BR112019017634A2

BR112019017634A2 - Composição anti-incrustante, uso da composição, e, método para prevenir ou reduzir incrustação de equipamento de processo.

Info

Publication number: BR112019017634A2
Application number: BR112019017634-9A
Authority: BR
Inventors: Khanlari Anahita; R. Neilson Andrew
Original assignee: Ecolab Usa Inc.
Priority date: 2017-02-27
Filing date: 2018-02-23
Publication date: 2020-03-31
Also published as: US11186540B2; KR20190124223A; JP2023036936A; CN110337488A; CN110337488B; US20200339504A1; US10745345B2; WO2018156914A1; JP2020509126A; EP3585867A1; SA519402535B1; US20180244605A1; KR102511957B1

Abstract

são divulgadas composições e métodos para prevenir ou reduzir formação de polímero e deposição de polímero em equipamento usado em processos petroquímicos. uma composição anti-incrustante inclui uma combinação de um ou mais antioxidantes; um ou mais antipolimerizantes; um ou mais dispersantes; e um ou mais solventes. um método para prevenir ou reduzir incrustação de equipamento de processo usado em um processo industrial também é descrito. o método inclui introduzir no equipamento de processo uma composição anti-incrustante, a composição anti-incrustante compreendendo uma combinação de um ou mais antioxidantes; um ou mais antipolimerizantes; um ou mais dispersantes; e um ou mais solventes.

Description

COMPOSIÇÃO ANTI-INCRUSTANTE, USO DA COMPOSIÇÃO, E, MÉTODO PARA PREVENIR OU REDUZIR INCRUSTAÇÃO DE EQUIPAMENTO DE PROCESSO

CAMPO TÉCNICO [001] A invenção é dirigida a uma composição anti-incrustante e seu uso com compressores.

ANTECEDENTES [002] Incrustação de compressores é um problema bem conhecido em processos que os utilizam, tal como sistemas de compressão de gás craqueado em processos de etileno. Craqueamento de vapor de hidrocarbonetos é responsável por virtualmente todo o etileno produzido em todo o mundo. No processo de produzir etileno, pequenas quantidades de polímero podem se formar. Estes polímeros são geralmente considerados contaminantes e são indesejáveis.

[003] Os contaminantes de polímero causam problemas em sistemas de compressão de gás craqueado, que são sistemas de múltiplos estágios que incluem múltiplos compressores de gás e inter-resfriadores. Os polímeros incrustam em máquinas se depositando, por exemplo, nas superfícies internas de compressores e inter-resfriadores, resultando em eficiência reduzida do processo e, em alguns casos, bloqueando o caminho de fluxo e interrompendo a produção e, em casos severos, danificando peças.

[004] Polimerização prematura de monômeros etilenicamente insaturados é um mecanismo de formação de polímero principal em processo de fabricação de monômero, tal como processos de craqueamento de etileno. Monômeros etilenicamente insaturados nestas correntes de processo são reativos e tendem a polimerizar através de polimerização de radical e polimerização de Diels-Alder para formar depósitos sólidos, especialmente a temperaturas elevadas.

[005] A incrustação frequente e a necessidade de limpar podem ser

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2/21 um fardo para a produção e a eficiência das operações.

SUMÁRIO [006] São divulgados composições e métodos para reduzir incrustação, desse modo melhorando a eficiência de energia de um sistema e evitando problemas de qualidade de produto.

[007] Em um aspecto da invenção é divulgada uma composição antiincrustante compreendendo uma combinação de um ou mais antioxidantes; um ou mais antipolimerizantes; um ou mais dispersantes; e um ou mais solventes.

[008] Em ainda outro aspecto da invenção é divulgado um método para prevenir ou reduzir incrustação de equipamento de processo usado em um processo industrial compreendendo:

[009] introduzir no equipamento de processo uma composição antiincrustante, a composição anti-incrustante compreendendo uma combinação de:

um ou mais antioxidantes;

um ou mais antipolimerizantes;

um ou mais dispersantes; e um ou mais solventes.

[0010] A composição divulgada tem uso na redução ou prevenção de incrustação de equipamento de processo em um processo de craqueamento de etileno.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0011] FIG. 1 é uma representação gráfica do efeito de várias composições de anti-incrustantes da invenção no tempo de gelificação de uma mistura de pygas simulada.

DESCRIÇÃO DETALHADA [0012] Embora a presente divulgação forneça referências a modalidades, os versados na técnica reconhecerão que mudanças podem ser

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3/21 feitas na forma e nos detalhes sem se afastar do espírito e escopo da invenção. Várias modalidades serão descritas em detalhes com referência aos desenhos, em que numerais de referência semelhantes representam partes e conjuntos semelhantes em todas as várias vistas. A referência a várias modalidades não limita o escopo das reivindicações anexadas a este documento. Adicionalmente, quaisquer exemplos estabelecidos neste relatório descritivo não se destinam a ser limitativos e meramente estabelecem algumas das muitas modalidades possíveis para as reivindicações anexadas.

Definições [0013] Como aqui usado, o termo “anti-incrustante” se refere a uma composição que reduz ou impede a deposição de material, tal como polímeros, pré-polímeros, oligômeros e/ou outros materiais no “equipamento de processo”. O termo também pode se referir a uma composição que reduz ou previne a formação de espécies radicalmente polimerizáveis.

[0014] Como aqui usado, o termo “antioxidante” se refere a composto(s) com capacidade para eliminar radicais centrados em oxigênio doando um radical de hidrogênio ( ) para os radicais centrados em oxigênio.

[0015] Como aqui usado, o termo “ antipolimerizante” se refere a radicais livres estáveis que são eficientes na captura ou eliminação de radicais centrados em carbono através de reações de acoplamento.

[0016] Antioxidantes e antipolimerizantes são algumas vezes chamados de “interrompedores de cadeia” de polimerização.

[0017] Como aqui usado, o termo “equipamento de processo” significa compressores, ventiladores, impelidores, bombas, válvulas, interresfriadores, sensores e semelhantes, que estão associados com o processo e que podem estar sujeitos a incrustação. Este termo também inclui conjuntos de componentes que estão em comunicação como, por exemplo, um compressor de gás em um processo de craqueamento de etileno.

