(57)【要約】この発明により、圧縮機が汚れることを防止するのに使用できる分散剤が開示される。この分散剤は、使用される圧縮機又はエチレン製造用の圧縮機において、コンプレッサブレードにおける汚れ防止等の用途に特に効果を発揮する。この分散剤は、ポリアルキルポリアミン、アルキルフェノール及びアルデヒドの反応生成物と、ポリアルキルアクリレートポリマーとの混合物である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）ポリアルキルポリアミン、アルキルフェノール及びアルデヒドの反応生成物と、（ｂ）ポリアルキルアクリレートポリマーとを含み、前記２成分の質量比（ａ）：（ｂ）が約２：１である調合物から調製された分散剤。
【請求項２】
前記ポリアルキルポリアミン、アルキルフェノール及びアルデヒドの反応生成物がマンニッヒ縮合物である請求項１に記載の分散剤。
【請求項３】
前記マンニッヒ縮合物が、比較的高分子量のアルキルフェノールを用いて調製された第１のマンニッヒ縮合物と、比較的低分子量のアルキルフェノールを用いて調製された第２のマンニッヒ縮合物との、質量比１：１の混合物である請求項２に記載の分散剤。
【請求項４】
前記第１のマンニッヒ縮合物が、２６個の繰返しブチレン単位を持つポリブチルフェノールを用いて調製された請求項３に記載の分散剤。
【請求項５】
前記第２のマンニッヒ縮合物が、ノニルフェノールを用いて調製された請求項３に記載の分散剤。
【請求項６】
前記分散剤が、乳化剤として機能しない請求項３に記載の分散剤。
【請求項７】
前記ポリアルキルポリアミン、アルキルフェノール及びアルデヒドの反応生成物と、前記ポリアルキルアクリレートポリマーとが、２：０．５〜２：１．５の範囲で含まれている請求項１に記載の分散剤。
【請求項８】
前記ポリアルキルポリアミン、アルキルフェノール及びアルデヒドの反応生成物と、前記ポリアルキルアクリレートポリマーとが、２：０．８〜２：１．２の範囲で含まれている請求項７に記載の分散剤。
【請求項９】
前記ポリアルキルポリアミン、アルキルフェノール及びアルデヒドの反応生成物と、前記ポリアルキルアクリレートポリマーとが、２：０．９〜２：１．１の範囲で含まれている請求項８に記載の分散剤。
【請求項１０】
さらに、炭化水素溶媒を含む請求項１に記載の分散剤。
【請求項１１】
前記炭化水素溶媒が、灯油である請求項１０に記載の分散剤。
【請求項１２】
汚れを防ぐべきコンプレッサブレードに分散剤を堆積させる工程を含み、気体を圧縮するのに使用されるコンプレッサブレードが汚れることを防止する方法であって、前記分散剤が、（ａ）ポリアルキルポリアミン、アルキルフェノール及びアルデヒドの反応生成物と、（ｂ）ポリアルキルアクリレートポリマーとを含み、前記２成分の質量比（ａ）：（ｂ）が約２：１である調合物から調製される方法。
【請求項１３】
前記分散剤が、前記圧縮機から物質を受取る水切り槽中に泡を発生させない請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記分散剤が、エアロゾルの形態で、前記コンプレッサブレードに堆積している請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記エアロゾルが、コンプレッサブレードの上流に、圧縮される気体流中に注入される請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は防汚分散剤に関する。特に、この発明はエチレン製造法において圧縮に用いられる遠心圧縮機に使用するための防汚分散剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮機を使用する工程において、圧縮機が汚れることは周知の問題である。圧縮機の汚れによって、圧縮機が損傷するでなく、動作不能時間にも影響を与えることがある。これらは、何れも、潜在的に非常に多額の損失を被る問題である。このような汚れを防止するために、産業界で多大な努力がなされてきた。例えば、マックモーディらによる米国特許第６，１５９，５４７号には、汚れ防止用の金属表面を有するターボ機械を被覆する方法が開示されている。この方法は、直流電気に活性な物質とリン酸イオンとを含む酸性で水性の媒体を含有する第１のスラリーを表面に塗布する工程と、この工程により直流電気に犠牲となる第１の層を形成する工程と、前記第１の層を硬化する工程と、硬化した前記第１の層に無機リン酸又はケイ酸イオンを含む絶縁性で水性の第２のスラリーを塗布する工程と、この工程により絶縁性の第２の層を形成する工程と、前記第２の層を硬化する工程と、硬化した前記第２の層に熱的に安定な有機ポリマーとフッ化炭素を含む液状シーリング組成物を塗布する工程と、この工程により上層を形成する工程と、前記上層を硬化する工程とを含んでいる。
