BRPI0613810B1 - método de clarificação de água residual oleosa - Google Patents

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Abstract

método de clarificaçao de agua residual oleosa trata-se de um método de clarificar a água residual oleosa, o qual compreende a adição à água residual de uma quantidade clarificadora eficaz de um ou mais demulsificantes selecionados do grupo que consiste em poliaminas dendríticas, poliamidoaminas dendríticas e polietilenoiminas hiper- ramificadas e os produtos da reação destas com gluconolactona, áxidos de alquileno, sais de ácido 5-cloro- hidróxi propano sulfônico, haletos de alquila, haletos de benzila e sulfatos de dialquila.

Description

MÉTODO DE CLARIFICAÇÃO DE ÁGUA RESIDUAL OLEOSA CAMPO TÉCNICO A presente invenção ê um método de clarificar água residual oleosa utilizando poliaminas dendríticas, poliamidoaminas dendríticas ou polietilenoiminas hiper- ramifiçadas ou seus derivados funcionalizados.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
As águas residuais oleosas que contêm hidrocarbonetos emulsionados são produzidas em várias indústrias incluindo as indústrias do aço e do alumínio, a indústria de processamento químico, a indústria automotiva, a indústria de lavanderia e as indústrias de recuperação e refino de óleo cru. Os hidrocarbonetos emulsionados típicos incluem lubrificantes, fluidos de corte, alcatrões, graxa, óleos crus, óleos diesel, gasolina, querosene, combustível de jato, e outros ainda. O hidrocarboneto emulsionado na água está tipicamente presente na faixa de dezenas a milhares de ppm. Esse hidrocarboneto residual deve ser removido antes da descarga da água no meio ambiente ou da reutilização da água no processo industrial. Além dos problemas ecológicos e dos regulamentos governamentais, a remoção eficiente de hidrocarbonetos emulsionados também é vital por razões econômicas, uma vez que o uso da água que contém óleo emulsionado em processos industriais resulta eventualmente na produção diminuída e em custos operacionais aumentados para a indústria envolvida.
Um dos métodos mais eficazes para remover o óleo emulsionado é através do uso de clarificadores de água. Historicamente, os polímeros secos, os polímeros em solução, os polímeros em dispersão solúveis em água, os látex de emulsão inversa e os íons de metais têm sido utilizados para tratar a água produzida. Cada material tem as suas próprias vantagens e desvantagens. Os polímeros secos têm o beneficio do transporte a um custo reduzido (menos volume devido à ausência do solvente) mas pela mesma razão eles requerem equipamentos especiais a fim de dissolver os mesmos antes do uso no campo. O desempenho dos polímeros de látex é bastante superior e eles são utilizados normalmente; no entanto, eles têm seu próprio conjunto de problemas. Eles têm uma faixa de tratamento estreita que resulta frequentemente em um super-tratamento, e têm que ser invertidos antes do uso. Portanto, como polímeros secos eles requerem equipamentos especiais no campo do óleo. Esses equipamentos são muito frequentemente indisponíveis, e o uso de produtos não-invertidos pode causar uma série de problemas de entupimento no sistema de alimentação.
Os polímeros em solução são freqüentemente muito diluídos devido à sua solubilidade limitada. Eles também não têm a capacidade de flocular o óleo disperso, requerendo desse modo um outro produto químico (tanto o látex quanto o polímero em dispersão) para executar isto. Desse modo, eles são utilizados para decompor as emulsões reversas no campo, enquanto que o segundo, "o produto de acabamento", é adicionado nos estágios finais da clarífícação da água.
Os íons de metais, tais como Fe3 + , Zn2v, Al3+, etc., têm sido utilizados para decompor a emulsão reversa, mas os regulamentos governamentais recentes restringiram os seus níveis em correntes descarregadas. Embora sejam eficazes na decomposição de emulsões reversas, eles também requerem um outro produto químico para flocular o óleo.
Os polímeros em dispersão oferecem soluções a alguns desses problemas, mas tampouco são totalmente isentos de problemas. Embora sejam solúveis em água, o seu peso molecular muito elevado e associado com essas mudanças na viscosidade com a diluição requer um sistema de alimentação muito sofisticado, o que prejudica freqüentemente a sua aplicação no campo.