[0018] Como usado aqui, o termo “condensado de processo ” significa

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4/21 água mais um ou mais subprodutos de pirólise presentes dentro de um sistema de processamento petroquímico. Em algumas modalidades, o condensável de processo inclui pygas, subprodutos de pygas ou uma mistura dos mesmos. [0019] Como usado aqui, o termo “pygas” é um termo da técnica e atalho para “gasolina de pirólise”. Pygas é um subproduto de pirólise que é menos denso que a água e é uma mistura de produtos à base de petróleo que condensam junto com água na torre de resfriamento de um sistema de vapor de diluição de uma planta de processamento industrial, tal como uma planta de pirólise. Pygas é uma mistura variável de hidrocarbonetos e outros subprodutos, em que os componentes e as quantidades da mistura são determinados pelo estoque de alimentação e pelas condições empregadas na pirólise. Como determinado pelo contexto e/ou a menos que especificado de outro modo, pygas inclui um ou mais compostos aromáticos e uma mistura de alcanos e alquenos tendo pelo menos 5 carbonos, em que uma maioria (isto é, mais de 50% em peso) do componente de alcano/alqueno é de C5-C12. Em algumas modalidades, pygas é rica em benzeno (por exemplo, 20% em peso a 45% em peso). Pygas também contém olefinas e diolefinas altamente reativas, tal como estireno, isopreno, piperilenos, ciclopentadienos e combinações dos mesmos. Em algumas modalidades, pygas inclui ainda componentes tais como ácidos orgânicos C1-C5. Em algumas modalidades, pygas inclui cerca de 0,01% em peso até cerca de 20% em peso de pytar com base no peso total de uma mistura de pygas-pytar, onde a quantidade de pytar depende do equipamento individual empregado para craquear e do estoque de alimentação. A menos que especificado de outra forma, ou no contexto, “pygas” inclui pygas quanto misturas da mesma com pytar, subproduto de pygas ou ambos.

[0020] Como usado no presente documento, o termo “pytar é um termo da técnica e atalho para “alcatrão de pirólise”. Pytar é um subproduto de pirólise que é mais denso que água e é uma mistura de produtos à base de

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5/21 petróleo que condensam junto com água na torre de água de resfriamento de um sistema de vapor de diluição de uma planta de pirólise. O termo indica uma mistura de alcanos/alquenos > C12 e/ou hidrocarbonetos poliaromáticos > CIO incluindo, por exemplo, antraceno, fenantreno, pireno, criseno, fluoranteno e outros, bem como misturas de dois ou mais dos mesmos e com compostos semelhantes juntamente com variantes que têm uma distribuição aleatória de substituintes, tal como substituintes metila, etila e alquila ou alquenila superiores.

[0021] Como usado aqui, o termo “subproduto de pygas” significa qualquer um ou mais compostos formados como o produto de uma reação química de um ou mais componentes de pygas (incluindo misturas pygaspytar), em que a reação ocorre dentro de um sistema de vapor de diluição de uma planta de pirólise, em que adicionalmente a reação resulta em um aumento no peso molecular de um ou mais dos componentes reagidos. Em algumas modalidades, um subproduto de pygas inclui um resíduo oligomerizado ou polimerizado de estireno e/ou um ou mais componentes insaturados e radicalmente polimerizáveis da pygas.

[0022] Como usado no presente documento, os nomes químicos de espécies polimerizáveis (tal como, por exemplo, ácido acrílico, estireno e similares) são usados para significar ou a própria espécie química ou o resíduo polimerizado da mesma em um ou mais polímeros, conforme determinado pelo contexto.

[0023] Como usado no presente documento, o termo “opcional” ou “opcionalmente” significa que o evento, ou a circunstância, descrita subsequentemente pode, mas não precisa, ocorrer e que a descrição inclui casos em que o evento, ou a circunstância, ocorre e casos nos quais ela não ocorre.

[0024] Como usado no presente documento, o termo “cerca de” modificando, por exemplo, a quantidade de um ingrediente em uma

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6/21 composição, concentração, volume, temperatura de processo, tempo de processo, rendimento, taxa de fluxo, pressão e valores semelhantes e faixas dos mesmos, empregado na descrição das modalidades da divulgação, se refere à variação na quantidade numérica que pode ocorrer, por exemplo, por meio de procedimentos de medição e manipulação típicos utilizados para fazer compostos, composições, concentrados ou formulações de uso; através de erro inadvertido nestes procedimentos; através de diferenças na fabricação, fonte ou pureza de materiais ou ingredientes de partida utilizados para realizar os métodos, e considerações aproximadas semelhantes. O termo “cerca de” também engloba quantidades que diferem devido ao envelhecimento de uma formulação com uma concentração ou mistura inicial particular e quantidades que diferem devido à mistura ou ao processamento de uma formulação com uma concentração ou mistura inicial particular. Quando modificadas pelo termo “cerca de”, as reivindicações anexas ao presente documento incluem equivalentes a estas quantidades. Além disso, quando “cerca de” for empregado para descrever uma faixa de valores, por exemplo, “cerca de 1 a 5”, a recitação significa “1 a 5” e “cerca de 1 a cerca de 5” e “1 a cerca de 5” e “cerca de 1 a 5”, a menos que especificamente limitado pelo contexto.