【０００３】
十分に被覆されたコンプレッサブレードであっても、前記一部の工程において、圧縮機が稼動している動作状態では、コンプレッサブレードが汚れ、又は、腐食さえする可能性がある。例えば、ハティーブによる米国特許第５，８４９，９８３号には、気体流中に存在する炭化水素の飛沫がエアロゾルサイズにまで剪断されることを防止するために、主に気体流にポリイソブチレンを添加することが開示されている。この発明の１つの利点は、ポリイソブチレンを圧縮機場の上流に拡散させたときに、コンプレッサブレードが汚れ、腐食することを共に防止するようにポリイソブチレンが機能することである。
【０００４】
ハティーブによる米国特許第５，８４９，９８３号のように、汚れを防止するようにポリマーが機能することができても、前記一部の工程においては、汚れを引き起こす可能性のあるポリマー類が形成されることがある。例えば、エチレン製造法においては、圧縮機を汚す原因となる可能性のある有機ポリマー類が形成されることがある。
【０００５】
炭化水素の水蒸気分解によって生産されるエチレンは、世界中で生産されたエチレンの実質的にすべてを占める。エチレン原料油として使用される炭化水素は、エタン、プロパン及びブタンを含む天然ガスの液体類から、軽油類やナフサを含む石油類にまで及んでいる。エチレン製造方法において、エチレンが生産され、精製されるにつれて、少量のポリマー類が形成される可能性がある。これらのポリマー類は、一般に混入物質であると考えられ、生成エチレン中に存在することは望まれない。このような混入物質を分離する１つの重要点は圧縮機にある。圧力を変化させることによって、これらの混入物質を液体として分離すると共に水切り槽に移送することができる。これらの混入物質は、再使用又は廃棄されるまで、水切り槽内に貯蔵される。
【発明の要約】
【０００６】
１つの態様において、この発明は、（ａ）ポリアルキルポリアミン、アルキルフェノール及びアルデヒドの反応生成物と、（ｂ）ポリアルキルアクリレートポリマーとを含み、前記２成分の質量比が約２：１である調合物から調製された分散剤である。
【０００７】
他の態様において、この発明は、汚れを防ぐべきコンプレッサブレードに分散剤を堆積させる工程を含み、気体を圧縮するのに使用されるコンプレッサブレードが汚れることを防止する方法であって、前記分散剤が、（ａ）ポリアルキルポリアミン、アルキルフェノール及びアルデヒドの反応生成物と、（ｂ）ポリアルキルアクリレートポリマーとを含み、前記２成分の質量比が約２：１である調合物から調製される方法である。
【０００８】
コンプレッサブレードの汚れを防止することは、気体を圧縮する従来技術において、望まれているものであろう。水切り槽においてエマルジョンが形成されることを回避すると共にコンプレッサブレードが汚れることを防止することは、エチレンを圧縮する従来技術において、特に望まれているものであろう。
【発明の詳細な説明】
【０００９】
１つの態様においては、この発明は、気体を圧縮するのに用いられるコンプレッサブレードが汚れることを防止する方法である。この発明の分散剤は、圧縮される気体内に、ポリマー及び他の汚染物質が蓄積することを防止し、又は、少なくとも軽減する膜を、コンプレッサブレードの表面に形成することによって、コンプレッサが汚れることを防止する機能を有する。
【００１０】
この発明の方法を実施するに当たっては、防汚効果を有するこのような物質を使用することについて、通常の技術を有する者に知られているあらゆる方法において、この分散剤をコンプレッサブレードに使用することができる。好ましくは、分散剤は、エアロゾルの形態で、コンプレッサブレードに噴霧される。より好ましくは、分散剤は、圧縮される気体によってコンプレッサブレードに移送されるエアロゾルとして、コンプレッサの上流側の圧縮される気体流に注入される。
