BRPI0517730B1 - Métodos para a redução do arrasto turbulento associado com os fluidos que circulam através dos condutos - Google Patents

Métodos para a redução do arrasto turbulento associado com os fluidos que circulam através dos condutos Download PDF

Info

Publication number
BRPI0517730B1
BRPI0517730B1 BRPI0517730-8A BRPI0517730A BRPI0517730B1 BR PI0517730 B1 BRPI0517730 B1 BR PI0517730B1 BR PI0517730 A BRPI0517730 A BR PI0517730A BR PI0517730 B1 BRPI0517730 B1 BR PI0517730B1
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
alkyl
drag
hlb
fact
ethoxylated
Prior art date
Application number
BRPI0517730-8A
Other languages
English (en)
Inventor
F. Harris William
N. Milligan Stuart
W. Smith Kenneth
L. Burden Timothy
L. Johnston Ray
S. Anderson Vincent
Original Assignee
Liquidpower Specialty Products, Inc.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Liquidpower Specialty Products, Inc. filed Critical Liquidpower Specialty Products, Inc.
Publication of BRPI0517730A publication Critical patent/BRPI0517730A/pt
Publication of BRPI0517730A8 publication Critical patent/BRPI0517730A8/pt
Publication of BRPI0517730B1 publication Critical patent/BRPI0517730B1/pt

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B41/00Equipment or details not covered by groups E21B15/00 - E21B40/00
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B41/00Equipment or details not covered by groups E21B15/00 - E21B40/00
    • E21B41/02Equipment or details not covered by groups E21B15/00 - E21B40/00 in situ inhibition of corrosion in boreholes or wells
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/01Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells specially adapted for obtaining from underwater installations
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17DPIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
    • F17D1/00Pipe-line systems
    • F17D1/08Pipe-line systems for liquids or viscous products
    • F17D1/16Facilitating the conveyance of liquids or effecting the conveyance of viscous products by modification of their viscosity
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17DPIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
    • F17D1/00Pipe-line systems
    • F17D1/08Pipe-line systems for liquids or viscous products
    • F17D1/16Facilitating the conveyance of liquids or effecting the conveyance of viscous products by modification of their viscosity
    • F17D1/17Facilitating the conveyance of liquids or effecting the conveyance of viscous products by modification of their viscosity by mixing with another liquid, i.e. diluting

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Colloid Chemistry (AREA)
  • Pipeline Systems (AREA)
  • Lubricants (AREA)

Abstract

liberação remota de agente redutor do arrasto de latex. a invenção refere-se a redutores do arrasto de látex e sistemas para a liberação de redutores do arrasto de látex. os redutores do arrasto de látex compreendem um polimero que é formado através de uma reação de polimerização de emulsão disperso em uma fase contínua e pode sofrer subseqúente modificação de modo a aumentar a solubilidade do polímero em hidrocarbonetos, os polímeros geralmente apresentam um tamanho de partícula de menos do que cerca de 1000 nm e são adequados para a liberação em uma linha de fluxo submarina através de um conduto de diâmetro pequeno de uma linha umbilical sem um nível inaceitável de queda de pressão ou obstrução do conduto.

