KR20240078760A - 컴프레서용 방오제 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 석유화학 공정에 사용되는 컴프레서의 작동시 발생할 수 있는 파울링현상을 최소화 할 수 있는 컴프레서용 방오제 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 용매; 중합반응 저해제; 산화방지제; 분산제; 및 유화제를 포함하는 컴프레서용 방오제 조성물을 제공한다.

Description

컴프레서용 방오제 조성물{Antifouling agent composition for compressor}

본 발명은 컴프레서용 방오제 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 석유화학 공정에 사용되는 컴프레서의 작동시 발생할 수 있는 파울링현상을 최소화 할 수 있는 컴프레서용 방오제 조성물에 관한 것이다.

석유화학공정에서 유체를 운반하기 위하여 많은 양의 컴프레서를 사용하고 있다. 이러한 컴프레서는 유체에 압력을 가하여 유체가 한쪽방향으로 이동할 수 있도록 사용되고 있으며, 에틸렌공정과 같은 가스공정에서 유체의 수송 및 압축에 사용되고 있다.

하지만 에틸렌 공정의 분해가스 압축 시스템과 같이 컴프레서를 사용하는 공정에서 컴프레서의 오염은 잘 알려진 문제 이다. 일예로 전세계에서 생산되는 거의 대부분의 에틸렌이 탄화수소의 열분해를 통해 생성된다. 이러한 에틸렌 제조 과정에서 소량의 중합체가 형성되기도 한다. 해당 중합체는 일반적으로 오염물로 간주되며 바람직하지 않다.

중합체 오염물은 복수의 가스 컴프레서와 인터쿨러를 포함하는 다단 시스템인 분해가스 압축 시스템에서 파울링 문제를 일으킨다. 예를 들어 중합체는 컴프레서 및 인터쿨러의 내부 표면에 증착되어 공정 효율을 저하시키며, 경우에 따라 유로를 막고 생산을 정지시키고, 심한 경우에는 부품을 손상시켜 화재 또는 폭발이 일어날 수 있다.

에틸렌계 불포화 단량체의 조기 중합은 에틸렌 분해 공정과 같은 단량체 제조 공정에 있어서 주요한 중합체 형성 메커니즘이다. 이들 공정 스트림에서 에틸렌계 불포화 단량체는 반응성이며, 라디칼 중합 및 딜스-알더(Diels-Alder) 중합을 통해 중합되어 특히 고온 하에서 고체 침전물을 형성하는 경향을 보인다.

이러한 석유화학제품의 중합은 위에서 살펴본 에틸렌 공정 뿐만 아니라 다양한 공정에서 일어날 수 있으며, 가솔린을 사용하는 공정에서도 일부 탄화수소가 중합되어 고분자 오염물을 생성할 수 있다.

이에 위와 같은 고분자의 중합을 방지하기 위하여 다양한 방오제가 사용되고 있다. 방오제에 사용되는 화학물질의 종류는 다양하게 알려져 있으나 컴프레서에 사용하는 방오제 성분은 극히 한정적으로 사용되고 있으며 과거에는 주로 하이드로 퀴논(Hydroquinone)류의 산화방지제(Antioxidant) 성분이 주로 사용되고 있었다.

하지만 이러한 하이드로퀴논류의 방오제는 방오성이 떨어지고 있어 장기간 사용하는 경우 컴프레서에 진동을 일으키는 파울링 현상이 발생되는 것으로 알려져 있다. 따라서 높은 방오성을 가지는 새로운 방오제 조성물이 필요한 실정이다.

(0001) 대한민국 공개특허 제10-2019-0124223호 (0002) 대한민국 등록특허 제10-1502332호

전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 석유화학 공정에 사용되는 컴프레서의 작동시 발생할 수 있는 파울링현상을 최소화 할 수 있는 컴프레서용 방오제 조성물을 제공하고자 한다.

상술한 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 용매; 중합반응 저해제; 산화방지제; 분산제; 및 유화제를 포함하는 컴프레서용 방오제 조성물을 제공한다.

