BR112020000134A2 - método de redução da viscosidade de um óleo bruto, composição de óleo bruto e uso de um composto tensoativo - Google Patents
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Abstract
Um método de redução da viscosidade de um óleo bruto, em que o método compreende adicionar ao óleo bruto (i) um composto tensoativo que inclui pelo menos dois grupos hidrofóbicos em que a mistura resultante tem um teor de água menor que 10% em volume.
Description
[0001] A presente invenção refere-se a composições adequadas para uso como aditivos para óleo bruto, e a métodos e usos relacionados às mesmas. Em particular, a invenção se refere ao uso de composições de aditivo que modificam a viscosidade de óleo bruto.
[0002] O óleo bruto pode ser transportado por tubulações antes de ser convertido em produtos úteis. Entretanto, sua alta viscosidade significa que o transporte de óleo bruto através de tubulações é difícil, especialmente no caso de óleo bruto pesado.
[0003] As bombas são tipicamente usadas para direcionar o óleo bruto pelas tubulações. Essas bombas operam a altas pressões e as tubulações podem ser aquecidas. Então, isso é um processo intensivo de energia.
[0004] A redução da viscosidade do óleo bruto a uma temperatura particular permitirá que o mesmo seja bombeado a uma pressão inferior. Alternativamente, uma taxa de fluxo maior pode ser alcançada na mesma pressão. Isso pode oferecer economia de custos e benefícios ao meio ambiente.
[0005] Muitos modos de modificação da viscosidade de óleo bruto são conhecidos na técnica. Vários compostos foram adicionados para modificar a viscosidade incluindo blendas poliméricas (US4010006), fluorocarbonetos orgânicos (US4876018), complexos de amina-quelato (US6402934), resinas de fenol formaldeído substituído por alquila (US8575082) e copolímeros e terpolímeros à base de acrilato aleatório (US9120885).
[0006] O documento US5863301 descreve a formação de uma emulsão com água para aprimorar as características de fluxo de óleo bruto. Essas emulsões compreendem 60 a 85% de óleo e 15 a 40% de água e uma combinação de emulsificantes é usada. Um emulsificante aniônico adequado é dioctil sulfosuccinato. As composições compreendem tipicamente 25% ou mais de água.
[0007] O dioctil sulfosuccinato também foi adicionado a óleo bruto como um desemulsificante durante o processo de dessalinização (US4200550) e como um agente anti-incrustante (US4222853).
[0008] A presente invenção busca fornecer um meio alternativo para reduzir a viscosidade de óleo bruto, especialmente óleo bruto pesado e, em particular óleo bruto pesado com um baixo teor de água.
[0009] De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, é fornecido um método de redução da viscosidade de um óleo bruto, em que o método compreende adicionar ao óleo bruto (i) um composto tensoativo que inclui pelo menos dois grupos hidrofóbicos, em que a mistura resultante tem um teor de água menor que 10% em volume.
[0010] Qualquer grau de óleo bruto pode ser tratado de acordo com o método do primeiro aspecto.
[0011] A presente invenção é especialmente adequada para o tratamento de óleos brutos pesados.
[0012] De preferência, o óleo bruto a ser tratado de acordo com a invenção tem um grau API inicial de 25 ou menor, de modo adequado 23 ou menor, de preferência 22,3 ou menor, com mais preferência 22 ou menor, por exemplo, 21 ou menor ou 20 ou menor.
[0013] De modo adequado, o óleo bruto tem um grau API de pelo menos 10, por exemplo, pelo menos 12.
[0014] De modo adequado, o óleo bruto a ser tratado em conformidade com a invenção tem um grau API inicial de 10 a 25, de preferência 12 a 20.
[0015] Os óleos brutos pesados são tipicamente muito viscosos.
[0016] De modo adequado, o óleo bruto a ser tratado de acordo com a presente invenção tem uma viscosidade inicial a 20 oC de pelo menos 500 cP, por exemplo, pelo menos 1.250 cP.
[0017] A presente invenção é especialmente adequada para o tratamento de óleos brutos com um baixo teor de água. De preferência, o óleo bruto tratado de acordo com a invenção tem um teor de água e sedimentos básicos (BS&W) menor que 10% em volume, de preferência menor que 5%, com mais preferência menor que 4%, de modo adequado menor que 3%, de preferência menor que 2,5%, com mais preferência menor que 2%.
[0018] A mistura resultante tem um teor de água menor que 10% em volume. Por isso entende-se que a composição formada após a mistura da composição de aditivo com o óleo bruto tem um teor de água menor que 10% em volume. De preferência, a mistura resultante tem um teor de água menor que 5% em volume, de preferência menor que 4% em volume, de modo adequado menor que 3% em volume, de preferência menor que 2,5% em volume, com mais preferência menor que 2% em volume.
[0019] No método da presente invenção, (i) um composto tensoativo que inclui pelo menos dois grupos hidrofóbicos é adicionado ao combustível. O composto tensoativo inclui pelo menos dois grupos hidrofóbicos. Por grupos hidrofóbicos entende-se grupos que são predominantemente hidrofóbicos na natureza e não incluem uma proporção significativa de porções químicas hidrofílicas.
[0020] Os grupos hidrofóbicos preferenciais são grupos hidrocarbila, especialmente grupos alquila e alquenila.
[0021] De preferência, o composto (i) é um composto tensoativo que inclui pelo menos dois grupos hidrocarbila, de preferência com pelo menos 4 átomos de carbono, de modo adequado pelo menos 6 átomos de carbono.
[0022] De preferência, o composto (i) é um composto tensoativo que inclui pelo menos dois grupos alquila, de preferência pelo menos dois grupos alquila com pelo menos 4 átomos de carbono.
[0023] De preferência, o composto (i) é um composto tensoativo que inclui pelo menos dois grupos alquila C4 a C40 e um grupo polar.
[0024] O grupo polar pode ser um grupo catiônico ou um grupo aniônico.
[0025] Os grupos catiônicos adequados incluem íons de amônio.
[0026] Os grupos aniônicos adequados incluem grupos sulfonato e grupo carboxilato.
[0027] O componente (i) compreende pelo menos dois grupos hidrofóbicos. Em algumas modalidades, o componente (i) pode compreender mais de dois grupos hidrofóbicos, por exemplo, três ou mais grupos hidrofóbicos.