Description

(54) Título: MÉTODOS PARA A REDUÇÃO DO ARRASTO TURBULENTO ASSOCIADO COM OS FLUIDOS QUE CIRCULAM ATRAVÉS DOS CONDUTOS (51) Int.CI.: E21B 41/00; C09K 8/00 (30) Prioridade Unionista: 30/12/2004 US 11/026,892 (73) Titular(es): LIQUIDPOWER SPECIALTY PRODUCTS, INC.
(72) Inventor(es): WILLIAM F. HARRIS; STUART N. MILLIGAN; KENNETH W. SMITH; TIMOTHY L. BURDEN; RAY L. JOHNSTON; VINCENT S. ANDERSON
1/43
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MÉTODOS PARA A REDUÇÃO DO ARRASTO TURBULENTO ASSOCIADO COM OS FLUIDOS QUE CIRCULAM ATRAVÉS DOS CONDUTOS.
[001] A presente invenção refere-se de uma forma geral aos sistemas para a redução do arrasto turbulento associado com os fluidos que circulam através dos condutos. Em um outro aspecto, a invenção diz respeito a liberação de agentes redutores do arrasto nas linhas de fluxo submarinas através de um conduto de diâmetro relativamente pequeno de uma linha umbilical.
[002] Na produção submarina de óleo e gás, a tubulação da produção tipicamente apresenta um gargalo significativo por causa da dificuldade e despesa associadas com a instalação submarina da tubulação. A diminuição da produção causada pela passagem estreita das linhas de fluxo submarinas pode ter ramificações econômicas severas devido à incapacidade resultante de se operar o sistema de produção de hidrocarboneto na capacidade total. Várias opções que existem para a prevenção ou restabelecimento da passagem estreita nas linhas de fluxo submarinas incluem o aumento do diâmetro das linhas de fluxo, aumento do número de linhas de fluxo ou a redução da quantidade de perda de fricção nas linhas de fluxo para desse modo permitir maior fluxo através das mesmas linhas de diâmetro. As primeiras duas opções de reverter a passagem estreita de aumento do tamanho ou número de linhas de fluxo são obviamente muito caras. Assim, é altamente desejável ser capaz de reduzir as perdas de fricção nas linhas de fluxo submarinas.
[003] É comumente sabido que uma variedade de redutores do arrasto é disponível para a redução da perda de fricção de um fluido sendo transportado através de um conduto em um regime de fluxo turbulento. Os polímeros de peso molecular ultra-elevados são conheciPetição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 7/70
2/43 dos de funcionar bem como redutores do arrasto; no entanto, os redutores do arrasto variam em sua eficácia. Tradicionalmente, os aditivos redutores do arrasto mais eficazes foram aqueles contendo polímeros de pelo molecular mais elevado. Aumentando o peso molecular do polímero geralmente aumenta a redução do arrasto percentual obtida, com a limitação de que o polímero deve ser capaz de se dissolver no líquido em que a perda de fricção é afetada.
[004] Muitas instalações de produção de óleo e gás ao largo são operadas a partir de locais remotos que podem ser milhas distantes dos reservatórios de produção. Quando as instalações remotas são usadas para operar uma instalação de produção submarina, uma linha umbilical é tipicamente empregada para fornecer energia e vários produtos químicos de segurança em fluxo até a instalação de produção. Tais linhas umbilicais geralmente incluem uma pluralidade de linhas de injeção de diâmetro relativamente pequeno através das quais vários produtos químicos podem ser introduzidos na linha de fluxo em um ponto de injeção próximo dos reservatórios de produção. Estes produtos químicos geralmente incluem fluidos de viscosidade baixa tais como inibidores de hidrato, inibidores de cera, e inibidores de corrosão que auxiliam a melhorar as condições de fluxo na linha de fluxo.
[005] No passado, foi proposto que os agentes redutores do arrasto pudessem ser transportados através de uma linha umbilical para desse modo afetar uma redução na perda de fricção na linha de fluxo submarina. No entanto, devido à viscosidade elevada e/ou tamanho de partícula grande associados com os redutores do arrasto comercialmente disponível, os redutores do arrasto existentes não podem ser transportados através dos condutos de diâmetro relativamente pequeno de uma linha umbilical sem causar obstrução ou queda de pressão inaceitável. Os métodos têm sido planejados para transportar um redutor do arrasto com teor de polímero elevado de viscosidade elevada
Petição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 8/70
3/43 através de uma linha de injeção de produto químico de uma linha umbilical por facilitar o fluxo do redutor do arrasto com um material líquido de viscosidade baixa injetado na periferia da linha de injeção de produto químico. Entretanto, este método requer equipamento especial para a introdução do material de viscosidade baixa na periferia da linha de injeção de produto químico. Além disso, estes métodos não direcionam os problemas associados com os redutores do arrasto que requerem a formação de um filamento (descrito abaixo) para efetivamente se dissolver no fluido hospedeiro.
[006] Os redutores do arrasto em gel comercialmente disponíveis são tipicamente em alto grau viscosos (por exemplo, mais do que 10.000 cP ou às vezes mais do que 100.000 cP em taxas de cisalhamento de sondagem típicas) e altamente concentrados com polímeros de peso molecular ultra elevado. Mesmo em concentrações de polímero tão baixas quanto 5 %, estes redutores do arrasto de gel são ainda altamente viscosos.
[007] No passado, quando a redução do arrasto foi necessária em ambientes de fluxo caóticos, foi necessário utilizar redutores do arrasto em suspensão ou em pasta fluida. No entanto, os redutores do arrasto em suspensão ou pasta fluida convencionais tipicamente contêm matéria particulada sólida que é demasiado grande para fluir através de uma linha umbilical sem a obstrução da linha. Além disso, os materiais altamente viscosos apresentam dificuldades de transporte através de longas linhas umbilicais por causa da queda de pressão tremenda associada com eles.
[008] É desejável fornecer um método de redução da perda de fricção turbulenta em uma linha de fluxo submarina mediante o transporte de um redutor do arrasto de látex através de uma linha umbilical e injeção do redutor do arrasto na linha de fluxo submarina.
[009] Mais uma vez é desejável fornecer um método de redução
Petição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 9/70
4/43 do arrasto em uma linha de fluxo que carrega um fluido contendo hidrocarboneto produzido a partir de uma formação submarina mediante o transporte de um redutor do arrasto que compreende partículas relativamente pequenas de um polímero de peso molecular elevado disperso em uma fase contínua através de condutos de injeção de produto químico de diâmetro pequeno de uma linha umbilical sem a obstrução das linhas e injeção do redutor do arrasto na linha de fluxo submarina.
[0010] Deve ficar entendido que os desejos listados acima são apenas exemplares, e nem todos estes necessitam ser executados pela invenção aqui descrita e reivindicada.
[0011] Consequentemente, em uma forma de realização da presente invenção é fornecido um método que compreende as etapas de: (a) transportar um redutor do arrasto de látex através de uma linha umbilical submarina, o redutor do arrasto compreendendo uma fase contínua e uma pluralidade de partículas de um polímero de peso molecular elevado disperso na fase contínua; e (b) introduzir o redutor do arrasto transportado dentro de uma linha de fluxo que carrega o fluido produzido a partir de uma formação submarina.
[0012] Em uma outra forma de realização da presente invenção, é fornecido um método de redução das forças de arrasto associadas com o transporte de um fluido contendo hidrocarboneto através de uma linha de fluxo submarina que compreende as etapas de: (a) transportar um redutor do arrasto de látex a partir de uma instalação de controle até um ponto de injeção na linha de fluxo submarina através de uma linha umbilical submarina, a instalação de controle e o ponto de injeção sendo separados por uma distância de pelo menos 1.000 pés (305 metros), o redutor do arrasto compreendendo uma fase contínua incluindo pelo menos um tensoativo em equilíbrio hidrófilolipófilo (HLB) elevado e pelo menos um tensoativos em equilíbrio hiPetição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 10/70
5/43 drófilo-lipófilo (HLB) baixo e uma pluralidade de partículas de um polímero de peso molecular elevado disperso na fase contínua; e (b) introduzir o redutor do arrasto transportado na linha de fluxo no ponto de injeção.
[0013] Em mais uma outra forma de realização da presente invenção, é fornecido um método de reduzir o arrasto em uma linha de fluxo que carrega um fluido contendo hidrocarboneto produzido de uma formação submarina compreendendo as etapas de: (a) transportar um redutor do arrasto através de uma linha umbilical submarina, o redutor do arrasto compreendendo uma emulsão de látex incluindo uma quantidade de partículas de um polímero redutor do arrasto formado por uma reação de polimerização de emulsão, o polímero tendo um peso molecular médio ponderado de pelo menos cerca de 1 x 106 g/mol, ditas partículas tendo um tamanho médio de partícula de menos do que cerca de 1000 nm, a emulsão de látex tendo sido modificada pela adição de pelo menos um tensoativo em HLB baixo; e (b) introduzir o redutor do arrasto transportado na linha de fluxo.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0014] Uma forma de realização preferida da presente invenção é descrita com detalhes abaixo com referência às figuras de desenho incorporadas, em que:
a FIGURA 1 é uma representação simplificada de um sistema de produção ao largo incluindo uma pluralidade de fontes submarinas conectadas a um cano de distribuição da produção comum que é ligado de volta a uma plataforma ao largo através de uma linha de fluxo submarina, particularmente ilustrando uma linha umbilical que opera a partir da plataforma ao largo até o cano de distribuição da produção;
[0015] a FIGURA 2 é uma vista diagramática parcial de uma linha umbilical, particularmente ilustrando os vários condutos elétricos e de fluido contidos na linha umbilical.
Petição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 11/70
6/43 [0016] a FIGURA 3 é um diagrama esquemático de um mecanismo de Enginnering Loop Re-circulation Test usado para medir a eficácia dos redutores do arrasto;
[0017] a FIGURA 4 é uma ilustração esquemática de um mecanismo de teste usado para executar testes de taxa de dissolução em vários redutores do arrasto;
[0018] a FIGURA 5 é uma vista isométrica do agitador empregado nos teste de taxa de dissolução;
[0019] a FIGURA 6 é uma vista de topo do agitador empregado nos testes de taxa de dissolução;
[0020] a FIGURA 7 é uma vista lateral do agitador empregado nos testes de taxa de dissolução;
[0021] a FIGURA 8 é um gráfico que apresenta o efeito que a modificação do látex inicial tem sobre a constante de taxa de dissolução do hidrocarboneto do redutor do arrasto sobre uma faixa de temperaturas;
[0022] a FIGURA 9 é um gráfico da constante de taxa de dissolução para várias formulações de redutor do arrasto sobre uma faixa de temperaturas; e [0023] a FIGURA 10 é um diagrama da redução do arrasto no mecanismo de Enginnering Loop Re-circulation Test usando vários materiais redutores do arrasto.
[0024] Referindo-se inicialmente à FIGURA 1, um sistema de produção ao largo simplificado é ilustrado como incluindo uma pluralidade de fontes submarinas 10, um cano de distribuição da produção comum 12, uma plataforma ao largo 14, uma linha de fluxo submarina 16, e uma linha umbilical 18. Cada fonte 10 é operável para produzir um fluido contendo hidrocarboneto a partir de uma formação subterrânea. Cada fonte é de forma fluida conectada ao cano de distribuição da produção 12 em que o fluxo dos fluidos produzido é combinado. Os
Petição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 12/70
7/43 fluidos combinados do cano de distribuição 12 são transportados através da linha de fluxo 16 até a plataforma 14. Uma primeira extremidade 20 da linha umbilical 18 é conectada a uma instalação de controle na plataforma 14, enquanto uma segunda extremidade e22 da linha umbilical 18 é conectada às fontes 10, cano de distribuição 12, e/ou linha de fluxo 16.
[0025] Referindo-se agora à FIGURA 2, a linha umbilical 18 geralmente inclui uma pluralidade de condutos elétricos 24, uma pluralidade de condutos de fluido 26, e uma pluralidade de camadas protetoras 28 circundante aos condutos elétricos 24 e condutos de fluido 26. Referindo-se às FIGS. 1 e 2, os condutos elétricos 24 transportam energia a partir da plataforma 14 até as fontes 10 e/ou cano de distribuição 12. Os condutos de fluido 26, comumente referidos como linhas de injeção de produto químico, são tipicamente usados para injetar produtos químicos seguros de fluxo de viscosidade baixa nos fluidos contendo hidrocarboneto produzido transportados de volta à plataforma 14 através da linha de fluxo 16. Os produtos químicos seguros de fluxo típicos que são injetados através dos condutos de fluido 26 incluem, por exemplo, inibidores de hidrato, inibidores de corrosão, inibidores de parafina, inibidores de escama, biocidas, desmulsificantes, descontaminantes de sulfito de hidrogênio, descontaminantes de oxigênio, tratamentos de água e inibidores de asfalteno.
[0026] Embora tenha sido desejado durante muitos anos ser capaz de transportar um redutor do arrasto através de linha de injeção de produto químico (tais como os condutos de fluido 26) em linhas umbilicais (tais como a linha umbilical 18) para desse modo fornecer redução do arrasto em um oleoduto de hidrocarboneto submarino (tal como a linha de fluxo 16), nenhum redutor do arrasto convencional foi adequado para o transporte através de linhas de injeção de produto químico longas e estreitas sem a necessidade de injeção simultânea de
Petição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 13/70
8/43 um material facilitador do fluxo em viscosidade baixa imiscível separado na periferia das linhas. Tipicamente, o comprimento da linha umbilical é de pelo menos 500 pés (152 metros), mais tipicamente pelo menos 1.000 pés (305 metros), e frequentemente 5.000 pés (1524 metros) a 30 milhas (56 km). O diâmetro interno máximo de cada conduto de fluido 26 é tipicamente 5 polegadas (13 cm) ou menos, mais tipicamente 2,5 polegadas (6,5 cm) ou menos, ainda mais tipicamente 1 polegada (2,54 cm) ou menos, frequentemente 0,5 polegada (1,27 cm) ou menos, e às vezes 0,25 polegada (0,64 cm) ou menos.
[0027] Em uma forma de realização da invenção, um redutor do arrasto, tal como um daqueles descritos abaixo, é transportado a partir da plataforma 14 até o cano de distribuição da produção 12 através de pelo menos um dos condutos de fluido 26 que compõe a linha umbilical 18. É preferível que pelo menos um conduto de fluido seja mantido disponível para o transporte de um produto químico seguro em fluxo simultaneamente com o redutor do arrasto através da linha umbilical 18.
