WO2016059958A1 - コークス炉ガス精製におけるタール汚れの抑制方法及びそのための組成物 - Google Patents

コークス炉ガス精製におけるタール汚れの抑制方法及びそのための組成物 Download PDF

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深江邦弘
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株式会社片山化学工業研究所
ナルコジャパン合同会社
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/08—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors
    • C10K1/10—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with aqueous liquids

Definitions

  • the present disclosure relates to a method for suppressing tar fouling in coke oven gas purification, a composition therefor, and a screening method for the composition.
  • the coke oven gas (COG) refining equipment is composed of a cooling device, a desulfurization device, a deammonia device, a light oil recovery device, and the like.
  • Non-Patent Document 1 discloses a coke oven gas cooling technique and a coke oven gas purification process. The document also discloses that coke oven gas is treated in the dry mains by aqueous (scrubber water) flushing. Patent Document 1 discloses that scrubber water and picric acid or sodium naphthoquinoline sulfonate are used in a coke oven gas desulfurization method.
  • the coke oven gas contains impurities such as sulfur, coal tar, pitch, ammonia, benzol, naphthalene, hydrogen sulfide, and cyanide.
  • the scrubber water used in the process of refining the coke oven gas will contain coal tar when in contact with the coke oven gas. In some cases, the scrubber water is recycled. Therefore, dirt containing tar (tar dirt) is generated in the portion where the scrubber water used in the coke oven gas purification equipment comes into contact. Therefore, in the coke oven gas refining equipment, the equipment is periodically stopped for cleaning. If the adhesion or accumulation of tar dirt can be suppressed, the cleaning interval can be lengthened, and improvement in productivity or cost reduction can be expected.
  • the present disclosure provides a method for suppressing tar contamination in a portion in contact with scrubber water used for coke oven gas purification, or a composition therefor.
  • the present disclosure is a composition for adding to the scrubber water used for coke oven gas purification to suppress tar dirt in a portion in contact with the scrubber water, the water-soluble nonionic
  • the present invention relates to a composition comprising at least one surfactant selected from the group consisting of a surfactant and an anionic surfactant.
  • the present disclosure is a method for suppressing tar contamination in a portion that contacts scrubber water used in a coke oven gas purification facility, the water-soluble nonionic interface in the scrubber water
  • the present invention relates to a method comprising containing at least one selected from the group consisting of an activator and an anionic surfactant.
  • the present disclosure relates to a method for manufacturing a slurry of tar dirt deposits, which includes dissolving and / or dispersing the deposits in a limonene-ethanol mixed solvent.
  • the present disclosure relates to a slurry composition of a tar dirt deposit and a tar dirt deposit and a limonene-ethanol mixed solvent in one or a plurality of other embodiments.
  • the present disclosure is a method for screening a substance capable of suppressing tar fouling, wherein the tar fouling deposit is respectively added to an aqueous medium containing a candidate substance and an aqueous medium not containing the candidate substance.
  • the present invention relates to a screening method comprising adding a slurry composition of and comparing the degree of soiling.
  • tar contamination at a portion in contact with scrubber water used for coke oven gas purification can be suppressed.
  • contamination can be provided in other one or some embodiment.
  • FIG. 1 is a photograph of an example of the results of Examples 1 to 22.
  • FIG. 2 is a photograph of an example of the results of Comparative Examples 1-15.
  • FIG. 3 is a schematic flow diagram illustrating an example of a coke oven gas purification process.
  • the present disclosure is based on the knowledge that tar contamination in equipment and flow paths through which scrubber water passes in coke oven gas purification is suppressed by the presence of a surfactant in the scrubber water.
  • the present disclosure is a composition for adding to scrubber water used for coke oven gas refining to suppress tar dirt in a portion in contact with the scrubber water, which is a water-soluble nonionic surfactant.
  • the present invention relates to a composition comprising at least one selected from the group consisting of an agent and an anionic surfactant (hereinafter also referred to as “tar fouling inhibiting composition according to the present disclosure”).
  • “scrubber water” in the present disclosure is an absorption liquid that circulates in a facility (usually referred to as a scrubber) that removes harmful substances contained in product gas and exhaust gas by gas-liquid contact.
  • a facility usually referred to as a scrubber
  • liquids such as water, alkaline aqueous solutions, and acidic aqueous solutions are generally used as the absorbing liquid.
  • the tar dirt inhibiting composition according to the present disclosure includes at least one selected from the group consisting of a water-soluble nonionic surfactant and an anionic surfactant.
  • the surfactant is preferably a nonionic surfactant having an HLB of 10 or more, an anionic surfactant, or a combination thereof, more preferably a nonionic surfactant having an HLB of 10 or more, from the viewpoint of suppressing tar dirt.
  • water-soluble nonionic surfactant means a nonionic surfactant dissolved in a transparent or cloudy state when mixed with water at 25 ° C. at a concentration of 1% or 5%.
  • the HLB of the nonionic surfactant is 10 or more in one or more embodiments, and preferably 11 or more from the viewpoint of the dispersibility of the active ingredient.
  • the nonionic surfactant is preferably an ethylene oxide (EO) group or an ethylene oxide propylene oxide (EOPO) group adduct from the viewpoint of suppressing tar dirt.
  • the average added mole number of the ethylene oxide (EO) group is preferably 5 moles or more, more preferably 7 moles or more, and further preferably 10 moles or more.
  • the average added mole number of the EO group is preferably 70 moles or less, more preferably 45 moles or less, and still more preferably 30 moles or less.
  • the average added mole number of ethylene oxide propylene oxide (EOPO) group is the same as the above average added mole number of EO group.
