에 주입함으로써, 표면 아래에 조성물을 오일 웰로 주입함으로써 원유로 도입된다. 조성물은 예를 들어 연속적으로 또는 배치 방식으로 주입될 수 있다. 주입은 일반적으로 전기 또는 가스 펌프를 사용하여 달성된다.
더욱이, 조성물이 왁스 분산제로서 적용될 때, 왁스 침착을 감소시키는 방법이 수행될 수 있다. 본 방법은 예를 들어 원유 저장 또는 운송 용기에서 왁스 침착을 감소시킬 수 있다. 본 방법은 원유를 함유하는 저장 또는 운송 용기에서 왁스 침착을 감소시키기에 유효한 양으로 조성물을 원유에 첨가하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시형태에서, 원유는 임의의 유의한 양 또는 임의의 양의 정제된 탄화수소 생성물, 예컨대 증류물(예를 들어, 냉간 유동 증류물 또는 디젤 연료)을 포함하지 않도록 임의의 API 비중의 원유로 본질적으로 이루어진다.
저장 또는 운송 용기는 저장 탱크, 철도 차량, 탱크 트럭, 해양 선박, 바지선 또는 파이프라인을 포함하되 이에 국한되지 않는 원유를 저장하거나 운송하는 데 사용되는 모든 용기일 수 있다. 일부 실시형태에서, 조성물은 저장 탱크, 철도 차량, 또는 탱크 트럭에 함유된 원유에 첨가될 수 있다.
첨가된 파울런트 분산제의 양은 처리되는 특정 탄화수소와 같은 특정 인자에 의존한다. 일반적으로 파울런트 분산제의 유효량은 오일 부피를 기준으로 약 1ppm 내지 약 10,000ppm 범위이다. 예를 들어, 유효량은 오일의 부피를 기준으로 약 1 ppm 내지 약 8,000 ppm, 약1 ppm 내지 약 6,000 ppm, 약1 ppm 내지 약 4,000 ppm, 약1 ppm 내지 약 2,000 ppm, 약1 ppm 내지 약 1,000 ppm, 약1 ppm 내지 약 500 ppm, 약1 ppm 내지 약 250 ppm, 약1 ppm 내지 약 100 ppm, 또는 약1 ppm 내지 약 50 ppm일 수 있다.
일부 실시형태에서, 아스팔텐 분산제로서 적용될 때, 유효량은 약 1 ppm 내지 약 1,000 ppm일 수 있지만, 전술한 단락에 나타낸 양이 또한 사용될 수 있다. 일부 실시형태에서, 왁스 분산제로서 적용될 때, 유효량은 약 1 ppm 내지 약 5,000 ppm일 수 있지만, 전술한 단락에 나타낸 양이 또한 사용될 수 있다.
전술한 내용은 설명을 목적으로 의도된 것이며 어떤 방식으로든 본 개시의 범위 또는 그의 적용을 제한하려는 의도가 아닌 다음 실시예를 참조함으로써 더 잘 이해될 수 있다.
실시예
하기는 중합체 1에 대한 대표적인 합성 방식이다.
아민 모이어티 대 무수물 모이어티의 몰비가 약 1:1인 말레산 무수물과 C24-C28 α-올레핀의 공중합체(CAS No. 68459-79-0)가 미국 특허 제5,214,224호에 개략된 절차에 따라 얻어졌다.
표 1은 반응에서 사용된 시약 및 양을 나타낸다. 본 반응에 사용된 백본의 말레산 무수물 잔기 대 3-아미노페놀의 몰비는 약 1:1이었다.