Alguns dos melhores clarificadores de água acima listados também são utilizados para remover o óleo residual da água de resfriamento brusco em sistemas de vapor de diluição da indústria petroquímica. Na usina de manufatura do etileno, a água é utilizada na coluna de resfriamento rápido (torre) para resfriar o gás que sai da torre de destilação primária (fracionador primário). Na base de tal torre, a água de resfriamento brusco quente é separada dos hidrocarbonetos condensados e enviada de volta a um gerador de vapor de diluição, ao passo que o óleo é retornado ao sistema como um refluxo. Quando o óleo e a água são emulsionados, a separação das duas fases é freqüent emente auxiliada pelo uso de aditivos químicos, se não o óleo residual pode sujar o sistema de vapor de diluição e causar um problema de sujeira adicional a jusante. A separação das duas fases deve ocorrer rapidamente devido aos tempos curtos de retenção do sistema; portanto, é imperativo que os produtos possuam um desempenho superior.
Consequentemente-, há uma necessidade constante quanto a métodos eficientes, econômicos e ambientalmente corretos para clarificar água residual oleosa.
DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO A presente invenção é um método para clarificar a água residual oleosa, o qual compreende a adição à água residual de uma quantidade clarificadora eficaz de um ou mais demulsificantes selecionados do grupo que consiste em poliaminas dendríticas, poliamidoaminas dendríticas e polietilenoiminas hiper-ramifiçadas e os produtos da reação destas com gluconolactona, óxidos de alquileno, sais de ácido 3-cloro-2-hidrõxi propano sulfônico, haletos de alquila, haletos de benzila e sulfatos de dialquila.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
Os demulsificantes apropriados para serem utilizados no método da presente invenção incluem poliaminas dendríticas, poliamidoamines dendriticas e polietilenoiminas hiper-ramificadas solúveis em água e em óleo e os seus derivados formados ao reagir as poliaminas dendríticas, poliamidoaminas dendríticas e polietilenoiminas hiper-ramifiçadas com gluconolactona, óxidos de alquileno, sais de ácido 3-cloro-2-hidrõxi propano sulfônico, haletos de alquila, haletos de benzila ou sulfatos de dialquila.
Em uma realização, a polialquilenoimina tem um peso molecular de aproximadamente 300 a aproximadamente 5.000.000 Daltons.
Em uma realização, a polialquilenoimina é uma poliamina dendrítica da fórmula em que Ri e R2 são selecionados independentemente em cada ocorrência de H e de - (CH2CH2NH)m-H em que m varia de 1 a aproximadamente 4.
As poliaminas dendríticas são preparadas tipicamente através da reação de díaminobutano com acrilonitrilo, seguida pela hidrogenação. As poliaminas dendríticas são comercialmente disponíveis junto a várias fontes incluindo a Aldrich, Milwaukee, WI sob o nome comercial DAB-AM e DSM, Geleen, Holanda, sob o nome comercial Astramol.
Em uma realização, a poliamina dendritica tem um peso molecular de aproximadamente 300 a aproximadamente 4.000 Daltons.
As poliaminas dendríticas representativas de acordo com esta realização incluem DAB-Am-4 (Ri, R2 = H, MW 316) , DAB-Am-8 (Ri, R2 = - CH2CH2CH2NH2, MW 773), DAB-Am-16 (Ri, R2 = - (CH2CH2CH2NH) 2H, MW 1687) e DAB-Am-32 (Rl, R2 = - (CH2CH2CH2NH) „H, MW 3510) .
Em uma realização, a polialquilenoimina é uma poliamidoamina dendrítica da fórmula em que R3 é selecionado em que independentemente em cada ocorrência de OH e um grupo da fórmula -NCH2CH2N (RJ 2 em que R4 é selecionado independentemente em cada ocorrência de H e um grupo da fórmula -CH2CH2C02R6 em que R6 é H ou um grupo da fórmula -NCH2CH2N (R7) 2 em que R7 é selecionado independentemente em cada ocorrência de H e um grupo da fórmula -CH2CH2C02R8 em que Re é selecionado independentemente em cada ocorrência de H e um grupo da fórmula “NfCH2CH2lSIH2.