[0025] Como usado neste documento, a palavra “substancialmente” modificando, por exemplo, o tipo ou a quantidade de um ingrediente em uma composição, uma propriedade, uma quantidade mensurável, um método, uma posição, um valor ou uma faixa, empregada na descrição das modalidades da divulgação, se refere a uma variação que não afeta a composição, propriedade, quantidade, método, posição, valor ou faixa recitada global dos mesmos de um modo que anule uma composição, propriedade, quantidade, método, posição, valor ou faixa pretendida. Exemplos de propriedades pretendidas incluem, apenas a título de exemplos não limitativos das mesmas, flexibilidade, coeficiente de partição, taxa, solubilidade, temperatura e semelhantes; valores pretendidos incluem espessura, rendimento, peso,

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7/21 concentração e semelhantes. O efeito em métodos que são modificados por “substancialmente” inclui os efeitos causados por variações no tipo ou na quantidade de materiais usados em um processo, variabilidade em ajustes de máquina, os efeitos de condições ambientais em um processo e similares, em que a maneira ou o grau do efeito não nega uma ou mais propriedades ou resultados pretendidos; e considerações aproximadas similares. Quando modificadas pelo termo “substancialmente”, as reivindicações anexadas ao presente documento incluem equivalentes a esses tipos e quantidades de materiais.

[0026] Como aqui utilizado, quaisquer faixas recitadas de valores contemplam todos os valores dentro da faixa e serão interpretadas como suporte para reivindicações recitando quaisquer subfaixas tendo pontos extremos que sejam valores numéricos reais dentro da faixa recitada. Por meio de um exemplo ilustrativo hipotético, uma divulgação neste relatório descritivo de uma faixa de 1 a 5 será considerada para suportar reivindicações para qualquer das seguintes faixas: 1-5; 1-4; 1-3; 1-2; 2-5; 2-4; 2-3; 3-5; 3-4; e 4-5.

Discussão [0027] São aqui divulgadas composições e métodos anti-incrustantes para prevenir ou reduzir incrustação em sistemas usados, por exemplo, em craqueamento de hidrocarboneto. A composição anti-incrustante contém uma combinação de componentes, tal como um ou mais antioxidantes, um ou mais antipolimerizantes, um ou mais dispersantes e um ou mais solventes. Embora componentes, tal como antioxidantes e antipolimerizantes, tenham sido mostrados separadamente ou em combinação como sendo eficazes na prevenção de polimerização e incrustação, a composição anti-incrustante é aqui mostrada como tendo um efeito maior que aditivo. Em outras palavras, a combinação de componentes funciona melhor em conjunto do que cada componente individual separadamente.

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Antioxidantes [0028] As composições anti-incrustantes incluem um ou mais antioxidantes que podem funcionar contra, por exemplo, monômeros etilenicamente insaturados. O antioxidante é um composto ou uma mistura do mesmo.

[0029] Antioxidantes exemplares incluem antioxidantes fenólicos, tal como fenilenodiaminas e fenóis impedidos das mesmas que são conhecidos por impedir polimerização indesejada de monômeros etilenicamente insaturados.

[0030] Em algumas modalidades, o antioxidante fenólico pode incluir fenóis impedidos e não impedidos dirigidos a um monômero etilenicamente insaturado. Exemplos de tais antioxidantes fenólicos são hidroquinona (HQ), hidroxitolueno butilado (BHT), TBC, 2,6-di-terc-butilfenol e monometiléter de hidroquinona (MEHQ).

[0031] Em algumas modalidades, as fenilenodiaminas podem incluir uma fenilenodiamina não substituída, fenilenodiamina N-substituída ou fenilenodiamina N,N’-substituída dirigida a um monômero etilenicamente insaturado e qualquer combinação das mesmas. Exemplos de fenilenodiamina são 1,4-fenilenodiamina, N,N’-dimetil-p-fenilenodiamina, N,N’-di-sec-butilp-fenilenodiamina, N-fenil-N ’ -dibutil-p-fenilenodiamina, N-fenil-N ’-(1,4dimetilfenil)-p-fenilenodiamina, N-fenil-N’ -(1,3 dimetilbutil)-pfenilenodiamina e qualquer combinação dos mesmos.

[0032] Fenilenodiaminas também podem incluir as próprias p- ou mfenilenodiamina (PDA); N,N’-diplenilfenilenodiamina; Ν,Ν,Ν’,Ν’-tetrametilp-fenilenodiamina; Ν,Ν’-bis- (1,4-dimetilpentil) —fenilenodiamina; N-fenilN’-(l,4-dimetilpentil) p-fenilenodiamina; N-fenil-N’-(l,3-dimetilbutil) pfenilenodiamina; N-fenil-N-ciclo-hexil-p-fenilenodiamina; Ν,Ν’-dinaftil pfenilenodiamina; N-isopropil-N’-fenil-p-fenilenodiamina; N-aminoalquil-N’fenil-p-fenilenodiamina; N-(2-metil-2-aminopropil)-N’-fenil-p

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9/21 fenilenodiamina; fenil-b-isopropil-aminofenilamina, p-hidroxidifenilamina, phidroxilfenil-b-naftilamina; 1,8-naftalenodiamina.

[0033] Compostos fenólicos impedidos podem incluir o- e p-secbutilfenol; 2,4-di-sec-butilfenol; 2,6-di-sec-butilfenol; 2,4,6-tri-sec-butilfenol;

2.4.6- trimetilfenol; hidroxitolueno butilado (BHT, também conhecido como

2.6- terc-butil-4-metilfenol e 2,6-terc-butil-p-cresol); 2,6-dibutil-4-metilfenol; hidroquinona; éter monometílico de hidroquinona (MEHQ); 2,6-bis (1,6dimetiletil-4-(l-metilpropil) fenol), b-naftoquinona; N-fenil p-aminofenol; e combinações dos mesmos.

[0034] Em algumas modalidades, o antioxidante é selecionado de 1,4fenilenodiamina, derivados alquilados ou fenrlicos da mesma e combinações da mesma. Derivados alquilados ou fenrlicos exemplares incluem N,N’-Di-2butil-1,4-fenilenodiamina e N-2-butil-N'-fenil-1,4-fenilenodiamina.

[0035] Em algumas modalidades, o antioxidante ou mistura do mesmo está presente em cerca de 0,5% em peso a cerca de 50% em peso, ou cerca de 1% em peso a cerca de 50% em peso, cerca de 1% em peso a cerca de 30% em peso, cerca de 1% em peso a cerca de 20% em peso, 1% em peso a cerca de 10% em peso, 2% em peso a cerca de 30% em peso, cerca de 2% em peso a cerca de 20% em peso ou cerca de 2% em peso a cerca de 10% em peso da composição anti-incrustante.

