BRPI0506545B1 - Composição sinérgica, seus usos e métodos de tratamento de um sistema de água - Google Patents

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Abstract

"composições sinérgicas, uso de uma composição e processos de tratamento de uma rede de alimentação de água". composição sínérgica que compreende um sal thp e um biopenetrante, na qual o biopenetrante compreende um polímero de um ácido carboxílico insaturado ou um copolímero de um ácido carboxílico insaturado com um ácido sulfônico, sendo que o referido polímero ou copolímero é terminado por um grupo de ácido carboxílico insaturado mono- ou difosfonado ou possui tais monômeros incorporados no esqueleto polimérico. esta omposição atua sinergicamente para melhorar a eficácia biocida do sal thp tanto contra as bactérias planctônicas (que nadam livremente) quanto contra as bactérias sésseis (presas), e atua também sinergicamente para melhorar a eficácia do sal thp na dissolução de um depósito de sulfeto de ferro.

Description

“COMPOSIÇÃO SINÉRGICA, SEUS USOS E MÉTODOS DE TRATAMENTO DE UM SISTEMA DE ÁGUA” Campo da Invenção A presente invenção tem por objeto composições sinérgicas biocidas ou de dissolução de sulfetos de metal.
Antecedentes da Invenção A presente invenção representa uma invenção de seleção relativa ao documento publicado WO 99/33345, de titularidade da Depositante. O referido documento WO 99/33345 descreve composições sinérgicas biocidas que compreendem “THP”, um biopenetrante não-tensoativo compatível com a “THP” e, eventualmente, um agente tensoativo. O termo “THF” é definido no documento WO 99/33345 como designando um sal de tetraquis-(hidroxialquil)-fosfônio ou uma tris-(hidroxialquil)-fosfina. Para evitar qualquer confusão, ditos compostos serão denominados a seguir, respectivamente, como “sais THP” ou “THP”.
Exemplos de biopenetrantes não-tensoativos descritos no referido documento WO 99/33345 compreendem derivados fosfonados de ácidos carboxílicos, por exemplo, os telômeros fosfonados descritos nos pedidos de patente EP-A 491 391 e EP-A 0 861 846.
Outros biopenetrantes não-tensoativos descritos no referido documento WO 99/33345 compreendem um copolímero de Ν,Ν,Ν’,Ν’-tetrametil-1,2-diamino-etano com um bis-(2-cloroetil)-éter. Dito copolímero é oferecido no mercado sob a marca WSCP e será denominado desta forma no presente.
Quando agentes tensoativos são utilizados, exemplos descritos no referido documento WO 99/33345 compreendem agentes tensoativos sulfonados (aniônicos) e agentes tensoativos catiônicos, tais como os que se baseiam em compostos de amônio quaternário, bem como agentes tensoativos não-iônicos, anfóteros e semipolares.
De modo inesperado, descobriu-se que quando o biopenetrante é um polímero ou um copolímero com extremidade de ácido fosfônico, dito biopenetrante age de modo sinérgico com um sal THP para melhorar consideravelmente a eficácia biocida do sal THP tanto contra as bactérias planctônicas (que nadam livremente), quanto contra as bactérias sésseis (presas).
De modo inesperado, descobriu-se que quando o biopenetrante é um polímero ou um copolímero com extremidade de ácido fosfônico, ele age de modo sinérgico com um sal THP para melhorar a eficácia do sal THP na dissolução de um sulfeto de metal, especialmente do parâmetro de sulfeto de ferro.
Descrição da Invenção Conseqüentemente, a presente invenção propõe uma composição sinérgica que compreende: (i) um sal THP (tal como definido acima) e (ii) um biopenetrante na qual o biopenetrante compreende um polímero de um ácido carboxílico insaturado ou um copolímero de um ácido carboxílico insaturado com um ácido sulfônico, sendo que o referido polímero ou copolímero é terminado por um ácido carboxílico insaturado mono- ou difosfonado ou que possui esses monômeros incorporados ao esqueleto polimérico. A composição sinérgica pode ser uma composição sinérgica biocida e/ou uma composição sinérgica de dissolução de sulfeto de metal (por exemplo, sulfeto de ferro).