As poliamidoaminas dendríticas podem ser preparadas através da adição de Michael de etilenodiamina a acrilato de metila seguida pela amidação do tetraéster inicial com etilenodiamina. A sequência da reação com acrilato de metila e etilenodiamina é repetida então até que o peso molecular desejado seja obtido. As poliamidoaminas dendríticas também são comercialmente disponíveis, por exemplo, junto à Dendritech, Midland, MI sob o nome comercial Starburst.
Em uma realização, a poliamidoamina dendrítica tem um peso molecular de aproximadamente 296 a aproximadamente 4.000.
As poliamidoaminas dendrlticas representativas de acordo com esta realização incluem starburst Gen.-o,5 (R3 = Oh, MW 296), Starburst Gen. 0 (R3 = NHCH2CH2NH2, MW 517}, Starburst Gen. 0.5 <R3 = NHCH2CH2N <R4) 2, R4 = CH20H2CO2H) , Starburst Gen. 1 <R3 = NHCH2CH2N (R4)2, R4 = CH2CH2COR6, R6 = NHCH2CH2NHa, MW 1430), Starburst Gen. 1.5 (R3 = NHCH2CH2N (R4} 2, R, = CH2CH2C02R6, Rs = NHCH2CH2 (R7) 2, R7 = CH2CH2C02H) , Starburst Gen. 2 (R3 = NHCH2CH2N (R4) 2, R4 = CH2CH2COR6, Re NHCH2CH2N(R7) 2, R7 = CH2CH2COR8, R8 = NHCH2CH2NH2, MW 3256).
Em uma realização, a polilalquilenoimina é a polietilenoimina hiper-ramificada da fórmula em que R5 e Rio são selecionados independentemente em cada ocorrência de H e - (HNCH2CH2NH) r-H em que r varia de 1 a aproximadamente 200.
Em uma realização, a polietilenoimina hiper- ramíficada tem um peso molecular de aproximadamente 800 a aproximadamente 2.000.000 Daltons.
As polietilenoiminas hiper-ramifiçadas podem ser preparadas através da polimerização catalítica de abertura de anel de etilenoimina (aziridina) tal como descrito no pedido de patente WO 97/21760. As polietilenoiminas hiper- ramif içadas também são comercialmente disponíveis junto à BASF, Milwaukee, WI, sob o nome comercial Lupasol, à Aldrich, Milwaukee, WI e à Summit Specialty, Ft. Lee, NJ, sob o nome comercial Epomin.
As polietilenoiminas hiper-ramifiçadas representativas incluem Lupasol FG (MW 800), Lupasol G20 (MW 1300}, Lupasο1 PR8515 (MW 2.000), Lupasol G35 (MW 2.000), Lupasol PS (MW 750.000), Lupasol P (MW 750.000), Lupasol SK (MW 2.000.000), Lupasol SU 312, PEI 600 (Aldrich, MW 600) e Epomin 006 (MW 600) .
Em uma realização, a poliamina dendrítica, a poliamidoamina dendrítica ou a polietilenoimina hiper-ramificada é f uncionalizada pela reação com um ou mais agentes de alquilação selecionados entre haletos de alquila, haletos de benzila e sulfatos de dialquila. Tal como aqui empregado, "alquila” significa um hidrocarboneto alifático de cadeia linear ou ramificada que tem um a aproximadamente quatro átomos de carbono. "Benzila" significa um grupo da fórmula C6H4CH2- na qual um ou mais dos átomos de hidrogênio aromáticos são substituídos opcionalmente por um grupo alquila, alcõxi, halogênio ou haloalquila. Sulfato de dialquila significa um grupo da fórmula (R'0)2S02 na qual R' é alquila, "Halogênio", "haleto" e "halo" significam Br, Cl, F ou I.
Em uma realização, os haletos de alquila, os haletos de benzila e os sulfatos de dialquila são selecionados do grupo que consiste em haleto de metila, haleto de benzila e sulfato de dimetila.