【００１１】
他の態様においては、この発明は、少なくとも２つの成分を含む調合物から調製された分散剤である。この分散剤における第１の成分は、以下、「成分Ａ」と称するが、ポリアルキルポリアミン、アルキルフェノール及びアルデヒドの反応生成物である。この発明に使用することができるポリアルキルポリアミン類は、以下の一般式（Ｉ）で示される。
【００１２】
【化１】
2006504846.tif 000002
【００１３】
一般式（Ｉ）において、ｎは０〜５の整数である。典型的なアミン類としては、エチレンジアミン類及びテトラエチレンペンタミンに限定されず、前記一般式（１）で示されるいかなる化合物もこの発明の成分Ａを製造するのに使用することができる。
【００１４】
この発明における成分Ａを製造するのに使用することができるアルキルフェノール類は、以下の一般式（ＩＩ）で示される。
【００１５】
【化２】
2006504846.tif 000003
【００１６】
一般式（ＩＩ）において、Ｒは、炭素数１〜１２０のアルキル基である。この発明の成分Ａを製造するのに使用することができる典型的なアルキルフェノール類としては、アニソールに限定されず、ポリブチルフェノール及びノニルフェノールが挙げられる。典型的なアルキルフェノール類としては、前記一般式（ＩＩ）で示されるいかなるアルキルフェノールも使用することができる。
【００１７】
この発明における第１の成分を製造することができるアルデヒド類は、以下の一般式（ＩＩＩ）で示される。
【００１８】
【化３】
2006504846.tif 000004
【００１９】
一般式（ＩＩＩ）において、Ｒは、水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基である。好ましいアルデヒドはホルムアルデヒドである。
【００２０】
成分Ａは、ポリアルキルポリアミン、アルキルフェノール及びアルデヒドの反応生成物である。成分Ａは、好ましくは、化学式（ＩＩ）で示されるアルキルフェノールを、化学式（ＩＩＩ）で示されるアルデヒド及び化学式（Ｉ）で示されるポリアルキルポリアミンと、縮合して得られるマンニッヒ縮合物である。縮合反応は、約４０℃から約２００℃の温度範囲で行うことができる。好ましくは反応は、（希釈液や溶媒を含まない）原末中で、又は、溶媒若しくは希釈液中で、行うことができる。反応中に水が生成するから、生成した水を共沸蒸留で除去してもよい。一般的には、アルデヒドは、系中に存在するアミン化合物類の合計モル量と少なくとも当モル量で、系中に存在する。成分Ａは、使用可能なこのような反応生成物を製造することについて、通常の技術を有する者に知られているあらゆる方法によっても、製造することができる。
【００２１】
成分Ａを製造する際に、安定な反応生成物を得ることができるのであれば、アルキルフェノール、アルデヒド、ポリアルキルポリアミンの比は、いかなる比であってもよい。好ましくは、アルキルフェノールのアルデヒドに対する質量比（アルキルフェノール：アルデヒド）は、０．１：１〜６０：１である。好ましくは、アルデヒドのポリアルキルポリアミンに対する質量比（アルデヒド：ポリアルキルポリアミン）は、１：１〜６：１である。
【００２２】
この発明の分散剤における第２の成分は、ポリアルキルアクリレートポリマーである。この発明の目的において、「アクリレートポリマー」には、繰り返し単位として、アクリレート単位、メタアクリレート単位及びこれら単位の混合物を有するポリマーが含まれる。このポリマーはコポリマーであるのが好ましい。これらのコポリマーは、典型的には、アクリル酸又はメタクリル酸と炭素数１〜１０のアルコールとのエステルをまず調製し、次いで、得られたエステルをＮ−ビニルピロリジノン又はビニルピリジンと反応させる方法によって、製造することができる。例えば、ＲｏｈＭａｘ社から市販されているＶＩＳＣＯＰＬＥＸ（登録商標）６−９１７は、この発明の成分Ｂとして使用することできるポリアルキルメタクリレートコポリマーである。
【００２３】