[0028] De preferência, o componente (i) compreende dois grupos hidrofóbicos.
[0029] De preferência, o componente (i) é um composto tensoativo que compreende dois grupos alquila com 4 a 40, de preferência 6 a 36 átomos de carbono e um grupo polar.
[0030] De preferência, o componente (i) compreende dois grupos alquila com 4 a 30 átomos de carbono, de preferência 4 a 24 átomos de carbono, com mais preferência 6 a 20 átomos de carbono.
[0031] O componente (i) é de preferência selecionado a partir de di e/ou triésteres sulfonados e/ou carboxilados de ácidos policarboxílicos; e sais de dialquil e/ou trialquil amônio.
[0032] Em algumas modalidades, o componente (i) compreende sais de dialquil amônio ou trialquil amônio.
[0033] Os sais dialquil amônio são preferenciais.
[0034] Os compostos desse tipo têm tipicamente a fórmula (R2)2N+Me2X- em que X é um ânion, de preferência haleto, por exemplo, cloro ou bromo.
[0035] De preferência, cada R2 é um grupo alquila ou alquenila C4 a C40, de preferência C6 a C36, de preferência um grupo alquila C10 a C30.
[0036] Os sais de dialquil amônio preferenciais incluem brometo de dioctadecil dimetil amônio e brometo de didodecil dimetil amônio.
[0037] Em algumas modalidades, o composto (i) compreende um diéster e/ou um triéster de um ácido policarboxílico.
[0038] O ácido policarboxílico é sulfonado e/ou carboxilado. Por isso entende-se que o ácido policaboxílico inclui uma ou mais porções químicas de sulfonato SO3X ou carboxilato COOX em que X é um cátion, de modo adequado hidrogênio, amônio ou um íon de metal, de preferência um amônio, metal terroso alcalino ou íon de metal alcalino, de preferência sódio.
[0039] Os compostos tensoativos preferenciais (i) desse tipo são diésteres de ácidos dicarboxílicos sulfonados.
[0040] Os diésteres de ácidos dicarboxílicos sulfonados são conhecidos na técnica, por exemplo, aqueles ensinados no documento US2879214 e US2028091.
[0041] Os ácidos dicarboxílicos sulfonados adequados incluem aqueles de fórmula: em que cada R é um grupo hidrocarbila opcionalmente substituído, M+ é um íon de amônio ou íon de metal e R’ é um radical hidrocarbila alifático ou aromático, de preferência um radical hidrocarbila alifático, de preferência um radical de fórmula (CnH2n-1) em que n = 1 a 8, de preferência 2 a 8.
[0042] Os ácidos dicarboxílicos adequados incluem ácido succínico, ácido ftálico, ácido glutárico, ácido adípico, ácido pimélico, ácido subérico, ácido azelaico, ácido sebácico e ácido metil succínico.
[0043] Os ácidos dicarboxílicos preferenciais incluem ácido succínico, ácido metil succínico e ácido glutárico.
[0044] De preferência, o ácido dicarboxílico é ácido succínico.
[0045] Em modalidades preferenciais, o componente (i) compreende um éster sulfosuccinato:
[0046] O éster sulfosuccinato é de preferência um composto de fórmula (I):
(I) em que cada R é um grupo hidrocarbila opcionalmente substituído e M+ é um íon de hidrogênio, um íon de amônio ou um íon de metal.
[0047] De preferência, cada R é um grupo hidrocarbila opcionalmente substituído. Cada R pode ser igual ou diferente. De preferência, cada R é um grupo hidrocarbila não substituído.
[0048] De preferência, cada R é um grupo alquila, aralquila, alcarila, alquenila ou arila opcionalmente substituído.
[0049] De preferência, cada R tem 1 a 40, com mais preferência 1 a 30, de modo adequado 2 a 20, de preferência 2 a 16 átomos de carbono.
[0050] De preferência, cada R é um grupo alquila, aralquila, alcarila, aquenila ou arila não substituído, com mais preferência um grupo alquila, aralquila, alcarila ou arila não substituído.
[0051] De preferência, cada R é um grupo alquila não substituído. De preferência, cada R é um grupo alquila não substituído com 1 a 40, de preferência 1 a 30, com mais preferência 1 a 24 átomos de carbono. De preferência, cada R é um grupo alquila não substituído com 2 a 20, de preferência 2 a 16, com mais preferência 4 a 12, por exemplo, 6 a 10 átomos de carbono.
[0052] Cada grupo alquila R pode ser de cadeia reta ou ramificada.
[0053] De preferência, cada R é um grupo alquila ramificado com 2 a 20, de preferência 4 a 12 átomos de carbono. De preferência, cada R é igual.
[0054] Com mais preferência, cada R é 2-etil-hexila.
[0055] M+ é um íon de hidrogênio, um íon de amônio ou um íon de metal, de preferência M+ é um íon de amônio ou um íon de metal. Os íons de amônio adequados incluem íons de amônio de alquila substituídos, mas NH4+ é preferencial. Com mais preferência M+ é um metal. Os metais adequados incluem metais alcalinos e metais alcalinos terrosos. Os íons de metais alcalinos são preferenciais. Com mais preferência M+ é um íon de sódio.
[0056] Então, em modalidades especialmente preferenciais, o componente (i) compreende o composto de fórmula (II): (II)
[0057] Em algumas modalidades preferenciais, o método do primeiro aspecto pode incluir adicionar um ou mais componentes adicionais ao óleo bruto. De preferência, o um ou mais componentes adicionais são selecionados a partir de: (ii) resinas fenólicas oxialquiladas; (iii) éteres de polioxialquileno; (iv) compostos de ácido aril sulfônico; (v) aminas alcoxiladas; (vi) ésteres de poliol; (vii) polisulfonas; e (viii) aprimoradores de condutividade.
[0058] Em algumas modalidades preferenciais, o método envolve adicionar o componente (i) e componente (ii).
[0059] Em algumas modalidades preferenciais, o método envolve adicionar o componente (i) e componente (iii).
[0060] Em algumas modalidades especialmente preferenciais, o método envolve adicionar o componente (i), componente (ii) e componente (iii).