일 실시예에 있어서, 상기 방오제 조성물은 상기 용매 100중량부 대비 상기 중합반응 저해제5~15중량부, 상기 산화방지제 10~20중량부, 상기 분산제 15~25중량부 및 상기 유화제 5~15중량부를 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 용매는 C5~20의 지방족 탄화수소 화합물, C6~C20의 방향족 탄화수소 화합물 및 나프탈렌의 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 중합반응 저해제는 테트라메틸피페리딘 또는 그 유도체를 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 산화방지제는 페닐렌디아민, 하이드로퀴논, 디부틸하이드록시톨루엔, 터트-부틸카테콜 또는 그 유도체를 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 분산제는 식물성 유지와 아민계 화합물의 혼합물일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 식물성 유지는 톨오일, 코코넛 오일, 카놀라 오일 또는 팜시드 오일이며, 상기 아민계 화합물은 테트라에탄올아민, 테트라에틸렌펜타아민, 다이에틸렌트리아민 또는 트리에틸렌테트라아민일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 컴프레서용 방오제 조성물은 지방족 탄화수소를 사용한 분해, 합성 또는 중합공정에서 고분자 화합물의 형성을 방해하는 것일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 컴프레서용 방오제 조성물은 25~120℃의 온도에서 사용되는 것일 수 있다.

본 발명에 의한 컴프레서용 방오제 조성물은 기존의 방오제 조성물에 비하여 고분자 형성을 방해하는 능력이 뛰어나므로 석유화학공정의 첨가제로 사용되는 경우 컴프레서의 파울링을 방지할 수 있다.

또한 본 발명의 컴프레서용 방오제 조성물은 장시간에 걸쳐 사용되더라도 기존의 방오제에 비하여 높은 성능을 유지할 수 있으며, 컴프레서의 안정성을 높일 수 있으며, 또한 공정의 비용을 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 방오제 조성물이 제조된 모습을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 방오제 조성물과 기존에 사용되는 방오제 조성물의 비교실험결과를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 방오제 조성물의 온도에 따른 폴리머 생성량을 나타낸 것이다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 명세서 전체에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, “포함하다” 또는 “가지다”등의 용어는 기술되는 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또, 방법 또는 제조 방법을 수행함에 있어서, 상기 방법을 이루는 각 과정들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 과정들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.

본 명세서에 개시된 기술은 여기서 설명되는 구현예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지, 여기서 소개되는 구현예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 기술의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면에서 각 장치의 구성요소를 명확하게 표현하기 위하여 상기 구성요소의 폭이나 두께 등의 크기를 다소 확대하여 나타내었다. 전체적으로 도면 설명시 관찰자 시점에서 설명하였고, 일 요소가 다른 요소 위에 위치하는 것으로 언급되는 경우, 이는 상기 일 요소가 다른 요소 위에 바로 위치하거나 또는 그들 요소들 사이에 추가적인 요소가 개재될 수 있다는 의미를 모두 포함한다. 또한, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명의 사상을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다. 그리고 복수의 도면들 상에서 동일 부호는 실질적으로 서로 동일한 요소를 지칭한다.

본 명세서에서, '및/또는' 이라는 용어는 복수의 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. 본 명세서에서, 'A 또는 B'는, 'A', 'B', 또는 'A와 B 모두'를 포함할 수 있다.

본 발명은 용매; 중합반응 저해제; 산화방지제; 분산제; 및 유화제를 포함하는 컴프레서용 방오제 조성물에 관한 것이다.

상기 용매는 본 발명의 조성물을 용해하며 액상이 될 수 있도록 하는 것으로 일반적으로 사용되는 탄화수소계 용매를 사용할 수 있다. 하지만 본 발명의 조성물의 경우 석유화학제품 특히 열처리 가솔린과 혼합되어 사용되기 때문에 상기 석유화학제품과의 혼합성을 가지면서도 용이하게 분리될 수 있는 용매를 사용하는 것이 바람직하다. 아울러 본 발명의 조성물은 컴프레서 부분에 적용하고 있으므로, 컴프레서의 주요 구성 부품인 금속 부품, 가스켓 및 고분자수지를 열화시키지 않는 용매를 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 이러한 상기 용매는 C5~20의 지방족 탄화수소 화합물, C6~C20의 방향족 탄화수소 화합물 및 나프탈렌의 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 이러한 용매의 경우 전체 조성물 대비 50~70중량%의 비율로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 용매가 50중량% 미만으로 사용되는 경우 본 발명의 조성물 점도가 높아져 석유화학제품과의 균일한 혼합이 어려울 수 있으며, 70중량%를 초과하는 경우 상대적으로 다른 성분의 비율이 줄어들어 방오제 효과가 떨어질 수 있다. 이하 본 발명에서는 상기 용매를 100중량부의 기준으로 하여 설명한다.