Antipolimerizantes [0036] As composições anti-incrustantes também incluem antipolimerizantes. Antipolimerizantes adequados incluem os seguintes grupos de produtos químicos: nitróxidos (por exemplo, di-terc-butilnitróxido), compostos fenóxi impedidos (por exemplo, galvinoxil), compostos hidrazil (por exemplo, difenilpicrilhidrazil) e radicais de hidrocarbonetos estabilizados (por exemplo, trifenilmetil). assim como polirradicais, preferencialmente birradicals destes tipos. Adicionalmente, certos precursores que produzem radicais livres estáveis in situ podem ser selecionados dos seguintes grupos:

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10/21 nitronas, nitrosos, tiocetonas, benzoquinonas e hidroxilaminas.

[0037] Antipolimerizantes exemplares incluem um ou mais de

2.2.6.6- tetrametilpiperidinil-1 -oxil (TEMPO), 1 -hidróxi-2,2,6,6- tetrametilpiperidina (TEMPOH), 4-hidróxi-2,2,6,6-tetrametilpiperidinil-1 -oxil (HTMPO), 4-oxo-2,2,6,6-tetrametilpiperidinil-l-oxil (OTEMPO), 1,4hidróxi-2,2,6,6-tetrametilpiperidina (HTMPOH) e l-hidróxi-4-oxo-2,2,6,6tetrametilpiperidina (OTEMPOH) ou uma combinação dos mesmos.

[0038] Outros antipolimerizantes exemplares incluem 4-metóxi-

2.2.6.6- tetrametilpiperidina-1 -óxido, 4-etóxi-2,2,6,6-tetrametilpiperidina-1 - óxido,4-propóxi-2,2,6,6-tetrametilpiperidina-l-óxido, 4-butóxi-2,2,6,6tetrametilpiperidina-1-óxido, 4 4-acetato-2,2,6,6-tetrametil piperidinol, 4amino-2,2,6,6-tetrametil piperidinol, 4-acetamido-2,2,6,6-tetrametil piperidinol, l,2,3,6-tetra-hidro-2,2,6,6-tetrametil piperidinol, bis(2,2,6,6tetrametilpiperidinol) sebacato, add 3,6-dihidro-2,2,6,6-tetrametill(2H)piridiniloxi ou uma combinação dos mesmos.

[0039] Em algumas modalidades, o antipolimerizante é 4-hidroxi-

2.2.6.6- tetrametilpiperidil-1 -oxil.

[0040] Outros agentes adequados para usar como um antipolimerizante são divulgados na Patente US 9.399.622, que é aqui incorporada por referência em sua totalidade e para todos os propósitos.

[0041] Em algumas modalidades, os antipolimerizantes estão presentes em cerca de 0,5% em peso a cerca de 30% em peso, ou cerca de 1% em peso a cerca de 30% em peso, cerca de 1% em peso a cerca de 25% em peso, cerca de 1 % em peso a cerca de 20% em peso, 1 % em peso a cerca de 10% em peso, 2% em peso a cerca de 30% em peso, cerca de 2% em peso a cerca de 25% em peso, cerca de 2% em peso a cerca de 20% em peso, ou cerca de 2% em peso a cerca de 10% em peso da composição anti-incrustante.

Dispersantes [0042] As composições anti-incrustantes incluem um ou mais

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11/21 dispersantes. O dispersante pode conferir uma ou mais propriedades vantajosas à composição anti-incrustante, por exemplo, separação aumentada de espécies insaturadas, conduzindo a um grau diminuído de polimerização das mesmas; e/ou elevada flotação de espécies reagidas, levando à deposição de polímero reduzida em equipamentos, tal como nas superfícies internas de compressores.

[0043] Dispersantes adequados presentes na composição antiincrustante incluem amidas de ácidos graxos. Ácidos graxos adequados empregados para formar os dispersantes incluem ácidos graxos insaturados, isto é, ácidos de cadeia longa mono ou poli-insaturados derivados de fontes compreendendo, consistindo essencialmente em, ou consistindo em tall oil (ácidos graxos de tall oil ou TOFA), óleo de coco, óleo de canola, óleo de semente de palma e semelhantes. TOFA pode ser obtido por destilação fracionada e outros processos de purificação realizados em tall oil. Tall oil, ou tallol, é obtido como um subproduto do processo Kraft de fabricação de polpa de madeira, principalmente de árvores coníferas de polpa. Tall oil bruto contém colofônias, ácidos graxos e álcoois graxos, esteróis e outros derivadosde hidrocarbonetos de alquil. O componente de maioria de TOFA, após purificação de tall oil cru inclui tipicamente ácido oleico.

[0044] As diaminas compreendem, consistem essencialmente em, ou consistem em diaminas. As diaminas podem incluir compostos tendo pelo menos dois grupos amina e incluem poliaminas. As diaminas podem ser primárias, secundárias ou terciárias. Diaminas exemplares incluem trietanolamina (TEA), dietilenotriamina (DETA), trietilenotetramina (TETA), tetraetilenopentamina (ΤΕΡΑ) e outros tais compostos.

[0045] O dispersante pode incluir misturas de duas ou mais amidas de ácido graxo. As duas ou mais amidas de ácido graxo podem ser diferentes. Em algumas modalidades, o dispersante pode incluir uma mistura de duas ou mais amidas de ácidos graxos na razão em massa de cerca de 10:1 a 1:10, ou

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12/21 de cerca de 1:1 a 1:10 ou de cerca de 1:1 a 1:2.

[0046] Em algumas modalidades, o dispersante é um produto de reação de um ácido graxo de tall oil e uma trimetilamina. O produto de amida de ácido graxo resultante é aqui referido como Pl. O dispersante também pode ser formado de um ácido graxo de tall oil e de uma tetraetilpentamina, em que o produto de amida de ácido graxo resultante é aqui referido como P2. Em algumas modalidades, o dispersante pode incluir produtos de amidas de ácido graxo P1:P2 na razão de cerca de 10:1 a 1:10, ou de cerca de 1:1 a 1:10 ou de cerca de 1:1 a 1:2.