Em um procedimento típico de alquilação, uma solução aquosa a 50 por cento de poliamina dendrítica, poliamidoamina dendrítica ou polietilenoimina hiper-ramificada é aquecida com um ligeiro excesso de agente de alquilação ao reflux por aproximadamente duas horas. A mistura é então resfriada até a temperatura ambiente e diluída com água até a concentração desejada, geralmente aproximadamente 50 por cento de ativos de polímero. Os derivados alquilados representativos, também normalmente conhecidos como derivados "quaternizados" ou "quats", são mostrados na Tabela 1. TABELA 1 DESEMULSIPICANTES ALQUILADOS REPRESENTATIVOS
Em uma realização, a poliamina dendritica , a poliamidoamina dendritica ou a polietilenoimina hiper- ramifiçada é funcionalizada pela reação com gluconolactona.
Em uma realização, a poliamina dendritica, a poliamidoamina dendritica ou a polietilenoimina hiper- ramifiçada tem um peso molecular de aproximadamente 300 a aproximadamente 7.000 Daltons.
Em um procedimento típico, a poliamina dendritica, a poliamidoamina dendritica ou a polietilenoimina hiper-dendrítica é dissolvida em DMSO e cerca de um excesso de dez vezes de gluconolactona é adicionado lentamente com agitação sob uma purga de argônio. A mistura é aquecida então suavemente até aproximadamente 40°C e mantida durante toda a noite sob uma atmosfera de argônio. A mistura é então despejada em isopropanol para formar um semi-líquido residual que sedimenta no fundo do frasco. O material é lavado repetidamente com metanol para obter o derivado coberto com gluconolactona como um material grosso e viscoso parecido com puxa-puxa dourado. Os derivados cobertos com gluconolactona representativos são mostrados na Tabela 2. TABELA 2 DESEMULSIFICANTES COBERTOS COM GLUCONOLACTONA REPRESENTATIVOS
Em uma realização, a poliamina dendritica, a poliamidoamina dendritica ou a polietilenoimina hiper- ramificada é funcionalizada pela reação com ácido 3-cloro-2-hidróxi propano sulfônico ou um sal deste.
Em um procedimento típico, polialquilenoimina e aproximadamente 70 a aproximadamente 300 por cento em massa em relação a polialquilenoimina de sal de sódio de ácido 1-cloro-2-hidrõxi-3-sulfônico são dissolvidos na água a aproximadamente 20 a 40 por cento de componentes ativos. A mistura é agitada por um agitador mecânico ou por um agitador aéreo até que o pH da reação estabilize, o que requer geralmente aproximadamente 72 horas ã temperatura ambiente ou aproximadamente quatro horas ao refluxo. O pH cai tipicamente de 2 a 3 unidades dependendo da quantidade de alquilação obtida. Embora se acredite que a alquilação das aminas primárias predomine, quantidades menores de alquilação de aminas secundárias e terciárias também são possíveis.
Em uma realização, a polialquilenoimina é uma polietilenoimina hiper-ramificada.
Em uma realização, a poliamina dendrítica, a poliamidoamina dendrítica ou a polietilenoimina hiper-ramifiçada é funcionalizada pela reação com um ou mais óxidos de alquileno para formar o derivado hidroxialquilado. O derivado hidroxialquilado pode ser preparado ao aquecer uma solução aquosa de poliamina dendrítica, poliamidoamina dendrítica ou polietilenoimina hiper-ramificada com a quantidade desejada de óxido de alquileno em uma temperatura aproximadamente de 80°C a aproximadamente 135°C, opcionalmente na presença de um catalisador de metal alcalino tal como o metõxido de sódio, o ter-butóxido de potássio, o hidróxido de potássio ou sódio, e outros ainda. A reação pode ser executada em um vaso de pressão ou com remoção contínua da água. Alternativamente, a reação pode ser executada em estágios múltiplos onde uma parte do óxido de alquileno é adicionada e colocada para reagir, seguida por uma segunda parte do óxido de alquileno e da base adicional tal como necessário. Caso desejado, a água pode ser removida da mistura de reação através de destilação entre os estágios. Os procedimentos para a hidroxialquilação das polietilenoiminas são descritos em detalhes na patente U.S. n° . 5.445.767 e no pedido de patente WO 97/27879, aqui incorporados a título de referência.