  • the “average number of moles added of EOPO groups” in the present disclosure refers to the average value of the total number of moles of EO groups and PO groups.
  • the ratio of the EO group to the PO group (EO group / PO group) in the EOPO group adduct is not particularly limited, and is 10/90 to 90/10 in one or more embodiments.
  • the nonionic surfactant includes polyoxyethylene alkylamine, polyoxyethylene alkyl ether, sucrose fatty acid ester, polyoxyethylene alkylphenyl ether, polyoxy from the viewpoint of suppressing tar dirt.
  • examples include ethylene polyoxypropylene alkylamine and polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ether.
  • the average added mole number of EO groups in these surfactants is preferably in the above-mentioned range from the same viewpoint.
  • an anionic surfactant in one or a plurality of embodiments, from the same point, an aliphatic monocarboxylate, polyoxyethylene alkyl ether carboxylate, alkylnaphthalene sulfonate, alkyl ester sulfate, polyoxyethylene Examples include alkyl ether phosphates.
  • polyoxyethylene alkylamine examples include those represented by the following general formula (I) in one or a plurality of non-limiting embodiments.
  • R 1 is a saturated or unsaturated fatty acid having 9 to 25 carbon atoms, or 12 to 22 carbon atoms
  • n and m represent the added mole number of the EO group
  • the above average added mole number is It is the average value of the sum of m and n (value of m + n).
  • polyoxyethylene alkyl ether examples include those represented by the following general formula (II) in one or a plurality of non-limiting embodiments.
  • R 2 represents a saturated or unsaturated fatty acid having 9 to 25 carbon atoms or 12 to 22 carbon atoms, and n represents the average number of moles added of the EO group.
  • the surfactant contained in the tar dirt inhibiting composition according to the present disclosure may be one kind or a combination of two or more kinds in one or a plurality of embodiments.
  • two kinds of water-soluble nonionic surfactants or a combination of anionic surfactants may be mentioned, or a nonionic surfactant and an anionic surfactant And the like.
  • the content of the surfactant in the tar dirt suppressing composition according to the present disclosure may be 5% by mass or more and 100% by mass or less in one or more embodiments. In one or a plurality of embodiments of the tar dirt inhibiting composition according to the present disclosure, in the case of a liquid form, the content of the surfactant may be in a soluble range.
  • the tar stain inhibiting composition according to the present disclosure may contain an antifoaming agent in addition to a surfactant, in addition to ethanol, a glycol solvent, and a scale inhibitor. Ethanol and glycol solvents are used to stabilize the composition.
  • the scale inhibitor can be used in combination as long as it does not impair the tar stain suppression effect. Examples of the component include polyacrylic acid polymers and phosphonic acid, and any known agent can be used as the scale inhibitor.
  • Antifoaming agents can also be used in combination as long as they do not inhibit the tar dirt suppression effect.
  • the tar fouling inhibiting composition according to the present disclosure may be in the form of a solid, powder or liquid.
  • the medium includes water or scrubber water.
  • the water include pure water, ion exchange water, tap water, industrial water, and river water in one or more embodiments.
  • the scrubber water may be newly prepared or scrubber water used in coke oven gas purification.
  • the tar dirt inhibiting composition according to the present disclosure can be prepared by mixing a surfactant and, if necessary, water and / or other components.
  • the application of the tar dirt suppressing composition according to the present disclosure is an application for adding to the scrubber water used for coke oven gas refining to suppress tar dirt in a portion in contact with the scrubber water.
  • FIG. 3 shows an outline of the coke oven gas purification process, which is not limited.
  • scrubber water can be used in facilities such as flushing in a dry main, cooling device, naphthalene scrubber, desulfurization tower, ammonia scrubber and the like.
  • the tar fouling suppression composition according to the present disclosure may be used to suppress tar fouling in these equipment that can be contacted by scrubber water containing tar and piping connected to the equipment. .
  • the addition amount include, in one or a plurality of embodiments, adding an equivalent amount to the tar concentration contained in the scrubber water.
  • the tar concentration in the scrubber water for example, a numerical value obtained by a normal hexane extraction method or the like can be referred to.
  • the amount can be appropriately added in the range of 95: 5 to 5:95 with respect to the tar concentration while observing the actual tar stain suppressing effect.
  • the addition ratio of the tar fouling suppressing composition to the tar is not limited to 95: 5 and can be further reduced.
  • addition frequency in one or some embodiment, continuous addition is mentioned with respect to the supplementary water of scrubber water.
  • the place of addition may be any circulating water line in one or more embodiments, and is more preferably before the circulating water comes into contact with the coke oven gas.
  • the present disclosure is a method for suppressing tar fouling in a portion where the scrubber water used in the coke oven gas refining equipment is in contact with the aspect, and including the surfactant in the scrubber water. (Hereinafter also referred to as “tar fouling suppression method according to the present disclosure”).
  • the method for suppressing tar dirt according to the present disclosure includes adding the tar dirt suppressing composition according to the present disclosure to scrubber water used in a coke oven gas purification facility.
  • the present disclosure relates to a method for producing a slurry of tar dirt deposits, which comprises dissolving and / or dispersing the deposits in a limonene-ethanol mixed solvent. If the tar dirt deposits can be slurried, a screening method described later becomes possible.
  • the tar dirt deposit refers to the tar dirt deposit / deposit that may be generated in the coke oven gas refining equipment, and coal powder, coke powder, and inorganic salt mainly composed of tar. It is a viscous material containing.
  • the mixing ratio of limonene-ethanol mixed solvent is preferably about 1/1 from the viewpoint of easy slurrying of tar dirt deposits.