상기 중합반응 저해제는 상기 석유화학제품의 중합을 저해하는 물질로서, 본 발명의 주요 효과를 나타내는 부분이다. 일반적으로 석유화학제품은 각각의 조성을 가지고 있지만, 컴프레서와 같이 고압 및 고온이 인가되는 장비를 통과하는 지점에서는 중합반응을 일으킬 수 있다. 이러한 중합반응 생성물의 경우 의도되지 않은 생성물에 해당하므로 이물질 취급을 받아 석유화학제품의 순도를 낮출 수 있다. 또한 상기 중합반응 생성물은 상기 컴프레서의 작동부에 유착되어 컴프레서의 파울링을 일으킬 수 있다. 본 발명의 경우 상기 중합반응 저해제를 사용하는 것으로 이와같이 의도되지 않은 중합반응을 저지할 수 있다.

상기 중합반응 저해제는 테트라메틸피페리딘(TEMP) 또는 그 유도체를 포함할 수 있다. 상기 테트라메틸피페리딘은 아민계열의 유기화합물을 의미하는 것으로 일반적으로 화학식은 하기의 화학식 1로 나타낼 수 있다.

[화학식 1]

이러한 테트라메틸피페리딘은 일반적으로 아민계 광안정제의 원료로서 사용될 수 있지만, 본 발명의 경우 중합저해제로서 사용할 수 있다. 또한 상기 테트라메틸피페리딘의 경우 그 자체로서 사용될 수도 있지만, 상기 화학식 1의 H자리 및 피페레딘의 4번 탄소자리를 산소 또는 하이드록시기로 치환하여 사용할 수도 있다. 일 예로서 상기 H자리가 산소로 치환된 화합물은 (2,2,6,6-테트라메틸피페리딘 -1-일)옥실(TEMPO)이며, 상기 H자리가 산소로 치환되고 4번 탄소에 하이드록시 이온이 결합되면 4-하이드록시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-1-옥실(HTEMPO)이다. 이러한 테트라메틸피페리딘의 유도체는 바람직하게는 4-하이드록시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-1-옥실, (2,2,6,6-테트라메틸피페리딘 -1-일)옥실, 1-하이드록시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘이 사용될 수 있으며, 가장 바람직하게는 TEMPO로서 알려진 (2,2,6,6-테트라메틸피페리딘 -1-일)옥실을 사용할 수 있다.

상기 중합반응 저해제는 상기 용매 100중량부 대비 5~15중량부가 포함될 수 있다. 상기 중합반응 저해재가 5중량부 미만으로 포함되는 경우 중합반응 저해효과가 떨어져 본 발명의 방오제의 전체적인 성능이 감소될 수 있으며, 15중량부를 초과하여 포함되는 경우 동절기에 침전되는 문제점이 있을 수 있다.

상기 산화방지제는 중합시 발생되는 라디칼을 차단하거나 라디칼 개시반응을 차단하여 중합이 연쇄적으로 수행되는 것을 막을 수 있다. 이러한 산화방지제는 페닐렌디아민, 하이드로퀴논, 디부틸하이드록시톨루엔, 터트-부틸카테콜 또는 그 유도체를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 페닐렌디아민계 화합물, 더욱 바람직하게는 N,N''-디-이차뷰틸-p-페닐렌다이아민을 사용할 수 있다.

상기 산화방지제는 상기 용매 100중량부 대비 10~20중량부가 포함될 수 있다. 상기 산화방지제가 10중량부 미만으로 포함되는 경우 라디칼 저해효과가 떨어질 수 있으며, 20중량부를 초과하여 포함되는 경우 본 발명의 방오제 조성물이 유독성을 가질 수 있다.

상기 분산제는 중합되는 고분자의 응집을 저해하는 것으로 사용되며, 이를 통하여 중합반응에 의한 생성물이 발생하더라도 컴프레서 등에 유착되는 것을 방지할 수 있다. 이러한 분산제는 기존에 사용되는 분산제를 사용할 수 있지만, 본 발명의 경우 식물성 유지 및 아민계 화합물을 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 사용되는 식물성유지는 상기 중합되는 고분자를 분산시키는 역할을 하는 물질로서, 일반적으로 사용되는 식물성 유지라면 제한 없이 사용될 수 있지만, 바람직하게는 톨 오일, 코코넛 오일, 카놀라 오일 또는 팜시드 오일일 수 있다. 가장 바람직하게는 톨 오일을 사용할 수 있다.