[표 1]
온도 프로브, 질소 주입구, Dean-Stark 장치, 응축기 및 자기 교반 막대가 장착된 250mL 4구 둥근 바닥 플라스크에 C24-C28 α-올레핀 말레산 무수물 공중합체(약 14.4g)를 첨가하였다. 이어서, 중합체를 약 82 g의 HAN에 희석하고, 온도를 약 65℃로 증가시켰다. 이어서, 잘 교반된 반응 혼합물에 3-아미노페놀을 충전하였다. 반응 혼합물의 온도는 약 80℃까지 상승하는 것으로 관찰되었다. 생성된 현탁액을 질소 블랭킷 하에 약 160℃로 가열하고 약 6시간 동안 또는 반응이 완료될 때까지 교반하였다. 반응이 완료되었기 때문에, 현탁액을 균질한 생성물로 전환시켰다. 생성된 생성물을 NMR 및 IR 기술로 규명하였다. 최종 생성물에서 무수물 또는 이미드 기와 관련된 피크는 관찰되지 않았다.
위에서 설명한 일반적인 합성을 사용하여 C24-C28 α-올레핀 말레산 무수물 공중합체 및 해당 아미노-하이드록시 화합물을 출발 물질로 하여 표 2에 나열된 중합체를 합성하였다.
[표 2]
중합체 1, 2, 3 및 4를 아스팔텐 분산제로서 유효성에 대해 스크리닝하였다. 시험에서, 미리 결정된 부피의 원유를 아스팔텐 침전을 촉진하는 환경인 n-헵탄 또는 n-헥산에 용해시켰다. 각각의 아스팔텐 안정제의 효율은 각각의 튜브에서 형성된 침전물의 부피를 2시간의 정지 침강 후에 비교함으로써 관찰되었다. 더 효율적인 분산제는 더 낮은 부피의 침전물을 생성할 것이다.
아스팔텐 분산제 시험 (ADT) 은 오일 및 가스 산업에서 아스팔텐 분산제를 스크리닝 및 평가하는 데 널리 사용된다. 절차는 원유의 아스팔텐 함량을 비교하고 아스팔텐 분산제가 그러한 오일 내에 아스팔텐을 분산시키는 능력을 평가하는 데 사용된다. 아스팔텐 분산제 시험의 기초는 비용매 매질 중에 분산된 아스팔텐을 유지하는 데 있어서 분산제의 상대적 유효성을 결정하는 것이다.
ADT는 알칸 희석제(예를 들어, 파라핀 유기 용매, 예컨대 헵탄)에서 아스팔텐의 불용성을 이용한다. 고정된 부피의 알칸 희석제에서 고정된 부피의 아스팔텐 물질(예컨대 원유)의 희석은 아스팔텐의 침전을 초래한다. 동일한 고정된 부피의 알칸 희석제에서 분산제가 적절히 투여된 동일한 고정된 부피의 아스팔텐 물질의 희석은 제어된 시험 기간 동안 아스팔텐의 침전을 최소화하게 한다.
유효 분산제는 샘플이 알칸 희석제에 희석될 때 아스팔텐의 응집 및 궁극적인 침전을 방지한다. 따라서, 원하는 결과는 아스팔텐 물질의 침전이 낮거나 없으며, 이들 물질의 적어도 침착(대부분 분산)을 갖는 샘플은 최상의 결과를 나타낸다. 이러한 절차에 의해 측정된 바와 같은 침전물은 석유 공정 스트림에서의 상대적인 파울링 거동을 예측한다.
실험에 사용된 장비는 어두운 석유 액체에 있는 침전물을 쉽게 보이 위하여 10 내지 15 mL의 눈금이 매겨진 원추형 원심 튜브, 타이머, 및 라이트박스 및/또는 손전등을 포함하였다. 원심분리기 튜브를 미리 결정된 부피의 원유로 충전하였다. 이어서, 튜브를 명시된 양의 분산제로 충전하였다. 하나의 튜브는 블랭크로서 역할을 하였고 미처리된 채로 유지되었다. 10 mL의 n-헵탄을 각각의 원심분리 튜브에 첨가하고, 각각의 튜브를 철저히 혼합하여 모든 오일이 분산되었음을 확실하게 하였다. 모든 튜브를 충분히 블렌딩할 때, 튜브를 밝은 광의 전방에서 테스트 튜브 랙에 배치하였다. 2시간의 정지 침강 후, 각각의 튜브 내의 침전물의 상대 부피를 기록하였다.