[0047] Em algumas modalidades, o dispersante está presente em cerca de 50% em peso a cerca de 90% em peso do peso da composição antiincrustante, ou 60% em peso a 90% em peso, 70% em peso a cerca de 90% em peso ou 60% em peso a 70% em peso da composição anti-incrustante.

Solvente [0048] As composições anti-incrustantes também incluem um ou mais solventes. Solventes adequados incluem qualquer solvente no qual uma combinação dos antipolimerizantes, antioxidantes e dispersantes seja solúvel ou dispersível. Em algumas modalidades, os solventes são solventes solúveis ou miscíveis em água, tal como à base de glicol. Em algumas modalidades, os solventes são solventes hidrófóbicos, tal como, solventes aromáticos, solventes parafínicos. Em algumas modalidades, os solventes podem ser misturas de solventes à base de glicol e solventes hidrofóbicos.

[0049] Solventes de glicol exemplares incluem, mas não são limitados a, Ci-Cs glicóis, tal como etileno glicol, propileno glicol, dietileno glicol e trietileno glicol, éteres desses glicóis, tal como éter monobutílico de dietileno glicol, éter monometílico de dietileno glicol, éter monoetílico de dietileno glicol, éter monometílico de dietileno glicol, trietileno glicol, éter monometílico de trietileno glicol, polietileno glicol líquido, dipropileno glicol, éter monometílico de dipropileno glicol, éter monoetílico de

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13/21 dipropileno glicol e um polipropileno glicol de baixo peso molecular e semelhantes e combinações dos mesmos. Solventes comerciais, tal como Butil Carbitol e Butil CELLOSOLVE™, podem ser utilizados e estão disponíveis da Dow Chemical Company de Midland, ML [0050] Solventes hidrofóbicos exemplares adequados incluem nafta aromática pesada, tolueno, etilbenzeno e hexanos isoméricos, e misturas de dois ou mais dos mesmos.

[0051] Em algumas modalidades, o solvente é selecionado de glicol, nafta aromática ou glicol e nafta aromática.

[0052] A concentração de um ou mais solventes na composição antiincrustante não é particularmente limitada. Em algumas modalidades, a concentração de um ou mais solventes pode ser de cerca de 10% em peso a 50% em peso, cerca de 20% em peso a 50% em peso, ou cerca de 30% em peso a 50% em peso, ou cerca de 10% em peso a 40% em peso, ou cerca de 10% em peso a 30% em peso, ou cerca de 20% em peso a 40% em peso, ou cerca de 30% em peso a 40% em peso da composição anti-incrustante.

[0053] Em algumas modalidades, a composição anti-incrustante inclui de cerca de 1% em peso a cerca de 15% em peso de antioxidante; cerca de 1% em peso a cerca de 15% em peso de antipolimerizante; cerca de 50% em peso a cerca de 95% em peso de dispersante e de cerca de 10% em peso a cerca de 50% em peso de solvente na composição anti-incrustante.

[0054] Em algumas modalidades, a composição anti-incrustante inclui de cerca de 1% em peso a cerca de 15% em peso de 1,4-fenilenodiamina, derivados alquilados ou femlicos; 1% em peso a cerca de 15% em peso de4hidroxi-2,2,6,6-tetrametilpiperidinil-l-oxil; cerca de 50% em peso a cerca de 95% em peso de um produto de tall oil e uma diamina e de cerca de 10% em peso a cerca de 50% em peso de glicol e nafta aromática.

[0055] Embora a quantidade de composição anti-incrustante usada dependa de uma série de fatores, quantidades exemplares introduzidas no

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14/21 equipamento de processo e no condensado de processo (através de ou injeção na corrente de alimentação ou injeção direta em cada estágio de compressão) variam cerca de Ippm a 500ppm da combinação da composição antiincrustante, ou cerca de 5 ppm a 500 ppm, 10 ppm a 500 ppm, ou cerca de 20 ppm a 500 ppm, ou cerca de 30 ppm a 500 ppm, ou cerca de 40 ppm a 500 ppm, ou cerca de 50 ppm a 500 ppm, ou cerca de 60 ppm a 500 ppm, ou cerca de 70 ppm a 500 ppm, ou cerca de 80 ppm a 500 ppm, ou cerca de 90 ppm a 500 ppm, ou cerca de 100 ppm a 500 ppm, ou cerca de 5 ppm a 450 ppm, ou cerca de 5 ppm a 400 ppm, ou cerca de 5 ppm a 350 ppm, ou cerca de 5 ppm a 300 ppm, ou cerca de 5 ppm a 250 ppm, ou cerca de 5 ppm a 200 ppm, ou cerca de 5 ppm a 150 ppm, ou cerca de 5 ppm a 100 ppm, ou cerca de 10 ppm a 300 ppm, ou cerca de 10 ppm a 250 ppm, ou cerca de 50 ppm a 250 ppm, ou cerca de 50 ppm a 200 ppm com base nas composições anti-incrustantes.

Processos e Aplicações [0056] As composições anti-incrustantes são úteis na prevenção ou redução de deposição de polímeros e, em alguns casos, redução ou prevenção de formação de polímero em equipamentos de processo, tal como compressores de gás usados em processos de produção de etileno. A composição anti-incrustante pode também ser útil em outras aplicações semelhantes e com outro equipamento. Por exemplo, a composição antiincrustante pode ser usada com qualquer processo em que o equipamento de processo entrará em contato com monômeros etilenicamente insaturados, tal como num processo de gás craqueado de etileno. Outra aplicação são os sistemas de água de resfriamento brusco de etileno e acrilonitrila. A composição anti-incrustante pode ser usada com geradores de vapor de diluição de etileno e sistemas de purificação de acrilonitrila. Muitos processos poliméricos têm sistemas de recuperação de monômeros que estão sujeitos a incrustação e são boas aplicações de alvo da composição anti-incrustante. Separadores de água de processo e separadores de águas residuais usados em

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15/21 processos petroquímicos, tal como processos de estireno, butadieno, acrilonitrila e etileno, são aplicações potenciais para a composição antiincrustante. Em algumas modalidades, depuradores de gás ácido de etileno e sistemas de recuperação de solvente de butadieno são também aplicações de uso final da composição anti-incrustante. A composição anti-incrustante pode ser usada em qualquer processo que tenha equipamento de processo sujeito a formação e deposição de polímero no equipamento de processo. Além disso, processos que consomem ou produzem pelo menos um de estireno, butadieno, acrilonitrila e etileno são potenciais aplicações da composição antiincrustante.

