KR830001373B1 - 열 교환기 오염의 감소방법 - Google Patents

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Abstract

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Description

열 교환기 오염의 감소방법
본 발명은 불순한 오일의 처리에 사용되는 열 교환기에 관한 것으로 특히 열 교환기 오염을 감소시키기위한 방법에 관한 것이다.
석유의 처리에서 다량의 열 교환기가 가열 또는 냉각처리에 사용되었다. 정유처리는 1일당 25,000-200,000배럴 이상의 많은 양을 처리하므로 정유공장내 열 교환기는 많은 자본투자를 요한다. 처리후 열교환기 관상에 생긴 퇴적물은 열 교환 효율을 감소시킨다. 따라서 열 교환기는 자주 가동을 정지시키고 관을 청소하거나 대치해야만 한다.
하이드로 카르빌아민은 탄화수소 연료내에서 퇴적제거성이 있음이 공지되었는데 예컨데 미국 특허 제 3898056호, 제 3438757호, 제 3565804호 및 제 4022589호를 들 수 있다.
열 교환기 오염을 감소시키기 위한 본 발명의 방법은 1-500ppm의 포리알킬렌아민을 탄화수소류에 첨가한 액체탄화수소류를 0-1,500°F온도하의 열 교환기를 통과시키는 것이다.
본 발명에 사용되는 열교환기는 퇴적물이 열전달 표면상에 축적되는 어떤 형태이다. 사용될 수 있는 가장 보편적인 형태는 관 열교환기로서 공지된 것이다.
열교환기를 통과하는 탄화수소류는 불순한 오일류가 적당하나 열교환기를 오염시키는 어떤 탄화수소류 특히 불순한 오염의 여러가지 분율이 본 발명에 사용될 수 있다. 일반적으로 열교환기를 통과하는 탄화수소류는 0-1,500°F(-17.8~816℃)특히 50-500°F(10~260℃)의 온도 범위로 가열 또는 냉각된다.
본 발명에 적당히 사용할 수 있는 포리알키렌아민은 통상적으로 사용되는 물질로서 자동차 연료에 세정제 또는 분산제로서 사용된다. 예를들면 대표적인 포리알키렌아민 및 제조방법에 대한 미국특허 제 3898056호, 제 3438757호 및 4022589호를 들 수 있는데 이러한 3가지의 특허들을 참고로 할 수 있다.
본 명세서에 사용된 "포리알키렌아민"이란 용어는 모노아민 및 포리아민을 포함한다.
포리알키렌아민은 포리 이소부 티렌 같은 비교적 저분자량의 포리알키렌을 할로겐화시킨 다음 에티렌디아민과 같은 적당한 아민과 반응시킴에 의하여 용이하게 제조된다.
포리알키렌은 2-6 탄소원자를 가진 올레핀을 원하는 분자량의 올레핀까지 이온 또는 유리기 중합화에 의하여 제조한다(에티렌은 다른 올레핀과 공중합할 수 있어야 한다). 적당한 올레핀은 에티렌, 프로피렌, 이소부티렌, 1-부텐, 1-펜텐, 3-메틸-1-펜텐, 4-메덜-1-펜텐 등을 포함하며 프로피렌 및 이소부티렌이 가장 적당하다.
알키렌 라디칼은 2-6 탄소원자를 가지며 특히 2-4 탄소원자를 가지고 알키렌 그룹은 직쇄 또는 분지쇄로 되었다.
아민은 하이드로카르보닐아민, 알콕시-치환된 하이드로카르빌아민 및 알키렌포리아민으로부터 선택된다. 하이드로카르빌아민의 특별한 예로는 메틸아민, 프로필아민, 부틸아민, 펜틸아민, 헥실아민, 헵틸아민, 옥틸아민, 디-n-부틸아민, 디-n-헥실아민, 데실아민, 도데실아민, 헥사데실아민, 옥타데실아민등을 포함한다. 알콕시-치환된 하이드로카르빌아민의 특별한 예로는 메톡시에틸아민, 부톡시헥실아민, 프로폭시프로필아민, 헵톡시에틸아민 뿐만 아니라 포리(에톡시) 에틸아민, 포리(프로톡시)에틸아민, 포리로폭시프로필아민, 헵톡시에틸아민 뿐만 아니라 포리(에톡시)에틸아민, 포리(프로톡시) 에틸아민, 포리(프로폭시) 프로필아민 같은 포리(알콕시)아민을 포함한다.
적당한 알키렌포리아민의 예로는 하기 일반식과 같은 알키렌포리아민을 포함한다.
Figure kpo00001
식중에서