제1 시리즈의 시험에서, 중합체 1 내지 3을 2개의 종래 기술의 분산제와 비교하였다. ADT 조건은 다음과 같았다:
원유 부피: 100 μL
분산제 투여: 10 ppm 활성제
파라핀계 용매:10 ml n-헵탄
시험 지속기간: 2 h
데이터는 침전물 부피를 나타내는 하기 표 3에 제시되어 있다.
[표 3]
제2 일련의 시험에서, 중합체 1 내지 3과 5 내지 7의 아스팔텐 분산제 성능을 2개의 종래 기술의 분산제와 비교하였다. ADT 조건은 다음과 같았다:
시험된 원유: 36.1° API 비중
원유 부피: 500 μL
분산제 투여: 5 ppm 활성제
파라핀계 용매:10 ml n-헵탄
시험 지속기간: 2 h
데이터는 침전물 부피를 나타내는 하기 표 4에 제시되어 있다.
[표 4]
제3 시험에서, 중합체 4의 아스팔텐 분산제 성능을 3개의 상이한 원유에서 평가하였다. ADT 조건은 다음과 같았다:
시험된 원유: 19.2, 24.8, 및 31.0° API 원유
원유 부피: 50 내지 200 μL
분산제 투여: 10 ppm 활성제
파라핀계 용매:10 ml n-헵탄
시험 지속기간: 2 h
데이터는 침전물 부피를 나타내는 하기 표 5에 제시되어 있다.
[표 5]
최종 시험에서, 왁스 분산제 특성을 평가하였다. 원유와 중유에는 일반적으로 C10 - C60 범위의 장쇄 파라핀이 포함되어 있다. 오일이 그의 왁스 외관 온도 미만으로 냉각될 때, 파라핀은 오일로부터 결정화되어 왁스를 형성한다. 왁스는 오일의 점도 및 유동점을 증가시킨다. 이는 오일이 파이프라인을 통해 펌핑되고 있을 때 감소된 펌핑 속도 및 왁스 침착 문제를 야기한다. 유동점 강하제/왁스 분산제는 원유의 유동점과 점도를 낮추는 데 사용되는 물질이다. 이들 화합물은 오일 내의 파라핀과 상호작용하여 왁스 결정 크기를 감소시키고 왁스 결정 응집을 방지한다.
ASTM D5950 유동점 시험은 원유가 유동할 최저 온도를 평가하는 방법이다. 유동점 강하제의 효능을 또한 평가할 수 있다. PAC 기기 OptiCPP를 사용하여 유동점 시험을 수행하였다. 시험 전에 오일을 약 52℃로 예열하였다.
감압 경유를 약 52℃로 가열하고 2-아미노에탄-1-올과 축합된 49 중량% C24 - C28 α-올레핀 말레산 무수물 공중합체 1,000ppm으로 처리하였다. 표 6에 제시된 데이터에서 알 수 있는 바와 같이, 중합체는 유동점 강하제로서 이들 화합물의 효능을 명확하게 보여주는, 33℃ 내지 6℃의 오일의 유동점을 감소시킬 수 있었다.
[표 6]
본원에 개시되고 청구된 모든 조성물 및 방법은 본 개시내용에 비추어 과도한 실험 없이 제조되고 실행될 수 있다. 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있지만, 본 발명의 구체적인 바람직한 실시형태가 본원에 상세하게 기재된다. 본 개시내용은 본 발명의 원리의 예시이며, 본 발명을 예시된 특정 실시형태로 제한하도록 의도되지 않는다. 또한, 달리 명확하게 나타내지 않는 한, 단수형태의 사용은 "적어도 하나" 또는 "하나 이상"을 포함하는 것으로 의도된다. 예를 들어, "분산제"는 "적어도 하나의 분산제" 또는 "하나 이상의 분산제"를 포함하도록 의도된다.