[0057] Em formas modalidades, a composição anti-incrustante pode prevenir polimerização e deposição dos polímeros no equipamento de processo num processo de fracionamento primário, fracionamento de extremidades leves, fracionamento de vinil halogenado não aromático, compressão de gás de processo, sistema de vapor de diluição, torre cáustica, torre de água de resfriamento brusco, extração de butadieno. Em algumas modalidades, a composição anti-incrustante pode prevenir ou reduzir ou retardar a polimerização de resinas e composições compreendendo espécies etilenicamente insaturadas.

[0058] A composição anti-incrustante pode ser adicionada em um ou mais pontos num processo e em uma ou mais localizações. Por exemplo, a composição anti-incrustante pode ser adicionada diretamente em um interresfriador ou compressor ou a montante dos inter-resfriadores ou diferentes estágios do mesmo compressor.

[0059] A composição anti-incrustante pode ser adicionada continuamente ou intermitentemente ao equipamento de processo, conforme necessário para prevenir ou reduzir incrustação.

[0060] A composição anti-incrustante pode ser adicionada por qualquer método adequado. Por exemplo, a composição anti-incrustante pode

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16/21 ser adicionada limpa ou em uma solução diluída. Em algumas modalidades, a composição anti-incrustante pode ser aplicada como uma solução, emulsão ou dispersão que é pulverizada, gotejada, derramada ou injetada numa abertura desejada dentro de um sistema ou no equipamento de processo ou no condensado de processo. Em algumas modalidades, a composição antiincrustante pode ser adicionada com um óleo de lavagem ou uma água de têmpera.

[0061] Em algumas modalidades, a composição anti-incrustante pode ser bombeada ou injetada num sistema de uma forma contínua ou como uma lavagem de volume alto para limpar o sistema. O ponto de injeção pode estar em qualquer ou em todos os estágios do trem de compressor e/ou nas linhas de descarga antes de cada resfriador.

[0062] A composição anti-incrustante é aplicada a um equipamento de processo para formar um equipamento de processo tratado. Em algumas modalidades, o equipamento de processo tratado pode ser observado como sofrendo menos deposição de polímero no equipamento de processo do que no equipamento de processo sem adição da composição anti-incrustante. A redução ou prevenção na formação de polímero ou deposição de polímero pode ser avaliada por qualquer método ou teste conhecido. Em algumas modalidades, a redução ou prevenção da formação de polímero e da deposição de polímero no equipamento de processo pode ser avaliada medindo o tempo que leva para o equipamento de processo com e sem a composição anti-incrustante gelificar. Quanto mais tempo um equipamento de processo levar para formar e/ou depositar um gel, mais eficaz a composição anti-incrustante é na redução da formação de polímeros e na deposição de polímeros no equipamento de processo.

[0063] O efeito da composição anti-incrustante também pode ser avaliado medindo o tempo que leva para uma mistura de pygas simulada gelificar. A pygas simulada remove qualquer variabilidade de composições de

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17/21 pygas de planta para planta. Uma mistura de pygas simulada pode conter, por exemplo, dieno conjugado (isopreno), monômero de vinila (etenilbenzeno), dímero de ciclopentadieno e agente reticulante (divinilbenzeno). Em algumas modalidades, a mistura de pygas simulada contém 25% p/vol de dieno conjugado (isopreno), 48 % p/vol demonômero de vinil (etenilbenzeno), 25 % p/vol de dímero de ciclopentadieno, e 2 % p/vol de reticulante (divinilbenzeno).Em algumas modalidades, usando as medições descritas acima, a formação de polímero e a deposição de sólidos dentro do equipamento de processo tratado com a composição anti-incrustante são reduzidas em pelo menos 50% em peso em comparação com o equipamento de processo não tratado com a composição anti-incrustante. Em algumas modalidades, cerca de 50% em peso a 100% em peso (onde 100% de redução na formação de polímero são eleiminação de deposição) ou cerca de 50% em peso a 95% em peso, ou cerca de 50% em peso a 90% em peso, ou cerca de 50% em peso a 85% em peso, ou cerca de 50% em peso a 80% em peso, ou cerca de 50% em peso a 75% em peso, ou cerca de 50% em peso a 70% em peso, ou cerca de 55% em peso a 100% em peso, ou cerca de 60% em peso a 100% em peso, ou cerca de 65% em peso a 100% em peso, ou cerca de 70% em peso a 100% em peso, ou cerca de 60% em peso a 95% em peso, ou cerca de 70% em peso a 95% em peso, ou cerca de 60% em peso a 90% em peso, ou cerca de 70% em peso a 90% em peso.

[0064] Em algumas modalidades, a incrustação do equipamento de processo tratado é reduzida em 50% em peso a 100% em peso em comparação com equipamento de processo não tratado durante um período de 24 horas, ou período de 12 horas ou período de 1 hora. Quanto mais longo o período de tempo de formação de gel num equipamento de processo tratado com a composição anti-incrustante, menor ou retardada a deposição de polímeros no equipamento de processo.

Exemplos

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18/21 [0065] Os exemplos seguintes se destinam a ilustrar diferentes aspectos e modalidades da invenção e não se destinam a ser considerados limitando o escopo da invenção. Será reconhecido que várias modificações e mudanças podem ser feitas sem seguir as modalidades experimentais descritas no presente documento, além disso sem afastamento do escopo das reivindicações.