상기 톨 오일(Tall Oil)은 톨레이트(Tallate)라고 칭해지는 물질로서 액체 로진 또는 탈롤이라고도 불린다. 이러한 톨 오일은 주로 침엽수를 펄프화할 때 목재 펄프 제조의 크라프트 공정의 부산물로 얻어지는 점성이 있는 황흑색 냄새가 나는 액체이다. 이 톨 오일은 다른 식물성 오일에 비하여 펄프 공정의 부산물로 생산되므로 가격이 저렴하며, 지방산, 지방산 알코올 등을 함유하고 있어 분산제로 사용하기 용이하다는 장점을 가지고 있다. 일반적으로 상기 톨 오일은 제지공정인 크라프트 밀에서 리그닌과 헤미셀룰로오스 다음으로 세 번째로 큰 화학 부산물로 생산되고 있으며, 이 공정에서 저급 톨유의 수율은 30-50 kg/톤 펄프 범위로 알려져 있다.

상기 코코넛 오일은 코코넛의 과육부분을 압착하여 수득하는 오일을 말하는 것으로 녹는점이 24℃이며, 고온에서도 산폐되지 않아 본 발명과 같이 고온의 공정에 분산제로서 사용될 수 있다. 일반적으로 식용 코코넛 오일은 코코넛 밀크에서 분리하는 습식공정으로 제조되지만 본 발명의 경우 핵산을 용매로 하여 추출한 오일을 사용하는 것이 바람직하다. 핵산을 사용하여 추출하는 경우 상기 습식공정에 비하여 높은 수율을 가질 수 있지만, 인체에 유해한 핵산을 사용하게 되므로 추가적인 정제공정을 필요로 한다. 다만 본 발명의 경우 상기 코코넛 오일을 분산제로서 사용하고 있으므로, 핵산을 사용한 추출법을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 카놀라 오일은 유채의 씨에서 추출되는 오일을 의미하는 것으로 불포화 지방산의 함량이 높은 오일에 해당한다. 일반적으로 상기 카놀라 오일은 높은 발연점을 가지고 있으므로, 튀김용으로 사용되지만 본 발명과 같이 고온의 공정에서도 사용될 수 있다.

상기 팜시드 오일은 열대작물인 팜의 씨앗에서 추출되는 오일로서 전세계에서 가장 많이 사용되는 식용유이다. 상기 팜시드 오일의 경우 100kg의 팜시드에서 20~25kg을 수득할 수 있는 것으로 알려져 있으며, 생산량의 80%는 식용으로 사용되지만 나머지 약 20%는 공업적으로 사용된다. 이러한 팜 시드 오일의 경우에도 높은 발연점을 가지고 있으므로, 본 발명과 같이 고온 공정에 사용이 적합하다.

상기 아민계 화합물은 상기 식물성 유지와 혼합되어 분산제를 구성하는 성분으로, 테트라에탄올아민, 테트라에틸렌펜타아민, 다이에틸렌트리아민 또는 트리에틸렌테트라아민이 사용될 수 있다.

상기 식물성 유지는 상기 용매 100중량부 대비 15~25중량부가 포함될 수 있다. 상기 식물성 유지가 15중량부 미만으로 포함되는 경우 생성되는 중합반응 생성물이 응집되어 컴프레서 등에 파울링 현상이 나타날 수 있으며, 25중량부를 초과하는 경우 상기 석유호학제품과 계면분리가 일어나 효과가 떨어질 수 있다.

상기 유화제는 상기한 성분들이 상기 용매내에서 고르게 분산되지 위하여 첨가되는 것으로 공업적으로 사용되는 유화제라면 제한 없이 사용될 수 있지만 바람직하게는 디에틸렌글리콜모노부틸에터(Diethylene glycol monobutyl ether)를 사용할 수 있다. 상기 유화제는 상기 용매 100중량부 대비 5~15중량부가 포함될 수 있으며, 상기 유화제가 5중량부 미만으로 포함되면 상기한 성분들의 혼합이 어렵고 생성되는 조성물의 용해도가 떨어질 수 있으며, 15중량부를 초과하는 경우 석유화학제품에 영향을 주어 불량률이 높아질 수 있다.

상기 컴프레서용 방오제 조성물은 지방족 탄화수소를 사용한 분해, 합성 또는 중합공정에서 고분자 화합물의 형성을 방해하는 것일 수 있다. 위에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 경우 중합반응 저해제를 사용하여 중합반응을 최소화하고 있으며, 중합반응에 의하여 생성되는 라디칼을 산화방지제를 통하여 개시반응을 저해하는 것으로 추가적인 중합을 방지하고 있다. 아울러 중합반응이 수행되어 생성물이 발생되더라도 분산제를 이용하여 응집을 방해하고 있으므로, 컴프레서 등에 파울링현상이 방지하는 것을 최소화 할 수 있다.