De preferência, o sal THP é sulfato de tetraquis-(hidroximetil)-fosfônio (THPS). Outros sais THP compreendem o fosfito, o brometo, o fluoreto, o cloreto, o fosfato, o carbonato, o acetato, o formato, o citrato, o borato e o silicato. O biopenetrante pode compreender um polímero de um ácido carboxílico insaturado ou um copolímero de um ácido carboxílico insaturado com um ácido sulfônico, sendo que o referido polímero ou copolímero é terminado por um ácido vinilfosfônico (VPA) ou por um ácido 1-vinilideno-1-difosfônico (VDPA) ou que possui tais monômeros incorporados ao esqueleto polimérico; conseqüentemente, o biopenetrante pode ser um copolímero aleatório que incorpora monômeros de VPA e/ou de VDPA. O polímero ou o copolímero do biopenetrante pode, de modo apropriado, ser um poliacrilato ou um copolímero de acrilato/sulfonato.
De acordo com os modos de realização preferidos da presente invenção, o biopenetrante pode ser um poliacrilato terminado por um ácido vinilfosfônico (denominado a seguir “polímero com extremidades recobertas de VPA”) ou por um ácido 1-vinilideno-1-difosfônico (denominado a seguir “polímero com extremidades recobertas de VDPA”) ou pode ser um poliacrilato que incorpora monômeros de VPA e/ou de VDPA.
Em outros modos de realização preferidos, o biopenetrante pode ser um copolímero de acrilato/sulfonato terminado por um ácido 1 -vinilideno-1 -difosfônico (denominado a seguir “copolímero com extremidades recobertas de VDPA”) ou por um ácido vinilfosfônico (denominado a seguir “copolímero com extremidades recobertas de VPA”), ou pode ser um copolímero de acrilato/sulfonato que incorpora monômeros de VPA e/ou de VDPA.
Na composição da presente invenção, a razão preferida de um polímero ou de um copolímero com extremidades recobertas de VPA ou de VDPA para o sal THP situa-se, quando é expressa como uma porcentagem em peso, na faixa que varia de 0,5 a 50%, tal como de 0,5 a 30%; de preferência, de 1 a 25%, tal como de 1 a 20%, por exemplo, de 1 a 10% ou de 2 a 8%; mais preferencialmente, de 1 a 5%, por exemplo, de 3 a 5% (com base nos sólidos ativos e em 1 a 74%, por exemplo, uma formulação de sal THP ativo de 50%).
Em um modo de realização, o biopenetrante é um polímero com extremidades recobertas de VPA ou um copolímero com extremidades recobertas de VDPA. A razão preferida de um polímero com extremidades recobertas de VPA ou de um copolímero com extremidades recobertas de VDPA para o sal THP situa-se, quando é expressa como uma porcentagem em peso, em uma faixa que varia de 0,5 a 50%, tal como de 0,5 a 30%, de preferência, de 1 a 25%, tal como de 1 a 20%, por exemplo, de 1 a 10% ou de 2 a 8%; mais preferencialmente, de 1 a 5%, por exemplo, de 3 a 5% (com base nos sólidos ativos e em 1 a 74%, por exemplo, uma formulação de sal THP ativo de 50%). A composição pode, em um modo de realização, ser fornecida na forma de uma solução, por exemplo, uma solução aquosa.
Como variante, a composição pode ser fornecida na forma de um sólido, por exemplo, um sólido formado recobrindo os componentes sobre, ou absorvendo os componentes em, um substrato de ácido pulverulento, granular ou poroso, tal como o ácido adípico, ou por incorporação em um substrato ceroso.
Como observado acima, as composições de acordo com a presente invenção podem ser utilizadas como biocidas tanto contra as bactérias planctônicas (que nadam livremente), quanto contra as bactérias sésseis (presas).