Exemplo 1 [0066] Materiais Usados: Uma mistura de pygas simulada continha 25% p/vol de dieno conjugado (isopreno), 48 % p/vol de monômero de vinil (etenilbenzeno), 25 % p/vol de dímero de ciclopentadieno e 2 % p/vol de reticulante (divinilbenzeno).

[0067] Uma N,N’-Di-Sec-Butil-1,4-Fenilenodiamina (PDA) livre de solvente e uma solução de estoque de concentração conhecida de 4-Hidróxi-

2,2,6,6-tetrametilpiperidil-l-oxil (HTMPO) em nafta aromática foram ainda diluídas com cossolvente à base de glicol.

[0068] Nafta aromática (C10+) e butilglicol foram utilizados como cossolvente. O solvente e o cossolvente foram utilizados em quantidades percentuais em peso iguais.

[0069] Três dispersantes, Dispersante tipo I, tipo II e tipo III foram utilizados e preparados da seguinte forma:

[0070] Dispersante tipo I é uma mistura de duas amidas de ácido graxo. Um ácido graxo de tall oil (TOFA) e trimetilamina (TEA) foram combinados para resultar no produto 1 (Pl). Um TOFA foi combinado com tetraetilenopentamina (ΤΕΡΑ), que foi diluído em xileno para resultar no produto 2 (P2) ou abreviado como mostrado abaixo:

TOFA+ TEA: Pl ou

TOFA+TEPA: P2

Razões de P1:P2 no dispersante tipo I foram de 3,6:1.

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19/21 [0071] Dispersante tipo II foi preparado de forma semelhante ao Dispersante tipo 1, exceto a razão de P1:P2 que foi de 7,8:1.

[0072] Dispersante tipo III era um copolímero metacrilatado (polímero de metacrilato C4 a Cl8) em óleo parafínico disponível como Texaco TC-8103 da Afton Chemicals.

[0073] Uma solução de estoque de concentração conhecida de HTMPO em nafta aromática foi ainda diluída com cossolvente à base de glicol. PD A foi adicionado à mistura juntamente com dispersante tipo I, II ou

III. A mistura foi misturada vigorosamente até todo o sólido estar dissolvido e a solução estar homogênea.

[0074] Quinhentos ppm de cada formulação, como mostrado na Tabela 1, foram dosados para a mistura de pygas simulada em tubos classificados à pressão vedados e misturados vigorosamente. Cada tubo foi, então, purgado com 100% de nitrogênio por 1 minuto e tampado de modo estanque. Os tubos foram colocados em um ambiente com temperatura controlada e temperatura ajustada para 130°C. O ponto de gelificação, o início de solidificação da mistura, foi determinado girando os tubos de cabeça para baixo e monitorando o fluxo. Cada formulação foi testada em triplicata e os dados relatados são uma média dos três resultados de teste para cada amostra. Os dados são reportados como o tempo que levou para a mistura de pygas simulada gelificar. Após o primeiro tubo gelificado, as outras amostras foram verificadas a cada cinco minutos.

[0075] As formulações da composição anti-incrustante com percentagem em peso dosada na mistura de pygas são mostradas na Tabela 1. Os resultados do tempo que leva para gelificar para cada formulação são mostrados na Tabela 1 e na FIG. 1.

[0076] Tabela 1 Formulações Dosadas para uma Mistura de Pygas Simulada

	Si	S2	S3	S4	s₅	Só	S₇	s₈
	Controle

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PDA (%p)	-		2,5	2,5	2,5	-	-	2,5
HTMPO % p	-		2,5		2,5	2,5	2,5	2,5
Dispersante tipo I (%p)	-	74	-	74	-		74	74
Dispersante tipo II (% p)						79
Dispersante tipo III (% p)	-	-	-		74	-	-	-
Solvente (% p)	-	26	95	23,5	21	18,5	23,5	21
Total (% p)	0	100	100	100	100	100	100	100
Tempo até gel (min.)	116	129	133	138	141	150	164	170

[0077] Como mostrado na Tabela 1, o experimento de controle Si mostrou o tempo até gel mais curto, ao passo que Sg mostrou o tempo até gel mais longo. A adição de dispersante, PDA e HTMPO aumentou o tempo até gel. como mostrado por S2, S3 e S4. A diferença entre S5 e Sg foi relacionada ao tipo de dispersante (tipo III vs. tipo I). A diferença entre as amostras Sô e S7 se situa na razão do tipo de dispersante (I) vs. tipo (II). Quando os componentes dispersantes são usados como tipo (I), o tempo de gelificação aumentou de 150 para 165 min. (10%). A diferença entre S7 e Sg demonstra os efeitos cumulativos de antipolimerizante, antioxidante e dispersante. S8 mostrou o tempo até gel mais longo. Este tempo foi maior que um efeito aditivo como medido pelo tempo até gel.

[0078] A invenção divulgada aqui ilustrativamente pode ser praticada adequadamente na ausência de qualquer elemento que não seja especificamente aqui divulgado. Adicionalmente, toda e qualquer modalidade da invenção, como descrito aqui, se destina a ser usada ou sozinha ou em combinação com qualquer outra modalidade descrita neste documento, bem como modificações, equivalentes e alternativas da mesma. Em várias modalidades, a invenção compreende adequadamente, consiste essencialmente em, ou consiste nos elementos descritos e reivindicados no presente documento de acordo com as reivindicações. Será reconhecido que várias modificações e mudanças podem ser feitas sem seguir as modalidades e as aplicações de exemplo ilustradas e descritas neste documento, e sem