즉 본 발명의 경우 상기 지방족 탄화수소를 사용한 분해, 합성 또는 중합공정에서 고온, 고압의 단계를 거치는 동안 원하지 않은 중합반응을 최소화하는 것이 가능하다. 이때 상기 지방족 탄화수소는 C1~C10의 지방족 탄화수소 또는 이줄의 유도체일 수 있으며, 이를 이용한 분해, 중합 또는 합성 반응에 상기 방오제 조성물이 사용될 수 있다.

상기 컴프레서용 방오제 조성물은 25~120℃의 온도에서 사용되는 것일 수 있다. 일반적으로 석유화학제품의 경우 100℃를 넘는 운전온도에서 폴리머가 발생하는 것으로 알려져 있다. 본 발명의 실험예 및 도 3에도 나타난 바와 같이 100℃를 초과하는 온도로 열처리 가솔린을 처리하는 경우 폴리머의 생산량이 급격하게 증가하고 있다. 따라서 본 발명의 경우 이러한 온도에서 중합반응을 저해하는 효과를 가지는 것이 바람직하다. 아울러 120℃를 초과하는 온도에서는 본 발명의 용매가 용이하게 증발되므로, 추가적인 분리가 필요한 경우 분리하는 것이 가능하다. 즉 본 발명의 방오제 조성물은 25~120℃, 바람직하게는 60~100℃의 사용온도를 가지는 것이 바람직하다.

본 발명의 방오제 조성물은 상기 석유화학제품에 무게비로 1~10ppm의 비율로 사용될 수 있다. 상기 방오제 조성물이 1ppm미만으로 사용되는 경우 상기 방오제에 의한 중합저해 효과를 기대하기 어려우며, 10ppm을 초과하여 사용되는 경우 석유화학제품에 불순물이 늘어나 부반응이 발생하거나 수율이 떨어질 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 도면에 제시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대 또는 축소 또는 단순화된 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다.

실험예 1

온도에 열처리 가솔린(pyrolysis gasoline) 폴리머 생성을 확인하기 위한 실험을 실시하였다. 열처리 가솔린을 하기의 표 1에 나타난 온도로 가열하여 어느 온도에서 폴리머의 생성량(ppm)이 증가하는지 확인하였다.

	25℃	60℃	80℃	100℃	120℃
폴리머 생성량	220	200	180	160	340

표 1 및 도 3에 나타난 바와 같이 열처리 가솔린의 경우 100℃를 초과하게 되면 폴리머의 생성량이 증가하는 것을 확인할 수 있었으며, 이에 따라 본 발명에서 사용되는 용매는 이러한 온도에서 적절하게 사용될 수 있는 용매를 사용하는 것이 바람직하다. 특히 본 발명의 경우 Solvent naphtha (petroleum), heavy arom를 용매로서 사용하는 것이 바람직하며, 하기의 실시예에서는 이러한 용매를 사용하였다. 또한 120℃를 초과하는 온도에서 운전하게 되면 중합생성물이 급격하게 증가되어 성능확인이 어렵고 본 발명의 방오제 주입량 증가로 중합반응 억제에 어려움이 있으므로 공정의 운전온도를 100℃ 이하로 낮추는 것이 보다 중요하다.

실시예 1~5

용매의 적절한 혼합비를 찾기 위하여 하기의 표 2와 같은 비율로 방오제 조성물을 제조하였다. 이때 각 사용되는 성분은 구체적으로 다음과 같으며, 표 1에서 비율은 kg을 나타낸다.

용매 : Solvent naphtha (petroleum), heavy arom(CAS No. 6472-94-5)(hvy Aro)

중합반응 저해제 : 4-하이드록시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-1-옥실(TEMPO)

산화방지제 : N,N''-디-이차뷰틸-p-페닐렌다이아민(PDA)

분산제 : Fatty acids, tall-oil, compds. with triethanolamine(CAS No. 68132-46-7)(TEA Tallate)

유화제 : Diethylene glycol monobutyl ether(BDG)

또한 비교예로서 방오제로 시중에 판매중인 EC-3144A(날코제)를 사용하였다.