[0028] Em outra forma de realização da presente invenção são fornecidos composições de redutor do arrasto que podem ser transportadas sozinhos através de um ou mais condutos de fluido 26 da linha umbilical 18 sem causar quedas de pressão inaceitavelmente elevadas ou obstrução dos condutos de fluido 26. Como aqui usado, o termo redutor do arrasto significará qualquer substância que possa ser adicionada a um fluido hospedeiro que circula através de um conduto para desse modo reduzir a perda de fricção associada com o fluxo turbulento do fluido hospedeiro através do conduto.
[0029] É preferível para os redutores do arrasto da invenção possuir propriedades físicas que os permita ser bombeados através do conduto de fluido 26 da linha umbilical 18 em condições típicas de operação com uma queda de pressão de menos do que cerca de 5 psi
Petição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 14/70
9/43 (libras per polegada quadrada) per pé, mais preferivelmente menos do que cerca de 2,5 psi per pé, e o mais preferível menos do que cerca de 1 psi per pé. Geralmente, a temperatura em que o redutor do arrasto será transportado através do conduto de fluido 26 é relativamente baixa devido ao ambiente frio do fundo do oceano ao redor da linha umbilical 18. Assim, a temperatura do redutor do arrasto durante o transporte através do conduto de fluido 26 é geralmente menos do que cerca de 60 oF (16 oC), mais tipicamente menos do que cerca de 40 oF (4 oC) para sistemas em mar aberto.
[0030] É preferível para os redutores do arrasto da invenção compreender redutores do arrasto de látex compreendendo um polímero de peso molecular elevado disperso em uma fase contínua aquosa. A primeira etapa na produção de redutores do arrasto de látex de acordo com a presente invenção é preparar um polímero de peso molecular elevado que pode ser formado em um látex inicial. O polímero é preparado através de uma reação de polimerização de emulsão de uma mistura de reação que compreende um ou mais monômeros, uma fase contínua, pelo menos um tensoativo, e um sistema de iniciação. A fase contínua geralmente compreende pelo menos um componente selecionado do grupo consistindo de água, líquidos orgânicos polares, e misturas destes. Quando a água for o constituinte selecionado da fase contínua, a mistura de reação pode também compreender pelo menos um solvente e tamponente.
[0031] O monômero usado na formação do polímero de peso molecular elevado preferivelmente inclui, mas não é limitado a eles, um ou mais dos monômeros selecionados do grupo consistindo de:
(A)
Rd 0
I 11
H2C--c—c—or2 em que R1 é H ou um radical de alquila Cl-ClO, mais preferivelmente
Petição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 15/70
10/43
R1 é H, CH3 ou C2H5, e R2 é H ou um radical de alquila C1-C30, mais preferivelmente R2 é um radical de alquila C4-C18, e é mais preferivelmente representado pela fórmula (i) como se segue (i)
Figure BRPI0517730B1_D0001
(B)
Figure BRPI0517730B1_D0002
em que R3 é CH=CH2 ou CH3-C=CH2 e R4 é H ou um radical de alquila C1-C30, mais preferivelmente R4 é H ou um radical de alquila C4-C18, um anel de fenila com 0 a 5 substituintes, um anel de naftila com 0 a 7 substituintes, ou um anel de piridila com 0 a 4 substituintes;
(C)
Η O h c_ I o l! R
H2C-c--O—c—r5 em que R5 é H ou um radical de alquila C1-C30, e preferivelmente R5 é um radical de alquila C4-C18;
(D)
H |
H2C:=C-O-R5 em que R6 é H ou um radical de alquila C1-C30, preferivelmente R6 é
Petição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 16/70
11/43 um radical de alquila C4-C18;
(E)
H2C=C—C=CH2 em que R7 é H ou um radical de alquila C1-C18, mais preferivelmente R7 é H ou um radical de alquila C1-C6, e R8 é H ou um radical de alquila C1-C18, mais preferivelmente R8 é H ou um radical de alquila C1C6, e o mais preferível R8 é H ou CH3;
(F) Maleatos tais como
Figure BRPI0517730B1_D0003
OR-jo em que R9 e R10 são independentemente H, radicais de alquila, arila, cicloalquila ou heterocíclico C1-C30;
(G) Fumaratos tais como
Figure BRPI0517730B1_D0004
em que R11 e R12 são independentemente H, radicais de alquila, arila, cicloalquila ou heterocíclico C1-C30;
(H) Itaconatos tais como o . co
R,3o-—c—-ch2-c--c-—-or14 em que R13 e R14 são independentemente H, radicais de alquila, arila,
Petição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 17/70
12/43 cicloalquila ou heterocíclico C1-C30;
(I) Maleimidas tais como
Figure BRPI0517730B1_D0005
em que R15 é H, um radical de alquila, arila, cicloalquila ou heterocíclico C1-C30.
[0032] Os monômeros de fórmula (A) são preferíveis, especialmente monômeros de metacrilato de fórmula (A), e mais especialmente monômeros de 2-etilexil metacrilato de fórmula (A).
[0033] O tensoativo usado na mistura de reação é preferivelmente pelo menos um tensoativo aniônico ou não iônico em HLB elevado. O termo número em HLB se refere ao equilíbrio hidrófilo-lipófilo de um tensoativo em uma emulsão. O número em HLB é determinado pelo método descrito por W.C. Griffin in J. Soc. Cosmet. Chan., 1, 311 (1949) e J Soc. Cosmet. Chem., 5, 249 (1954), que é aqui incorporado por referência. Como aqui usado, HLB elevado significará um número em HLB de 7 ou mais. O número em HLB de tensoativos para uso com a formação da mistura de reação é preferivelmente pelo menos cerca de 8, mais preferivelmente pelo menos cerca de 10, e o mais preferível pelo menos cerca de 12.
[0034] Os tensoativos aniônicos em HLB elevado exemplares incluem sulfatos de alquila, sulfatos de alquil éter, sulfossuccinatos de dialquila, fosfatos de alquila, sulfonatos de alquil arila e sarcossinatos em HLB elevado. Exemplos comerciais de tensoativos aniônicos em HLB elevado incluem lauril sulfato de sódio (disponível como RHODAPON™ LBS da Rhodia Incorporated, Cranbury, NJ), sulfosuccinato de
Petição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 18/70
13/43 dioctil sódio (disponível como AEROSOL™ OT da Cytec Industries, Inc., West Paterson, NJ), sal de 2-etilexil polifosfato sódio (disponível da Jarchem Industries Inc., Newark, NJ), dodecilbenzeno sulfonato de sódio (disponível como NORFOX™ 40 da Norman, Fox & Co., Vernon, CA), e lauroilsarcosínico de sódio (disponível como HAMPOSYL™ L30 da Hampshire Chemical Corp., Lexington, MA).
[0035] Os tensoativos não iônicos em HLB elevado exemplares incluem ésteres de sorbitano, ésteres de ácido graxo PEG, ésteres de glicerina etoxilados, aminas graxas etoxilads, ésteres de sorbitano etoxilados, tensoativos de óxido de etileno/óxido de propileno de bloco, ésteres de álcool/ácido graxo, álcoois etoxilados, ácidos graxos etoxilados, óleos de mamona alcoxilados, ésteres de glicerina, etoxilatos de álcool lineares e etoxilatos de alquil fenol em HLB elevado. Exemplos comerciais de tensoativos não iônicos em HLB elevado incluem etanóis de nonilfenóxi e octilfenóxi poli(etilenoóxi) (disponível como a série IGEPAL™ CA e CO, respectivamente da Rhodia, Cranbury, NJ), álcoois primários etoxilados C8 a C18 (tais como RHODASURF™ LA-9 da Rhodia Inc., Cranbury, NJ), etoxilatos de álcool secundário C11 a C15 (disponível como a série TERGITOL™ 15-S, incluindo 15-S-7, 15S-9. 15-S-12, da Dow Chemical Company, Midland, MI), ésteres de ácido graxo de polioxietileno sorbitano (disponível como a série TWEEN™ de tensoativos da Uniquema, Wilmington, DE), éter oleílico de óxido de polietileno (25) (disponível como SIPONIC™ Y-500-70 da American Alcolac Chemical Co., Baltimore, MD), álcoois de alquilaril poliéter (disponível como a série TRTON™ X, incluindo X-100, X-165, X-305 e X-405, da Dow Chemical Company, Midland, MI).
[0036] O sistema de iniciação para uso na mistura de reação pode ser qualquer sistema adequado par gerar os radicais livres necessários para facilitar a polimerização de emulsão. Os iniciadores preferidos incluem persulfatos (por exemplo, persulfato de amônio, persulfato
Petição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 19/70
14/43 de sódio, persulfato de potásio), persulfatos de peróxi, e peróxidos (por exemplo, hidroperóxido de terc-butila) usados isoladamente ou em combinação com um ou mais componentes redutores e/ou aceleradores. Os componentes redutores preferidos incluem, por exemplo, bissulfitos, metabisulfitos, acido ascórbico, ácido eritórbico, e formaldeído sulfoxilato de sódio. Os aceleradores preferidos incluem qualquer composição contendo um metal de transição com dois estados de oxidação tais como, por exemplo, sulfato ferroso e sulfato de amônio ferroso. Alternativamente, técnicas de iniciação térmicas e por radiação conhecidas podem ser empregadas para gerar os radicais livres.
[0037] Quando água for usada para formar a mistura de reação, a água é preferivelmente uma água purificada tal como água destilada ou desionizada. No entanto, a fase contínua da emulsão pode também compreender líquidos orgânicos polares ou soluções aquosas de líquidos orgânicos polares, tais como aqueles listados abaixo.
[0038] Como anteriormente observado, a mistura de reação opcionalmente inclui pelo menos um solvente e/ou um tamponante. Preferivelmente, o pelo menos um solvente é um solvente orgânico tal como um solvente de hidrocarboneto (por exemplo, pentano, hexano, heptano, benzeno, tolueno, xileno), um solvente halogenado (por exemplo, tetracloreto de carbono), um glicol (por exemplo, etileno glicol, propileno glicol, glicerina), um éter (por exemplo, éter dietílico, diglima, poliglicóis, éteres glicólicos). Mais preferivelmente, o solvente é um solvente de hidrocarboneto, e o mais preferível o solvente é tolueno. O tamponante pode compreender qualquer tamponante conhecido que seja compatível com o sistema de iniciação tal como, por exemplo, tamponantes de carbonato, fosfato e/ou borato.
[0039] Na formação da mistura de reação, o monômero, água, o pelo menos um tensoativo, e opcionalmente o pelo menos um solvente, são combinados sob uma atmosfera substancialmente livre de oxiPetição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 20/70
15/43 gênio que é mantida em menos do que cerca de 1000 ppmw de oxigênio, mais preferivelmente menos do que cerca de 100 ppmw de oxigênio. A atmosfera livre de oxigênio pode ser mantida por continuamente expurgar o recipiente de reação com um gás inerte tal como nitrogênio. Preferivelmente, a temperatura do sistema é mantido em um nível do ponto de congelamento da fase contínua até cerca de 60 oC, mais preferivelmente de cerca de 0 oC a cerca de 45 oC, e o mais preferível de cerca de 0 oC a cerca de 30 oC. A pressão do sistema é preferivelmente mantida entre cerca de 5 a 100 psia, mais preferivelmente entre cerca de 10 a 25 psia, e o mais preferível cerca da atmosférica. No entanto, pressões mais elevadas de até cerca de 300 psia podem ser necessárias para polimerizar certos monômeros, tais como diolefinas. Logo depois, um tamponante pode ser adicionado, se requerido, seguido pela adição do sistema de iniciação, ou todo de uma vez ou durante um tempo. A reação de polimerização é realizada durante uma quantidade suficiente de tempo para obter pelo menos 90 % de conversão em peso dos monômeros. Tipicamente, isto está entre cerca de 1 a 10 horas, e o mais preferível entre cerca de 3 a 5 horas. Por todo espaço de tempo, a mistura de reação é continuamente agitada.
[0040] A seguinte tabela apresenta as quantidades amplas e preferidas aproximadas dos ingredientes presentes na mistura de reação.
ingrediente faixa ampla faixa preferida
monômero (% em peso da mistura de reação inteira) 10-60% 40-50%
água (% em peso da mistura de reação inteira) 20-80% 50-60%
tensoativo (% em peso da mistura de reação inteira) 0,1-10% 0,25-6%
sistema de iniciação
monômero:iniciador (relação mo- 1x103:1 - 5x106:1 1x104:1 -
Petição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 21/70
16/43
lar) 2x106:1
monômero:comp. Redutor (relação molar) 1x103:1=5x106:1 1x103:1=5x10 6:1
acelerador:iniciador (relação molar 0,01:1 - 10:1 0,01:1 - 1:1
solvente 0 a duas vezes a quantidade do monômero
tamponante 0 até a quantidade necessária para alcançar o pH de inicio (dependente do iniciador, tipicamente entre cerca de 6,5 a 10)
[0041] A reação de polimerização de emulsão produz uma composição de látex inicial. O látex inicial é uma dispersão coloidal estável que compreende uma fase dispersa e uma fase contínua. A fase dispersa compreende partículas coloidais do polímero de peso molecular elevado e solvente (se presente). As partículas coloidais de cerca de 10 a 60 % em peso do látex inicial, mais preferivelmente de cerca de 40 a 50 % em peso. A fase contínua preferivelmente compreende água, o pelo menos um tensoativo em HLB elevado, o pelo menos um solvente, (se presente), e tamponante como necessário. Água compreende de cerca de 20 a 80 % em peso do látex inicial, mais preferivelmente de cerca de 40 a 60 % em peso. O tensoativo em HLB elevado compreende de cerca de 0,1 a 10 % em peso do látex inicial, mais preferivelmente de cerca de 0,25 a 6 % em peso. Como observado na tabela acima, o tamponante está presente em uma quantidade necessária para obter o pH requerido para o início da reação de polimerização e é dependente do iniciador. Tipicamente, o pH requerido para iniciar uma reação está na faixa de cerca de 6,5 a 10.
[0042] O polímero da fase dispersa preferivelmente apresenta um
Petição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 22/70
17/43 peso molecular médio ponderado (Mw) de pelo menos cerca de 1 x 106 g/mol, mais preferivelmente pelo menos cerca de 2 x 106 g/mol, e o mais preferível pelo menos 5 x 106 g/mol. As partículas coloidais preferivelmente possuem um tamanho médio de partícula de menos do que cerca de 10 mícrons, mais preferivelmente menos do que cerca de 1000 nm (1 mícron), ainda mais preferivelmente de cerca de 10 a 500 nm, e o mais preferível de cerca de 50 a 250 nm. Pelo menos cerca de 95 % em peso das partículas coloidais são maiores do que cerca de 10 nm e menores do que cerca de 500 nm, mais preferivelmente pelo menos cerca de 95 % em peso das partículas são maiores do que cerca de 25 nm e menores do que cerca de 250 nm. Preferivelmente, o polímero da fase dispersa apresenta pouca ou nenhuma ramificação ou reticulação.
[0043] A fase contínua preferivelmente possui um pH de cerca de 4 a 10, mais preferivelmente de cerca de 6 a 8, e contém poucos, se houver, cátions multi-valentes.
[0044] Em ordem para o polímero funcionar como um redutor do arrasto, o polímero deve dissolver ou ser substancialmente submetido a solvato em uma corrente de hidrocarboneto. A eficácia dos polímeros de emulsão como redutores do arrasto quando adicionados diretamente ao hidrocarboneto é grandemente dependente da temperatura do hidrocarboneto. Por exemplo, em temperaturas mais baixas, o polímero se dissolve em uma taxa inferior no hidrocarboneto, portanto, menos redução do arrasto é obtida. No entanto, quando a temperatura do hidrocarboneto estiver acima de cerca de 30 oC, em mais preferivelmente acima de cerca de 40 oC, o polímero é mais rapidamente submetido a solvato e redução do arrasto apreciável é alcançado. Como mostrado nos exemplos abaixo, a redução do arrasto pode ser obtida em uma faixa maior de temperatura mediante a modificação do látex inicial através da adição de um tensoativo em HLB baixo e/ou um
Petição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 23/70