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21/21 afastamento do escopo das reivindicações.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Composição anti-incrustante, caracterizada pelo fato de que compreende:

uma combinação de um ou mais antioxidantes;

um ou mais antipolimerizantes;

um ou mais dispersantes; e um ou mais solventes.
2. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a composição anti-incrustante compreende de cerca de 1% em peso a cerca de 15% em peso de antioxidante; cerca de 1% em peso a cerca de 15% em peso de antipolimerizante; cerca de 50% em peso a cerca de 95% em peso de dispersante e de cerca de 10% em peso a cerca de 50% em peso de solvente.
3. Composição de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que os um ou mais antioxidantes são selecionados de 1,4-fenilenodiamina, derivados alquilados ou femlicos da mesma e combinações da mesma.
4. Composição de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o antioxidante compreende cerca de 1% em peso a cerca de 10% em peso da composição anti-incrustante.
5. Composição de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o antipolimerizante é selecionado de 2,2,6,6-tetrametilpiperidinil-l-oxil, 1-hidróxi-2,2,6,6tetrametilpiperidina, 4-hidróxi-2,2,6,6-tetrametilpiperidinil-1 -oxil, 4-oxo-

2,2,6,6-tetrametilpiperidinil-1 -oxil, 1,4-di-hidróxi-2,2,6,6-tetrametilpiperidina e l-hidróxi-4-oxo-2,2,6,6-tetrametilpiperidina ou uma combinação dos mesmos.
6. Composição de acordo com qualquer uma das

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2/5 reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o antipolimerizante compreende cerca de 1% em peso a cerca de 10% em peso da composição anti-incrustante.
7. Composição de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o dispersante compreende cerca de 50% em peso a cerca de 90% em peso,% da composição anti-incrustante.
8. Composição de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o dispersante é uma mistura de duas ou mais amidas de ácido graxo.
9. Composição de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que a mistura é uma razão de uma primeira amida de ácido graxo para uma segunda amida de ácido graxo de cerca de 1:1 a cerca de 1:10 ou de cerca de 1:1 a cerca de 1:2.
10. Composição de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizada pelo fato de que a primeira e a segunda amidas de ácido graxo compreendem um tall oil e uma diamina.
11. Composição de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 10, caracterizada pelo fato de que a primeira amida de ácido graxo é uma reação de um ácido graxo e de uma trimetilamina (TEA) e a segunda amida de ácido graxo é uma reação de um ácido graxo e uma tetraetilenopentamina (ΤΕΡΑ).
12. Composição de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o solvente é selecionado de glicol e nafta aromática e combinações dos mesmos.
13. Uso da composição como definida em qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de ser para reduzir ou impedir incrustação do equipamento de processo num processo de craqueamento de etileno.

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14. Método para prevenir ou reduzir incrustação de equipamento de processo usado em um processo industrial, caracterizado pelo fato de que compreende:

introduzir no equipamento de processo uma composição antiincrustante, a composição anti-incrustante compreendendo uma combinação de:

um ou mais antioxidantes;

um ou mais antipolimerizantes;

um ou mais dispersantes; e um ou mais solventes.
15. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a introdução é por injeção, pulverização, gotejamento ou derramamento da composição anti-incrustante.
16. Método de acordo com a reivindicação 14 ou 15, caracterizado pelo fato de que a introdução é a montante de um compressor de gás ou um inter-resfriador no processo.
17. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 16, caracterizado pelo fato de que a introdução é injeção da composição anti-incrustante com óleo de lavagem.
18. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 17, caracterizado pelo fato de que a introdução é injeção da composição anti-incrustante com água de têmpera.
19. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 18, caracterizado pelo fato de que a introdução é realizada continuamente.
20. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 18, caracterizado pelo fato de que a introdução é realizada de forma intermitente.
21. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações

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14 a 20, caracterizado pelo fato de que o processo industrial é um processo de craqueamento de etileno.
22. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 21, caracterizado pelo fato de que a composição anti-incrustante compreende de cerca de 1% em peso a cerca de 15% em peso de antioxidante; cerca de 1% em peso a cerca de 15% em peso de antipolimerizante; cerca de 50% em peso a cerca de 95% em peso de dispersante e de cerca de 10% em peso a cerca de 50% em peso de solvente na composição anti-incrustante total.
23. Método de acordo com a reivindicação 14 ou 22, caracterizado pelo fato de que os um ou mais antioxidantes são selecionados de 1,4-fenilenodiamina, derivados alquilados ou fenrlicos da mesma e combinações da mesma.
24. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 14, 22 ou 23, caracterizado pelo fato de que o antioxidante compreende cerca de 1% em peso a cerca de 10% em peso da composição anti-incrustante.
25. Método de acordo com a reivindicação 14 ou 22, caracterizado pelo fato de que o antipolimerizante compreende cerca de 1% em peso a cerca de 10% em peso da composição anti-incrustante.
26. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações

14, 22 ou 25, caracterizado pelo fato de que o antipolimerizante é selecionado de 2,2,6,6-tetrametilpiperidinil-1 -oxil, 1 -hidróxi-2,2,6,6-tetrametilpiperidina, 4-hidróxi-2,2,6,6-tetrametilpiperidinil-l-oxil, 4-oxo-2,2,6,6tetrametilpiperidinil-l-oxil, l,4-di-hidróxi-2,2,6,6-tetrametilpiperidina e 1hidróxi-4-oxo-2,2,6,6-tetrametilpiperidina ou uma combinação dos mesmos.
27. Método de acordo com a reivindicação 14 ou 22, caracterizado pelo fato de que o dispersante compreende 50% em peso a cerca de 90% em peso da composição anti-incrustante.
28. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações

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14, 22 ou 27, caracterizado pelo fato de que o dispersante é uma mistura de duas ou mais amidas de ácido graxo.
29. Método de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de que a mistura é uma razão de uma primeira amida de ácido graxo para uma segunda amida de ácido graxo de cerca de 1:1 a cerca de 1:10 ou de cerca de 1:1 a cerca de 1:2.
30. Método de acordo com a reivindicação 28 ou 29, caracterizado pelo fato de que o ácido graxo é um tall oil e uma diamina.
31. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 28 a 30, caracterizado pelo fato de que a primeira amida de ácido graxo é uma reação de um ácido graxo e de uma trimetilamina (TEA) e a segunda amida de ácido graxo é uma reação de um ácido graxo e uma tetraetilenopentamina (ΤΕΡΑ).
32. Método de acordo com a reivindicação 14 ou 22, caracterizado pelo fato de que o solvente é selecionado de glicol e nafta aromática e combinações dos mesmos.