절대 용어 또는 근사 용어로 주어지는 임의의 범위는 둘 모두를 포함하는 것으로 의도되며, 본원에 사용된 임의의 정의는 명백함을 위한 것이고 제한하도록 의도되지 않는다. 본 발명의 폭넓은 범주를 제시하는 수치 범위 및 파라미터가 근사치라고 할지라도, 구체적인 예에서 제시된 수치는 가능한 한 정확하게 보고된 것이다. 그러나, 임의의 수치는 본질적으로 이의 각각의 시험 측정에서 발견된 표준 편차로부터 필연적으로 야기되는 특정 오차를 포함한다. 또한, 본원에 개시된 모든 범위는 그 안에 포함된 임의의 및 모든 하위범위(모든 분수값 및 정수값을 포함함)를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본원에 개시된 임의의 조성물은 본원에 개시된 임의의 요소, 구성요소 및/또는 성분 또는 본원에 개시된 요소, 구성요소 또는 성분 중 둘 이상의 임의의 조합을 포함하거나, 이로 이루어지거나, 이로 본질적으로 이루어질 수 있다.
본원에 개시된 임의의 방법은 본원에 개시된 임의의 방법 단계 또는 본원에 개시된 방법 단계 중 둘 이상의 임의의 조합을 포함하거나, 이로 구성되거나, 이로 본질적으로 구성될 수 있다.
"포함하는(including)", "함유하는(containing)", 또는 "특징으로 하는(characterized by)"과 동의어인 연결구 "포함하는(comprising)"은 포괄적이거나 개방적이고, 추가적, 비언급 요소, 구성요소, 성분 및/또는 방법 단계를 배제하지 않는다.
연결구 "~로 이루어지는"은 청구항에 명시되지 않은 임의의 요소, 구성요소, 성분, 및/또는 방법 단계를 배제한다.
연결구 "~로 본질적으로 이루어지는"은 명시된 요소, 구성요소, 성분 및/또는 단계뿐만 아니라 청구된 발명의 기본 및 신규 특징(들)에 실질적으로 영향을 미치지 않는 것으로 청구 범주를 제한한다.
달리 명시되지 않는 한, 본원에 언급된 모든 분자량은 중량 평균 분자량이며, 모든 점도는 순수한(희석되지 않음) 중합체를 이용하여 25℃에서 측정되었다.
본원에 사용된 용어 "약"은 이의 각각 시험 측정에서 발견된 표준 편차로부터 발생하는 오차 이내에 있는 언급된 값을 나타내고, 이러한 오차가 측정될 수 없는 경우, "약"은 예를 들어 언급된 값의 5% 이내임을 나타낼 수 있다.
또한, 본 발명은 본원에 기재된 다양한 실시형태 중 일부 또는 전부의 임의의 그리고 모든 가능한 조합을 포함한다. 또한, 본원에 기재된 본 발명의 바람직한 실시형태에 대한 다양한 변화 및 변경이 당업자에게 명백할 것임이 이해되어야 한다. 이러한 변화 및 변경은 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않고, 이의 의도된 이점을 감소시키지 않으면서 이루어질 수 있다. 따라서, 이러한 변화 및 변경은 첨부된 청구범위에 의해 포함되는 것으로 의도된다.
Claims (31)
- 탄화수소 중에 파울런트를 분산시키는 방법으로서,
상기 탄화수소에 조성물을 첨가하는 단계 - 상기 조성물은 α-올레핀/말레산 무수물 공중합체 및 아미노-하이드록시 화합물의 반응 생성물의 유효량을 포함함 -, 및
상기 파울런트를 분산시키는 단계를 포함하는, 방법. - 제1항에 있어서, 상기 반응 생성물은 화학식 I의 구조를 포함하고,
R은 C8 내지 C36 알킬기이고, n은 약 5 내지 약 200이고, X는 연결기인, 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 아미노-하이드록시 화합물은 환형 지방족 화합물, 비환형 지방족 화합물, 또는 방향족 화합물인, 방법.
- 제3항에 있어서, 상기 환형 지방족 화합물은,
, 또는
로부터 선택되는, 방법.