18/43 solvente. O látex modificado resultante pode ser fornecido como um sistema de um conjunto em que as propriedades de redução do arrasto do polímero são disponíveis para a corrente de hidrocarboneto em um período de tempo muito mais rápido.
[0045] Além de aumentar a taxa de dissolução do hidrocarboneto do polímero, a modificação do látex serve para fornecer uma dispersão coloidal estável que não floculará ou aglomerará durante um tempo e garantir que o látex não se tornará completamente fragmentado ou invertido. O látex modificado é formado pela adição de pelo menos um tensoativo em HLB baixo e/ou pelo menos um solvente no látex inicial. É preferível modificar o látex inicial tanto com um tensoativo em HLB baixo quanto um solvente. Como aqui usado, HLB baixo significará um número em HLB menor do que 7. Preferivelmente, o tensoativo em HLB baixo possui um número em HLB menor do que cerca de 6, ainda mais preferivelmente menor do que cerca de 5, e o mais preferível entre cerca de 1 a 4.
[0046] Os tensoativos em HLB baixo adequados exemplares incluem ésteres de sorbitano em HLB baixo, ésteres de ácido graxo PEG, ésteres de glicerina etoxilados, aminas graxas etoxiladas, ésteres de sorbitano etoxilados, tensoativos de óxido de etileno/óxido de propileno de bloco, ésteres de álcool/ ácido graxo, álcoois etoxilados, ácidos graxos etoxilados, óleos de mamona alcoxilados, ésteres de glicerina, poletileno glicóis, etoxilatos de álcool linear, etoxilatos de alquil fenol, e emulsificantes poliméricos solúveis em óleo tais como misturas de sal de dietanol amina de poliisobutileno succínico anidrido copolímerico/amida ou sal/amida, e Hypermer B-206.
[0047] Exemplos comerciais de tensoativos em HLB baixo não aniônicos adequados incluem trioleato de sorbitano (disponível como SPAN™ 85 da Uniquema, Wilmington, DE), triestearato de sorbitano (disponível como SPAN™ 65 da Uniqema, Wilmington, DE), sesquioPetição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 24/70
19/43 leato de sorbitano (disponível como LUMISORB™ SSO da Lambent Technologies, Skokie, IL), monooleato de sorbitano (disponível como ALKAMULS™ SMO da Rhodia Inc. Cranbury, NJ), monoestearato de sorbitano (disponível como SPAN™ 60 da Uniqema, Wilmongton, DE), éster de ácido graxo de etileno glicol (disponível como MONOSTRIOL™ EN-C da Undesa, Barcelona, Spain), dioleato de polietileno glicol (tal como ALKAMULS™ 600 DO da Rhodia Inc., Cranbury, NJ) , monoestearato de propileno glicol (disponível como MONOSTRIOL™ PRA, da Undesa, Barcelona, Spain), monoestearato de glicerol (disponível como KEMFLUID™ 203-4 da Undesa, Barcelona, Spain), sal de dietanol amina de poliisobutileno succínico anidrido copolimérico (disponível como LUBRIZOL™ 2700 da The Lubrizol Corporation, Wickliffe, OH), e tensoativos poliméricos hidrofóbicos proprietários (tais como HYPERMER™ B-206 da Uniqema, Wilmington, DE).
[0048] A quantidade do pelo menos um tensoativo em HLB baixo requerida para modificar o látex inicial depende da taxa de dissolução desejada para o polímero assim como a quantidade de solvente usada. Isto fornece a flexibilidade necessária para ajustar a taxa de dissolução às condições do oleoduto. Preferivelmente, a formulação acabada (isto é, o redutor do arrasto de látex modificado) contém de cerca de 1 a 95 % em peso do tensoativo em HLB baixo, mais preferivelmente de cerca de 1 a 50 % em peso, ainda mais preferivelmente de cerca de 1 a 30 % em peso, e o mais preferível de cerca de 1 a 25 % em peso.
[0049] Os solventes adequados para uso na formação do redutor do arrasto de látex modificado incluem solventes aromáticos (tais como benzeno, tolueno, xileno, etilbenzeno, dibenzil tolueno, benzoiltolueno, butilxileno, difeniletano, diisopropilbifenila, triisopropilbifenila, etc.), solventes aromáticos parcial ou completamente hidrogenados (tais como tetraidronaftaleno ou decaidronaftaleno), glicóis (tais como
Petição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 25/70
20/43 etileno glicol, propileno glicol, butileno glicol, hexileno glicol, poliglicóis tais como dietileno glicol, metileno glicol, polietileno glicol, polipropileno glicol, e copolímeros de bloco de óxido de prolileno óxido de etileno, éteres glicólicos, éter polipropleno glicol butílico, éter de etileno glicol butílico, éter propileno glicol metílico, éter propileno glicol butílico, éter propileno glicol fenílico, éter dietileno glicol metílico, éter dipropileno glicol metílico, éter trietileno glicol metílico), ésteres (tais como formiato de butila, acetato de etila, ésteres de lactato), solventes contendo nitrogênio (tais como dimetilformamida), álcoois alifáticos e aromáticos (tais como metanol, etanol, isopropanol, álcool hexílico, álcool 2etilexílico, álcool benzílico, álcool tetraidrofurfurílico), cetonas (tais como acetona, cetona metil etílica, cetona metil isobutílica, cetona metil isoamílico, cicloexanona), solventes contendo enxofre (tais como sulfóxido de dimetila), tetraidrofurano, haletos de alquila (tais como cloreto de metileno, 1,1,1-tricloro etano, percloroetileno), e combinações destes. Os mais preferíveis são glicóis de peso molecular baixo tendo um peso molecular de menos do que cerca de 1000, mais preferivelmente tendo um peso molecular entre cerca de 100 a 600, e o mais preferível entre cerca de 200 a 500. O polietileno glicol tendo um peso molecular de cerca de 200 pode também ser usado.
[0050] A quantidade de solvente requerida depende da taxa de dissolução desejada para o polímero. A quantidade mínima de solvente é aquela que é necessária para fornecer a taxa de dissolução desejada mínima no oleoduto de modo a maximizar a quantidade de polímero redutor do arrasto ativo. Preferivelmente, o redutor do arrasto de látex modificado contém de cerca de 1 a 95 % em peso do solvente, mais preferivelmente de cerca de 1 a 50 % em peso, ainda mais preferivelmente de cerca de 10 a 30 % em peso, e o mais preferível de cerca de 15 a 25 % em peso.
[0051] A modificação da emulsão de látex inicial é executada atraPetição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 26/70
21/43 vés de uma operação de mistura simples. A mistura pode ser executada usando um misturador suspenso simples, ou os materiais podem ser medidos e proporcionalmente alimentados dentro de um misturador contínuo ou estático dependendo da viscosidade dos materiais selecionados para a modificação. A ordem de adição dos materiais de modificação foi observada ter um efeito sobre a facilidade de preparação no caso de materiais que possuem uma viscosidade elevada. Nesta situação, é geralmente mais fácil adicionar o solvente primeiro seguido pelo tensoativo e por fim a emulsão. Entretanto, na maioria dos casos, a ordem de adição não parece ter um impacto sobre as propriedades da mistura concluída. A mistura preferivelmente ocorre em uma temperatura entre cerca de 5 a 60 oC, mais preferivelmente entre cerca de 15 a 30 oC sob aproximadamente a pressão atmosférica. Se um tensoativo com viscosidade elevada for usado, um misturador de dispersão pode ser empregado tal como aquele usado para preparar as dispersões de pigmento. O tempo de mistura depende grandemente da viscosidade dos materiais sendo usados. As misturas de viscosidade baixa podem ser preparadas dentro de minutos, no entanto, as misturas de tensoativos com viscosidade elevada podem requerer períodos de mistura prolongados.
[0052] O peso molecular do polímero do látex inicial é substancialmente não afetado pela adição do pelo menos um tensoativo em HLB baixo de modificação e o pelo menos um solvente. O tamanho de partícula das partículas coloidais são geralmente o mesmo como no látex inicial, entretanto, é possível que algum intumescimento das partículas possam ocorrer dependendo do tipo de solvente usado na etapa de modificação. Por causa deste intumescimento, a distribuição do tamanho de partícula pode também ser afetada. A viscosidade do redutor do arrasto de látex pode ser aumentada mediante a adição do tensoativo e solvente. A concentração máxima de tensoativo e solvenPetição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 27/70
22/43 te deve ser selecionada de modo que a composição de látex modificada permaneça relativamente fácil de se bombear.
[0053] O látex modificado pode ser empregado como um redutor do arrasto em quase qualquer líquido tendo uma fase contínua de hidrocarboneto. Por exemplo, o látex modificado pode ser usado em oleodutos que transportam óleo bruto ou vários produtos refinados tais como gasolina, combustível diesel, óleo combustível e nafta. O redutor do arrasto é perfeitamente adequado para uso em oleodutos e condutos que transportam fluido em condições de fluxo turbulento e pode ser injetado dentro do oleoduto ou conduto usando sistemas de liberação convencional ou umbilical. A quantidade de redutor do arrasto injetado é expresso em termos de concentração de polímero no fluido contendo hidrocarboneto. Preferivelmente, a concentração do polímero no fluido contendo hidrocarboneto é de cerca de 0,1 a 100 ppmw, mais preferivelmente de cerca de 0,5 a 50 ppmw, ainda mais preferivelmente de cerca de 1 a 20 ppmw, e o mais preferível de 1 a 5 ppmw.
[0054] A solubilidade dos látex modificados e iniciais em um líquido contendo hidrocarboneto é aqui descrita em termos de uma constante de taxa de dissolução de hidrocarboneto k. A constante de taxa de dissolução de hidrocarboneto (k) é determinada da maneira descrita no Exemplo 2, abaixo. O látex modificado, descrito acima, possui uma constante de taxa de dissolução de hidrocarboneto (kn) que é maior do que a constante de taxa de dissolução do hidrocarboneto do látex inicial (isto é, não modificado) (kj). Preferivelmente, a constante de taxa de dissolução do hidrocarboneto do látex modificado (km) em querosene a 20, 40 e/ou 60 oC é de pelo menos cerca de 10 % maior do que a constante de taxa de dissolução do hidrocarboneto do látex inicial Icj) em querosene a 20, 40 e/ou 60 oC, respectivamente, mais preferivelmente pelo menos cerca de 25 % maior, ainda mais preferivelmente pelo menos cerca de 50 % maior, ainda mais preferivelmente
Petição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 28/70
23/43 pelo menos cerca de 100 % maior, e o mais preferível pelo menos 500 % maior. A constante de taxa de dissolução do hidrocarboneto do látex modificado (Icm) em querosene a 20 oC é preferivelmente pelo menos cerca de 0,004 min-1, mais preferivelmente pelo menos cerca de 0,008 min-1, e o mais preferível pelo menos 0,012 min-1. A constante de taxa de dissolução do hidrocarboneto do látex modificado (Ic1n) em querose a 40 oC é preferivelmente pelo menos cerca de 0,01 min-1, mais preferivelmente pelo menos cerca de 0,02 min-1, e o mais preferível pelo menos 0,04 min-1. A constante de taxa de dissolução do hidrocarboneto do látex modificado (IcIII) em querosene a 60 oC é preferivelmente pelo menos cerca de 0,05 min-1, mais preferivelmente pelo menos cerca de 0,2 min-1, e o mais preferível pelo menos 0,4 min-1. A constante de taxa de dissolução do hidrocarboneto do látex inicial (Ic1) em querosene a 20 oC é tipicamente menos do que cerca de 0,004 min-1, ou ainda menos do que cerca de 0,002 min-1, ou mesmo menos do que 0,001 min-1. A constante de taxa de dissolução do hidrocarboneto do látex inicial (k;) em querosene a 40oC é tipicamente menos do que cerca de 0,01 min-1, ou mesmo menos do que cerca de 0,008 min-1, ou ainda menos do que 0,006 min-1. A constante de taxa de dissolução do hidrocarboneto do látex inicial (kj) em querosene a 60 oC é tipicamente menos do que cerca de, ou ainda menos do que cerca de 0,004 min-1, ou mesmo menos do que 0,003 min-1.
[0055] É preferível para os redutores do arrasto de látex modificado da presente invenção serem relativamente estáveis de modo que eles possam ser armazenados por longos períodos de tempo e depois disso empregados como redutores do arrasto efetivos sem outra modificação. Como aqui usado, a estabilidade de prateleira significará a capacidade de uma dispersão coloidal de ser armazenada por períodos significativos de tempo sem uma quantidade significativa da fase sólida dispersa se dissolver na fase contínua líquida. É preferível para
Petição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 29/70
24/43 o redutor do arrasto modificado apresentar uma estabilidade de prateleira tal que menos do que cerca de 25 por cento em peso das partículas sólidas de polímero de peso molecular elevado se dissolve na fase contínua durante um período de armazenagem de 6 meses, onde o redutor do arrasto modificado é armazenado sem agitação em temperatura e pressão padrão (STP) durante o período de armazenagem de 6 meses. Mais preferivelmente, o redutor do arrasto modificado apresenta uma estabilidade de prateleira tal que menos do que cerca de 10 por cento em peso das partículas sólidas de polímero de peso molecular elevado se dissolve na fase continua durante o período de armazenagem de 6 meses. O mais preferível, o redutor do arrasto modificado apresenta uma estabilidade de prateleira tal que menos do que 5 por cento em peso das partículas sólidas de polímero de peso molecular elevado se dissolve na fase continua durante o período de armazenagem de 6 meses.
[0056] Como aqui usado, estabilidade da taxa de dissolução significará a capacidade de um redutor do arrasto de ser armazenado por períodos significativos de tempo sem significativamente alterar a constante da taxa de dissolução do hidrocarboneto do redutor do arrasto. É preferível para o redutor do arrasto de látex modificado apresentar uma estabilidade da taxa de dissolução tal que a constante da taxa de dissolução do hidrocarboneto do redutor do arrasto de látex modificado no final de um período de armazenagem de 6 meses, definido acima, esteja dentro de cerca de 25 por cento da constante da taxa de dissolução do hidrocarboneto do redutor do arrasto de látex modificado no começo do período de armazenagem de 6 meses. Mais preferivelmente, o redutor do arrasto de látex modificado apresenta uma estabilidade de taxa de dissolução tal que a constante de taxa de dissolução do hidrocarboneto do redutor do arrasto de látex modificado no final do período de armazenagem de 6 meses está dentro de cerca de 10 por
Petição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 30/70
25/43 cento da constante de taxa de dissolução do hidrocarboneto do redutor do arrasto de látex modificado no começo do período de armazenagem de 6 meses. O mais preferível, o redutor do arrasto de látex modificado apresenta uma estabilidade de taxa de dissolução tal que a constante de taxa de dissolução do hidrocarboneto do redutor do arrasto de látex modificado no final do período de armazenagem de 6 meses esteja dentro de 5 por cento da constante de taxa de dissolução do hidrocarboneto do redutor do arrasto de látex modificado no começo do período de armazenagem de 6 meses.