Os óxidos de alquileno úteis para a preparação de polietilenoiminas hidroxialquiladas da presente invenção têm a fórmula onde R é H ou alquila C1-C4. Os óxidos de alquileno representativos incluem o óxido de etileno, o óxido de propileno, o óxido de butineo, e outros ainda.
Em uma realização, os óxidos de alquileno são selecionados entre o óxido de etileno e o ôxido de propileno.
Em uma realização, a polietilenoimina hiper-ramificada é funcionalizada pela reação com óxido de etileno e opcionalmente óxido de propileno.
Em uma realização, a polietilenoimina hiper-ramificada é funcionalizada pela reação com aproximadamente 1 a aproximadamente 85 equivalentes molares de óxido de etileno por unidade de etileno na polietilenoimina.
Em uma realização, a polietilenoimina hiper-ramifiçada é funcionalizada pela reação com aproximadamente 5 a aproximadamente 85 equivalentes molares de õxído de etileno e aproximadamente 5 a aproximadamente 85 equivalentes molares de óxido de propileno por unidade de etileno na polieti1enoimina.
Em uma realização, a polietilenoimina hiper-ramificada é reagida primeiramente com o óxido de propileno e subseqüentemente com o oxido de etileno.
Em uma realização, polietilenoimina hiper-ramíficada é funcionalizada pela reação com aproximadamente 5 a aproximadamente 2 5 equivalentes molares de oxido de etileno e aproximadamente 85 a aproximadamente 98 equivalentes molares de õxido de propileno por unidade de etileno na polietilenoimina.
As polietilenoiminas hiper-ramificadas hidroxialquiladas representativas de acordo com a presente invenção são mostradas na Tabela 3. TABELA 3 POLIETILENOIMINAS HIDROXIALQUILADAS REPRESENTATIVAS
As polietilenoiminas oxialquiladas comerciais apropriadas incluem Lupasol Sc-61b, disponível junto à BASF, e Kemelix 3550 X, 3423 X, 3546 X, D600 e 3582 X disponíveis junto à Uniquema, New Castle, DE.
Em uma realização, o desmulsificante da presente invenção é utilizado para clarificar a água produzida em campo de óleo.
Durante a produção e o processamento de óleo, a maior parte do óleo cru está na forma de água nas emulsões de óleo, cuja relação depende das condições naturais e do histórico do reservatório. Ã. medida que o reservatório envelhece e fica esgotado, a quantidade de água. produzida junto com o óleo aumenta, desse modo reduzindo a eficiência da operação e a lucratividade. Frequentemente em um certo ponto da produção do reservatório, os operadores do campo petrolífero sustam o esgotamento da produção de óleo ao injetar água ou vapor na formação.
Esse método é utilizado muito amplamente e conhecido como recuperação secundária do óleo. Em ambas a recuperação primária e secundária do óleo, os líquidos produzidos consistem em água e óleo emulsionados. Para recuperar o óleo, processos eficientes de separação e produtos químicos são utilizados. No entanto, um pouco de óleo permanece emulsionado na água produzida. Esse óleo remanescente deve ser removido antes que a água seja injetada de volta no reservatório, descarregada no meio ambiente, ou dirigida para geradores a vapor. A fim de clarificar a água produzida, um desmulsificante de acordo com a presente invenção é adicionado tipicamente à água produzida como uma solução aquosa que tem uma concentração de aproximadamente 5 a aproximadamente 90 por cento em peso. Álcoois tais como metanol e/ou glicõis também podem ser adicionados à composição para melhorar as suas características de manipulação a baixas temperaturas.
As faixas típicas da dosagem para clarificar a água produzida são de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 20 ppm de desemulsificante, embora uma dosagem tão alta quanto aproximadamente 100 ppm possa ser requerida em determinadas aplicações. O desemulsificante da presente invenção não tem facilmente um super-tratamento, tais como o látex ou polímeros em dispersão, e por causa de sua excelente solubilidade ele não precipita fora das soluções tais como as composições de íons de metal. O desemulsificante ajuda o óleo emulsifiçado a se separar da água e flutua para a superfície da água como um floco. Esse floco é removido subseqüentemente da superfície da água por meios convencionais incluindo espumação, decantação, filtração, e outros ainda, e a água limpa pode ser reutilizada ou descarregada no meio ambiente.