	용매	중합반응 저해제	산화방지제	분산제	유화제
실시예 1	40	6	10	13	10
실시예 2	55	6	10	13	10
실시예 3	61	6	10	13	10
실시예 4	65	6	10	13	10
실시예 5	75	6	10	13	10

상기와 같은 비율로 혼합한 다음, 5시간 동안 보관하였으며, 침전이 생기지 않는 것을 확인하고 실험에 사용하였다(도 1의 좌측 2개)

실험예 2

상기 실시예 1~5를 이용하여 중합반응 저해능을 확인하기 위한 실험을 실시하였다. 열처리 가솔린(pyrolysis gasoline)에 상기 실시예 1~5를 500ppm의 비율로 투입한 다음, 100℃까지 가열하면서 각 시간동안 발생되는 폴리머의 양(ppm)을 측정하였다. 이때 본 발명의 방오제는 1~10ppm을 사용하는 것이 바람직하지만, 과량을 주입하는 것으로 빠른 실험결과를 도출하기 위한 것이다. 하기의 실험예 7을 통하여 적절한 방오제 조성물의 양을 도출한다.

	1분	2분	5분	10분	30분	60분
실시예 1	584	778	1358	1440	2508	3957
실시예 2	305	681	1208	1222	2115	3238
실시예 3	299	673	1114	1128	2099	3139
실시예 4	311	695	1248	1288	2135	3351
실시예 5	598	716	1297	1538	2849	4558
비교예	555	776	1075	1350	2695	4615

표 3에 나타난 바와 같이 용매를 적절한 양으로 사용한 실시예 3의 경우 다른 실시예 및 기존에 사용되는 방오제에 비하여 높은 성능을 가지는 것으로 나타났다. 특히 60분 이상의 시간에서는 기존의 방오제(비교예)와는 차별화된 성능을 가지는 것으로 나타났다(도 2 참조). 하지만 용매를 과소하게 사용한 실시예 1의 경우 높은 점도로 인하여 열처리 가솔린과의 혼합이 어려움과 동시에 그 성능 역시 감소하는 것으로 나타났으며, 과다한 용매를 사용한 실시예 5의 경우에도 상대적으로 다른 성분들의 함량이 줄어들어 성능의 감소가 뚜렷한 것으로 나타났다.

실시예 6~10

중합반응 저해제의 함량에 따른 결과를 확인하기 위한 실험을 실시하였다. 사용되는 원료는 상기 실시예 3과 동일하게 사용하였으며, 다만 하기의 표 4와 같은 비율로 혼합하여 방오제를 제조하였다.

	용매	중합반응 저해제	산화방지제	분산제	유화제
실시예 6	100	1	16.7	21.6	16.7
실시예 7	100	5	16.7	21.6	16.7
실시예 8	100	10	16.7	21.6	16.7
실시예 9	100	15	16.7	21.6	16.7
실시예 10	100	20	16.7	21.6	16.7

실험예 3

상기 실시예 6~10에서 제조된 방오제를 사용하여 실험예 2와 동일한 실험을 실시하였다.

	1분	2분	5분	10분	30분	60분
실시예 6	608	807	1389	1558	2848	4668
실시예 7	315	679	1258	1287	2107	3228
실시예 8	299	673	1114	1128	2099	3139
실시예 9	308	679	1109	1110	2119	3118
실시예 10	311	688	1119	1209	2100	3208
비교예	555	776	1075	1350	2695	4615

표 5에 나타난 바와 같이 본 발명의 실시예 8의 경우 가장 높은 성능을 가지는 것으로 나타났다. 다만 중합반응 저해제를 과량으로 사용한 실시예 9 및 10의 경우에도 거의 동일한 성능을 보이는 것으로 나타났지만 중합반응 저해재를 추가적으로 공급하여도 성능의 향상을 미미하였으며, 중합반응 저해제의 가격을 고려할 때 실시예 8의 비율로 사용하는 것이 가장 최적의 사용량으로 판단된다. 아울러 실시예 10의 경우 저온(-5℃)에서 5일간 보관한 결과 침전이 발생되는 것을 확인하였다(도 1의 가장 우측). 즉 상기 실시예 10의 경우 저온 안정성이 떨어지는 것으로 나타났다.

실시예 11~15

산화방지제의 함량에 따른 효과를 확인하기 위한 실험을 실시하였다. 상시 실시예 3과 동일한 원료를 사용하였으며 하기의 표 6의 비율로 혼합하여 방오제 조성물을 제조하였다.