[0057] Os redutores do arrasto produzidos de acordo com a presente invenção preferivelmente fornecem redução do arrasto percentual significativo (% DR) quando injetados dentro de um oleoduto. A redução do arrasto percentual (% DR) e a maneira em que é calculada são mais completamente descritas no Exemplo 2, abaixo. Preferivelmente, os redutores do arrasto modificados de acordo com a presente invenção fornecem pelo menos cerca de uma redução do arrasto de 2 %, mais preferivelmente pelo menos cerca de 5 % de redução de arrasto, e o mais preferível pelo menos 8 % de redução do arrasto. EXEMPLOS
Exemplo 1
Polimerização da Emulsão de Metacrilato de 2-Etilexila Usando Iniciação de Redox [0058] Neste exemplo, um látex inicial de acordo com a presente invenção foi preparado. De uma forma geral, o metacrilato de 2etilexila foi polimerizado em uma emulsão que compreende água, tensoativo, iniciador e um tamponante.
[0059] Mais especificamente, a polimerização foi executada em uma caldeira de reação revestida de 300 ml com um condensador, agitador mecânico, par térmico, orifícios de septo, e entradas/saídas de nitrogênio. A caldeira foi carregada com 0,231 g de hidrogêniofosfato
Petição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 31/70
26/43 de dissódio, 0,230 g de diidrogenfosfato de potássio, e 4,473 g de dodecil sulfonato de sódio. A caldeira foi expurgada com nitrogênio durante a noite. Logo depois, a caldeira foi carregada com 125 g de água de grau de HPLC desoxigenada, os conteúdos da caldeira foram agitados em 300 rpm, e a temperatura da caldeira fixada em 5 oC usando o banho de circulação. O monômero de 2-etilexil metacrilato (100 ml,
88,5 g) foi depois purificado para remover qualquer inibidor de polimerização presente, desoxigenado (mediante o borbulhamento do gás nitrogênio através da solução), e transferido para a caldeira.
[0060] Neste exemplo, quatro iniciadores foram preparados para adição à caldeira: uma solução de persulfato de amônio (APS) mediante a dissolução de 0,131 g de APS em 50,0 ml de água; uma solução de formaldeído sulfoxilato de sódio (SFS) mediante a dissolução de 0,175 g de SFS em 100,0 ml de água; uma solução de sulfato ferroso mediante a dissolução de 0,021 g de FeSO4 · 7H2O em 10,0 ml de água; e uma solução de terc-butil hidroperóxido (TBHP) mediante a dissolução de 0,076 g de 70 % TBHP em 50,0 ml de água.
[0061] A caldeira foi depois carregada com 1,0 ml de solução de sulfato ferroso e durante um período de duas horas, 1,0 ml de solução de APS e 1,0 ml de solução de SFS foram adicionados concorrentemente. Seguinte a adição de APS e SFS, 1,0 ml de solução de TBHP e 1,0 ml de solução de SFS foram adicionados concorrentemente durante um período de duas horas.
[0062] O látex final foi coletado depois que a temperatura esfriou de volta para a temperatura de partida. O látex final (261,58 g) compreendia 38,3 % de polímero e uma pequena quantidade de coágulo (0,41 g).
Exemplo 2 [0063] Neste exemplo, a capacidade de redução do arrasto da emulsão polimérica de poli-2-etilexil metacrilato a 38 % preparado no
Petição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 32/70
27/43
Exemplo 1 foi avaliada em um sistema de combustível diesel #2. O dispositivo de teste usado neste exemplo foi um mecanismo de Engineering Loop Re-circulation Test de duas polegadas como mostrado na FIGURA 3. Este teste levou em conta a avaliação do desempenho de redutor do arrasto quando injetado na forma não pré-dissolvida em um fluido de hidrocarboneto no circuito de fluxo. O teste foi usado para estimular os perfis de desempenho e comportamento do redutor do arrasto nos oleodutos em campo sobre um período de tempo de três horas em termos de dissolução, desempenho de pico, e degradação do polímero redutor do arrasto.
[0064] No teste de recirculação em circuito de cano de duas polegadas, 600 galões de diesel em 70 oF (21 oC) foram recirculados a partir de um reservatório misturado através de um circuito de cano de 2 polegadas de diâmetro e retorno para o reservatório. O atraso aproximado no cano é de 100 galões. O diesel foi re-circulado em 42,3 gpm usando uma bomba de cavidade progressiva de cisalhamento baixo. A queda de pressão foi medida durante uma seção de 440-ft do circuito de cano. A queda de pressão em caso de base foi medida um período de não infecção. A queda de pressão em caso tratado foi medida durante e seguinte a injeção da amostra de redutor do arrasto. No teste de recirculação de circuito de cano de duas polegadas, o material de amostra foi injetado durante um período de 2 minutos no cano exatamente a jusante do reservatório e bomba, com o volume de material injetado sendo igual àquele requerido para obter a ppm alvo para o reservatório de 600 galões completo. O monitoramento da queda de pressão continuou por um período de 3 horas seguinte a injeção. Neste exemplo particular, emulsão polimérica de redutor do arrasto suficiente foi injetada no circuito de teste para produzir uma concentração de 5 ppm de poli-2-etilexilmetacrilato (p/p) com base no combustível a diesel #2. Nenhuma queda mensurável na pressão foi registrada em 3
Petição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 33/70
28/43 horas de recirculação. Isto foi igual à 0 % de redução do arrasto (% DR).
[0065] A redução do arrasto percentual é a relação da diferença entre a queda de pressão da linha de base (DPbase) e a queda de pressão tratada (APtratada) para a queda de pressão de linha de base (DPbase) em uma taxa de fluxo constante:
% DR = (DPbase - DPtratada) / DPbase [0066] A taxa em que o polímero se dissolve na corrente de hidrocarboneto é uma propriedade muito importante. A redução do arrasto mais eficaz não pode ocorrer até que o polímero seja dissolvido ou substancialmente submetido a solvato no conduto. A taxa em que o polímero se dissolve pode ser determinada por um teste de inibição em vórtice no querosene em várias temperaturas. Em uma velocidade de agitação constante, a profundidade do vórtice é proporcional à quantidade de polímero dissolvido no querosene. A taxa de dissolução é uma primeira função de ordem:
d/dt (Concnão disolvido) k x Concnão dissolvido em que k é a constante de taxa de dissolução. O tempo, T, para uma certa fração do polímero a ser dissolvido é uma função de k como se segue:
T%dissolvido = [In 100/(100-% dissolvido)]/k [0067] A FIGURA 4 esquematicamente ilustra o mecanismo de teste da taxa de dissolução usado para determinar a constante de taxa de dissolução. O mecanismo de teste de taxa de dissolução incluiu um agitador rotativo que foi colocado em um cilindro graduado em 250 ml revestido tendo um diâmetro interno de 48 mm. A extremidade superior do agitador rotativo foi conectada a um motor de velocidade variável (não mostrado). A configuração específica do agitador rotativo é ilustrada com detalhes nas FIGS. de 5 a 7. O agitador rotativo empregado nos testes de taxa de dissolução foi um agitador de tinta Black & DecPetição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 34/70
29/43 ker produzido a partir de uma fundição do plástico resistente a óleo. A cabeça do agitador foi formada de um disco de 45 mm de diâmetro preparado de um disco central e um anel externo. O disco central era de 20 mm de diâmetro e 1,5 mm de espessura e foi centrado em um eixo que era de 12 mm de diâmetro e 12 mm de espessura. O eixo foi furado no centro para ligação da cabeça de agitação em um eixo de 4 mm de diâmetro. O eixo foi rosqueado por 27 mm de modo que duas porcas pequenas mantinham a cabeça de agitação no eixo. O anel externo era de 4,5 mm de diâmetro, 9 mm de largura, e 1,5 mm de espessura. O anel externo foi ligado ao disco interno por 13 arcos uniformemente espaçados 13 mm de comprimento e 1 mm de espessura. O disco externo residia 6 mm abaixo do nível do disco interno. Os arcos que ligavam o anel externo ao disco interno agiram como pás para agitar o fluido no cilindro de teste. O eixo que ligou a cabeça de agitação ao motor de agitação (não mostrado) era de 300 mm de comprimento. Deve ser observado que os resultados de teste da taxa de dissolução podem variar um pouco se diferentes configurações de agitador forem usadas.
[0068] Para conduzir o teste de taxa de dissolução, o agitador foi posicionado dentro do cilindro e ajustado de modo que a parte inferior da cabeça agitadora ficasse cerca de 5 milímetros da parte inferior do cilindro. O envoltório do cilindro foi depois enchido com água recirculada de um banho de água em re-circulação com capacidade de aquecimento e esfriamento controlada. A temperatura desejada foi selecionada e o banho foi deixado alcançar esta temperatura. O cilindro graduado revestido foi enchido com querosene até a linha de 200 ml com o agitador no lugar. A circulação do fluido de esfriamento através do envoltório do cilindro graduado foi iniciada. O querosene dentro do cilindro graduado foi agitado por tempo suficiente para deixar a temperatura se equilibrar na temperatura fixada, geralmente de 10 a 15 miPetição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 35/70
30/43 nutos. A temperatura do querosene foi verificada com um termômetro para garantir que o querosene estava na temperatura de teste desejada. A velocidade do motor foi ajustada para agitar rapidamente o suficiente para formar um vórtice no querosene que alcançou à graduação de 125 ml no cilindro.
[0069] Uma alíquota de polímero pré-dissolvido contendo a concentração desejada de polímero foi adicionada ao querosene enquanto o vórtice foi formado. O polímero pré-dissolvido foi preparado pela mistura da emulsão de látex com um solvente tendo parâmetros de solubilidade adequados para obter a dissolução completa. O recipiente com a emulsão e solvente foi revirado durante a noite. No caso de uma emulsão de poli-2-etiexilmetacrilato, uma mistura de 20 % de isopropanol e 80 % de querosene (v/v) permitiu a dissolução completa do polímero em temperatura ambiente dentro deste período. Por exemplo, uma solução de 3 % de poli-2-etilexilmetacrilato foi preparada mediante a adição de 7,83 gramas de uma emulsão polimérica de 38,3 % em 92,17 gramas de 20 % de isopropanol e 80 % de querosene (v/v) e seguido por agitação para dispersar a emulsão em um frasco de vidro de 8 onças. O sistema solvente rapidamente se tornou viscoso. O frasco de vidro foi depois colocado em um rolete que gira em uma velocidade lenta e deixado homogeneizar durante a noite.
[0070] Alíquotas do polímero pré-dissolvido foram adicionadas rapidamente (isto é, dentro de cerca de 5 segundos) ao querosene agitado no cilindro graduado para determinar a quantidade de polímero requerido para obter um fechamento de vórtice completo, definido como fechamento na marca de 175 ml do cilindro graduado. No caso da emulsão de poli-2-etiexilmetacrilato a 38,3 % preparada no Exemplo 1, foi determinado que 200 ppm de polímero ativo foram necessários para completamente fechar o vórtice.
[0071] As emulsões que não foram pré-dissolvidas tinham suas
Petição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 36/70
31/43 taxas de dissolução medidas usando a concentração de polímero requerida para o fechamento de vórtice completo com relação ao polímero pré-dissolvido pelo seguinte procedimento. Uma alíquota da emulsão, ou modificada ou não modificada, foi adicionada ao querosene na concentração e temperatura desejadas. Um timer foi usado para monitorar e registrar o tempo que o vórtice alcançou as marcas de 130, 135, 140, 145, 150, 155, 160, 165, 170 e 175 ml no cilindro. No entanto, a determinação foi interrompida quando o tempo excedeu a 30 minutos.
[0072] A constante de dissolução, k, foi calculada por primeiro determinar o vórtice relativo, Rv, e depois traçar em gráfico o tempo requerido para alcançar as várias marcas de vórtice vs. o log do vórtice relativo. O vórtice relativo é a fração decimal do vórtice total em 125 ml. O vórtice total é a diferença entre 200 ml (o volume no cilindro graduado) e o vórtice em 125 ml (isto é, 75 ml).
Rv = (200 - vórtice real) / vórtice total [0073] Por exemplo, quando o vórtice real for 130 ml, o vórtice relativo é 0,833. O tempo requerido para alcançar várias marcas de vórtice foi traçado em gráfico versus o log do vórtice relativo. Os dados da linha de inclinação foram então desenvolvidos e uma regressão foi executada sobre a linha de inclinação. O declive da linha de inclinação foi multiplicado por -2,303 para converter os dados de volta para os valores lineares. Esta foi a constante da taxa de dissolução, k, para uma dada temperatura e concentração de polímero ativo.
[0074] A taxa de dissolução da emulsão de poli-2etilexilmetacrilato 38,3 % preparada no Exemplo 1 foi medida usando o teste de taxa de dissolução em 500 ppm de polímero ativo. Os resultados mostram que o polímero de emulsão não tinha virtualmente nenhuma dissolução em 20 oC e 30 oC e taxas de dissolução muito baixas em temperaturas de até 60 oC.
Petição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 37/70
32/43
temperatura constante da taxa de dissolução
20 <0,001
30 <0,001
40 <0,005
50 <0,009
60 <0,022
[0075] Nos exemplos de 3 a 5, vários solventes e tensoativos foram incorporados na emulsão de látex preparada no Exemplo 1 de modo a determinar o efeito destes sobre a taxa de dissolução do polímero de emulsão em um hidrocarboneto.
Exemplo 3 [0076] Tolueno (104,15 g) foi adicionado a um béquer de 600 ml e o béquer colocado sob um agitador suspenso equipado com um propulsor de 3 hélices de 2 polegadas de diâmetro. O agitador foi ajustado para 250 rpm e 41,675 gramas de sesquioleato de sorbitano (disponível como Lumisorb SSO da Lambent Technologies, Skokie, IL) foram adicionados e misturados durante 10 minutos até que dissolvidos. Uma parte da emulsão preparada no Exemplo 1 (104,175 g) foi depois adicionada e o sistema misturado durante 20 minutos. A composição tinha uma densidade de 0,939 g/ml e uma viscosidade Brookfield LVDVII+ de 3700 mPa-s usando um eixo #4 em 12 rpm. A composição em termos de porcentagem em peso era como se segue:
Emulsão do Exemplo 1 41,67 %
Tolueno 41,66 %
Sesquioleato de sorbitano 16,67 % [0077] A taxa de dissolução deste material foi medida usando o teste de taxa de dissolução descrito acima. Os resultados mostram que o polímero de emulsão modificado tinha boas propriedades de dissolução que melhoram com o aumento da temperatura.
Petição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 38/70
33/43
temperatura constante da taxa de dissolução
20 0,015
30 0,023
40 0,047
50 0,072
60 0,60
Exemplo 4 [0078] Tolueno (104,15 g) foi adicionado a um béquer de 600 ml e o béquer colocado sob um agitador suspenso equipado com um propulsor de 3 hélices de 2 polegadas de diâmetro. O agitador foi ajustado para 250 rpm. Uma quantidade da emulsão preparada no Exemplo 1 (145,85 g) foi depois adicionada e o sistema misturado durante 20 minutos. A composição tinha uma densidade de 0,937 g/ml. A viscosidade Brookfield LVDVII+ foi também elevada para ser medida usando este instrumento em 12 rpm. A composição em termos de porcentagem em peso era como se segue:
Emulsão do Exemplo 1 58,34 %
Tolueno 41,66 %
Sesquioleato de sorbitano 0 % [0079] A taxa de dissolução deste material foi medida usando o teste de taxa de dissolução descrito acima. Os resultados mostram que o polímero de emulsão não teve nenhuma dissolução em 20oC e 30oC e taxas de dissolução muito baixas em temperaturas de até 60oC.