コポリマーは好ましい態様ではあるが、ポリアルキルアクリレートポリマーもまた成分Ｂとして使用することができる。例えば、ポリ（イソデシルメタクリレート）は、この発明の成分Ｂとして、使用することができる。この発明の成分Ｂとして、使用可能性を有する他のポリマー類としては、ポリ（ターシャルブチルメタクリレート）、ポリ（ノニルアクリレート）、ポリ（シクロヘキシルメタクリレート）、ポリ（ブチルアクリレート）及びポリ（オクタドデシルメタクリレート）が挙げられる。
【００２４】
この発明の成分Ｂを調製するのに使用することができるポリアルキルアクリレートポリマー類及びコポリマー類は、成分Ａ：成分Ｂが約２：１の比となるように、この発明の分散剤組成物中に、存在する。この比は、「活性ポリマー」又はポリマー質量に基づくものであり、溶液の質量に基づくものではない。例えば、前記例として挙げたＶＩＳＣＯＰＬＥＸ（登録商標）６−９１７は、炭化水素溶媒に溶解されたポリマーの４１％溶液である。したがって、実施例１で示された１０：１０の成分Ａ：成分Ｂの比は、実際には、活性ポリマー比では、１０：４．１、又は、２：０．８２である。この発明の目的において、溶剤を除く各原料の質量が２：０．５〜２：１．５の範囲にある成分Ａ：成分Ｂの比である場合には、成分Ａ：成分Ｂの比は約２：１とされる。２：０．８〜２：１．２の範囲及び２：０．９〜２：１．１の範囲もまた同様に前記約２：１の範囲に含まれる。
【００２５】
この発明における分散剤の２成分系の態様においては、コンプレッサブレード上に意図しないポリマーが蓄積することを防止するのに効果的であるが、この発明における第２態様の分散剤は、水切り槽中で生じた泡立ちによってエマルジョンが形成されることがないという所望の特性をもまた有している。この態様の分散剤は、存在するエマルジョンを破壊する機能を有していない可能性もあるが、それ自身エマルジョンを形成させることはない。この特性は、コンプレッサブレード上に意図しないポリマーが蓄積することを防止するのに使用される他の多くの分散剤とは異なるものである。
【００２６】
この発明の第２形態においては、成分Ａの成分Ｂに対する比（成分Ａ：成分Ｂ）は約２：１の比とされるが、成分Ａは、おおよそ同じ質量で存在する成分Ａ１と成分Ａ２との、異なる２成分を含んでいる。成分Ａ１は、比較的高分子量のアルキルフェノールを用いて調製された、ポリアルキルポリアミンとアルキルフェノールとアルデヒドとの反応生成物を構成成分として、特徴付けられる。例えば、成分Ａ１は、Ｒが炭素数１０６のアルキル基である前記化学式（ＩＩ）で示される化合物によって、調製される。２６個の繰返しブチレン単位を持つポリブチルフェノールは成分Ａ１を調製するのに使用することができる。成分Ａ１におけるフェノールのホルムアルデヒド及びアミンに対するモル比（フェノール：ホルムアルデヒド：アミン）は２：２：１に設定することができるが、成分Ａ１におけるフェノールのホルムアルデヒド及びアミンに対する質量比（フェノール：ホルムアルデヒド：アミン）は、６０：１：３に設定することもできる。
【００２７】
成分Ａ２は、比較的低分子量のアルキルフェノールを用いて調製された、ポリアルキルポリアミンとアルキルフェノールとアルデヒドとの反応生成物を構成成分として、特徴付けられる。例えば、成分Ａ２は、Ｒが炭素数９のアルキル基である前記化学式（ＩＩ）で示される化合物によって、調製される。ノニルフェノールは成分Ａ２を調製するのに使用することができる。この成分Ａ２において、フェノールのホルムアルデヒド及びアミンに対するモル比（フェノール：ホルムアルデヒド：アミン）は１：２：１に設定することができるが、フェノールのホルムアルデヒド及びアミンに対する質量比（フェノール：ホルムアルデヒド：アミン）は、３．７：１：１に設定することもできる。
【００２８】
この発明の分散剤は、好ましくは、炭化水素溶液として使用される。例えば、この発明の分散剤には、粘度を減少させ、コンプレッサブレード上に容易に配給するのに使用される前に、灯油、重芳香族溶媒であるキシレン等が混合される。この溶液はいかなる濃度に設定されてもよいが、この組成物は、好ましくは分散剤の約７０〜約９０％溶液、より好ましくは分散剤の約７５〜約８５％溶液、特に好ましくは分散剤の８０％溶液とされ、使用される。
【実施例】
【００２９】