Em uma outra realização, o desemulsificante da presente invenção é utilizado para clarificar a água residual da indústria petroquímica.
Por exemplo, na usina de manufatura de etileno, a água ê utilizada na coluna de resfriamento brusco (torre) para resfriar o gás que sai da torre de destilação primária (fracionador primário) . Na base de tal torre, a água de resfriamento brusco quente é separada dos hidrocarbonetos condensados e enviada de volta a um gerador de vapor de diluição, ao passo que o óleo é retornado ao sistema. Quando o óleo e a água são emulsionados, o óleo residual pode sujar o sistema de vapor de diluição e causar problemas de sujeira a jusante. Além disso, as fases também devem ser separadas rapidamente devido aos tempos de retenção curtos do sistema. Essa separação ocorre imediatamente na presença da polietilenoimina hidroxialquilada da presente invenção. A dose eficaz de clarificação depende da estabilidade da emulsão e varia para instalações e desenhos de usinas petroquímicas diferentes. Geralmente, a maior parte das aplicações da indústria petroquímica utiliza aproximadamente 1 a aproximadamente 4 0 ppm de desemulsif icante. No entanto, até 20 0 ppm do produto podem ser requeridos em determinadas aplicações. O acima exposto pode ser mais bem compreendido mediante referência aos seguintes exemplos, os quais são apresentados para finalidades de ilustração e não se prestam a limitar o âmbito da presente invenção.
Exemplo 1 Avaliação de Desemulsificantes Representativos na Indústria Petroquímica A eficiência de tratamento de desemulsificantes representativos de acordo com a presente invenção é avaliada no local em vários locais nos Estados Unidos e no Canadá. Em todos os testes, uma amostra do processo é coletada e utilizada dentro de 30 minutos. Cada amostra do processo ê dividida em alíquotas de 50 ml, e essas alíquotas são colocadas em frascos de seis onças. Um frasco de seis onças permanece não-tratado, e os outros frascos são dosados com a dosagem alvo do produto que está sendo testado. Cada local de teste compara os desemulsificantes representativos da presente invenção com os atuais decompositores de emulsão. Os atuais decompositores de emulsão testados incluem, todos disponíveis junto à Nalco Company, Naperville, IL: a) Commercial I - polímeros em solução tais como o terpolxmero de dimetilamina-epicloridrina(DMAEM)-amônia ou homopolímeros de DMAEM; b) Commercial II - polímeros de dispersão tais como sais de amônio quaternário preparados pela reação de cloreto de benzila com acrilatos de dímetílamínoetila; c) Commercial III - polímeros de látex - tais como polímeros de látex de cloreto de dialildimetilamônio/acrilamida.
Imediatamente depois da dosagem, os frascos são tampados, etiquetados e agitados manualmente 50 vezes em séries de seis, e a claridade da água é avaliada cinco minutos após a agitação. A claridade da água nos frascos é determinada utilizando um multímetro Hack 200 0 ou Hach 2 010 no modo de turvação. Todos os valores são registrados em unidades de NTU. Uma turvação mais baixa indica uma separação melhor, e desse modo um desempenho melhor. Os resultados são mostrados na Tabela 4. TABELA 4 RESPOSTA DE DOSAGEM DOS DESEMULSIFICANTES REPRESENTATIVOS
Tal como mostrado na Tabela 4, os desemulsíficantes representativos da presente invenção exibem um desempenho similar aos tratamentos comerciais atuais. Os desemulsificantes têm uma eficiência similar em dosagens baixas e altas (risco baixo de super-tratamento excedente) e boas propriedades de clarificação. Quando combinados com a facilidade de aplicação, eles apresentam uma vantagem evidente em relação aos tratamentos atualmente disponíveis. A resposta como uma função do tempo também é medida a fim de demonstrar quão rapidamente os desemulsificantes clarificam a água. Os resultados são mostrados na Tabela 5. TABELA 5 TEMPO DE RESPOSTA PARA OS DESEMULSIFICANTES REPRESENTATIVOS
As Tabelas 4 e 5 mostram quão proximamente os desemulsificantes da presente invenção seguem o padrão de desempenho dos dois produtos comerciais amplamente utilizados. Elas mostram versatilidade e eficiência similares em uma ampla faixa de dosagens e tempos. A vantagem principal dos desemulsificantes da presente invenção, no entanto, deriva da sua compatibilidade com águas tratadas. A sua miscibilidade em água substancial os torna fáceis de aplicar e difíceis de precipitar em correntes tratadas.