temperatura constante da taxa de dissolução
20 <0,001
30 0,007
40 0,016
50 0,029
Petição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 39/70
34/43
60 0,037
Exemplo 5 [0080] Uma quantidade da emulsão preparada no Exemplo 1 (208,325 g) foi adicionada a um béquer de 600 ml e o béquer colocado sob um agitador suspenso equipado com um propulsor de 3 hélices de 2 polegadas de diâmetro. O agitador foi ajustado para 250 rpm e 41,675 gramas de sesquioleato de sorbitano foram depois adicionados e o sistema misturado durante 20 minutos. A composição tinha uma densidade de 0,991 g/ml e a viscosidade Brookfield LVDVII+ foi também elevada para ser medida usando este instrumento em 12 rpm. A mistura tinha uma consistência semelhante a pasta lisa. A composição em termos de porcentagem em peso é como se segue:
Emulsão do Exemplo 1 83,33 %
Tolueno 0 %
Sesquioleato de sorbitano 16,67 % [0081] A taxa de dissolução deste material foi medida usando o teste de taxa de dissolução descrito acima. Os resultados mostram que o polímero de emulsão não teve nenhuma dissolução em 20oC e 30oC e taxas de dissolução muito baixas em temperaturas de até 60oC.
temperatura, °C constante da taxa de dissolução, k (min-1)
20 <0,001
30 <0,007
40 <0,016
50 <0,029
60 <0,037
[0082] Os três exemplos acima (Exemplos 3, 4 e 5) ilustram a melhora dramática na taxa de dissolução realizada mediante o uso tanto de um tensoativo quanto de um solvente para modificar as propriedades de dissolução dos polímeros de emulsão objetos em hidrocarboPetição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 40/70
35/43 netos. A dissolução muito mais rápida pode ser obtida mediante o uso tanto de um tensoativo quanto de um solvente do que pode ser obtida pelo uso de cada classe de aditivo isoladamente. Um gráfico do fator de taxa de dissolução, k, vs. a temperatura do hidrocarboneto usado (querosene) é apresentado na FIGURA 8.
Exemplo 6 [0083] Neste exemplo, 75 g de acetona foram adicionados a um béquer de 600 ml e o béquer colocado sob um agitador suspenso equipado com um propulsor de 3 hélices de 2 polegadas de diâmetro. O agitador foi ajustado para 250 rpm e 50 gramas de sesquioleato de sorbitano foram adicionados e misturados durante 10 minutos até que dissolvidos. Uma quantidade da emulsão preparada no Exemplo 1 (125 g) foi depois adicionada e o sistema misturado durante 20 minutos. A composição tinha uma densidade de 0,94 g/ml e uma viscosidade Brookfield LVDVII+ de 6700 mPa-s usando um eixo #4 em 12 rpm. A composição em termos de porcentagem em peso era como se segue:
Emulsão do Exemplo 1 50 %
Acetona 30 %
Sesquioleato de sorbitano 20 % [0084] A taxa de dissolução deste material foi medida usando o teste de taxa de dissolução descrito acima. Os resultados mostram que o polímero de emulsão modificado tinha boas propriedades de dissolução que melhoram com o aumento da temperatura.
temperatura, °C constante da taxa de dissolução, k (min-1)
20 0,117
30 0,078
40 0,101
50 0,094
60 0,309
Petição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 41/70
36/43 [0085] Este exemplo ilustra como um solvente alternativo pode ser usado para obter propriedades de dissolução mais rápidas em uma temperatura mais baixa. Isto pode ser importante em muitas aplicações de oleoduto onde o óleo bruto ou produtos refinados são transportados em temperaturas mais baixas.
Exemplo 7 [0086] Uma quantidade de polietileno glicol (96,15 g) tendo um peso molecular de 200 (PEG-200) foi adicionada a um béquer de 600 ml e o béquer colocado sob um agitador suspenso equipado com um propulsor de 3 hélices de 2 polegadas de diâmetro. O agitador foi ajustado para 250 rpm e 57,7 gramas de copolímero poliisobutileno succínico anidrido, sal de dietanolamina (PIBSA) foram adicionados e o sistema misturado durante 30 minutos até que o PIBSA se dissolveu. Logo depois, 96,15 g da emulsão preparada no Exemplo 1 foram adicionados e o sistema misturado durante 20 minutos. A composição tinha uma densidade de 0,971 g/ml e uma viscosidade Brookfield LVDVII+ de 3200 mPa-s usando um eixo #4 em 6 rpm. A composição tinha uma consistência semelhante a pasta espessa. A composição em termos de porcentagem em peso era como se segue:
Emulsão do Exemplo 1 38,46 %
PEG-200 38,46 %
PIBSA 23,08 % [0087] A taxa de dissolução deste material foi medida usando o teste de taxa de dissolução descrito acima. Os resultados mostram que o polímero de emulsão modificado tinha boas propriedades de dissolução que melhoram com o aumento da temperatura.
temperatura, °C constante da taxa de dissolução, k (min-1)
20 0,025
30 0,040
40 0,106
Petição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 42/70
37/43
50 0,107
60 0,255
[0088] Este exemplo ilustra que o uso de um solvente não inflamável menos perigoso do que o tolueno ou acetona pode ser usado e as propriedades de dissolução intensificadas sobre faixas de temperatura amplas podem ainda ser obtidas.
Exemplo 8 [0089] Neste exemplo, 50 g de PEG-200 foram adicionados a um béquer de 600 ml e o béquer colocado sob um agitador suspenso equipado com um propulsor de 3 hélices de 2 polegadas de diâmetro. O agitador foi ajustado para 250 rpm e 12,5 gramas de amina de sebo etoxilada (Rhodameen PN-430) e 37,5 g de copolímero poliisobutileno succínico anidrido, sal de dietanolamina foram adicionados e misturados durante 20 minutos até que dissolvidos. Logo depois, 150 g da emulsão preparada no Exemplo 1 foram então adicionados e o sistema misturado durante 20 minutos. A composição tinha uma densidade de 1,0078 g/ml e uma viscosidade Brookfield LVDVII+ de 1120 mPa-s usando um eixo #4 em 30 rpm. A composição em termos de porcentagem em peso era como se segue:
Emulsão do Exemplo 1 60 %
PEG-200 20 %
Rhodameen PN-430 5 %
PIBSA 15 % [0090] A taxa de dissolução deste material foi medida usando o teste de taxa de dissolução descrito acima. Os resultados mostram que o polímero de emulsão modificado tinha boas propriedades de dissolução que melhoram com o aumento da temperatura.
temperatura, °C constante da taxa de dissolução, k (min-1)
20 0,007
30 0,016
Petição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 43/70
38/43
40 0,057
50 0,072
60 0,276
[0091] Este exemp o ilustra o uso de mais do que um tensoativo
em HLB baixo para obter uma taxa de dissolução intensificada sobre a emulsão isolada e permite o uso de uma concentração mais baixa de solvente e tensoativos em HLB baixo para obter uma dada taxa de dissolução em certas temperaturas.
Exemplo 9 [0092] Neste exemplo, 60 g de PEG-200, 60 g de éter tripropileno glicol metílico e 6 g de 1-hexanol foram adicionados a um béquer de 1000 ml e o béquer colocado sob um agitador suspenso equipado com um propulsor de 3 hélices de 3 polegadas de diâmetro. O agitador foi ajustado para 250 rpm. Logo depois, 30 g de uma amina de sebo etoxilada (Rhodameen PN-430) e 90 g de copolímero poliisobutileno succínico anidrido, sal de dietanolamina foram adicionados e misturados durante 30 minutos até que dissolvidos. Depois, 354 g da emulsão preparada no Exemplo 1 foram adicionados e o sistema misturado durante 20 minutos. A composição tinha uma densidade de 0,9979 g/ml e uma viscosidade Brookfield LVDVII+ de 3071 mPa-s usando um eixo #4 em 30 rpm. A composição em termos de porcentagem em peso era como se segue:
Emulsão do Exemplo 1 59 %
PEG-200 10 %
Éter tripropileno glicol metílico 10 %
1-hexanol 1 %
Rhodameen PN-430 5 %
PIBSA 15 % [0093] A taxa de dissolução deste material foi medida usando o teste de taxa de dissolução descrito acima. Os resultados mostram
Petição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 44/70
39/43 que o polímero de emulsão modificado tinha boas propriedades de dissolução que melhoram com o aumento da temperatura.
temperatura, °C constante da taxa de dissolução, k (min-1)
20 0,011
30 0,028
40 0,046
50 0,084
60 0,290
[0094] Este exemp o ilustra o uso de mais do que um tensoativo
em HLB baixo e mais do que um solvente para obter uma taxa de dissolução intensificada sobre a emulsão isolada e permite o uso de uma concentração mais baixa de solvente e tensoativos em HLB baixo para obter uma dada taxa de dissolução em certas temperaturas.
[0095] A FIGURA 9 é um gráfico de taxa de dissolução vs temperatura para os Exemplos 7, 8 e 9. Esta comparação das taxas de dissolução dos vários sistemas ilustra que o uso de mais do que um solvente e ou tensoativo em HLB baixo pode ser usado para obter propriedades de dissolução similares. No caso do Exemplo 7, concentrações de aditivo muito mais elevadas foram necessárias usando um tensoativo e solvente únicos para obter apenas melhoras marginais nas taxas de dissolução. Mediante o uso de múltiplos tensoativos e/ou solventes para permitir o uso de uma concentração mais baixa de aditivos podese também obter uma mistura com uma viscosidade mais baixa. Exemplo 10 [0096] Neste exemplo, 104,15 g de tolueno foram adicionados a um béquer de 600 ml e o béquer colocado sob um agitador suspenso equipado com um propulsor de 3 hélices de 2 polegadas de diâmetro. O agitador foi ajustado para 250 rpm e 41,675 g de sesquioleato de sorbitano foram adicionados e o sistema misturado durante 10 minutos até que dissolvidos. Depois, 104,175 g da emulsão preparada no
Petição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 45/70
40/43
Exemplo 1 foram adicionados e misturados durante 20 minutos. A composição tinha uma densidade de 0,939 g/ml e uma viscosidade Brookfield LVDVII+ de 3700 mPa-s usando um eixo #4 em 12 rpm. A composição em termos de porcentagem em peso era como se segue:
Emulsão do Exemplo 1 Tolueno
Sesquioleato de sorbitano
41,67 %
41.66 %
16.67 % [0097] A mistura preparada acima foi injetada no mecanismo de Engineering Loop Re-circulaion Teste de duas polegadas descrito no Exemplo 2 em uma quantidade suficiente para produzir uma concentração de 3 ppm de poli-2-etilexilmetacrilato (p/p) com base no peso do combustível diesel #2. Após injeção, a pressão do circuito de teste rapidamente começou a cair. Uma queda de pressão igual a 10,75 % DR foi medida em 600 segundos (10 minutos).
Exemplo 11 [0098] Neste exemplo, 104,15 g de tolueno foram adicionados a um béquer de 600 ml e o béquer colocado sob um agitador suspenso equipado com um propulsor de 3 hélices de 2 polegadas de diâmetro. O agitador foi ajustado para 250 rpm e 145,85 g da emulsão preparada no Exemplo 1 foram depois adicionados e misturados durante 20 minutos. A composição tinha uma densidade de 0,937 g/ml e a viscosidade Brookfield LVDVII+ foi também elevada para ser medida usando este instrumento em 12 rpm. A composição em termos de porcentagem em peso é como se segue:
Emulsão do Exemplo 1 Tolueno
Sesquioleato de sorbitano
58,34 % 41,66 % 0 % [0099] A mistura preparada acima foi injetada no mecanismo de Engineering Loop Re-circulaion Teste de duas polegadas como descrito no Exemplo 2 em uma quantidade suficiente para produzir uma
Petição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 46/70
41/43 concentração de 3 ppm de poli-2-etilexilmetacrilato (p/p) com base no peso do combustível diesel #2. Durante o teste de 3 horas nenhuma redução do arrasto significativa foi medida.
Exemplo 12 [00100] Neste exemplo, 208,325 g da emulsão preparada no Exemplo 1 foram adicionados a um béquer de 600 ml e o béquer colocado sob um agitador suspenso equipado com um propulsor de 3 hélices de 2 polegadas de diâmetro. O agitador foi ajustado para 250 rpm e 41,675 g de sesquioleato de sorbitano foram depois adicionados e misturados durante 20 minutos. A composição tinha uma densidade de 0,991 g/ml e a viscosidade Brookfield LVDVII+ foi também elevada para ser medida usando este instrumento em 12 rpm. A mistura tinha uma consistência semelhante a pasta lisa. A composição em termos de porcentagem em peso foi como se segue:
Emulsão do Exemplo 1 Tolueno
Sesquioleato de sorbitano
58,34 % 0 %
6,67 % [00101] A mistura preparada acima foi injetada no mecanismo de Engineering Loop Re-circulaion Teste de duas polegadas como descrito no Exemplo 2 em uma quantidade suficiente para produzir uma concentração de 3 ppm de poli-2-etilexilmetacrilato (p/p) com base no peso do combustível diesel #2. Durante o teste de 3 horas, nenhuma redução do arrasto significativa foi medida.
[00102] A FIGURA 10 é um gráfico da redução do arrasto no Engineering Loop Re-circulaion Teste de duas polegadas para os Exemplos 2, 10, 11 e 12. Neste gráfico de % de redução do arrasto vs tempo de circulação, a injeção no fluido de recirculação ocorreu em 100 segundos. Durante os próximos 120 segundos as emulsões modificadas foram injetadas em uma concentração mais elevada (21,5 ppm de polímero para a emulsão modificada e 35,8 ppm para a emulsão não
Petição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 47/70
42/43 modificada) e em uma taxa proporcional ao fluxo de uma passagem do combustível diesel através do circuito calculado como:
Concentração inicial (ppm) = taxa de injeção / (taxa de injeção + taxa de circuito) [00103] Isto equilibrou com o equilíbrio do combustível diesel no tanque de armazenagem de modo que dentro de cerca de 300 segundos de tempo transcorrido total o polímero estava na concentração em equilíbrio descrita (isto é, 3 ppm de polímero para as emulsões modificadas e 5 ppm para as emulsões não modificadas). A concentração em equilíbrio foi calculada como:
Concentração em equilíbrio (ppm) = polímero em massa / diesel em massa [00104] Este gráfico ilustra a taxa rápida de redução do arrasto de uma emulsão modificada tanto com tolueno quanto com sesquioleato de sorbitano (Exemplo 10) comparado com a emulsão modificada com tolueno isoladamente (Exemplo 11) ou sesquioleato de sorbitano isoladamente (exemplo 12) em uma concentração polimérica em equilíbrio de 3 ppm. Adicionalmente o desempenho de redução do arrasto de uma emulsão não modificada em uma concentração polimérica em equilíbrio de 5 ppm é ilustrado. O gráfico mostra que a emulsão modificada tanto com tolueno quanto com sesquioleato de sorbitano apresentou desenvolvimento rápido das propriedades de redução do arrasto neste circuito de teste enquanto a não modificada e os materiais modificados com tolueno ou sesquioleato de sorbitano isoladamente não desenvolveram qualquer redução do arrasto mensurável.
[00105] As formas preferidas da invenção descrita acima devem ser usadas como ilustração apenas, e não devem ser usadas em um sentido limitativo para interpretar o escopo da presente invenção. Modificações óbvias às formas de realização exemplares, apresentadas acima, podem ser facilmente feitas por aqueles qualificados na técnica
Petição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 48/70
43/43 sem divergir do espírito da presente invenção.
[00106] Os inventores por meio desta mencionam seus propósitos para contar com a Doutrina de Equivalentes para determinar e avaliar o escopo razoavelmente imparcial da presente invenção quando pertence a qualquer mecanismo não materialmente divergente, mas fora do escopo literal da invenção como apresentado nas seguintes reivindicações.
Petição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 49/70
1/17