[0061] Em modalidades nas quais um ou mais componentes adicionais (ii) a (viii) são adicionados ao óleo bruto, esses podem ser adicionados separadamente do componente (i) ou em combinação. Dois ou mais componentes podem ser adicionados juntos e um ou amis outros adicionados separadamente em qualquer combinação. De preferência, todos os componentes são adicionados juntos em uma única composição de aditivo. A composição de aditivo pode compreender ainda um ou mais diluentes ou carreadores.
[0062] Os diluentes e carreadores adequados serão conhecidos do indivíduo versado na técnica e incluem solventes aromáticos, por exemplo, xileno, tolueno, solvente aromático 100, aromático 150; solventes alifáticos, por exemplo, nafta VM&P, querosene, diesel; e solventes oxigenados, por exemplo, álcoois, glicóis, éteres e glicol éteres.
[0063] O componente (ii) é uma resina fenólica oxialquilada.
[0064] De modo adequado, o componente (ii) é uma resina fenólica que foi reagida com um ou mais óxidos de alquileno. A resina fenólica é de preferência preparada pela condensação de formaldeído e um fenol opcionalmente substituído.
[0065] De preferência, o fenol é um fenol substituído por alquila.
[0066] De preferência, o fenol alquila é um fenol substituído por alquila C4 a C30, de preferência um fenol alquila C6 a C24, com mais preferência um fenol alquila C6 a C20, de modo adequado um fenol alquila C6 a C16, de preferência um fenol alquila C6 a C12.
[0067] Com mais preferência, o feno alquila é um fenol butila ou um nonilfenol, de preferência um nonilfenol.
[0068] De preferência, a resina formaldeído fenol é reagida com 10% em peso a 500% em peso, de modo adequado 10% em peso a 300% em peso, de preferência 10% em peso a 100% em peso, com mais preferência 10% em peso a 75% em peso de óxido de alquileno. De preferência, o óxido de alquileno é um ou mais de óxido de etileno, óxido de propileno ou óxido de butileno, de preferência óxido de etileno ou óxido de propileno. Quando mais de um óxido de alquileno é usado, o composto pode ser um copolímero aleatório ou um copolímero em bloco.
[0069] O componente (iii) é um éter de polioxialquileno.
[0070] O componente (iii) compreende de modo adequado éter de polioxialquileno de um álcool poli-hídrico. De preferência, o componente (iii) compreende um éter de polioxialquileno de um álcool de açúcar. Por exemplo, o componente (iii) pode compreender um éter de polioxialquileno de um álcool de açúcar selecionado de sorbitol, eritritol, glicerol, manitol e xilitol.
[0071] De preferência, o componente (iii) é um éter de polioxialquileno de sorbitol.
[0072] De preferência, cada grupo oxialquileno tem 1 a 10 átomos de carbono, de preferência 2 a 8 átomos de carbono, com mais preferência 2 a 6 átomos de carbono, de modo adequado 2 a 4 átomos de carbono e com mais preferência 2 ou 3 átomos de carbono.
[0073] De preferência, a unidade de alquileno de cada grupo oxialquileno é etileno ou propileno. Os grupos propileno podem ser CH2CH2CH2 ou (CH3)CHCH2. De preferência, os grupos propileno são (CH3)CHCH2.
[0074] Cada grupo alquileno pode ser igual ou diferente. Quando cada grupo alquileno é diferente, o componente (iii) pode compreender um copolímero em bloco ou um copolímero aleatório. Os copolímeros em bloco são preferenciais.
[0075] De preferência, o componente (iii) é preparado de óxido de etileno e/ou óxido de propileno.
[0076] De preferência, o componente (iii) é um éter de polioxialquileno de um álcool de açúcar. De preferência, cada molécula do éter compreende de 1 a 100 unidades de oxialquileno por unidade de álcool de açúcar, de preferência de 1 a 50 unidades de oxialquileno por unidade de álcool de açúcar, com mais preferência de 6 a 30 unidades de oxialquileno por unidade de álcool de açúcar.
[0077] De preferência, o componente (iii) compreende um éter de sorbitol e de 1 a 60, de preferência 6 a 30 de unidades derivadas de óxido de etileno e/ou óxido de propileno.
[0078] O componente (iv) é um composto de ácido aril sulfônico.
[0079] Os compostos preferenciais desse tipo são opcionalmente ácidos benzeno sulfônicos substituídos, ácidos naftaleno sulfônicos e sais dos mesmos.
[0080] De modo adequado, o componente (iv) compreende um ácido benzeno sulfônico substituído por alquila ou um sal do mesmo.
[0081] De modo adequado, o grupo alquila tem 4 a 40 átomos de carbono, de preferência 6 a 30 átomos de carbono, com mais preferência 6 a 24 átomos de carbono, de modo adequado 6 a 18 átomos de carbono, de preferência 8 a 16 átomos de carbono, por exemplo, 10 a 14 átomos de carbono.
[0082] Em algumas modalidades, o componente (iv) compreende ácido dodecil benzeno sulfônico ou um sal do mesmo.
[0083] Os sais adequados de ácidos aril sulfônicos incluem metal alcalino, metal alcalino terroso, amônio e sais de amônio substituídos.
[0084] Um sal preferencial é um sal de monoetanolamina.
[0085] De preferência, o componente (iv) compreende ácido dodecil benzeno sulfônico ou o sal de monoetanolamina do mesmo.
[0086] O componente (v) é uma amina alcoxilada. De preferência, o componente (v) é uma poliamina alcoxilada. De modo adequado, o componente (v) é uma poliamina de alquileno alcoxilada, de preferência uma poliamina de etileno alcoxilada.
[0087] De preferência, o componente (v) é uma amina alcoxilada selecionada a partir de etilenodiamina, dietilenotriamina, trietilenotetramina, tetraetilenopentamina, pentaetileno-hexamina, hexaetileno-heptamina, heptaetileneoctamina, propano-1,2-diamina, 2(2-amino-etilamino)etanol, e N1,N1-bis (2-aminoetil) etilenodiamina (N(CH2CH2NH2)3). Com mais preferência, o componente (v) é uma tetraetilenopentamina alcoxilada.
[0088] De preferência, o componente (v) é uma amina alcoxilada, de preferência o componente (v) é uma poliamina polialcoxilada.