  • the present disclosure relates to a slurry composition for tar dirt deposits and a tar dirt deposit containing a limonene-ethanol mixed solvent.
  • the content of the tar dirt deposit in the slurry composition is 0.1% by mass or more and 10% by mass or less, or 0.4% by mass or more and 5% by mass or less.
  • the present disclosure provides a method for screening a substance capable of suppressing tar dirt, wherein the slurry composition is added to an aqueous medium containing a candidate substance and an aqueous medium not containing the candidate substance, respectively. It relates to a screening method comprising comparing the degree.
  • the comparison can be performed, for example, as described in the examples.
  • the degree of contamination is clearly less than that of an aqueous medium not containing a candidate substance, it can be selected as a candidate for a substance that can suppress tar dirt.
  • a composition for adding to the scrubber water used for refining coke oven gas to suppress tar fouling at the portion in contact with the scrubber water comprising a water-soluble nonionic surfactant and an anionic surfactant
  • a composition comprising at least one surfactant selected from the group consisting of: [2] The composition according to [1], wherein the water-soluble nonionic surfactant is a nonionic surfactant having an HLB value of 10 or more.
  • the water-soluble nonionic surfactant is an ethylene oxide (EO) group or an ethylene oxide propylene oxide (EOPO) group adduct.
  • the nonionic surfactant is polyoxyethylene alkylamine, polyoxyethylene alkyl ether, sucrose fatty acid ester, polyoxyethylene alkylphenyl ether, polyoxyethylene polyoxypropylene alkylamine, polyoxyethylene polyoxypropylene.
  • the anionic surfactant includes an aliphatic monocarboxylate, a polyoxyethylene alkyl ether carboxylate, an alkyl naphthalene sulfonate, an alkyl ester sulfate, a polyoxyethylene alkyl ether phosphate, and combinations thereof.
  • adding a surfactant to the scrubber water includes adding the composition according to any one of [1] to [6] to the scrubber water.
  • the portion in contact with the scrubber water is at least one selected from the group consisting of a dry main, a cooling device, a naphthalene scrubber, a desulfurization device, an ammonia scrubber, and a scrubber water flow path connected to these.
  • the method according to [7] or [8]. A method for producing a slurry of tar dirt deposits, comprising dissolving and / or dispersing the deposits in a limonene-ethanol mixed solvent.
  • a slurry composition for tar dirt deposits comprising the tar dirt deposits and a limonene-ethanol mixed solvent.
  • a screening method for substances capable of suppressing tar fouling wherein the slurry composition according to [11] is added to each of an aqueous medium containing a candidate substance and an aqueous medium not containing the candidate substance to reduce the degree of fouling.
  • a screening method comprising comparing.
  • tar dirt deposit slurry composition [Preparation of tar dirt deposit slurry composition]
  • the following tar deposits a to e were collected from different tower fillings in the desulfurization facilities of the coke oven gas purification plant (two locations).
  • the tower packing is a structure installed in the facility in order to improve the contact efficiency between the gas and scrubber water (ammonia water, sodium naphthoquinoline sodium sulfonate solution, etc.) in coke oven gas purification.
  • gas and scrubber water ammonia water, sodium naphthoquinoline sodium sulfonate solution, etc.
  • As the material for the tower filling various shapes and materials such as resin and wood are used depending on the cost and load.
  • the calorific value, dichloro extraction rate, and C / H ratio in Table 1 below are as follows.
  • Loss on ignition Refers to the weight ratio reduced by overheating at 800 ° C., which is a measure of the content of burning substances and volatile substances.
  • Dichloroextraction rate Refers to the weight ratio of the substance extracted after contacting the deposit with dichloromethane and dissolving.
  • C / H ratio Refers to the ratio of C and H contained in the deposit measured with a CHN meter, and is a measure of the degree of polymerization.
  • toluene-ethanol mixed solvent (1: 1) a solvent that can slurry tar deposits
  • solubility and dispersibility of tar dirt deposits in a limonene-ethanol mixed solvent (1: 1) were examined as follows. (1) Among the collected deposits, a predetermined amount (0.15 g) of the deposits was weighed into a glass 50 mL screw tube. (2) The appearance after charging 30 mL of the selected solvent was observed, and then mixed again 5 times to observe again. (3) Then, it left still at normal temperature and observed and judged the state 24 hours later. As a result, the limonene-ethanol mixed solvent (1: 1) was most preferably able to slurry tar dirt deposits.
  • a drug capable of suppressing the tar fouling deposit is as follows. Screened. (1) A 100 mL glass screw tube is charged with 50 mL of an aqueous solution in which the following drugs (reagents 1 to 36) are added so as to have an active ingredient concentration of 300 ppm and 0.5 mL of the slurry composition.
  • Reagent 7 (laurylamine EO adduct: 30 mols) and reagent 36 (laurylamine), which are solid at room temperature, are heated and dissolved in a constant temperature chamber at 50 ° C.
  • reagent 3 (stearylamine EO adduct: 30 mols)
  • reagent 4 (Stearylamine EO adduct: 45 mols)
  • reagent 8 (tallow amine EO adduct: 10 mols)
  • reagent 23 (stearylamine EO adduct: 2 mols) were dissolved by heating in a constant temperature chamber at 70 ° C.
  • reagent 9 (stearyl) Ether EO adduct: 20 mols)
  • Reagent 10 (oleyl ether EO adduct: 20 mols)
  • Reagent 34 (stearylamine), dissolved in 30% by weight of ethanol after heating and dissolving in a 100 ° C constant temperature chamber did.
  • the tar dirt addition concentration was 1000 ppm.