- 제3항에 있어서, 상기 비환형 지방족 화합물은,
,
,
,
,
,
,
,
,
, 또는
로부터 선택되는, 방법.
- 제3항에 있어서, 상기 방향족 화합물은,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
, 또는
로부터 선택되는, 방법.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파울런트는 아스팔텐 및/또는 왁스를 포함하는, 방법.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물은 상기 탄화수소에 연속적으로 또는 간헐적으로 첨가되는, 방법.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탄화수소는 원유를 포함하는, 방법.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반응 생성물의 유효량은 상기 탄화수소의 부피를 기준으로 약 1ppm 내지 약 10,000ppm인, 방법.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물은 약 1 중량% 내지 약 100 중량%의 상기 반응 생성물을 포함하는, 방법.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반응 생성물은 약 1,000 Da 내지 약 100,000 Da의 중량 평균 분자량을 포함하는, 방법.
- 제2항에 있어서, X는 알킬렌기, 아릴렌기, -CH2CH2NHCH2CH2- 또는 -CH2CH2OCH2CH2-인, 방법.
- 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물은 톨루엔, 중방향족 나프타, 자일렌, 글리콜, 물, 알코올, 에틸렌 글리콜, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 등유, 프로필렌 카보네이트, 글리콜 에테르, 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 용매를 포함하는, 방법.
- 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물은 알킬페놀 및/또는 알킬페놀 알콕실레이트를 배제하거나 알킬페놀 및/또는 알킬페놀 알콕실레이트가 상기 탄화수소에 첨가되지 않는, 방법.
- 분산액으로서,
탄화수소,
α-올레핀/말레산 무수물 공중합체 및 아미노-하이드록시 화합물의 반응 생성물,
용매, 및
파울런트를 포함하는, 분산액. - 제16항에 있어서, 상기 분산액은 약 1 ppm 내지 약 10,000 ppm의 상기 반응 생성물 및 약 1 ppm 내지 약 10,000 ppm의 상기 용매를 포함하는, 분산액.
- 제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 반응 생성물은 화학식 I의 구조를 포함하고,
R은 C8 내지 C36 알킬기이고, n은 5 내지 200이며, X는 연결기인, 분산액. - 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 아미노-하이드록시 화합물은 환형 지방족 화합물, 비환형 지방족 화합물, 또는 방향족 화합물인, 분산액.
- 제19항에 있어서, 상기 환형 지방족 화합물은,
, 또는
로부터 선택되는, 분산액.
- 제19항에 있어서, 상기 비환형 지방족 화합물은,
,
,
,
,
,
,
,
,
, 또는
로부터 선택되는, 분산액.
- 제19항에 있어서, 상기 방향족 화합물은,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
, 또는
로부터 선택되는, 분산액.
- 제16항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분산액은 약 20℃ 내지 약 400℃의 온도에서 안정적인, 분산액.
- 제16항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 탄화수소 처리 장비는 상기 분산액을 포함하는, 분산액.
- 제16항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탄화수소는 원유를 포함하는, 분산액.
- 제16항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반응 생성물은 약 1,000 Da 내지 약 100,000 Da의 중량 평균 분자량을 포함하는, 분산액.
- 제18항에 있어서, X는 알킬렌기, 아릴렌기, -CH2CH2NHCH2CH2- 또는 -CH2CH2OCH2CH2-인, 분산액.
- 제16항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 조성물은 톨루엔, 중방향족 나프타, 자일렌, 글리콜, 물, 알코올, 에틸렌 글리콜, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 등유, 프로필렌 카보네이트, 글리콜 에테르, 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 용매를 포함하는, 분산액.
- 제16항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분산액은 알킬페놀 및/또는 알킬페놀 알콕실레이트를 배제하는, 분산액.
- 제16항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 α-올레핀은 분지형 또는 선형인, 분산액.
- 제16항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반응 생성물은 산기를 포함하지 않고/않거나 상기 분산액은 산기를 갖는 화합물을 포함하지 않는, 분산액.
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