	용매	중합반응 저해제	산화방지제	분산제	유화제
실시예 11	100	10	5	21.6	16.7
실시예 12	100	10	10	21.6	16.7
실시예 13	100	10	15	21.6	16.7
실시예 14	100	10	20	21.6	16.7
실시예 15	100	10	25	21.6	16.7

실험예 4

상기 실시예 11~15에서 제조된 방오제를 사용하여 실험예 2와 동일한 실험을 실시하였다.

	1분	2분	5분	10분	30분	60분
실시예 11	559	707	1208	1500	2889	4959
실시예 12	326	689	1209	1208	2209	3458
실시예 13	298	671	1115	1130	2089	3161
실시예 14	309	688	1189	1199	2110	3159
실시예 15	309	681	1168	1201	2099	3194
비교예	555	776	1075	1350	2695	4615

표 7에 나타난 바와 같이 본 발명의 실시예 13의 비율로 혼합된 방오제 조성물의 경우 가능 높은 효과를 가지는 것으로 나타났다. 산화방지제의 함량을 높인 실시예 14의 경우 고의 동일한 성능을 가지는 것으로 나타나고 있어 더 이상의 추가적인 혼합으로는 효과를 향상시킬 수 없는 것으로 나타났다. 또한 산화방지제의 함량을 낮춘 실시예 12의 경우 성능이 감소하는 것으로 나타났으며, 5중량부 미만으로 사용한 실시예 11의 경우 기존의 제품(비교예)보다도 낮은 효과를 가지는 것으로 나타났다.

실시예 16~20

분산제 및 유화제의 함량에 따른 효과를 확인하기 위한 실험을 실시하였다. 사용되는 원료는 상기 실시예 3과 동일한 원료를 사용하였으며, 하기의 표 8의 비율로 혼합하여 방오제 조성물을 제조하였다.

	용매	중합반응 저해제	산화방지제	분산제	유화제
실시예 16	100	10	15	10	15
실시예 17	100	10	15	15	15
실시예 18	100	10	15	22	15
실시예 19	100	10	15	25	15
실시예 20	100	10	15	30	15

실험예 5

상기 실시예 16-20에서 제조된 방오제를 사용하여 실험예 2와 동일한 실험을 실시하였다.

	1분	2분	5분	10분	30분	60분
실시예 16	299	681	1119	1144	2107	3179
실시예 17	301	679	1128	1158	2100	3197
실시예 18	298	671	1115	1130	2089	3161
실시예 19	308	681	1108	1152	2099	3169
실시예 20	308	691	1122	1159	2118	3159
비교예	555	776	1075	1350	2695	4615

표 9에 나타난 바와 같이 본 발명의 실시예 16~20의 경우 거의 동일한 성능을 가지고 있는 것으로 나타났다. 이는 상기 분산제의 특성에 기인한 것으로 본 발명의 분산제는 중합반응 생성물의 형성을 저해하는 것이 아닌 생성된 중합반응 생성물의 유착을 방지하기 위한 것으로 사용되기 때문인 것으로 판단된다. 이와는 별도로 상기 실시예 16~20의 방오제 조성물을 컴프레서 작동 유체에 500pm의 비율로 혼합한 다음, 작동시킨 경과 본 발명의 실시예 18의 경우 65분이 경과하는 시점까지도 파울링이 발생하지 않았지만, 실시예 16의 경우 25분, 실시예 17의 경우 49분이 경과하는 시점에서 파울링이 발생하는 것으로 나타났다. 일반적으로 방오제 조성물의 경우 30분간 파울링이 일어나지 않으면 사용하는 것으로 알려져 있으므로 경제적으로 볼 때 본 발명의 실시예 18의 비율로 분산제를 혼합하는 경우 최적의 성능을 가지는 것으로 나타났다.

실시예 21~29

각 성분의 종류에 따른 방오제의 성능을 확인하기 위하여 하기의 표 10과 같이 준비하였다. 각 성분의 함량은 실시예 3과 동일하게 하였으며, 다만 각 성분을 달리하여 실험을 실시하였다.

	용매	중합반응 저해제	산화방지제	분산제	유화제
실시예 21	Hvy Aro	TEMPO	PDA	TEA tallate	BDG
실시예 22	벤젠	TEMPO	PDA	TEA tallate	BDG
실시예 23	톨루엔	TEMPO	PDA	TEA tallate	BDG
실시예 24	Hvy Aro	TEMPOH	PDA	TEA tallate	BDG
실시예 25	Hvy Aro	OTEMPO	PDA	TEA tallate	BDG
실시예 26	Hvy Aro	TEMPO	하이드로 퀴논	TEA tallate	BDG
실시예 27	Hvy Aro	TEMPO	터트-부틸카테콜	TEA tallate	BDG
실시예 28	Hvy Aro	TEMPO	PDA	팜시드 오일	BDG
실시예 29	Hvy Aro	TEMPO	PDA	코코넛 오일	BDG

실험예 6

상기 실시예 21~29에서 제조된 방오제 조성물을 사용하여 실험예 2와 동일한 실험을 실시하였다.