[0089] De preferência, cada grupo oxialquileno tem 1 a 10 átomos de carbono, de preferência 2 a 8 átomos de carbono, com mais preferência 2 a 6 átomos de carbono, de modo adequado 2 a 4 átomos de carbono e com mais preferência 2 ou 3 átomos de carbono.
[0090] De preferência, a unidade de alquileno de cada grupo oxialquileno é etileno ou propileno. Os grupos propileno podem ser CH2CH2CH2 ou (CH3)CHCH2. De preferência, os grupos propileno são (CH3)CHCH2.
[0091] Cada grupo alquileno pode ser igual ou diferente. Quando cada grupo alquileno é diferente, o componente (v) pode compreender um copolímero em bloco ou um copolímero aleatório. Os copolímeros em bloco são preferenciais.
[0092] De preferência, o componente (v) é preparado a partir de óxido de etileno e/ou óxido de propileno.
[0093] De preferência, o componente (v) é um polioxialquileno amina que compreende de 1 a 100 unidades de oxialquileno por unidade de poliamina, de preferência de 1 a 50 unidades de oxialquileno por unidade de poliamina, com mais preferência de 1 a 30 unidades de oxialquileno por unidade de poliamina.
[0094] O componente (vi) é um éster de poliol. De preferência, o componente (vi) é um éster de álcool de açúcar e um ácido graxo. Com mais preferência, o componente (vi) é um éster alcoxilado de um álcool de açúcar e um ácido graxo, de modo adequado um éster polialcoxilado de um álcool de açúcar e um ácido graxo.
[0095] De modo adequado, o componente (vi) é preparado reagindo-se um ácido graxo com um álcool de açúcar e, então, opcionalmente reagindo o éster resultante com uma ou mais unidades de óxido de alquileno.
[0096] O ácido graxo é reagido de modo adequado com o álcool de açúcar em uma razão molar de aproximadamente 1:1.
[0097] O ácido graxo adequado tem a fórmula R1COOH, em que R1 é um grupo hidrocarbila, de preferência um grupo alquila, de preferência tendo pelo menos 4, de modo adequado pelo menos 6 átomos de carbono.
[0098] De modo adequado, o ácido graxo pode ser selecionado de ácido docosa-hexaenoico, ácido erúcico, ácido eicosapentaenoico, ácido araquidônico, ácido linolênico, ácido linoeaidico, ácido linoleico, ácido vacênico, ácido elaidico, ácido oleico, ácido sapiênico, ácido palmitoleico, ácido miristoleico, ácido caprílico, ácido cáprico, ácido láurico, ácido mirístico, ácido palmítico, ácido esteárico, ácido araquídico, ácido behênico, ácido behênico lignocérico e ácido cerótico.
[0099] Os ácidos graxos preferenciais são ácidos graxos saturados, especialmente ácido graxo C10 a C24.
[00100] O éster do ácido graxo e o álcool de açúcar podem ser adicionalmente reagidos com um ou mais grupos oxialquileno.
[00101] De preferência, cada grupo oxialquileno tem 1 a 10 átomos de carbono, de preferência 2 a 8 átomos de carbono, com mais preferência 2 a 6 átomos de carbono, de modo adequado 2 a 4 átomos de carbono e com mais preferência 2 ou 3 átomos de carbono.
[00102] De preferência, a unidade de alquileno de cada grupo oxialquileno é etileno ou propileno. Os grupos propileno podem ser CH2CH2CH2 ou (CH3)CHCH2. De preferência, os grupos propileno são (CH3)CHCH2.
[00103] Cada grupo alquileno pode ser igual ou diferente. Quando cada grupo alquileno é diferente, o componente (vi) pode compreender um copolímero em bloco ou um copolímero aleatório. Os copolímeros em bloco são preferenciais.
[00104] De preferência, o componente (vi) é preparado de óxido de etileno e/ou óxido de propileno.
[00105] De preferência, o componente (vi) é um éster de poliol que compreende de 1 a 100 unidades de oxialquileno por unidade de éster, de preferência de 1 a 50 unidades de oxialquileno por unidade de éster, com mais preferência de 6 a 30 unidades de oxialquileno por unidade de éster.
[00106] O componente (vii) compreende um copolímero de um ou mais alcenos e dióxido de enxofre, referido como uma polisulfona.
[00107] As polisulfonas do componente (vii) podem ser preparadas por métodos conhecidos na técnica (ver, por exemplo, Encyclopaedia of Polymer Science and Technology Vol. 9, Interscience Publishers, página 460 et seq.) ou por processos como aqueles descritos nos documentos US 3917466, US 4416668 e US 2010/072427.
[00108] O componente (vii) de modo adequado tem a estrutura -R–SO2– R–SO2–R–SO2–R– onde R representa uma porção química derivada de alceno.
[00109] Os alcenos preferenciais são um ou mais 1-alcenos lineares ou ramificados que têm de 2 a 36 átomos de carbono. Tipicamente, os copolímeros (polisulfonas) são copolímeros de 1:1 alternantes em que uma unidade de sulfona geralmente segue uma unidade de alceno; isso também pode ocorrer para sequências de duas ou mais unidades de alceno em pequenas quantidades. Alguns dos monômeros de alceno podem ser substituídos por ácidos carboxílicos etilenicamente insaturados (por exemplo, ácido acrílico, ácido metacrílico ou ácido vinilacético) ou ácidos dicarboxílicos etilenicamente insaturados (por exemplo, ácido maleico ou ácido fumárico) ou derivados dos mesmos (por exemplo, anidrido maleico), de modo que o copolímero seja formado especialmente de 50% em mol de dióxido de enxofre ou unidades de sulfona, de 40 a 50% em mol de unidades de alceno e de 0 a 10% em mol de unidades dos ditos ácidos carboxílicos etilenicamente insaturados, ácidos dicarboxílicos etilenicamente insaturados ou derivados dos mesmos.