Descobriu-se que as composições de acordo com a presente invenção possuem a mesma eficácia na redução do nível geral de bactérias heterotróficas e das bactérias redutoras de sulfatos nas águas. A presente invenção, portanto, propõe também um método para tratamento de um sistema de alimentação de água contaminada, ou suscetível de ser contaminada, com micróbios tais como bactérias, fungos ou algas, método esse que compreende a adição ao referida sistema, separada ou conjuntamente, de uma quantidade ativa biocidamente de um sal THP e de um biopenetrante, no qual o biopenetrante compreende um polímero de um ácido carboxílico insaturado ou um copolímero de um ácido carboxílico insaturado com um ácido sulfônico, e o referido polímero ou copolímero é terminado por um grupo de ácido carboxílico insaturado mono-ou difosfonado ou que é um copolímero aleatório que contém um ácido carboxílico insaturado mono- ou difosfonado, matando assim pelo menos alguns dos referidos micróbios. O sistema de alimentação de água pode, por exemplo, ser contaminado por um limo de bactérias e/ou bactérias planctônicas. A presente invenção pode ser utilizada para tratar sistemas aeróbicos tais como torres de resfriamento, sistemas de tratamento de papel e sistemas de tratamento de águas residuais e também para sistemas anaeróbicos, tais como óleo, poços, por exemplo, durante a recuperação secundária. A presente invenção pode ser apropriada para uso na preservação de lamas e de fluidos funcionais, tais como lamas de perfuração, fluidos de finalização, fluidos de estimulação e fluidos de fraturamento.
Como mencionado acima, as composições de acordo com a presente invenção podem também ser utilizadas para dissolver sulfetos de metal, de preferência sulfeto de ferro; em particular, ditas composições podem ser utilizadas para dissolver um parâmetro de sulfeto de ferro. Todavia, o sulfeto de metal pode ser sulfeto de chumbo ou sulfeto de zinco ou uma combinação de sulfetos de ferro ou de chumbo e de zinco. O sulfeto de ferro pode ser tipicamente uma troilita (FeS) ou uma pirita (FeS2), mas todas as espécies de sulfeto de ferro podem ser dissolvidas por meio da presente invenção. A presente invenção, portanto, propõe também um método de tratamento de um sistema de água que contém ou está em contato com um parâmetro de sulfeto de metal, por exemplo, um parâmetro de sulfeto de ferro, método esse que compreende a adição ao referido sistema, separada ou conjuntamente, de um sal THP e de um biopenetrante, no qual o biopenetrante compreende um polímero de um ácido carboxílico insaturado ou um copolímero de um ácido carboxílico insaturado com um ácido sulfônico, sendo que o referido polímero ou copolímero é terminado por um grupo de ácido carboxílico insaturado mono- ou difosfonado ou é um copolímero aleatório que compreende um ácido carboxílico insaturado mono- ou difosfonado, dissolvendo assim pelo menos uma parte do referido parâmetro. A presente invenção pode ser útil na indústria do petróleo e gases, para o tratamento de sistemas como poços petrolíferos, poços de gás, oleodutos, recipientes de armazenamento e do equipamento de produção, por exemplo, durante a recuperação secundária, e em outros sistemas de água industriais, por exemplo, nos sistemas da indústria do papel. A presente invenção será ilustrada pelos exemplos a seguir.
Nos exemplos, diversas abreviações terão os seguintes significados: Polímero de VPA: um poliacrilato com terminação de ácido vinilfosfônico de peso molecular de cerca de 4.000.
Polímero de VDPA: um copolímero de acrilato/sulfonato com terminação ácido vinilideno difosfônico de peso molecular de 5.000 a 6.000. GHB: Bactérias gerais heterotróficas. SRB: Bactérias redutoras de sulfatos. Água OMS: Norma da Organização Mundial da Saúde para a dureza da água padrão (vide Tabela I abaixo). Água SMOW: Padrão médio da água do mar (vide Tabela II a abaixo). THPS: uma solução aquosa de 50% de sulfato de tetraquis- (hidroximetil)-fosfônio. WSCP: copolímero de N,N,N\N’-tetrametil-1,2-diamino-etano e de bis-(2-cloroetil)-éter.
TabelaI
Norma de Dureza da Água da OMS Tabela II
Padrão Médio da Água do Mar Exemplo 1 Ensaio de suspensão quantitativa (bactérias planctónicas) na água OMS Produto testado Log de redução logarítmica das bactérias gerais heterotróficas (com base em 50 ppm de THPS Duração do contato 1 h de contato 3 h de contato Controle 0 0 THPS não formulado 1 5,8 Polímero THPS/VPA* 7,4 Eliminação total Produto testado Log de redução logarítmica das bactérias gerais heterotróficas (com base em 50 ppm de THPS Duração do contato 1 h de contato 3 h de contato Polímero THPS/VDPA* 7,4 Eliminação total THPS/0,7% de WSCP 3,7 7,4 Exemplo 2 Ensaio de suspensão quantitativo na água potável Produto testado Valores da redução logarítmica para 75 ppm de THPS/3h de contato GHB SRB
Controle 0 0 THPS não formulado 3,8 3 Polímero THPS/VPA* 5,1 3 Exemplo 3 Ensaios de Suspensão dos Filmes Biológicos (séssil): Água Fresca (OMS) Produto testado Bactérias viáveis (GHB) após uma dose de 75 ppm de THPS durante 3h Controle 1x105 THPS não formulado 1 x 105 Polímero THPSA/PA* 1 x 105 Polímero THPSA/DPA* <10 THPS/2% de agente tensoativo sulfonado (a) 1x103 Exemplo 4 Ensaio com Filmes Biológicos: Água do Mar (SMOW) Produto testado Bactérias viáveis após uma dose de 75 ppm de THPS durante 3h GHB SRB
Controle 1 x 104 1 x 106 THPS não formulado 1 x 102 1 x 104 Produto testado Bactérias viáveis após uma dose de 75 ppm de THPS durante 3h Polímero THPS/VPA* <10 <10 Polímero THPS/VDPA* 1 x 102 1 x 102 THPS/5% de composto de amônio quaternário (b) 1 x 102 1 x103 * Em cada caso, a relação THPS para o “polímero” é de 50% de THPS a 5% de “polímero”, sendo que o “polímero” compreende 25% de sólidos como o sal de sódio. (a) Um sal dissódico de um óxido de difenila disulfonatado de mono- e dialquila misturado, oferecido sob o nome de Dowfax® 2A1. (b) Um cloreto de amônio de alquildimetilbenzila, oferecido sob o nome de Empigen® BAC 50.
Exemplo 5 Ensaio de Dissolução de Sulfeto de Ferro Foram preparadas as seguinte soluções: (a) THPS: - THPS (26,6 g) + água deionizada (73,4 g) (b) Polímero de VPA: - solução de polímero de VPA com 20% de ingrediente ativo (20 g) + água deionizada (80 g) (c) Polímero de VDPA: - solução de polímero de VDPA com 20% de ingrediente ativo (20 g) + água deionizada (80 g) (d) THPS/5% de polímero de VPA: - THPS (26,6 g) + solução de polímero de VPA com 20% de ingrediente ativo (5 g) + água deionizada (68,4 g) (e) THPS/5% de polímero de VDPA: - THPS (26,6 g) + solução de polímero de VPA com 20% de ingrediente ativo (5 g) + água deionizada (68,4 g) (f) THPS/20% de polímero de VPA: - THPS (26,6 g) + solução de polímero de VPA com 20% de ingrediente ativo (20 g) + água deionizada (53,4 g) (g) THPS/20% de polímero de VDPA: - THPS (26,6 g) + solução de polímero de VPA com 20% de ingrediente ativo (20 g) + água deionizada (53,4 g) Adicionam-se 2 g (pesados precisamente) de um parâmetro de sulfeto de ferro (proveniente de um sistema de injeção de água) a cada uma dessas soluções. As soluções são agitadas a seguir em um banho de água aquecida durante 20 horas a 50°C; depois desse período, as soluções são filtradas com um papel-filtro pesado. Deixa-se secar a seguir o papel-filtro e os sólidos antes de pesar novamente; o peso dos sólidos restantes é portanto determinado e a porcentagem de perda de peso é calculada.
As concentrações de ferro nas soluções filtradas são também medidas por meio do método de ferro com um espectrofotômetro Hach DR2000.

Claims (17)

1. COMPOSIÇÃO SINÉRGICA, caracterizada pelo fato de compreender: (í) um sal THP; e (ií) um biopenetrante, no qual o bíopenetrante compreende um polímero de um ácido carboxílico insaturado ou um copolímero de um ácido carboxílico insaturado com um ácido sulfôníco, sendo que dito polímero ou copolímero é terminado por um ácido vinilfosfônico (VPA) ou um ácido 1-vinilideno-1 -difosfônico {VDPA} ou tem esses monômeros incorporados no esqueleto polimérico.
2. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato do sal THP ser sulfato de tetraquis-(hidroximetiI)-fosfônio.
3. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato do sal THP ser fosfito, brometo, fluoreto, cloreto, fosfato, carbonato, acetato, formato, citrato, borato ou silicato de tetraquis-(hidroximetil)-fosfônio.
4. COMPOSIÇÃO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato do polímero ou copolímero do biopenetrante ser um poliacrilato ou um copolímero de acrílato/sulfonato.
5. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato do biopenetrante ser um polímero com extremidades recobertas de VDA ou um polímero com extremidades recobertas de VDPA (ambos conforme definidos anteriormente) ou um poliacrilato que incorpora monômeros de VPA e/ou de VDPA,
6. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato do biopenetrante ser um copolímero com extremidades recobertas de VDPA ou um copolímero com extremidades recobertas de VPA (ambos conforme definidos anteriormente) ou um copolímero de acrilato/sulfonato que incorpora monômeros de VPA e/ou de VDPA.
7. COMPOSIÇÃO, de acordo com uma das reivindicações 5 ou 6, caracterizada pelo fato da proporção do polímero ou copolímero de VPA ou de VDPA situar-se na faixa de 1 a 50% em peso {com base nos sólidos ativos e uma formulação de sal THP de 1 a 74%).
8. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato da proporção situar-se em uma faixa de 1 a 25% em peso.
9. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato da proporção situar-se em uma faixa de 1 a 5% em peso.
10. USO DE UMA COMPOSIÇÃO, conforme descrita em uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de ser como biocida.
11. USO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de ser contra bactérias planctônicas (que nadam livremente) e/ou sésseis (presas).
12. USO, de acordo com uma das reivindicações 10 ou 11, caracterizado pelo fato de ser na redução do nível de bactérias heterotróficas gerais e/ou de bactérias redutoras de sulfatos na água.
13. MÉTODO DE TRATAMENTO DE UM SISTEMA DE ÁGUA contaminada, ou suscetível de ser contaminada com micróbios, tais como bactérias, fungos ou algas, caracterizado pelo fato de compreender a adição ao dito sistema, separada ou conjuntamente, de uma quantidade biocida mente ativa de um sal THP e de um biopenetrante, no qual o biopenetrante compreende um polímero de um ácido carboxílico insaturado ou um copolímero de um ácido carboxílico insaturado com um ácido sulfônico, sendo que dito polímero ou copolímero é terminado por um ácido vinilfosfônico (VPA) ou um ácido 1 -vinilideno-1 -difosfônico (VDPA) ou tem esses monômeros incorporados no esqueleto polimérico.
14. USO DE UMA COMPOSIÇÃO, conforme descrita em uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de ser para dissolver um sulfeto de metal.
15. USO, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato do sulfeto de metal ser um parâmetro de sulfeto de ferro.
16. MÉTODO DE TRATAMENTO DE UM SISTEMA DE ÁGUA que contém ou está contato com um parâmetro de sulfeto de metal, caracterizado pelo fato de compreender a adição ao dito sistema, separada ou conjuntamente, de um sal THP e de um biopenetrante, no qual o biopenetrante compreende um polímero de um ácido carboxílico insaturado ou um copolímero de um ácido carboxílico insaturado com um ácido sulfônico, sendo que dito polímero ou copolímero é terminado por um ácido vinilfosfônico (VPA) ou um ácido 1-vinilideno-1-difosfônico (VDPA) ou tem esses monômeros incorporados no esqueleto polimérico, dissolvendo assim pelo menos uma parte do dito parâmetro.
17. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato do parâmetro ser um parâmetro de sulfeto de ferro.
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