	1분	2분	5분	10분	30분	60분
실시예 21	298	671	1115	1130	2089	3161
실시예 22	318	684	1128	1149	2159	3249
실시예 23	322	685	1124	1158	2167	3261
실시예 24	315	669	1135	1185	2194	3266
실시예 25	309	691	1165	1195	2208	3259
실시예 26	316	709	1174	1208	2159	3294
실시예 27	318	716	1161	1207	2246	3264
실시예 28	316	695	1126	1169	2191	3259
실시예 29	307	694	1146	1184	2159	3299
비교예	555	776	1075	1350	2695	4615

표 11에 나타난 바와 같이 본 발명의 실시예 3에서 다른 종류의 성분을 사용한 경우에도 유사한 효과를 가질 수 있는 것으로 나타났다.

실험예 7

본 발명의 방오제 조성물의 적절한 사용량을 찾기 위한 실험을 실시하였다. 하기의 표 12에 나타난 비율로 열처리 가솔린에 본 발명의 실시예 3과 동일한 방오제 조성물을 주입한 다음, 실험예 2와 동일한 실험을 실시하였다.

	주입량(ppm)	1분	2분	5분	10분	30분	60분
실시예 30	0.1	519	1066	1579	3106	6899	10495
실시예 31	1	321	719	1228	1359	2278	3651
실시예 32	5	319	671	1211	1251	2208	3555
실시예 33	10	307	670	1155	1165	2111	3201
실시예 34	100	307	675	1128	1155	2107	3154
실시예 35	500	299	673	1114	1128	2099	3139

표 12에 나타난 바와 같이 본 발명의 방오제 조성물은 1~10ppm의 범위내에서 최적의 성능을 가지는 것으로 나타났다. 과도하게 소량을 사용한 실시예 30의 경우 열처리 가솔린의 폴리머 형성을 저해하는 효과가 없어 폴리머의 형성이 과도해지는 것으로 나타났다. 다만 10ppm을 넘는 과량으로 사용한 경우 더 이상의 효과증대가 이루어지지 않는 것으로 나타났으며, 이는 10ppm을 초과하여 사용할 수는 있지만, 경제적인 관점에서 1~10ppm의 농도로 사용하는 것이 최적인 것으로 판단된다.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (9)

1. 용매;
   중합반응 저해제;
   산화방지제;
   분산제; 및
   유화제를 포함하는 컴프레서용 방오제 조성물.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 방오제 조성물은 상기 용매 100중량부 대비 상기 중합반응 저해제5~15중량부, 상기 산화방지제 10~20중량부, 상기 분산제 15~25중량부 및 상기 유화제 5~15중량부를 포함하는 컴프레서용 방오제 조성물.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 용매는 C5~20의 지방족 탄화수소 화합물, C6~C20의 방향족 탄화수소 화합물 및 나프탈렌의 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 컴프레서용 방오제 조성물.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 중합반응 저해제는 테트라메틸피페리딘 또는 그 유도체를 포함하는 컴프레서용 방오제 조성물.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 산화방지제는 페닐렌디아민, 하이드로퀴논, 디부틸하이드록시톨루엔, 터트-부틸카테콜 또는 그 유도체를 포함하는 컴프레서용 방오제 조성물.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 분산제는 식물성 유지와 아민계 화합물의 혼합물인 컴프레서용 방오제 조성물.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 식물성유지는 톨 오일, 코코넛 오일, 카놀라 오일 또는 팜시드 오일이며, 상기 아민계 화합물은 테트라에탄올아민, 테트라에틸렌펜타아민, 다이에틸렌트리아민 또는 트리에틸렌테트라아민인 컴프레서용 방오제 조성물.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 컴프레서용 방오제 조성물은 지방족 탄화수소를 사용한 분해, 합성 또는 중합공정에서 고분자 화합물의 형성을 방해하는 것인 컴프레서용 방오제 조성물.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 컴프레서용 방오제 조성물은 25~120℃의 온도에서 사용되는 것인 컴프레서용 방오제 조성물.