[00110] Os 1-alcenos ramificados e especialmente lineares úteis que têm de 2 a 36 átomos de carbono incluem, por exemplo, eteno, propeno, 1-buteno, 2-buteno, isobuteno, 1-penteno, 1-hexeno, 1-hepteno, 1-octeno, 1-noneno, 1- deceno, 1-undeceno, 1-dodeceno, 1-trideceno, 1-tetradeceno, 1-pentadeceno, 1-hexadeceno, 1-heptadeceno, 1-octadeceno, 1-nonadeceno, 1-eicoseno, 1-
henoicoseno, 1-docoseno, 1-tricoseno, 1-tetracoseno ou misturas dos mesmos. A preferência particular é dada a 1-alcenos lineares que têm de 6 a 16 átomos de carbono, especialmente tendo de 8 a 14 átomos de carbono, ou 1-alcenos lineares que têm de 12 a 22 átomos de carbono, especialmente de 14 a 20 átomos de carbono, e também misturas dos mesmos, por exemplo, uma mistura de 1-dodeceno e 1-tetradeceno. Também pode ser vantajoso usar misturas de 1-alkenos de baixo peso molecular e alto peso molecular, isto é, misturas de 1- alceno com uma distribuição bimodal, por exemplo, misturas de 1-alcenos que têm de 6 a 13 átomos de carbono e 1-alcenos que têm de 14 a 20 átomos de carbono, ou misturas de 1-alcenos que têm de 6 a 10 átomos de carbono e 1- alcenos que têm de 11 a 15 átomos de carbono, ou misturas de 1-alcenos que têm de 2 a 24 átomos de carbono e um único 1-alceno que têm de 4 a 10 átomos de carbono. Um alceno particularmente preferencial é 1-deceno.
[00111] Em uma modalidade preferencial, o peso molecular ponderal médio do componente de polisulfona (vii) é de 1.000 a 1.500.000, de preferência de 10.000 a 990.000, e com mais preferência de 100.000 a 500.000.
[00112] Em outra modalidade preferencial, o número de peso molecular médio da polisulfona é de 2.000 a 1.000.000, de preferência de 4.000 a 100.000, com mais preferência de 6.000 a 25.000.
[00113] O peso molecular do componente de polisulfona (vii) pode ser determinado por qualquer método adequado, por exemplo, por espalhamento de luz ou por determinação da viscosidade inerente como descrito no documento US 3917466 ou por cromatografia de permeação em gel.
[00114] Em determinadas modalidades preferenciais, o componente (vii) é uma composição que compreende tanto um componente de poliamina quanto um componente de polisulfona.
[00115] O componente de poliamina é de preferência o produto de reação de epicloridrina com uma monoamina primária alifática ou hidrocarbilalquileno diamina N-alifático.
[00116] As diaminas preferenciais são alquil ou alquenil diaminas da fórmula geral: RHN NH2 em que R é de preferência selecionado de um grupo de cadeia reta de alquila ou alquenila de principalmente C8 a C18 (coco propileno diamina); um grupo alquila de cadeia reta de principalmente C16 a C22 (C16 – 22 alquilpropileno diamina); um grupo alquila de cadeia reta de principalmente C16 a C18 (sebo propileno diamina). Com mais preferência, R representa uma alquila ou alquenila de cadeia reta de principalmente C18 e a amina é oleíla (óleo vegetal) propileno diamina.
[00117] Em algumas modalidades, uma composição de polisulfona- poliamina para uso como componente (vii) pode compreender componentes adicionais, por exemplo, um ácido sulfônico solúvel, um modificador de viscosidade ou um solvente. Um solvente preferencial é um solvente aromático, por exemplo, benzeno opcionalmente substituído por grupos alquila de 1 a 3 C(1- 4).
[00118] Um componente preferencial (vii) compreende ainda um ácido forte, de preferência um ácido sulfônico solúvel em óleo. Os ácidos sulfônicos preferenciais incluem ácido dodecil benzeno sulfônico e ácido dinonilnaftaleno sulfônico.
[00119] Em algumas modalidades preferenciais, o componente (vii) compreende ainda um composto de amônio quaternário, como descrito no documento US3811848.
[00120] Uma composição preferencial para uso como componente (vii) compreende um copolímero de olefina-dióxido de enxofre, de preferência em combinação com: uma poliamina polimérica; ou um ácido sulfônico solúvel em óleo; ou com uma poliamina polimérica e um ácido sulfônico solúvel em óleo.
[00121] O componente (viii) compreende um aprimorador de condutividade.
[00122] Por “aprimoradores de condutividade” entende-se incluir aditivos anteriormente conhecidos por sua utilidade como aprimoradores de condutividade. Os aditivos preferenciais nessa classe incluem: poliolefinas fluoradas com aminas alifáticas (patente nº US 3.652.238); polisulfona e sal de amônio quaternário (patente nº US 3.811.848); polisulfona e sal de amônio quaternário de amina/ácido sulfônico de aduto de epicloridrina (patente nº US
3.917.466); copolímero de um monômero de alquilvinila e um monômero de vinila catiônico (patente nº US 5.672.183); copolímeros de éter metilvinílico-anidrido maleico e aminas (patente nº US 3.578.421); alfa olefina acrilonitrila (patentes nos US 4.333.741 e 4.388.452); copolímeros de alfa olefina acrilonitrila e poliaminas poliméricas (patente nº US 4.259.087); copolímero de um monômero de alquilvinila e um monômero de vinila catiônico e polisulfona (patente nº US
6.391.070); um composto de amônio quaternário etoxilado (patente nº US
5.863.466); monoamina de hidrocarbila ou polialquilenoamina substituída por hidrocarbila (patente nº US 6.793.695); copolímero de éster acrilonitrila do tipo acrílico e poliamina polimérica (patentes nos US 4.537.601 e 4.491.651); e diamina succinamida reagida com um aduto de uma cetona e SO2 (química de β-sultona) (patente nº US 4252542). Todos os ensinamentos dessas patentes são incorporados no presente documento por referência.
[00123] No método da presente invenção, o componente (i) e opcionalmente um ou mais dos componentes (ii) a (viii) podem ser adicionados ao óleo bruto em qualquer ponto. Por exemplo, o um ou mais componentes podem ser adicionados no fundo do poço, em tubulações ou em armazenamentos.
[00124] De preferência, o componente (i) e opcionalmente um ou mais dos componentes (ii) a (viii) são adicionados próximos à cabeça de poço, visto que isso permite a redução em viscosidade à medida que o óleo é transportado para longe do poço.
[00125] De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, é fornecida uma composição de óleo bruto que compreende:
(i) um éster sulfosuccinato; e opcionalmente um ou mais componentes adicionais selecionados de (ii) resinas fenólicas oxialquiladas; (iii) éteres de polioxialquileno; (iv) compostos de ácido aril sulfônico; (v) aminas alcoxiladas; (vi) ésteres de poliol; (vii) polisulfonas; e (viii) aprimoradores de condutividade em que a composição tem um teor de água menor que 10% em volume.
[00126] De preferência, a composição do segundo aspecto é preparada pelo método do primeiro aspecto. Os recursos preferenciais do segundo aspecto são conforme definidos em relação ao primeiro aspecto. Os recursos preferenciais adicionais do primeiro e segundo aspectos serão agora definidos.
[00127] A composição do segundo aspecto (de modo adequado, uma composição fornecida pelo primeiro aspecto) de preferência compreende pelo menos 1 ppm do componente (i), de preferência pelo menos 5 ppm, com mais preferência pelo menos 10 ppm.
[00128] De preferência, a composição do segundo aspecto compreende pelo menos 20 ppm do componente (i), de preferência pelo menos 30 ppm, de modo adequado pelo menos 50 ppm, por exemplo, pelo menos 90 ppm ou pelo menos 100 ppm.
[00129] A composição do segundo aspecto pode compreender até 1.000 ppm do componente (i), de modo adequado até 750 ppm, de preferência até 500 ppm, com mais preferência até 400 ppm, de modo adequado até 300 ppm, por exemplo, 250 ppm ou até 200 ppm.
[00130] O componente (i) pode compreender uma mistura de componentes. Nessas modalidades, as quantidades acima se referem à quantidade total de tais componentes presentes na composição.
[00131] De preferência, a composição compreende pelo menos 1 ppm, de preferência pelo menos 5 ppm, de modo adequado pelo menos 10 ppm, de preferência pelo menos 30ppm, de modo adequado pelo menos 50 ppm; por exemplo, pelo menos 70 ppm de um mais componentes adicionais selecionados a partir de: (ii) resinas fenólicas oxialquiladas; (iii) éteres de polioxialquileno; (iv) compostos de ácido aril sulfônico; (v) aminas alcoxiladas; (vi) ésteres de poliol; (vii) polisulfonas; e (viii) aprimoradores de condutividade.
[00132] O um ou mais componentes adicionais estão de modo adequado presentes em uma quantidade de até 1.000 ppm, de modo adequado até 50 ppm, de preferência até 300 ppm, por exemplo até 200 ppm.
[00133] As quantidades acima se referem à quantidade total de todos os componentes (ii), (iii), (iv), (v), (vi), (vii) e (viii) presentes na composição.
[00134] Neste relatório descritivo, a menos que indicado de outro modo, ppm se refere a partes por milhão em volume.
[00135] Os componentes (ii), (iii), (iv), (v), (vi), (vii) e (viii) podem compreender, cada um, uma mistura de compostos. Nessas modalidades, as quantidades acima se referem à quantidade total de componentes presentes na composição.
[00136] Será apreciado que cada um dos componentes (i) a (viii) pode ser fornecido dissolvido em um diluente ou carreador. A fim de evitar dúvidas, as quantidades acima se referem à quantidade de aditivos ativos presentes na composição.
[00137] De preferência, a composição da presente invenção compreende o componente (ii).
[00138] De preferência, a composição compreende o componente (iii).
[00139] De preferência, a composição compreende o componente (ii) e componente (iii).
[00140] A composição do segundo aspecto (de modo adequado, uma composição fornecida pelo primeiro aspecto) da presente invenção de preferência compreende pelo menos 1 ppm do componente (ii), de preferência pelo menos 5 ppm, com mais preferência pelo menos 10 ppm.
[00141] De modo adequado, a composição do segundo aspecto compreende pelo menos 20 ppm do componente (ii), de modo adequado pelo menos 30 ppm, por exemplo, pelo menos 40 ppm ou pelo menos 50 ppm.
[00142] A composição do segundo aspecto pode compreender até 500 ppm do componente (ii), de modo adequado até 400 ppm, de preferência até 300 ppm, por exemplo até 200 ppm, até 150 ppm ou até 100 ppm.
[00143] De modo adequado, a composição do segundo aspecto compreende pelo menos 20 ppm do componente (iii), de modo adequado pelo menos 30 ppm, por exemplo, pelo menos 40 ppm ou pelo menos 50 ppm.
[00144] A composição do segundo aspecto pode compreender até 500 ppm do componente (iii), de modo adequado até 400 ppm, de preferência até 300 ppm, por exemplo até 200 ppm, até 150 ppm ou até 100 ppm.
[00145] De modo adequado, a composição do segundo aspecto da presente invenção compreende: (ii) de 10 a 200 ppm de (i) um éster sulfosuccinato; (iii) de 5 a 100 ppm de (ii) resina fenólica oxialquilada; e (iv) de 5 a 100 ppm de (iii) éter de polioxialquileno; em que a composição compreende menos que 5% em volume de água.
[00146] De preferência, a razão de peso do componente (i) a (ii) é pelo menos 0,5:1, de preferência pelo menos 1:1, com mais preferência pelo menos 1,5:1.
[00147] De preferência, a razão de peso do componente (i) a (ii) pode ser até 10:1, de preferência até 8:1, com mais preferência até 5:1, de modo adequado até 3:1.
[00148] De preferência, a razão de peso dos componentes (i) a (iii) é pelo menos 0,5:1, de preferência pelo menos 1:1, com mais preferência pelo menos 1,5:1.
[00149] De preferência, a razão de peso dos componentes (i) a (iii) pode ser até 10:1, de preferência até 8:1, com mais preferência até 5:1, de modo adequado até 3:1.
[00150] A razão de peso dos componentes (ii) a (iii) é de preferência de 1:10:10:1, de preferência 1:5:5:1, com mais preferência de 1:2:2:1, de modo adequado de 1,5:1:1:1,5.
[00151] A composição de óleo bruto do segundo aspecto da presente invenção pode ainda compreender um ou mais componentes adicionais presentes além do componente (i) e componentes (ii), (iii), (iv), (v), (vi), (vii) ou (viii quando presente). Esses componentes adicionais podem ser aditivos conhecidos na indústria petrolífera para fornecer um benefício particular, por exemplo, biocidas, inibidores de escala, inibidores de corrosão, sequestrantes de oxigênio, sequestrantes de sulfeto de hidrogênio, etc. Os componentes adicionais podem ser adicionados separadamente ao óleo bruto. Os componentes adicionais podem ser adicionados como uma parte do método do primeiro aspecto. Os componentes adicionais podem ser adicionados como parte de uma composição de aditivo juntamente com componente (i) e opcionalmente um ou mais dos componentes (ii) a (vii).
[00152] De acordo com um terceiro aspecto da presente invenção, é fornecida uma composição de aditivo que compreende (i) um éster sulfosuccinato; e um ou mais de: (ii) resinas fenólicas oxialquiladas; (iii) éteres de polioxialquileno; (iv) compostos de ácido aril sulfônico;
(v) aminas alcoxiladas; (vi) ésteres de poliol; (vii) polisulfonas; e (viii) aprimoradores de condutividade.
[00153] De preferência, a composição de aditivo compreende o componente (ii) e componente (iii).
[00154] De preferência, a composição de aditivo compreende ainda um diluente ou carreador. Os diluentes e carreadores adequados são como definidos em relação ao primeiro aspecto.
[00155] De preferência, a composição de aditivo compreende: - de 1 a 50% em peso, de preferência 10 a 40% em peso, com mais preferência 15 a 25% em peso, de modo adequado de 18 a 22% em peso do componente (i); - de 1 a 30% em peso, de preferência 2 a 20% em peso, com mais preferência 5 a 15% em peso, de modo adequado 8 a 12% em peso do componente (ii); - de 1 a 30% em peso, de preferência 2 a 20% em peso, com mais preferência 5 a 15, de modo adequado 8 a 12% em peso do componente (iii); e - de 10 a 90% em peso, de preferência 20 a 80% em peso, com mais preferência 40 a 60% em peso de um diluente ou carreador.
[00156] Os recursos adicionalmente preferenciais da composição de aditivo do terceiro aspecto são conforme definido em relação ao primeiro e segundo aspectos.
[00157] De modo adequado, no método do primeiro aspecto, a composição de aditivo é adicionada ao óleo bruto em uma quantidade suficiente para fornecer uma composição conforme definido em relação ao segundo aspecto.
[00158] De acordo com um quarto aspecto da presente invenção, é fornecido o uso de (i) um composto tensoativo que inclui pelo menos dois grupos hidrofóbicos para reduzir a viscosidade de uma composição de óleo bruto.
[00159] Os recursos preferenciais do quarto aspecto da presente invenção são definidos em relação ao primeiro, segundo e terceiro aspectos.
[00160] De preferência, o quarto aspecto fornece o uso de (i) um éster sulfosuccinato em combinação com (ii) uma resina fenólica oxialquilada e/ou (iii) um éter de polioxialquileno para reduzir a viscosidade de uma composição de óleo bruto.
[00161] Em modalidades preferenciais, o quarto aspecto da presente invenção fornece o uso de (i) um éster sulfosuccinato para reduzir a viscosidade de uma composição de óleo bruto que tem um grau API menor que 20 e um BS&W menor que 2% em volume.
[00162] De modo adequado, o quarto aspecto fornece o uso de (i) um éster sulfosuccinato; (ii) uma resina fenólica oxialquilada; e (iii) um éter de polioxialquileno para reduzir a viscosidade de uma composição de óleo bruto que tem um grau API menor que 20 e um BS&W menor que 2% em volume.
[00163] O método e uso da presente invenção reduzem a viscosidade de um óleo bruto pela adição de (i) um composto tensoativo que inclui pelo menos dois grupos hidrofílicos e opcionalmente um ou mais componentes adicionais.
[00164] De modo adequado, o método e uso da presente invenção reduzem a viscosidade de uma composição de óleo bruto em pelo menos 5%, de preferência pelo menos 10%, de modo adequado pelo menos 15%, por exemplo, pelo menos 20% em comparação com a viscosidade da composição de óleo bruto não aditivada.
[00165] De modo adequado, a composição do segundo aspecto tem uma viscosidade que é pelo menos 5%, de preferência pelo menos 10%, com mais preferência pelo menos 15%, por exemplo, pelo menos 20% menor que aquela da composição não aditivada.
[00166] A redução na viscosidade é adequadamente alcançada em comparação com medições na mesma temperatura.
[00167] A viscosidade pode ser medida por qualquer método adequado. Esses métodos serão conhecidos dos indivíduos versados na técnica. Um método adequado é através do uso de viscosímetro Brookfield.
[00168] De forma vantajosa, a presente invenção constatou reduzir a viscosidade a 60 oC. Os combustíveis podem ser aquecidos a essa temperatura para auxiliar o fluxo através das tubulações.
[00169] De modo adequado, o método e uso da presente invenção reduzem a viscosidade a 60 oC da composição de óleo bruto.
[00170] De modo adequado, o método e uso da presente invenção reduzem a viscosidade a 60 oC da composição de óleo bruto em pelo menos 5%, de preferência pelo menos 8%, com mais preferência pelo menos 10%, de modo adequado pelo menos 12%, de preferência em 15%.
[00171] Em algumas modalidades, o método e uso da presente invenção podem reduzir a viscosidade do óleo bruto a 60 oC em pelo menos 20%, por exemplo, pelo menos 25% ou pelo menos 30%.
[00172] Em algumas modalidades, o método e uso da presente invenção reduzem a viscosidade de óleo bruto a 60 oC em 50% ou mais.
[00173] De preferência, o método e uso da presente invenção reduzem a viscosidade a 60 oC de uma composição de óleo bruto que tem um grau API menor que 20 e um BS&W menor que 2% em volume em pelo menos 10%, de preferência pelo menos 15%, de modo adequado menos 20%, por exemplo, pelo menos 25%.
[00174] Para alcançar um aprimoramento na viscosidade a 60 oC, o método da invenção pode envolver adicionar o componente (i) e componentes adicionais opcionais ao combustível a 60 oC.
[00175] Alternativamente, a adição dos componentes pode ser realizada a uma temperatura diferente, mas quando a viscosidade é medida a 60 oC antes e após a adição, uma redução é observada após a adição dos componentes.