  • Fig. 1 and 2 are photographs after 10 times up and down 24 hours after the start of the test.
  • the reagent Compared to Comparative Example 1 containing no water-soluble, non-water-soluble nonionic surfactants (reagents 23 and 24), cationic surfactants, amphoteric surfactants and non-surfactant polymers, etc.
  • a water-soluble nonionic surfactant as a main component were excellent in tar dirt adhesion inhibiting effect.
  • Example 23 a good tar dirt suppression effect was obtained.
  • a tar layer was formed on the water surface when allowed to stand, but when it was mixed on the top and bottom, it was neatly dispersed and adhesion to the wall surface was not observed.
  • no adhesion to the wall surface was observed even after 24 hours from the start of the treatment.
  • Reagent 2 (stearylamine EO adduct: 20 mols) is a better stain than reagent 5 (oleylamine EO adduct: 8-10 mols) and reagent 14 (alkyl (C12-C15) ether EO adduct: 5-15 mols) An inhibitory effect was obtained.

Abstract

一又は複数の実施形態において、コークス炉ガス精製に使用するスクラバー水が接する部分におけるタール汚れを抑制する方法、又は、そのための組成物の提供。一又は複数の実施形態において、コークス炉ガス精製に使用するスクラバー水に添加して該スクラバー水が接する部分におけるタール汚れを抑制するための組成物であって、水溶性の非イオン界面活性剤及びアニオン界面活性剤からなる群から選択される少なくとも一つの界面活性剤を含む組成物に関する。

Description

コークス炉ガス精製におけるタール汚れの抑制方法及びそのための組成物
　本開示は、コークス炉ガス精製におけるタール汚れの抑制方法及びそのための組成物、並びに、該組成物のスクリーニング方法に関する。
　コークス炉ガス（ＣＯＧ）の精製設備は、冷却装置、脱硫装置、脱アンモニア装置及び軽油回収装置などから構成される。非特許文献１は、コークス炉ガスの冷却技術及びコークス炉ガスの精製プロセスを開示する。また、同文献は、コークス炉ガスがドライメーンにおいて安水（スクラバー水）フラッシングにより処理されることを開示する。特許文献１は、コークス炉ガスの脱硫方法においてスクラバー水とピクリン酸又はナフトキノリンスルホン酸ソーダとが使用されることを開示する。
特開２００１－２７１０７４号公報
新日鉄エンジニアリング技報Ｖｏｌ．２（２０１１）Ｐ．７７
　コークス炉ガスは、硫黄、コールタール、ピッチ、アンモニア、ベンゾール、ナフタリン、硫化水素、シアン化合物等の不純物を含む。コークス炉ガスの精製過程において使用されるスクラバー水は、コークス炉ガスと接触するとコールタールを含有するようになる。また、該スクラバー水は循環使用される場合もある。よって、コークス炉ガス精製設備で使用されるスクラバー水が接する部分において、タールを含む汚れ（タール汚れ）が発生する。そのため、コークス炉ガスの精製設備では、定期的に設備を停止して洗浄が行われる。タール汚れの付着又は堆積を抑制できれば、洗浄の間隔を長くすることができ、生産性の向上又はコスト削減が期待できる。
　そこで、本開示は、一又は複数の実施形態において、コークス炉ガス精製に使用するスクラバー水が接する部分におけるタール汚れを抑制する方法、又は、そのための組成物を提供する。
　本開示は、一又は複数の実施形態において、コークス炉ガス精製に使用するスクラバー水に添加して該スクラバー水が接する部分におけるタール汚れを抑制するための組成物であって、水溶性の非イオン界面活性剤及びアニオン界面活性剤からなる群から選択される少なくとも一つの界面活性剤を含む組成物に関する。
　本開示は、その他の一又は複数の実施形態において、コークス炉ガス精製設備で使用されるスクラバー水が接触する部分におけるタール汚れを抑制する方法であって、前記スクラバー水に水溶性の非イオン界面活性剤及びアニオン界面活性剤からなる群から選択される少なくとも一つを含有させることを含む方法に関する。
　本開示は、その他の一又は複数の実施形態において、タール汚れ付着物のスラリーの製造方法であって、該付着物をリモネン－エタノール混合溶剤中で溶解及び又は分散させることを含む製造方法に関する。
　本開示は、その他の一又は複数の実施形態において、タール汚れ付着物、及び、リモネン－エタノール混合溶剤を含む、タール汚れ付着物のスラリー組成物に関する。
　本開示は、その他の一又は複数の実施形態において、タール汚れを抑制できる物質のスクリーニング方法であって、候補物質を含む水性媒体と該候補物質を含まない水性媒体とにそれぞれ前記タール汚れ付着物のスラリー組成物を添加して汚れの程度を比較することを含むスクリーニング方法に関する。