以下の実施例によって、この発明を説明する。実施例は、これらの発明の範囲を限定するものではないし、そのように解釈されるものでもない。特に示していない限り、使用量は質量部又は質量％である。
【００３０】
実施例１
５質量部の縮合物Ａ１、１０質量部のＶＩＳＣＯＰＬＥＸ（登録商標）６−９１７、５質量部の縮合物Ａ２及び８０質量部の灯油を混合して、この発明の分散剤を調製した。縮合物Ａ１は、テトラエチレンペンタミン、分子量約１４３８のポリアルキルフェノール及びホルムアルデヒドのマンニッヒ縮合物である。縮合物Ａ２は、エチレンジアミン、ノニルフェノール及びホルムアルデヒドのマンニッヒ縮合物である。
【００３１】
非溶剤中におけるエチレン粘性物質に対する分散剤の分散特性を試験した。エチレン圧縮機の混入物質を分離し、粘性物質になるまで乾燥した。この粘性物質のキシレン原液を調製した。
【００３２】
３本の１２．５ｍＬ遠心分離管それぞれに、エチレン混入物質の非溶剤であるヘプタン１０ｍｌを投入した。これら３本の遠心分離管それぞれに、前記原液１２５μＬを加えた。分散剤の２０％灯油溶液０．１５ｍＬを１本の遠心分離管に加えた。分散剤の２０％灯油溶液０．７５ｍＬを他の１本の遠心分離管に加えた。すべての遠心分離管を２０秒間振とうした後、３０分間静置した。すべての遠心分離管を１０秒間振とうし、次いで、最初の振とうから１時間経過後に、各遠心分離管の状態を観察した。
【００３３】
分散剤が添加されていない遠心分離管では、遠心分離管の側面に記された１０ｍＬ標線まで綿状物の発生が認められた。０．１５ｍＬの分散剤溶液を添加した遠心分離管では、遠心分離管の側面に記された３ｍＬ標線まで綿状物の発生が認められた。０．７５ｍＬの分散剤溶液を添加した遠心分離管では、綿状物の発生は認められなかった。
【００３４】
実施例２
この発明の分散剤の汚れ防止特性を試験するのに熱交換器を使用した。ジオレフィン、すなわち、ブタジエン、ペンタジエン類及びヂシクロペンタジエンを含む供給流は、４７５°Ｆ（２４６℃）に設定された熱交換器を通って、供給された。２５０体積ｐｐｍの濃度で実施例１の分散剤溶液を前記供給流に加えた。この濃度よりも高い濃度及び低い濃度を有する分散剤溶液を調製して、追加試験を行った。熱交換器から排気された供給流の温度を、試験の開始時及び３時間経過後に、測定した。このときの温度差を以下の表１に示した。
【００３５】
【表１】
2006504846.tif 000005
【００３６】
実施例３
灯油と水の１：１混合物をエマルジョンが形成されるまで振とうした。５００ｐｐｍ濃度の混合物を調製できるだけの量の実施例１における分散剤を前記灯油と水との混合物に添加した。前記エマルジョンが即座に破壊されたことを確認できた。
【００３７】
実施例４
ＶＩＳＣＯＰＬＥＸ（登録商標）６−９１７に代えて、ポリ（イソデシルメタクリレート）（ＣＡＳ番号３７２００−１２−７）の４１％鉱物油溶液を用いて、調製した第２の分散剤を試験したことを除いて、実施例１を繰返し行い、実質的に同様にして試験した。対照とする遠心分離管では、その側面に記された５ｍＬ標線まで綿状物が発生したが、分散剤を含有する２本の遠心分離管では、共にその１ｍＬ標線未満しか綿状物は発生しなかった。
【００３８】
実施例５
ＶＩＳＣＯＰＬＥＸ（登録商標）６−９１７に代えて、ポリ（イソデシルメタクリレート）（ＣＡＳ番号３７２００−１２−７）の４１％鉱物油溶液を用いて、調製した第２の分散剤を試験したことを除いて、実施例３と実質的に同様にして行った。水と灯油との前記混合物中に５００ｐｐｍ濃度の分散剤を含んだ場合には、ＶＩＳＣＯＰＬＥＸ（登録商標）６−９１７分散剤とポリ（イソデシルメタクリレート）分散剤との作用に相違は認められなかった。それぞれの場合において、灯油層は即座に分離した。
【００３９】
実施例６
２５０ｐｐｍの第１濃度及び１００ｐｐｍの第２濃度で前記分散剤が存在することを除いて、実施例５と実質的に同様にして行った。ＶＩＳＣＯＰＬＥＸ（登録商標）６−９１７分散剤とポリ（イソデシルメタクリレート）分散剤との作用に相違は認められなかった。それぞれの場合において、水槽と灯油層とは即座に分離した。
【国際調査報告】
2006504846.tif 000006
2006504846.tif 000007
2006504846.tif 000008