[00176] A invenção será agora adicionalmente descrita com referência aos exemplos não limitantes a seguir. Exemplo 1
[00177] As amostras de óleo bruto mexicano que têm um grau API de 15 (SG 0,9659) e um BS&W de 0,9% em volume foram testadas de acordo com o procedimento estabelecido abaixo. Procedimento:
1. Aquecer um banho de água a 60 oC.
2. Agitar a amostra de óleo para homogeneizar.
3. Verter 500 ml de amostra de óleo em béqueres graduados de vidro.
4. Colocar béqueres de vidro com a amostra no banho de água e monitorar a temperatura até a amostra alcançar 40 °C ou 60 ˚C.
5. Enquanto dentro do banho de água, dosar os béqueres de vidro com composições de aditivo de teste.
6. Usar uma espátula de metal, mistura por agitação o produto químico na amostra de óleo.
7. Usar um Viscosímetro LU Brookfield para obter leituras para % de Viscosidade (cP), RPM & Torque
[00178] Os seguintes aditivos foram testados da invenção: A - sulfosuccinato de 2-etil-hexila B - Resina fenólica oxialquilada preparada a partir de nonilfenol C - Polioxialquileno glicol D - Oxialquilato de amina E - Sal de monoetanolamina de ácido dodecil benzeno sulfônico F - Éster de poliol G - um aprimorador de condutividade que compreende uma polisulfona e uma poliamina, a preparação do mesmo é descrita na patente nº US 3.917.466. Acredita-se que o aditivo D contenha aproximadamente 20% em p/p de compostos ativos de aprimoramento de condutividade
[00179] Os resultados são mostrados na tabela 1 e tabela 2: Tabela 1 Composição de Aditivo ppm em peso ativo Viscosidad % de e a 60 °C diminuição A B C D E F cP em viscosidad e 558 125 406 27% 100 100 305 45% 112,5 50 314 44% 100 50 50 288 48% 112,5 50 382 32% 100 100 390 30% 112,5 50 374 33% 100 50 50 342 39% Tabela 2 Composição de Aditivo % de ppm em peso ativo Viscosidade a diminuição 40 °C em A G cP viscosidade
1.914 43,75 1.820 5% 43,75 1 1.552 19% 62,5 1.544 19% 62,5 1 1.466 23% Exemplo 2
[00180] O procedimento do exemplo 1 foi repetido usando um óleo bruto mexicano diferente que tem uma viscosidade sem aditivos de 1.100 cP a 60°C, um grau API de 10 (SG 1,0), um teor de água de 3% e um teor de sólidos de <1% em volume. Os resultados são mostrados na tabela 3 abaixo.
Tabela 3 Composição de Aditivo ppm em peso ativo Viscosidade % de a 60 °C cP diminuição A B C D E F em viscosidade
1.100 45 30 30 930 16% 75 50 50 785 29%
Claims (15)
1. Método de redução da viscosidade de um óleo bruto, em que o método é caracterizado pelo fato de que compreende adicionar ao óleo bruto (i) um composto tensoativo que inclui pelo menos dois grupos hidrofóbicos em que a mistura resultante tem um teor de água menor que 10% em volume.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o óleo bruto é um óleo bruto pesado.
3. Método, de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado pelo fato de que o óleo bruto tem um grau API menor que 20 e o BS&W menor que 2%.
4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o componente (i) é selecionado a partir de di e/ou triésteres sulfonados e/ou carboxilados de ácidos policarboxílicos; e sais de dialquil e/ou trialquil amônio.
5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o composto tensoativo é um éster sulfosuccinato de fórmula (I): (I) em que cada R é um grupo hidrocarbila opcionalmente substituído e M+ é um íon de hidrogênio, um íon de amônio ou um íon de metal, de preferência um íon de amônio ou um íon de metal.
6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que M+ é sódio e cada R é 2-etil-hexila.
7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que inclui adicionar um ou mais componentes adicionais selecionados a partir de: (ii) resinas fenólicas oxialquiladas; (iii) éteres de polioxialquileno; (iv) compostos de ácido aril sulfônico; (v) aminas alcoxiladas; (vi) ésteres de poliol; (vii) polisulfonas; e (viii) aprimoradores de condutividade.
8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o componente (ii) e componente (iii) são adicionados.
9. Composição de óleo bruto caracterizado pelo fato de que compreende: (i) um éster sulfosuccinato; (ii) resinas fenólicas oxialquiladas; (iii) éteres de polioxialquileno; (iv) compostos de ácido aril sulfônico; (v) aminas alcoxiladas; (vi) ésteres de poliol; (vii) polisulfonas; e (viii) aprimoradores de condutividade em que a composição tem um teor de água menor que 10% em volume.
10. Composição, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que é obtida pelo método conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 8.
11. Composição, de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizada pelo fato de que compreende: de 10 a 200 ppm de (i) um éster sulfosuccinato; de 5 a 100 ppm de (ii) uma resina fenólica oxialquilada; e de 5 a 100 ppm de (iii) um éter de polioxialquileno; em que a composição compreende menos de 2% em volume de água.
12. Composição de aditivo caracterizada pelo fato de que compreende (i) um composto tensoativo que inclui pelo menos dois grupos hidrofóbicos; e opcionalmente um ou mais componentes adicionais selecionados a partir de: (ii) resinas fenólicas oxialquiladas; (iii) éteres de polioxialquileno; (iv) compostos de ácido aril sulfônico; (v) aminas alcoxiladas; (vi) ésteres de poliol; (vii) polisulfonas; e (viii) aprimoradores de condutividade.
13. Uso de um composto tensoativo caracterizado pelo fato de que inclui pelo menos dois grupos hidrofóbicos para reduzir a viscosidade de uma composição de óleo bruto.
14. Método, composição ou uso, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11 ou 13, caracterizado pelo fato de que a viscosidade do combustível aditivado é menor que 90% da viscosidade do combustível não aditivado.
15. Método, composição ou uso, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que um ou mais componentes ainda adicionais selecionados a partir de: biocidas, inibidores de escala, inibidores de corrosão, sequestrantes de oxigênio, sequestrantes de sulfeto de hidrogênio são adicionados à composição de óleo bruto e/ou de aditivo.
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