　本開示によれば、一又は複数の実施形態において、コークス炉ガス精製に使用するスクラバー水が接する部分におけるタール汚れを抑制できる。また、本開示によれば、その他の一又は複数の実施形態において、タール汚れを抑制できる物質のスクリーニング方法を提供できる。
図１は、実施例１～２２の結果の一例の写真である。 図２は、比較例１～１５の結果の一例の写真である。 図３は、コークス炉ガスの精製工程の一例を示す概略フロー図である。
　本開示は、コークス炉ガス精製におけるスクラバー水が通過する設備や流路におけるタール汚れが、該スクラバー水に界面活性剤を存在させることにより抑制される、という知見に基づく。
　すなわち、本開示は、一態様において、コークス炉ガス精製に使用するスクラバー水に添加して該スクラバー水が接する部分におけるタール汚れを抑制するための組成物であって、水溶性の非イオン界面活性剤及びアニオン界面活性剤からなる群から選択される少なくとも一つを含む組成物（以下、「本開示に係るタール汚れ抑制組成物」ともいう。）に関する。
　本開示における「スクラバー水」とは、一又は複数の実施形態において、生成ガスや排気中に含まれる有害物質を気液接触によって除去する設備（通常、スクラバーともいわれている）において循環する吸収液をいう。吸収液としては、一又は複数の実施形態において、水、アルカリ性水溶液、及び酸性水溶液等の液体が一般的に使用されている。
　［界面活性剤］
　本開示に係るタール汚れ抑制組成物は、水溶性の非イオン界面活性剤及びアニオン界面活性剤からなる群から選択される少なくとも一つを含む。該界面活性剤としては、タール汚れを抑制する観点から、ＨＬＢ１０以上の非イオン界面活性剤、アニオン界面活性剤及びこれらの組み合わせが好ましく、より好ましくはＨＬＢ１０以上の非イオン界面活性剤である。
　本開示において「水溶性の非イオン界面活性剤」とは、１％又は５％の濃度で２５℃の水と混合した場合に、透明又は曇った状態で溶解した非イオン界面活性剤をいう。
　非イオン界面活性剤のＨＬＢは、一又は複数の実施形態において１０以上であり、有効成分の分散性の点から、好ましくは１１以上である。
　非イオン界面活性剤としては、タール汚れを抑制する観点から、エチレンオキサイド（ＥＯ）基又はエチレンオキサイドプロピレンオキサイド(ＥＯＰＯ)基付加物であることが好ましい。エチレンオキサイド（ＥＯ）基の平均付加モル数は、同様の観点から、好ましくは５モル以上、より好ましくは７モル以上、更に好ましくは１０モル以上である。ＥＯ基の平均付加モル数は、同様の観点から、好ましくは７０モル以下、より好ましくは４５モル以下、更に好ましくは３０モル以下である。エチレンオキサイドプロピレンオキサイド(ＥＯＰＯ)基の平均付加モル数は、同様の観点から、上記のＥＯ基の平均付加モル数と同様である。本開示における「ＥＯＰＯ基の平均付加モル数」は、ＥＯ基とＰＯ基との合計のモル数の平均値をいう。ＥＯＰＯ基付加物におけるＥＯ基とＰＯ基との比率（ＥＯ基／ＰＯ基）は、特に限定されるものではなく、一又は複数の実施形態において、１０／９０～９０／１０である。
　非イオン界面活性剤としては、一又は複数の実施形態において、タール汚れを抑制する観点から、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ショ糖脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル等が挙げられる。これらの界面活性剤におけるＥＯ基の平均付加モル数は、一又は複数の実施形態において、同様の観点から上述の範囲であることが好ましい。
　アニオン界面活性剤としては、一又は複数の実施形態において、同様の点から、脂肪族モノカルボン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルカルボン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルエステル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩等が挙げられる。
　前記ポリオキシエチレンアルキルアミンは、限定されない一又は複数の実施形態において、下記一般式（Ｉ）で表されるものが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
　式（Ｉ）において、Ｒ1は、炭素数９以上２５以下、又は１２以上２２以下の飽和または不飽和脂肪酸、ｎ及びｍは、ＥＯ基の付加モル数を表し、前述の平均付加モル数はｍとｎの和（ｍ＋ｎの値）の平均値である。
　前記ポリオキシエチレンアルキルエーテルは、限定されない一又は複数の実施形態において、下記一般式（ＩＩ）で表されるものが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
　式（ＩＩ）において、Ｒ2は、炭素数９以上２５以下、又は１２以上２２以下の飽和または不飽和脂肪酸、ｎは、ＥＯ基の平均付加モル数を表す。
　本開示に係るタール汚れ抑制組成物に含まれる界面活性剤は、一又は複数の実施形態において、一種類でもよく、二種類以上の組み合わせであってもよい。二種類の組み合わせの場合、一又は複数の実施形態において、二種類の水溶性の非イオン界面活性剤、又はアニオン界面活性剤の組み合わせが挙げられ、あるいは、非イオン界面活性剤とアニオン界面活性剤との組み合わせ等が挙げられる。
　本開示に係るタール汚れ抑制組成物における上記の界面活性剤の含有量は、一又は複数の実施形態において、５質量％以上１００質量％以下が挙げられる。本開示に係るタール汚れ抑制組成物が、一又は複数の実施形態において、液体の形態の場合、界面活性剤の含有量は溶解できる範囲であることが挙げられる。
　［その他の成分］
　本開示に係るタール汚れ抑制組成物は、界面活性剤以外に、エタノールやグリコール系溶剤、スケール防止剤の他消泡剤を含有してもよい。エタノールやグリコール系溶剤は前記組成物の安定化のためである。スケール防止剤はタール汚れ抑制効果を阻害しない範囲で併用することができ、その成分としてはポリアクリル酸系ポリマーやホスホン酸が挙げられるがスケール防止剤として公知の剤であればなんでも良い。消泡剤についてもタール汚れ抑制効果を阻害しない範囲で併用することができる。