Exemplo 2 Avaliação de Clarificantes de Água em Campo Petrolífero A eficiência dos desemulsificantes representativos para clarificar a água produzida em campo petrolífero também é avaliada no local em diversos locais na Califórnia e em Wyoming. Dois a cinco galões da água produzida em campo petrolífero são coletados e utilizados dentro de duas a quatro horas seguintes dependendo da estabilidade da emulsão. Frascos de vidro claro de seis onças são preenchidos com 100 ml de água e invertidos diversas vezes para cobrir os frascos com o fluido emulsionado. Produtos químicos de tratamento são adicionados aos frascos individuais como soluções aquosas a um por cento.
Imediatamente depois da dosagem, os frascos são tampados, etiquetados e agitados. Todas as amostras são agitadas identicamente para simular uma turbulência no sistema. As amostras são agitadas manualmente em séries de seis 50 ou 100 vezes, dependendo da estabilidade da emulsão, e a claridade da água é avaliada visualmente através de diversas séries de agitações (geralmente duas a três).
Um frasco permanece não-tratado, e os outros frascos são dosados com a dosagem alvo do produto que esta sendo testado. Cada frasco contém um produto químico singular. As leituras são registradas depois de cada série de agitações até a água clara ser observada em alguns frascos, tipicamente pelo menos três séries de agitações. A água nos frascos é comparada dentro da série e classificada em uma escala de 0 a 10, onde 0 representa uma amostra modelo totalmente opaca no início do teste, ao passo que 10 é atribuído à água clara através da qual ê possível ler. os desemulsificantes representativos da presente invenção são comparados com o produto químico comercial atual utilizado no local particular e também à série de padrões escolhidos. Os padrões consistem em clarificadores de água normalmente utilizados que representam as principais químicas disponíveis. Eles incluíram os produtos seguintes, todos disponíveis junto à Nalco Company, Naperville, IL: d) lons do metal - Commercial IV; e) polímero em solução - Commercial V; f) polímeros em dispersão - Commercial VI; e g) polímeros de látex - Commercial VII.
Os resultados são mostrados nas Tabelas 6-9. TABELA 6 COMPARAÇÃO DE DESEMULSIFICANTES REPRESENTATIVOS E TRATAMENTOS COMERCIAIS A UMA DOSAGEM DE 20 PPM EM UM LOCAL NO CAMPO NO
WYOMING ______ TABELA 7 RESPOSTA A DOSAGEM PARA DESEMULSIFTCANTES REPRESENTATIVOS E TRATAMENTOS COMERCIAIS EM UM LOCAL NO CAMPO NA CALIFÓRNIA TABELA 8 COMPARAÇÃO DE DESEMULSIFICANTES REPRESENTATIVOS E TRATAMENTOS COMERCIAIS A UMA DOSAGEM DE 140 PPM EM UM LOCAL NO CAMPO NO CANADÁ TABELA 9 RESPOSTA A DOSAGEM PARA DESEMULSIFXCANTES REPRESENTATIVOS E TRATAMENTOS COMERCIAIS EM UM LOCAL NO CAMPO NA CALIFÓRNIA
Tal como mostrado nas Tabelas 6-9, os desemulsificantes representativos da presente invenção exibem um desempenho comparável ou superior quando comparados aos tratamentos atuais a dosagens mais baixas em relação a faixas de tratamento amplas e baixa tendência a super-tratamento.
Mudanças podem ser feitas na composição, na operação e no arranjo do método da invenção aqui descrito sem que se desvie do conceito e do âmbito da invenção tal como definido nas reivindicações.
REIVINDICAÇÕES

Claims (17)

1 . MÉTODO DE C LARIFICAÇÃO DE ÁGUA RESIDUAL OLEOSA, caracterizado pelo fato de compreender a adição à água residual de uma quantidade clarificadora eficaz de um ou mais desemulsificantes selecionados do grupo que consiste em poliaminas dendriticas, poliamidoaminas dendriticas e polietilenoiminas hiper-ramifiçadas, em que o desemulsificante tem um peso molecular de aproximadamente 300 a aproximadamente 5.000.000 Daltons e em que a poliamina dendritica, poliamidoamina dendritica e polietilenoiminahiper-ramifiçada são funcionalizadas pela reação com gluconolactona, óxidos de alquileno, sais de ácido 3-cloro-2-hidróxi propano sulfônico, haletos de alquila, haletos de benzila e sulfatos de dialquila, separando o óleo da água.
2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o desemulsif icante é uma poliamina dendritica da fórmula em que Ri e R2 são selecionados independentemente em cada ocorrência de H e de - (CH2CH2NH) m-H em que m varia de 1 a aproximadamente 4.
3 . MÉTODO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a poliamina dendritica tem um peso molecular de aproximadamente 300 a aproximadamente 4.000 Daltons.
4 . MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o desemulsif icante é uma poliamidoamina dendritica da fórmula em que R3 é selecionado em que independentemente em cada ocorrência de OH e um grupo da fórmula -NCH2CH2N (R4) 2 em que R4 é selecionado independentemente em cada ocorrência de H e um grupo da fórmula -CH2CH2C02R6 em que R6 é H ou um grupo da fórmula -NCH2CH2 (R7) 2 em que R7 é selecionado independentemente em cada ocorrência de H e um grupo da fórmula -CH2CH2C02R8 em que R8 é selecionado independentemente em cada ocorrência de H e um grupo da fórmula -NCH2CH2NH2.
5 . MÉTODO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a poliamidoamina dendritica tem um peso molecular de aproximadamente 296 a aproximadamente 4.000.
6. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o desemulsificante é um polietileno hiper-ramifiçado da fórmula em que R5 e Rio são selecionados independentemente em cada ocorrência de H e - (HNCH2CH2NH) r-H em que r varia de 1 a aproximadamente 200.
7. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o polietileno hiper-ramifiçado tem um peso molecular de aproximadamente 800 a aproximadamente 2.000.000 Daltons.
8 . MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os haletos de alquila, os haletos de benzila e os sulfatos de dialquila são selecionados do grupo que consiste em haleto de metila, haleto de benzila e sulfato de dimetila.
9. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a poliamina dendritica, a poliamidoamina dendritica e a polietilenoimina hiper-ramificada é funcionalizada pela reação com um ou mais óxidos de alquileno.
10. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os óxidos do alquileno são selecionados entre o óxido de etileno e o óxido de propileno.
11. MÉTODO, de acordo com a reivindicaçãol ou 10, caracterizado pelo fato de que a polietilenoimina hiper-ramificada é funcionalizada pela reação com aproximadamente 1 a aproximadamente 85 equivalentes molares de óxido de etileno por unidade de etileno na polietilenoimina.
12. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1 ou 10, caracterizado pelo fato de que a polietilenoimina hiper-ramificada é funcionalizada pela reação com aproximadamente 5 a aproximadamente 85 equivalentes molares de óxido de etileno e aproximadamente 5 a aproximadamente 85 equivalentes molares de óxido de propileno por unidade de etileno na polietilenoimina.
13. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizado pelo fato de que a polietilenoimina hiper-ramificada é reagida primeiramente com o óxido de propileno e subseqüentemente com o óxido de etileno.
14. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1 ou 10, caracterizado pelo fato de que a polietilenoimina hiper-ramificada é funcionalizada pela reação com aproximadamente 5 a aproximadamente 25 equivalentes molares de óxido de etileno e aproximadamente 85 a aproximadamente 98 equivalentes molares de óxido de propileno por unidade de etileno na polietilenoimina.
15 . MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a água residual oleosa é água produzida em campo petrolífero.
16. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a água residual oleosa é água residual da indústria petroquímica.
17. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a água residual é água de resfriamento brusco em sistemas de vapor de diluição.
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