(A)n는 10이하의 정수이고 ; (B) 각 R1은 수소나 포화된 탄화수소 라디칼로부터 독립적으로 선택한 것이며 (C) 각 알키렌 라디칼은 동일하거나 상이하며 8 이하의 탄소 원자를 가진 저급알키렌으로부터 선택하며 알키렌이 에티렌을 나타낸 때 인접한 질소 원자상의 2개의 R1그룹은 함께 피페라진 고리를 형성한다.
적당한 실시예에서 R1은 수소 메틸이나 에틸을 나타내고 알키렌아민은 메티렌아민, 에티렌아민, 프로피렌아민, 부티렌아민, 펜티렌아민, 헥시렌아민, 헵티렌아민, 옥티렌아민 기타 포리메티렌아민과 피페라진 및 아미노-알킬-치환된 피페라진 같은 환상의 고분자량아민을 포함한다. 이러한 아민은 특히 에티렌디아민, 디에티렌트리아민, 트리에티렌테트라아민, 프로피렌디아민, 옥타메티렌디아민, 디(헵타메티렌)트리아민, 트리프로피렌테트라아민, 테트라에티렌펜타아민, 트리에티렌디아민, 펜타에티렌헥사아민, 디(트리메티렌)트리아민, 2-헵틸 3-(2-아미노프로필) 이미다조린, 4-메틸이미다조린, 1,3-비스(2-아미노에틸) 이미다조린, 1-2(2-아미노프로필) 피레라진, 1,4-비스(2-아미노에틸) 피페라진 및 2-메틸-1-(2-아미노부틸) 피페라진을 포함한다. 2개의 이상의 상술한 알키렌아민을 축합하여 수득한 바와 같은 고분자량의 아민들도 사용할 수 있다.
포리알키렌 아민은 일반적으로 300-2,700 특히 1,000-1,500범위의 평균 분자량을 가지며 충분한 아민과 반응하며 0.8-7.0 특히 0.8-1.2중량%의 질소를 함유한다.
열교환기 오염을 감소시키기 위하여 1-500ppm 특히 5ppm-99ppm, 가장 바람직하게는 10-49ppm 상술한 포리알키렌아민의 효과적인 양을 열교환기를 통과하는 액체류 내에 첨가한다. 본 발명의 놀라운 결과는 소량의 상술한 첨가물이 열교환기 오염을 효과적으로 감소시킬 수 있다는 것이다.
[실시예]
3가지의 상이한 첨가물들을 관열 교환기의 일산(日産) 25,000배럴 주입류에 주입한다. 주입류는 켈리포니아산 오일로 구성되었다. 각 시험을 시작하기전 모든 교환기들은 뜨거운 오일로 세척하고 다시 물로 세척한다. 모든 시험에서 분순한 오일의 주입율은 1일당 23,000-25,000배럴이며 오염방지제 첨가율은 각 1,000배럴의 주입물 1갈론으로 한다.
시험을 통하여 불순한 오일의 전체 온도는 약 80°F이고 출구온도는 350°F로 한다. 불순한 오일을 가열하는데 요하는 연료를 시험을 통하여 측정하며 로(爐) 연료 소모가 여러 시간 간격으로 첨부된 표에 표시되었다. 시험된 오염방지제는 (A) 약 1,000-2,000의 분자량을 가진 포리이소부티렌아민 : (B) 포리부텐 카르복시아마이드라 믿어지는 코레지트 204 : (C) 중합성 글리콜과 포리아마이드의 혼합물이라 생각되는 바로이드 AF-600을 사용하였다.
[표 1]
Figure kpo00002
1 : 당량 연료오일의 1일당 배럴
2 : 정상 상태는 4개월의 작업후 도달된다.
각 시험의 첫번째 8주중 오염방지제에 대한 시간대 오염의 경사도를 비교함에 의하여 오염방지제 퇴적물 오염 메카니즘을 효과적으로 상이하게 함이 명백하다. 8주에서 시간대 오염 방지효과 및 1년간 보호된 방지효과가 표 Ⅱ에 수록되었다.
[표 2]
작업중 오염으로부터의 평균 방지 효과
Figure kpo00003
상기 데이타는 8주후 본 발명의 포리부텐아민 오염 방지제가 공업적으로 사용되고 있는 첨가물인 코레지트 204와 바로이드 AF-600와 효과가 동일하거나 우수함을 나타내고 1년후에는 본 발명의 포리알키렌아민 첨가물이 엑숀코레지트 204와 바로이드 AF-600보다 월등 우수함을 나타낸다.

Claims (1)

1 내지 500ppm의 포리알킬아민이 첨가된 액체 탄화수소증기를 0 내지 1,500°F(-17.8~816℃)의 온도에서 열교환기를 통과시킴을 특징으로 하는 열교환기 오염을 감소시키는 방법.
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