Claims (63)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Método, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:
    (a) transportar um redutor do arrasto de látex através de um conduto de fluido tendo um comprimento de pelo menos 152 metros (500 pés) sem injeção de material facilitador do fluxo em viscosidade baixa imiscível separado na periferia do conduto, o dito redutor do arrasto compreendendo uma fase contínua e uma pluralidade de partículas de um polímero de peso molecular elevado disperso na fase contínua; e (b) introduzir o redutor do arrasto transportado dentro do fluido que se origina de uma formação submarina.
  2. 2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita fase contínua de dito redutor do arrasto compreende pelo menos um tensoativo em equilíbrio hidrófilo-lipófilo (HLB) elevado e pelo menos um tensoativo em equilíbrio hidrófilo-lipófilo (HLB) baixo.
  3. 3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o dito pelo menos um tensoativo em HLB elevado tem um número em HLB de pelo menos 8.
  4. 4. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o dito pelo menos um tensoativo em HLB elevado compreende um ou mais tensoativos em HLB elevado selecionados do grupo consistindo em sulfatos de alquila em HLB elevado, sulfatos de éter alquílico, sulfossuccinatos de dialquila, fosfatos de alquila, sulfonatos de alquil arila, sarcosinatos, ésteres de sorbitano, ésteres de ácido graxo PEG, ésteres de glicerina etoxilados, aminas graxas etoxiladas, ésteres de sorbitano etoxilados, tensoativos de óxido de etileno/óxido de propileno de bloco, ésteres de álcool/ácido graxo, álcoois etoxilados, ácidos graxos etoxilados, óleos de mamona alcoxilados,
    Petição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 50/70
    2/17 ésteres de glicerina, etoxilatos de álcool linear, e etoxilatos de alquil fenol.
  5. 5. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o dito pelo menos um tensoativo em HLB baixo tem um número em HLB de menos do que 6.
  6. 6. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o dito pelo menos um tensoativo em HLB baixo compreende um ou mais tensoativos em HLB baixo selecionados do grupo consistindo em ésteres de sorbitano em HLB baixo, ésteres de ácido graxo PEG, ésteres de glicerina etoxilados, aminas graxas etoxiladas, ésteres de sorbitano etoxilados, tensoativos de óxido de etileno/óxido de propileno de bloco, ésteres de álcool/ácido graxo, álcoois etoxilados, ácidos graxos etoxilados, óleos de mamona alcoxilados, ésteres de glicerina, poletileno glicóis, etoxilatos de álcool linear, etoxilatos de alquil fenol e emulsificantes poliméricos solúveis em óleo.
  7. 7. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito polímero tem um peso molecular médio ponderado de pelo menos 1 x 106 g/mol.
  8. 8. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as ditas partículas têm um tamanho médio de partícula de menos do que 1000 nm.
  9. 9. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos 95 % de ditas partículas têm tamanhos de partícula entre 10 a 500 nm.
  10. 10. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que dita fase contínua de redutor do arrasto é aquosa.
  11. 11. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o dito redutor do arrasto ainda compreende pelo menos um solvente disperso em dita fase contínua.
  12. 12. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizaPetição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 51/70
    3/17 do pelo fato de que o dito pelo menos um solvente é selecionado do grupo consistindo em solventes aromáticos, solventes parcial e completamente hidrogenados, glicóis, éteres glicólicos, ésteres, solventes contendo nitrogênio, álcoois alifáticos e aromáticos, cetonas, solventes contendo enxofre, tetraidrofurano, haletos de alquila, e combinações destes.
  13. 13. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito polímero de peso molecular elevado é formado a partir da polimerização de um ou mais monômeros selecionados do grupo consistindo em:
    (A)
    Γ f
    H2C=c—c—or2 em que R1 é H ou um radical de alquila C1-C10, e R2 é H ou um radical de alquila C1-C30;
    (B) em que R3 é CH=CH2 ou CH3-C=CH2 e R4 é H ou um radical de alquila C1-C30;
    (C)
    H 0
    H2C^=c—o—c—r5 em que R5 é H ou um radical de alquila C1-C30,
    Petição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 52/70
    4/17 (D)
    Η
    H2C=C-Ο-Rs em que R6 é H ou um radical de alquila C1-C30, (E)
    H2C=c-O=CH2 em que R7 é H ou um radical de alquila C1-C18, e R8 é H ou um radical de alquila C1-C18, (F) o o em que R9 e R10 são independentemente H, radicais de alquila, arila, cicloalquila ou heterocíclico C1-C30;
    (G) em que R11 e R12 são independentemente H, radicais de alquila, arila, cicloalquila ou heterocíclico C1-C30;
    (H)
    Petição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 53/70
    5/17 ο 11 Ν H
    R,30-C-CH2-C-C-OR14 em que R13 e R14 são independentemente H, radicais de alquila, arila, cicloalquila ou heterocíclico C1-C30; e (I) em que R15 é H, um radical de alquila, arila, cicloalquila ou heterocíclico C1-C30.
  14. 14. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o dito monômero é metacrilato de 2-etilexila.
  15. 15. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito redutor do arrasto tem uma constante de taxa de dissolução de hidrocarboneto de pelo menos 0,004 min-1 em querosene a 20 oC.
  16. 16. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito redutor do arrasto tem uma constante de taxa de dissolução de hidrocarboneto de pelo menos 0,01 min-1 em querosene a 40 oC.
  17. 17. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito fluido sendo transportado na dita linha de fluxo compreende um fluido contendo hidrocarboneto.
  18. 18. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito conduto de fluido é uma linha umbilical submarina, a dita linha umbilical tem pelo menos 305 metros (1000 pés) de comprimento e compreende uma pluralidade de condutos de injeção
    Petição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 54/70
    6/17 de produto químico, o dito redutor do arrasto é transportado através de pelo menos um de ditos condutos tendo um diâmetro interno máximo de 6,35 cm (2,5 polegadas) ou menos.
  19. 19. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito redutor do arrasto apresenta uma queda de pressão de menos do que 113,1 kpa/m (5 psi por pé) durante a etapa (a).
  20. 20. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa (b) inclui a provisão de pelo menos uma redução do arrasto de 2 % na linha de fluxo.
  21. 21. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita fase contínua de redutor do arrasto compreende um líquido orgânico polar.
  22. 22. Método de redução das forças do arrasto associadas com o transporte de um fluido contendo hidrocarboneto através de uma linha de fluxo submarina, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:
    (a) transportar um redutor do arrasto de látex através de uma instalação de controle até um ponto de injeção na linha de fluxo submarina através de uma linha umbilical submarina sem injeção de material facilitador do fluxo em viscosidade baixa imiscível separado na periferia da linha umbilical, a dita instalação de controle e dito ponto de injeção sendo separados por uma distância de pelo menos 1.000 pés (305 metros), o dito redutor do arrasto compreendendo uma fase contínua incluindo pelo menos um tensoativo em equilíbrio hidrófilolipófilo (HLB) elevado e pelo menos um tensoativo em equilíbrio hidrófilo-lipófilo (HLB) baixo e uma pluralidade de partículas de um polímero de peso molecular elevado disperso na fase contínua; e (b) introduzir o redutor do arrasto transportado dentro da linha de fluxo no ponto de injeção.
    Petição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 55/70
    7/17
  23. 23. Método de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que o dito pelo menos um tensoativo em HLB elevado tem um número em HLB de pelo menos 8.
  24. 24. Método de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que o dito pelo menos um tensoativo em HLB elevado compreende um ou mais tensoativos em HLB elevado selecionados do grupo consistindo em sulfatos de alquila em HLB elevado, sulfatos de éter alquílico, sulfossuccinatos de dialquila, fosfatos de alquila, sulfonatos de alquil arila, sarcosinatos, ésteres de sorbitano, ésteres de ácido graxo PEG, ésteres de glicerina etoxilados, aminas graxas etoxiladas, ésteres de sorbitano etoxilados, tensoativos de óxido de etileno/óxido de propileno de bloco, ésteres de álcool/ácido graxo, álcoois etoxilados, ácidos graxos etoxilados, óleos de mamona alcoxilados, ésteres de glicerina, etoxilatos de álcool linear, e etoxilatos de alquil fenol.
  25. 25. Método de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que o dito pelo menos um tensoativo em HLB baixo tem um número em HLB de menos do que 6.
  26. 26. Método de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que o dito pelo menos um tensoativo em HLB baixo compreende um ou mais tensoativos em HLB baixo selecionados do grupo consistindo em ésteres de sorbitano em HLB baixo, ésteres de ácido graxo PEG, ésteres de glicerina etoxilados, aminas graxas etoxiladas, ésteres de sorbitano etoxilados, tensoativos de óxido de etileno/óxido de propileno de bloco, ésteres de álcool/ácido graxo, álcoois etoxilados, ácidos graxos etoxilados, óleos de mamona alcoxilados, ésteres de glicerina, poletileno glicóis, etoxilatos de álcool linear, etoxilatos de alquil fenol e emulsificantes poliméricos solúveis em óleo.
  27. 27. Método de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que o dito polímero tem um peso molecular médio
    Petição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 56/70
    8/17 ponderado de pelo menos 1 x 106 g/mol.
  28. 28. Método de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que as ditas partículas têm um tamanho médio de partícula de menos do que 1000 nm.
  29. 29. Método de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que pelo menos 95 % de ditas partículas têm tamanhos de partícula entre 10 a 500 nm.
  30. 30. Método de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que a dita fase contínua de redutor do arrasto é aquosa.
  31. 31. Método de acordo com a reivindicação 30, caracterizado pelo fato de que o dito redutor do arrasto ainda compreende pelo menos um solvente disperso em dita fase contínua.
  32. 32. Método de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de que o dito pelo menos um solvente é selecionado do grupo consistindo em solventes aromáticos, solventes parcial e completamente hidrogenados, glicóis, éteres glicólicos, ésteres, solventes contendo nitrogênio, álcoois alifáticos e aromáticos, cetonas, solventes contendo enxofre, tetraidrofurano, haletos de alquila, e combinações destes.
  33. 33. Método de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que o dito polímero de peso molecular elevado é formado a partir da polimerização de um ou mais monômeros selecionados do grupo consistindo em:
    (A)
    F?1 O
    HC I H H2C:=c-C-OR2 em que R1 é H ou um radical de alquila C1-C10, e R2 é H ou um radical de alquila C1-C30;
    (B)
    Petição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 57/70
    9/17 em que R3 é CH=CH2 ou CH3-C=CH2 e R4 é H ou um radical de alquila C1-C30;
    (q)
    Η O
    I II
    H2C=C—o—c—r5 em que R5 é H ou um radical de alquila C1-C30;
    (D)
    H
    H2C=C-O—Rs em que R6 é H ou um radical de alquila C1-C30;
    (E)
    R7 ^8
    H2C=c—c=ch2 em que R7 é H ou um radical de alquila C1-C18, e R8 é H ou um radical de alquila C1-C18;
    (F) em que R9 e R10 são independentemente H, radicais de alquila, arila, cicloalquila ou heterocíclico C1-C30;
    Petição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 58/70
    10/17 (G) em que R11 e R12 são independentemente H, radicais de alquila, arila, cicloalquila ou heterocíclico C1-C30;
    (H)
    O CO
    R-|3O-C-CH2—C-C-OR14 em que R13 e R14 são independentemente H, radicais de alquila, arila, cicloalquila ou heterocíclico C1-C30; e (I) em que R15 é H, um radical de alquila, arila, cicloalquila ou heterocíclico C1-C30.
  34. 34. Método de acordo com a reivindicação 33, caracterizado pelo fato de que o dito monômero é metacrilato de 2-etilexila.
  35. 35. Método de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que o dito redutor do arrasto tem uma constante de taxa de dissolução de hidrocarboneto de pelo menos 0,004 min-1 em querosene a 20oC.
  36. 36. Método de acordo com a reivindicação 22, caracterizaPetição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 59/70
    11/17 do pelo fato de que o dito redutor do arrasto tem uma constante de taxa de dissolução de hidrocarboneto de pelo menos 0,01 min-1 em querosene a 40 oC.
  37. 37. Método de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que a dita linha umbilical tem um diâmetro interno máximo de 6,35 cm (2,5 polegadas) ou menos.
  38. 38. Método de acordo com a reivindicação 37, caracterizado pelo fato de que o dito redutor do arrasto apresenta uma queda de pressão de menos do que 113,1 KPa/m (5 psi) por pé durante a etapa (a).
  39. 39. Método de acordo com a reivindicação 37, caracterizado pelo fato de que a etapa (b) inclui a provisão de pelo menos uma redução do arrasto de 2 % na linha de fluxo.
  40. 40. Método de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que a dita linha umbilical inclui uma pluralidade de condutos de injeção de produto químico cada um tendo um diâmetro interno máximo de 6,35 cm (2,5 polegadas) ou menos, a etapa (a) incluindo o transporte do redutor do arrasto através de pelo menos um dos condutos de injeção de produto químico.
  41. 41. Método de acordo com a reivindicação 40, caracterizado pelo fato de que (c) simultaneamente com a etapa (a), transporta um produto químico em segurança no fluxo diferente do redutor do arrasto através da linha umbilical.
  42. 42. Método de acordo com a reivindicação 41, caracterizado pelo fato de que o dito produto químico em segurança no fluxo é pelo menos um produto químico selecionado do grupo consistindo em inibidores de hidrato, inibidores de corrosão, inibidores de parafina, inibidores de asfalteno, inibidores de escama, biocidas, inibidores de sulfeto de hidrogênio, desmulsificantes, descontaminantes de oxigênio, e combinações destes.
    Petição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 60/70
    12/17
  43. 43. Método de redução do arrasto em uma linha de fluxo que carrega um fluido contendo hidrocarboneto, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:
    (a) transportar um redutor do arrasto através de um conduto de fluido tendo um comprimento de pelo menos 152 metros (500 pés) sem injeção de material facilitador do fluxo em viscosidade baixa imiscível separado na periferia do conduto, o dito redutor do arrasto compreendendo uma emulsão de látex incluindo uma quantidade de partículas de um polímero redutor do arrasto formado por uma reação de polimerização de emulsão, o dito polímero tendo um peso molecular médio ponderado de pelo menos 1 x 106 g/mol, ditas partículas tendo um tamanho médio de partícula de menos do que 1000 nm, a dita emulsão de látex tendo sido modificada mediante a adição de pelo menos um tensoativo em equilíbrio hidrófilo-lipófilo (HLB) baixo; e (b) introduzir o redutor do arrasto transportado dentro do fluido contendo hidrocarboneto.
  44. 44. Método de acordo com a reivindicação 43, caracterizado pelo fato de que o dito pelo menos um tensoativo em HLB baixo tem um número em HLB de menos do que 6.
  45. 45. Método de acordo com a reivindicação 44, caracterizado pelo fato de que o dito pelo menos um tensoativo em HLB baixo compreende um ou mais tensoativos em HLB baixo selecionados do grupo consistindo em ésteres de sorbitano em HLB baixo, ésteres de ácido graxo PEG, ésteres de glicerina etoxilados, aminas graxas etoxiladas, ésteres de sorbitano etoxilados, tensoativos de óxido de etileno/óxido de propileno de bloco, ésteres de álcool/ácido graxo, álcoois etoxilados, ácidos graxos etoxilados, óleos de mamona alcoxilados, ésteres de glicerina, poletileno glicóis, etoxilatos de álcool linear, etoxilatos de alquil fenol e emulsificantes poliméricos solúveis em óleo.
  46. 46. Método de acordo com a reivindicação 43, caracterizaPetição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 61/70
    13/17 do pelo fato de que o dito redutor do arrasto ainda compreende pelo menos um tensoativo em HLB elevado tendo um número em HLB de pelo menos 8.
  47. 47. Método de acordo com a reivindicação 46, caracterizado pelo fato de que o dito pelo menos um tensoativo em HLB elevado compreende um ou mais tensoativos em HLB elevado selecionados do grupo consistindo em sulfatos de alquila em HLB elevado, sulfatos de éter alquílico, sulfossuccinatos de dialquila, fosfatos de alquila, sulfonatos de alquil arila, sarcosinatos, ésteres de sorbitano, ésteres de ácido graxo PEG, ésteres de glicerina etoxilados, aminas graxas etoxiladas, ésteres de sorbitano etoxilados, tensoativos de óxido de etileno/óxido de propileno de bloco, ésteres de álcool/ácido graxo, álcoois etoxilados, ácidos graxos etoxilados, óleos de mamona alcoxilados, ésteres de glicerina, etoxilatos de álcool linear, e etoxilatos de alquil fenol.
  48. 48. Método de acordo com a reivindicação 43, caracterizado pelo fato de que pelo menos 95 % de ditas partículas têm tamanhos de partícula entre 10 a 500 nm.
  49. 49. Método de acordo com a reivindicação 43, caracterizado pelo fato de que o dito redutor do arrasto compreende uma fase contínua incluindo pelo menos um componente selecionado do grupo consistindo em água, um líquido orgânico polar, e misturas destes.
  50. 50. Método de acordo com a reivindicação 49, caracterizado pelo fato de que o dito redutor do arrasto ainda compreende pelo menos um solvente disperso em dita fase contínua.
  51. 51. Método de acordo com a reivindicação 50, caracterizado pelo fato de que o dito pelo menos um solvente é selecionado do grupo consistindo em solventes aromáticos, solventes parcial e completamente hidrogenados, glicóis, éteres glicólicos, ésteres, solventes contendo nitrogênio, álcoois alifáticos e aromáticos, cetonas, solventes
    Petição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 62/70
    14/17 contendo enxofre, tetraidrofurano, haletos de alquila, e combinações destes.
  52. 52. Método de acordo com a reivindicação 43, caracterizado pelo fato de que o dito polímero é formado a partir da polimerização de um ou mais monômeros selecionados do grupo consistindo em:
    (A) em que R1 é H ou um radical de alquila C1-C10, e R2 é H ou um radical de alquila C1-C30;
    (B) em que R3 é CH=CH2 ou CH3-C=CH2 e R4 é H ou um radical de alquila C1-C30;
    (C)
    Η O
    H2C=c-O-C-R5 em que R5 é H ou um radical de alquila C1-C30;
    (D)
    H h2c=c—o—rs em que R6 é H ou um radical de alquila C1-C30;
    Petição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 63/70
    15/17 (E)
    Rs h2c=c—c·^—ch2 em que R7 é H ou um radical de alquila C1-C18, e R8 é H ou um radical de alquila C1-C18;
    (F) em que R9 e R10 são independentemente H, radicais de alquila, arila, cicloalquila ou heterocíclico C1-C30;
    (G) em que R11 e R12 são independentemente H, radicais de alquila, arila, cicloalquila ou heterocíclico C1-C30;
    (H)
    9 £ o Rn 11 li li
    R13O C CH2 C C-0R-)4 em que R13 e R14 são independentemente H, radicais de alquila, arila, cicloalquila ou heterocíclico C1-C30; e (I)
    Petição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 64/70
    16/17 em que R15 é H, um radical de alquila, arila, cicloalquila ou heterocíclico C1-C30.
  53. 53. Método de acordo com a reivindicação 52, caracterizado pelo fato de que o dito monômero é metacrilato de 2-etilexila.
  54. 54. Método de acordo com a reivindicação 43, caracterizado pelo fato de que o dito redutor do arrasto tem uma constante de taxa de dissolução de hidrocarboneto de pelo menos 0,004 min-1 em querosene a 20 oC.
  55. 55. Método de acordo com a reivindicação 43, caracterizado pelo fato de que o dito redutor do arrasto tem uma constante de taxa de dissolução de hidrocarboneto de pelo menos 0,01 min-1 em querosene a 40 oC.
  56. 56. Método de acordo com a reivindicação 43, caracterizado pelo fato de que a etapa (b) inclui a provisão de pelo menos uma redução do arrasto de 2 % na linha de fluxo.
  57. 57. Método de acordo com a reivindicação 43, caracterizado pelo fato de que o dito conduto de fluido é uma linha umbilical submarina, a dita linha umbilical inclui uma pluralidade de condutos de injeção de produto químico cada um tendo um diâmetro interno máximo de 6,35 cm (2,5 polegadas) ou menos, a etapa (a) inclui o transporte do redutor do arrasto através de pelo menos um dos condutos de injeção de produto químico.
  58. 58. Método de acordo com a reivindicação 57, caracterizado pelo fato de que (c) simultaneamente com a etapa (a), transporta um produPetição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 65/70
    17/17 to químico em segurança no fluxo de outra maneira do redutor do arrasto através da linha umbilical.
  59. 59. Método de acordo com a reivindicação 58, caracterizado pelo fato de que o dito produto químico em segurança no fluxo é pelo menos um produto químico selecionado do grupo consistindo em inibidores de hidrato, inibidores de corrosão, inibidores de parafina, inibidores de asfalteno, inibidores de escama, biocidas, inibidores de sulfeto de hidrogênio, desmulsificantes, descontaminantes de oxigênio, e combinações destes.
  60. 60. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito conduto de fluido é uma linha umbilical submarina.
  61. 61. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito fluido é transportado em uma linha de fluxo durante a etapa (b).
  62. 62. Método de acordo com a reivindicação 43, caracterizado pelo fato de que o dito fluido contendo hidrocarboneto é transportado em uma linha de fluxo durante a etapa (b).
  63. 63. Método de acordo com a reivindicação 43, caracterizado pelo fato de que o dito conduto de fluido é uma linha umbilical submarina.
    Petição 870170101926, de 26/12/2017, pág. 66/70
BRPI0517730-8A 2004-12-30 2005-12-19 Métodos para a redução do arrasto turbulento associado com os fluidos que circulam através dos condutos BRPI0517730B1 (pt)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/026,892 2004-12-30
US11/026,892 US7361628B2 (en) 2004-12-30 2004-12-30 Remote delivery of latex drag-reducing agent without introduction of immiscible low-viscosity flow facilitator
PCT/US2005/045973 WO2006073780A2 (en) 2004-12-30 2005-12-19 Remote delivery of latex drag-reducing agent