　［タール汚れ抑制組成物］
　本開示に係るタール汚れ抑制組成物は、固体、粉末、又は液体の形態であってよい。液体の形態の場合、媒体としては、水又はスクラバー水が挙げられる。該水としては、一又は複数の実施形態において、純水、イオン交換水、水道水、工業用水、河川水が挙げられる。該スクラバー水としては、一又は複数の実施形態において、新たに調製されたものでもよく、コークス炉ガス精製で使用されているスクラバー水であってもよい。本開示に係るタール汚れ抑制組成物は、一又は複数の実施形態において、界面活性剤と、必要に応じて水及び／又はその他の成分と混合することで調製できる。
　本開示に係るタール汚れ抑制組成物の用途は、コークス炉ガス精製に使用するスクラバー水に添加して該スクラバー水が接する部分におけるタール汚れを抑制する用途である。図３に、限定されない、コークス炉ガスの精製工程の概略を示す。図３に示すように、コークス炉ガス精製において、スクラバー水は、ドライメーンにおけるフラッシング、冷却装置、ナフタリンスクラバー、脱硫塔、アンモニアスクラバー等の設備で使用されうる。タールを含むスクラバー水が接触しうるこれらの設備及びこれらの設備に接続する配管におけるタール汚れを抑制するために、一又は複数の実施形態において、本開示に係るタール汚れ抑制組成物は使用されうる。
　本開示に係るタール汚れ抑制組成物の使用方法としては、コークス炉ガスの精製設備で使用されている、或いは、使用されるスクラバー水に添加することが挙げられる。添加量としては、一又は複数の実施形態において、スクラバー水中に含まれているタール濃度と等量を添加することが挙げられる。スクラバー水中のタール濃度は、例えばノルマルヘキサン抽出法などで得られた数値を参考にすることができる。一又は複数の実施形態において、タール濃度に対して９５：５～５：９５の範囲で実際のタール汚れの抑制効果をみながら適宜添加できる。タールの組成が石炭種により異なる場合など、なんらかの理由によりタール汚れ抑制組成物の効果が良い場合には、タール汚れ抑制組成物のタールに対する添加比率を９５：５に限らずさらに下げることができる。添加頻度としては、一又は複数の実施形態において、スクラバー水の補給水に対して連続添加が挙げられる。添加場所としては、一又は複数の実施形態において、循環水ラインであればどこでもよく、循環水がコークス炉ガスと接触する以前がより好ましい。
　［タール汚れ抑制方法］
　したがって、本開示は、その態様において、コークス炉ガス精製設備で使用されるスクラバー水が接触する部分におけるタール汚れを抑制する方法であって、前記スクラバー水に界面活性剤を含有させることを含む方法（以下、「本開示に係るタール汚れ抑制方法」ともいう。）に関する。
　本開示に係るタール汚れ抑制方法は、一又は複数の実施形態において、コークス炉ガス精製設備で使用されるスクラバー水に本開示に係るタール汚れ抑制組成物を添加することを含む。タール汚れ抑制組成物の添加量等については上述のとおりとすることができる。
　［タール汚れ付着物のスラリー化］
　本開示は、その他の態様において、タール汚れ付着物のスラリーの製造方法であって、該付着物をリモネン－エタノール混合溶剤中で溶解及び又は分散させることを含む製造方法に関する。タール汚れ付着物をスラリー化できれば、後述するスクリーニング方法が可能となる。ここで、タール汚れ付着物とは、一又は複数の実施形態において、コークス炉ガス精製設備で発生しうるタール汚れの付着／堆積物を指し、タールを主成分として石炭粉、コークス粉及び無機塩などを含む粘性物質である。
　リモネン－エタノール混合溶剤の混合比（リモネン／エタノール）としては、タール汚れ付着物のスラリー化のし易さの点から、ほぼ１／１が好ましい。
　本開示は、その他の態様において、タール汚れ付着物、及び、リモネン－エタノール混合溶剤を含む、タール汚れ付着物のスラリー組成物に関する。該スラリー組成物におけるタール汚れ付着物の含有量としては、一又は複数の実施形態において、０．１質量％以上１０質量％以下、又は、０．４質量％以上５質量％以下である。
　［スクリーニング方法］
　本開示は、その他の態様において、タール汚れを抑制できる物質のスクリーニング方法であって、候補物質を含む水性媒体と該候補物質を含まない水性媒体とにそれぞれ前記スラリー組成物を添加して汚れの程度を比較することを含むスクリーニング方法に関する。前記比較は、例えば、実施例に記載のように行うことができる。一又は複数の実施形態において、前記比較の結果、候補物質を含まない水性媒体よりも汚れの程度があきらかに少ない場合、タール汚れを抑制できる物質の候補として選択できる。
　本開示は、以下の一又は複数の実施形態に関しうる；
［１］　コークス炉ガス精製に使用するスクラバー水に添加して該スクラバー水が接する部分におけるタール汚れを抑制するための組成物であって、水溶性の非イオン界面活性剤及びアニオン界面活性剤からなる群から選択される少なくとも一つの界面活性剤を含む、組成物。
［２］　前記水溶性の非イオン界面活性剤が、ＨＬＢ値が１０以上の非イオン界面活性剤である、［１］記載の組成物。
［３］　前記水溶性の非イオン界面活性剤が、エチレンオキサイド（ＥＯ）基又はエチレンオキサイドプロピレンオキサイド（ＥＯＰＯ）基付加物である、［１］又は［２］に記載の組成物。
［４］　前記水溶性の非イオン界面活性剤が、エチレンオキサイド（ＥＯ）基の平均付加モル数が５モル以上のＥＯ付加物である、［１］から［３］のいずれかに記載の組成物。
［５］　前記非イオン界面活性剤が、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ショ糖脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、［１］から［４］のいずれかに記載の組成物。
［６］　前記アニオン界面活性剤は、脂肪族モノカルボン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルカルボン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルエステル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、［１］から［５］のいずれかに記載の組成物。
［７］　コークス炉ガス精製設備で使用されるスクラバー水が接触する部分におけるタール汚れを抑制する方法であって、前記スクラバー水に水溶性の非イオン界面活性剤及びアニオン界面活性剤からなる群から選択される少なくとも一つの界面活性剤を含有させることを含む、方法。
［８］　前記スクラバー水に界面活性剤を含有させることが、前記スクラバー水に［１］から［６］のいずれかに記載の組成物を添加することを含む、［７］に記載の方法。
［９］　前記スクラバー水が接触する部分が、ドライメーン、冷却装置、ナフタリンスクラバー、脱硫装置、及び、アンモニアスクラバー、並びにこれらに接続するスクラバー水流路からなる群から選択される少なくとも１つである、［７］又は［８］に記載の方法。
［１０］　タール汚れ付着物のスラリーの製造方法であって、該付着物をリモネン－エタノール混合溶剤中で溶解及び又は分散させることを含む、製造方法。
［１１］　タール汚れ付着物、及び、リモネン－エタノール混合溶剤を含む、タール汚れ付着物のスラリー組成物。
［１２］　タール汚れを抑制できる物質のスクリーニング方法であって、候補物質を含む水性媒体と該候補物質を含まない水性媒体とにそれぞれ［１１］記載のスラリー組成物を添加して汚れの程度を比較することを含む、スクリーニング方法。
　以下の実施例、比較例及び参考例に基づいて本開示を説明するが、本開示はこれに限定されるものではない。
　［タール汚れ付着物スラリー組成物の調製］
　コークス炉ガス精製工場（２カ所）の脱硫設備のそれぞれ異なるタワー充填物から下記ａ～ｅのタール汚れ付着物を回収した。タワー充填物とは、コークス炉ガス精製においてガスとスクラバー水（アンモニア水、ナフトキノリンスルホン酸ナトリウム水溶液など）との接触効率を向上させる為、当該設備に設置されている構造物である。タワー充填物の材質としては、樹脂・木製など、費用・負荷に応じて様々な形・材質が採用されている。
　下記表１における灼熱熱量、ジクロロ抽出率及びＣ／Ｈ比は以下の通りである。
　灼熱減量：８００℃で強熱して減少した重量比率を指し、燃えるもの及び揮発する物質の含有量の目安となる。
　ジクロロ抽出率：付着物をジクロロメタンに接触させて、溶解後抽出されたものの重量比率をいう。
　Ｃ／Ｈ比：ＣＨＮ計で測定される付着物中に含まれるＣとＨの比率を指し、重合度の目安となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　タール汚れ付着物をスラリー化できる溶剤を見つけるため、トルエン、ジクロロメタン、リモネン、ヘキサン、ヘプタン、メタノール、エタノール、アセトン、アセトン－トルエン混合溶剤（１：１）、トルエン－エタノール混合溶剤（１：１）、又は、リモネン－エタノール混合溶剤（１：１）に対するタール汚れ付着物の溶解性・分散性を下記のように調べた。
（１）採取した付着物をうち、所定量（０．１５ｇ）の付着物を、ガラス製５０ｍＬスクリュー管に秤量した。
（２）選定した溶剤３０ｍＬを投入後の外観を観察し、その後５回天地混合して再観察した。
（３）その後、常温で静置し、２４時間後の状態を観察して判断した。
　その結果、リモネン－エタノール混合溶剤（１：１）が最も好適にタール汚れ付着物をスラリー化できた。
　［タール汚れ付着物を抑制できる薬剤のスクリーニング］
　リモネン－エタノール混合溶剤（１：１）を用いて上記表１のｄのタール汚れ付着物をスラリー化して調製した前記スラリー組成物を使用し、タール汚れ付着物を抑制できる薬剤を下記のようにスクリーニングした。
（１）１００ｍＬのガラス製スクリュー管に、下記薬剤（試薬１～３６）を有効成分濃度で３００ｐｐｍになるように添加した水溶液５０ｍＬ及び前記スラリー組成物０．５ｍＬを投入する。常温において固体である試薬７（ラウリルアミン ＥＯ付加物：３０ｍｏｌｓ）、試薬３６（ラウリルアミン）については、５０℃の恒温庫で加温溶解、試薬３（ステアリルアミン ＥＯ付加物：３０ｍｏｌｓ）、試薬４（ステアリルアミン ＥＯ付加物：４５ｍｏｌｓ）、試薬８（牛脂アミン ＥＯ付加物：１０ｍｏｌｓ）、試薬２３（ステアリルアミン ＥＯ付加物：２ｍｏｌｓ）については、７０℃の恒温庫で加温溶解、試薬９（ステアリルエーテル ＥＯ付加物：２０ｍｏｌｓ）、試薬１０（オレイルエーテル ＥＯ付加物：２０ｍｏｌｓ）、試薬３４（ステアリルアミン）については、１００℃の恒温庫で加温溶解後に３０重量％のエタノールに溶かしたものを使用した。タール汚れ添加濃度は１０００ｐｐｍとした。
（２）添加直後、１０回天地した後の外観を観察し、その後も経時的（１時間後、２４時間後、１週間後）に変化を確認し、下記評価方法で評価した。２４時間後に１０回天地した後の結果を下記表２、図１及び図２に示す。また、「１０回天地する」とは２０回ひっくり返すことを意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　［評価方法］
目視によるガラス壁面付着状況で薬剤効果を判断
　５点 ガラス面がクリアー
　４点 わずかに付着が認められる
　３点 うっすらと全面に油膜が認められる　ｏｒ　点々と付着が認められる
　２点 比較的、しっかりとした付着・油膜が認められる
　１点 全面的に、強固な付着が認められる
　図１及び２は試験開始２４時間後に１０回天地した後の写真である。水溶性の非イオン界面活性剤を主成分とする試薬１～１７を含有する実施例１～１７及びアニオン界面活性剤を主成分とする試薬１８～２２を含有する実施例１８～２２では、試薬を含まない比較例１、非水溶性の非イオン界面活性剤（試薬２３及び２４）、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤及び界面活性剤ではないポリマーなどを含有する比較例２～１５に比べて、汚れ抑制効果が認められた。特に、水溶性の非イオン界面活性剤を主成分とする実施例１～１７は、タール汚れ付着抑制効果が優れていた。
　［実機水を用いた試験結果］
　スクラバー水を模擬した水道水に換えて、某コークス炉ガス精製工場の脱硫装置のナフトキノリンスルホン酸ソーダを含む実機循環水を用い、薬剤として試薬２、５又は１４を用いた以外は、上記の［タール汚れ付着物を抑制できる薬剤のスクリーニング］と同様に行った。２４時間後の結果を下記表３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　実施例２３～２５は、良好なタール汚れ抑制効果が得られた。実施例２３～２５のいずれにおいても、静置時に水面にタール層が生成されるが天地混合すると綺麗に分散したこと加え、壁面への付着は認められなかった。特に、実施例２３は、処理開始から２４時間経過後においても壁面への付着が認められなかった。
　［脱硫塔を想定した試験結果］
　某コークス炉ガス精製工場の脱硫設備のタワー充填物の素材がポリプロピレン樹脂であることから実機を想定した試験を実施した。１００ｍＬのガラス製スクリュー管に換えてポリプロピレン樹脂を用い、薬剤として試薬２、５及び１４を用いた以外は、上記の［タール汚れ付着物を抑制できる薬剤のスクリーニング］と同様に試験をした。２４時間後の結果を下記表４に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　表４に示すように、いずれもタール汚れ抑制効果は良好であった。試薬２（ステアリルアミン　ＥＯ付加物：２０ｍｏｌｓ）は、試薬５（オレイルアミン　ＥＯ付加物：８～１０ｍｏｌｓ）及び試薬１４（アルキル（Ｃ１２－Ｃ１５）エーテル　ＥＯ付加物：５－１５ｍｏｌｓ）に比べて良好な汚れ抑制効果が得られた。
　［添加濃度］
　試薬２（ステアリルアミン　ＥＯ付加物：２０ｍｏｌｓ）について、タール汚れとの比率を変えて最適なタール汚れ抑制効果が得られる濃度を検討した。試験方法は［タール汚れ付着物を抑制できる薬剤のスクリーニング］試験と同様である。２４時間後の結果を下記表５に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
　上記表５に示すとおり、いずれの場合においても良好な汚れ抑制効果が得られた。また、いずれの場合も、泡立ちは確認されなかった。
　次に、アニオン界面活性剤である試薬１８～２２についても同様の試験を行った。その結果を下記表６に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
　若干の泡立ちが生じたものの、上記表６に示すとおり、有効成分濃度を上昇させた場合であっても汚れ抑制効果が得られた。

Claims (12)

  1. 　コークス炉ガス精製に使用するスクラバー水に添加して該スクラバー水が接する部分におけるタール汚れを抑制するための組成物であって、
    　水溶性の非イオン界面活性剤及びアニオン界面活性剤からなる群から選択される少なくとも一つの界面活性剤を含む、組成物。
  2. 　前記水溶性の非イオン界面活性剤が、ＨＬＢ値が１０以上の非イオン界面活性剤である、請求項１記載の組成物。
  3. 　前記水溶性の非イオン界面活性剤が、エチレンオキサイド（ＥＯ）基又はエチレンオキサイドプロピレンオキサイド（ＥＯＰＯ）基付加物である、請求項１又は２に記載の組成物。
  4. 　前記水溶性の非イオン界面活性剤が、エチレンオキサイド（ＥＯ）基の平均付加モル数が５モル以上のＥＯ付加物である、請求項１から３のいずれかに記載の組成物。
  5. 　前記非イオン界面活性剤が、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ショ糖脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１から４のいずれかに記載の組成物。
  6. 　前記アニオン界面活性剤が、脂肪族モノカルボン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルカルボン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルエステル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１から５のいずれかに記載の組成物。
  7. 　コークス炉ガス精製設備で使用されるスクラバー水が接触する部分におけるタール汚れを抑制する方法であって、前記スクラバー水に水溶性の非イオン界面活性剤及びアニオン界面活性剤からなる群から選択される少なくとも一つを含有させることを含む、方法。
  8. 　前記スクラバー水に界面活性剤を含有させることが、前記スクラバー水に請求項１から６のいずれかに記載の組成物を添加することを含む、請求項７記載の方法。
  9. 　前記スクラバー水が接触する部分が、ドライメーン、冷却装置、ナフタリンスクラバー、脱硫装置、及び、アンモニアスクラバー、並びにこれらに接続するスクラバー水流路からなる群から選択される少なくとも１つである、請求項７又は８に記載の方法。
  10. 　タール汚れ付着物のスラリーの製造方法であって、該付着物をリモネン－エタノール混合溶剤中で溶解及び又は分散させることを含む、製造方法。
  11. 　タール汚れ付着物、及び、リモネン－エタノール混合溶剤を含む、タール汚れ付着物のスラリー組成物。
  12. 　タール汚れを抑制できる物質のスクリーニング方法であって、候補物質を含む水性媒体と該候補物質を含まない水性媒体とにそれぞれ請求項１１記載のスラリー組成物を添加して汚れの程度を比較することを含む、スクリーニング方法。
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