Publications (3)

Publication Number Publication Date
BRPI0517730A BRPI0517730A (pt) 2008-10-21
BRPI0517730A8 BRPI0517730A8 (pt) 2017-12-05
BRPI0517730B1 true BRPI0517730B1 (pt) 2018-05-22

Family

ID=36639056

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BRPI0517730-8A BRPI0517730B1 (pt) 2004-12-30 2005-12-19 Métodos para a redução do arrasto turbulento associado com os fluidos que circulam através dos condutos

Country Status (14)

Country Link
US (1) US7361628B2 (pt)
CN (1) CN101094969B (pt)
AR (1) AR053531A1 (pt)
AU (1) AU2005323129B9 (pt)
BR (1) BRPI0517730B1 (pt)
CA (1) CA2586402C (pt)
DK (1) DK177363B1 (pt)
EA (1) EA014587B1 (pt)
GB (1) GB2437673B (pt)
GE (1) GEP20094808B (pt)
MX (1) MX2007005965A (pt)
MY (1) MY144031A (pt)
NO (1) NO343757B1 (pt)
WO (1) WO2006073780A2 (pt)

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070284110A1 (en) * 2006-06-08 2007-12-13 Harris William F Downhole flow improvement
US7884144B2 (en) * 2006-07-28 2011-02-08 Conocophillips Company Hydrate inhibited latex flow improver
US8481462B2 (en) 2006-09-18 2013-07-09 Schlumberger Technology Corporation Oxidative internal breaker system with breaking activators for viscoelastic surfactant fluids
US7398829B2 (en) * 2006-09-18 2008-07-15 Schlumberger Technology Corporation Methods of limiting leak off and damage in hydraulic fractures
US7779915B2 (en) * 2006-09-18 2010-08-24 Schlumberger Technology Corporation Methods of limiting leak off and damage in hydraulic fractures
US7635028B2 (en) 2006-09-18 2009-12-22 Schlumberger Technology Corporation Acidic internal breaker for viscoelastic surfactant fluids in brine
US9784414B2 (en) 2006-12-22 2017-10-10 Liquidpower Specialty Products, Inc. Drag reduction of asphaltenic crude oils
US9676878B2 (en) 2011-08-12 2017-06-13 Liquidpower Specialty Products Inc. Monomer selection to prepare ultra high molecular weight drag reducer polymer
US8022118B2 (en) * 2006-12-22 2011-09-20 Conocophillips Company Drag reduction of asphaltenic crude oils
WO2009042307A1 (en) 2007-09-25 2009-04-02 Exxonmobile Upstream Research Company Method and apparatus for flow assurance management in subsea single production flowline
US10011763B2 (en) 2007-07-25 2018-07-03 Schlumberger Technology Corporation Methods to deliver fluids on a well site with variable solids concentration from solid slurries
US20120305254A1 (en) * 2011-06-06 2012-12-06 Yiyan Chen Methods to improve stability of high solid content fluid
US9040468B2 (en) 2007-07-25 2015-05-26 Schlumberger Technology Corporation Hydrolyzable particle compositions, treatment fluids and methods
AU2008305441B2 (en) 2007-09-25 2014-02-13 Exxonmobil Upstream Research Company Method for managing hydrates in subsea production line
US7842738B2 (en) * 2007-10-26 2010-11-30 Conocophillips Company High polymer content hybrid drag reducers
US7888407B2 (en) 2007-10-26 2011-02-15 Conocophillips Company Disperse non-polyalphaolefin drag reducing polymers
US9206270B2 (en) * 2007-12-19 2015-12-08 Evonik Roehm Gmbh Process for preparing (meth)acrylates
US20090209679A1 (en) * 2008-02-14 2009-08-20 Conocophillips Company Core-shell flow improver
US8916626B2 (en) * 2008-07-31 2014-12-23 Lubrizol Specialty Products, Inc. Drag reducing copolymers for cold fluid applications
US8342198B2 (en) * 2008-08-27 2013-01-01 Baker Hughes Incorporated Additive to improve flow, reduce power consumption and pressure drop in heavy oil pipelines
US8865632B1 (en) * 2008-11-10 2014-10-21 Cesi Chemical, Inc. Drag-reducing copolymer compositions
FR2946704B1 (fr) * 2009-06-16 2013-02-22 Inst Francais Du Petrole Methode pour reduire la perte de charge d'un liquide en ecoulement dans une conduite en tenant compte de la degradation d'agents reducteurs de trainee.
US8350236B2 (en) * 2010-01-12 2013-01-08 Axcelis Technologies, Inc. Aromatic molecular carbon implantation processes
AU2011320622B2 (en) * 2010-10-26 2016-09-22 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Hydrate deposit inhibition with surface-chemical combination
US10053595B2 (en) * 2010-11-16 2018-08-21 Liquidpower Specialty Products Inc. Additives for improving drag injection
EP2809755A4 (en) * 2012-02-02 2015-08-12 Lubrizol Specialty Products Inc AQUEOUS RESISTANCE REDUCERS FOR ARCTIC CLIMATE ZONES
EP2853800A1 (en) * 2013-09-26 2015-04-01 M-I Finland Oy A method and system for delivering a drag reducing agent
EP2853802A1 (en) * 2013-09-26 2015-04-01 M-I Finland Oy Flow improver aid composition, process for its preparation and methods of using it
BR122020011405B1 (pt) 2013-11-19 2021-10-13 Liquidpower Specialty Products Inc Aditivos para polímeros de redução de arraste
US9656221B2 (en) * 2014-01-24 2017-05-23 Baker Hughes Incorporated Systems and methods for treating fluids
US9644161B2 (en) 2014-04-11 2017-05-09 Baker Hughes Incorporated Plasticized latex formulations for improved pumpability
CN105018062B (zh) * 2014-04-30 2018-05-18 中国石油化工股份有限公司 一种稠油降粘剂及其制备方法与稠油降粘方法
US10899955B2 (en) * 2014-12-31 2021-01-26 Kemira Oyj Emulsions, treatment fluids and methods for treating subterranean formations
WO2016190865A1 (en) * 2015-05-27 2016-12-01 Halliburton Energy Services, Inc. Corrosion inhibition of hcl treatment fluids with environmentally compatible solvent
WO2017218995A1 (en) * 2016-06-17 2017-12-21 Chemeor, Inc. Easily dispersible polymer powder for hydrocarbon extraction
US11377579B2 (en) * 2016-12-16 2022-07-05 Schlumberger Technology Corporation Alkyl cyclic anhydride based emulsifiers for oil based mud
GB2564138B (en) * 2017-07-04 2020-03-11 Acergy France SAS Subsea manifolds
WO2020097714A1 (en) 2018-11-13 2020-05-22 Lochterra Inc. Systems and methods for the capture of heat energy, long-distance conveyance, storage, and distribution of the captured-heat energy and power generated therefrom
US11274660B2 (en) 2018-11-13 2022-03-15 Lochterra Inc. Systems and methods for the capture of heat energy, long-distance conveyance, storage, and distribution of the captured heat energy and power generated therefrom
BR112021019188A2 (pt) * 2019-03-28 2021-11-30 Championx Usa Inc Emulsões de polímero autoinvertidas
CN110028945B (zh) * 2019-04-25 2020-02-18 大庆市奥普琦化工助剂有限公司 一种压裂液用稠化剂及其制备方法及压裂液
CN111622726B (zh) * 2020-06-03 2022-05-13 中国石油大学(华东) 一种油田含聚堵塞物模型及其制备方法
US11767487B2 (en) 2020-07-13 2023-09-26 Baker Hughes Oilfield Operations Llc Inverting aids for latex-based drag reducing agents
CN115595130A (zh) * 2021-07-07 2023-01-13 中国石油天然气集团有限公司(Cn) 一种pH响应型纳米凝胶封堵材料及其制备方法与应用
CN114056780A (zh) * 2021-11-26 2022-02-18 中国科学院声学研究所 一种重油远距离输送系统及方法

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3711405A (en) * 1969-11-19 1973-01-16 Union Oil Co Low fluid loss well treating composition and method
US3758406A (en) * 1971-10-22 1973-09-11 Halliburton Co Flow of hydrocarbon liquids methods and compositions for reducing frictional pressure loss in the
US3748266A (en) * 1971-11-01 1973-07-24 Halliburton Co Methods and compositions for reducing frictional pressure loss in theflow of hydrocarbon liquids
US3857402A (en) * 1972-08-31 1974-12-31 Nalco Chemical Co Transmission of oil
US4190069A (en) * 1975-06-06 1980-02-26 General Electric Company Process for transmitting a hydrocarbon fluid through a pipeline
US4212312A (en) * 1978-08-28 1980-07-15 Shell Oil Company Fragmented polymers as friction reducers in pipeline transportation of products
US4358572A (en) * 1981-05-07 1982-11-09 Conoco Inc. Method for the preparation of non-crystalline polymers of high molecular weight
US4881566A (en) * 1988-10-11 1989-11-21 Conoco Inc. Method for reducing pressure drop in the transportation of drag reducer
US5110874A (en) * 1989-07-18 1992-05-05 Petrolite Corporation Methods and compositions for reduction of drag in hydrocarbon fluids
US4983186A (en) * 1989-07-18 1991-01-08 Petrolite Corporation Methods and compositions for reduction of drag in hydrocarbon fluids
CN1054074A (zh) * 1990-02-19 1991-08-28 西南石油学院 新型油井水泥减阻剂的制备方法
US5080121A (en) * 1990-08-06 1992-01-14 Council Of Scientific & Industrial Research Process for the preparation of a new polymer useful for drag reduction in hydrocarbon fluids in exceptionally dilute polymer solutions
US5244937A (en) * 1990-09-04 1993-09-14 Conoco Inc. Stable nonagglomerating aqueous suspensions of oil soluble polymeric friction reducers
JP3296580B2 (ja) 1992-02-04 2002-07-02 昭和高分子株式会社 超高分子量重合体エマルジョンの製造法
US5449732A (en) * 1993-06-18 1995-09-12 Conoco Inc. Solvent free oil soluble drag reducing polymer suspension
US5376697B1 (en) * 1993-06-21 1998-06-02 Conoco Inc Drag reducers for flowing hydrocarbons
US5539044A (en) * 1994-09-02 1996-07-23 Conoco In. Slurry drag reducer
US6015779A (en) * 1996-03-19 2000-01-18 Energy & Environmental International, L.C. Methods for forming amorphous ultra-high molecular weight polyalphaolefin drag reducing agents
JPH1149810A (ja) 1997-06-06 1999-02-23 Nippon Shokubai Co Ltd 高分子量ポリマーおよびその製造方法並びにドラッグレデューサ
EP0882739A3 (en) 1997-06-06 1999-04-07 Nippon Shokubai Co., Ltd. High molecular weight polymer and producing method the same and drag reducer
US6613720B1 (en) * 2000-10-13 2003-09-02 Schlumberger Technology Corporation Delayed blending of additives in well treatment fluids

Also Published As

Publication number Publication date
NO20073970L (no) 2007-10-01
BRPI0517730A (pt) 2008-10-21
CN101094969A (zh) 2007-12-26
NO343757B1 (no) 2019-06-03
GB0714694D0 (en) 2007-09-05
EA200701414A1 (ru) 2008-02-28
CA2586402A1 (en) 2006-07-13
GB2437673B (en) 2010-05-26
GB2437673A (en) 2007-10-31
AU2005323129A1 (en) 2006-07-13
AR053531A1 (es) 2007-05-09
WO2006073780A3 (en) 2006-08-31
AU2005323129B2 (en) 2011-06-02
BRPI0517730A8 (pt) 2017-12-05
MX2007005965A (es) 2007-08-06
AU2005323129B9 (en) 2011-06-23
US20060144595A1 (en) 2006-07-06
DK177363B1 (da) 2013-02-18
GEP20094808B (en) 2009-10-26
MY144031A (en) 2011-07-29
WO2006073780A2 (en) 2006-07-13
EA014587B1 (ru) 2010-12-30
DK200701099A (da) 2007-07-27
CN101094969B (zh) 2011-01-26
CA2586402C (en) 2010-03-30
US7361628B2 (en) 2008-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BRPI0517730B1 (pt) Métodos para a redução do arrasto turbulento associado com os fluidos que circulam através dos condutos
BRPI0517729B1 (pt) Redutores do arrasto de látex modificado, seu método de produção e método de redução das forças do arrasto
US20070284110A1 (en) Downhole flow improvement
CA2650876C (en) Hydrate inhibited latex flow improver
ES2666677T3 (es) Reductores de la resistencia al avance híbridos con alto contenido polimérico
US5420370A (en) Method for controlling clathrate hydrates in fluid systems
BRPI0714719B1 (pt) Redução de arraste de óleos crús asfaltênicos
EP2313682B1 (en) Drag reducing copolymers for cold fluid applications
BRPI0920581B1 (pt) método de inibição de hidratos em um fluido
Prasad et al. Impact of lighter alkanes on the formation and dissociation kinetics of methane hydrate in oil-in-water dispersions relevant for flow assurance
BR112012019704B1 (pt) Método de produção de um polímero redutor de arrasto de látex
BR122020011405B1 (pt) Aditivos para polímeros de redução de arraste
CN116836079A (zh) 一种水合物防聚剂及其应用

Legal Events

Date Code Title Description
B25A Requested transfer of rights approved

Owner name: PHILLIPS 66 COMPANY (US)

B25A Requested transfer of rights approved

Owner name: LUBRIZOL SPECIALTY PRODUCTS, INC. (US)

B06F Objections, documents and/or translations needed after an examination request according [chapter 6.6 patent gazette]
B07A Application suspended after technical examination (opinion) [chapter 7.1 patent gazette]
B25D Requested change of name of applicant approved

Owner name: LIQUIDPOWER SPECIALTY PRODUCTS, INC. (US)

B09A Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette]
B16A Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette]