EP1337571A1 - Harze aus alkylphenolen und glyoxalsäurederivaten, und ihre verwendung als emulsionsspalter - Google Patents

Harze aus alkylphenolen und glyoxalsäurederivaten, und ihre verwendung als emulsionsspalter

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EP1337571A1
EP1337571A1 EP01996568A EP01996568A EP1337571A1 EP 1337571 A1 EP1337571 A1 EP 1337571A1 EP 01996568 A EP01996568 A EP 01996568A EP 01996568 A EP01996568 A EP 01996568A EP 1337571 A1 EP1337571 A1 EP 1337571A1
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EP
European Patent Office
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alkyl
alkenyl
resins
aryl
formula
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP01996568A
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English (en)
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Inventor
Dirk Leinweber
Elisabeth Wasmund
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Clariant Produkte Deutschland GmbH
Original Assignee
Clariant GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP1337571A1 publication Critical patent/EP1337571A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G33/00—Dewatering or demulsification of hydrocarbon oils
    • C10G33/04—Dewatering or demulsification of hydrocarbon oils with chemical means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G8/00—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only
    • C08G8/28—Chemically modified polycondensates
    • C08G8/36—Chemically modified polycondensates by etherifying
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L61/00—Compositions of condensation polymers of aldehydes or ketones; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L61/04—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only
    • C08L61/06—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of aldehydes with phenols
    • C08L61/14—Modified phenol-aldehyde condensates

Definitions

  • the present invention relates to the use of resins which can be prepared by condensing alkylphenols with glyoxalic acid derivatives for the splitting of water-oil emulsions, in particular in the production of crude oil.
  • Crude oil is produced as an emulsion with water.
  • Petroleum splitters are surface-active compounds that are able to bring about the required separation of the emulsion components within a short time.
  • alkylphenol-aldehyde resins are used as petroleum breakers, which are disclosed, for example, in US Pat. No. 4,032,514. These resins are available from the condensation of a p-aikylphenol with an aldehyde, mostly formaldehyde. The resins are often used in alkoxylated form, as disclosed for example in DE-A-2445 873. For this purpose, the free phenolic OH groups are reacted with an alkylene oxide.
  • the invention therefore relates to the use of resins obtainable from compounds of the formula (1)
  • R 1 and OH can be in the ortho, meta or para position
  • R 1 for C 1 -C 30 -alkyl, C 2 -C 3 o-alkenyl, C 6 -Ci 8 -aryl or C 7 -C 3 o-alkylaryl is, by the steps which can be carried out in any order
  • R 2 is H, Ci-Cso-alkyl, C 2 -C 30 alkenyl, C 6 -C 8 aryl or
  • the compounds of formula 1 are essentially chemically uniform compounds which are not used in mixtures with one another.
  • the term “essentially” here means that compounds of the formula (1) are used in the commercially available purity to prepare the resins according to the invention. Portions of other compounds falling under the formula (1) can therefore be present in the resins, in particular reference is made to incompletely separated portions of the two other aromatic substitution isomers.
  • the alkylphenols can also first be reacted with glyoxalic acid and the resin formed can then be esterified.
  • R 2 preferably represents hydrogen. If one of the radicals R 1 or R 2 is an alkenyl or alkyl radical, its chain length is preferably 1 to 18, particularly preferably 2 to 14, especially 4 to 12 carbon atoms. Alkyl and alkenyl radicals can be either linear or branched.
  • alkylaryl preferably means a radical bonded via the aromatic nucleus, the aromatic nucleus of which preferably comprises 6 carbon atoms, and one in the o-, m- or p-position to the abovementioned bond
  • Alkyl radical with a chain length of preferably 1 to 18, particularly preferably 4 to 16, in particular 6 to 12 carbon atoms.
  • step A is carried out first and then step B, then the compounds of formula 1 are reacted with compounds of formula 2 to form a resin.
  • the compounds of formula 2 are preferably those in which R 2 is H or an alkenyl or alkyl radical with a chain length of preferably 1 to 18, particularly preferably 2 to 14, especially 4 to 12 carbon atoms.
  • the condensation can be catalyzed both acidic and basic.
  • the resins obtained from the condensation are then alkoxylated with a C 2 -C -alkylene oxide, preferably ethylene oxide or propylene oxide.
  • the alkoxylating agent is used in a molar excess.
  • the alkoxylation takes place on the free OH or COOH groups of the resin obtained.
  • So much alkylene oxide is used that the average degree of alkoxylation is between 1 and 100 alkylene oxide units per free OH or COOH group.
  • the average degree of alkoxylation here means the average number of alkoxy units which are attached to each free OH or COOH group. It is preferably 1 to 70, in particular 2 to 50.
  • the resin obtained after condensation and alkoxylation preferably has a molecular weight of 500 to 50,000 units, in particular 1000 to 10,000 units.
  • Preferred resins which can be obtained by the process described have the following structure, for example:
  • (AO) k, ⁇ O stands for the alkoxylated OH radical, in which AO represents the alkylene oxide unit, and k, I are the degrees of alkoxylation.
  • the bridging of the aromatic rings via the carbon atom carrying the rest of CO 2 R 2 can start at any of the free positions of the aromatic rings, n stands for the degree of condensation of the resin, n is preferably a number from 2 to about 100, in particular 3 to 50, particularly preferably 4 to 30, especially 4 to 10.
  • R 1 preferably represents an alkenyl or alkyl radical, the chain length of which is preferably 1 to 18, particularly preferably 2 to 14, especially 4 to 12 carbon atoms.
  • Alkyl and alkenyl radicals can be either linear or branched.
  • alkylaryl preferably means a radical bonded via the aromatic nucleus, the aromatic nucleus of which preferably comprises 6 carbon atoms and which, in the o-, m- or p-position to the abovementioned bond, is an alkyl radical of preferably 1 to 18 , particularly preferably 4 to 16, in particular 6 to 12 carbon atoms chain length.
  • the resins are added to the water-oil emulsions, which is preferably done in solution. Paraffinic or aromatic solvents are preferred as solvents.
  • the resins are used in amounts of preferably 0.0005 to 2, in particular 0.0008 to 1 and especially 0.001 to 0.1% by weight of resin, based on the oil content of the emulsion to be split.
  • the resins according to the invention are generally prepared by acid or alkali-catalyzed condensation of the corresponding alkylphenols with the aldehydes of the formula 2, the alkoxylation being able to precede or follow the condensation.
  • the reaction temperature is generally between 50 and 170 ° C, preferably 120 to 165 ° C.
  • the reaction is usually carried out at atmospheric pressure.
  • HCl, H 2 SO 4 , sulfonic acids or H 3 PO 4 may be mentioned as catalyzing acids, and NaOH, KOH or triethylamine as bases, used in amounts of 0.1 to 50% by weight, based on the weight of the reaction mixture become. If glyoxylic acid is used for the condensation, it is not necessary to add acid.
  • reaction is catalyzed by glyoxylic acid.
  • the condensation generally takes 30 minutes to 6 hours.
  • the molar ratio between aldehyde and aromatic compound is generally from 0.5: 1 to 4: 1, preferably from 0.8: 1 to 1.8: 1.
  • the alkoxylation is carried out by reacting the Resins with an alkylene oxide under elevated pressure of generally 1.1 to 20 bar at temperatures from 50 to 200 ° C.
  • the resins described above were introduced into a 1 l glass autoclave and the pressure in the autoclave was adjusted to about 0.2 bar excess pressure with nitrogen. The mixture was slowly heated to 140 ° C. and, after this temperature had been reached, the pressure was again set to 0.2 bar gauge pressure. The desired amount of EO was then metered in at 140 ° C., the pressure should not exceed 4.5 bar. After the EO addition had ended, the mixture was left to react at 140 ° C. for a further 30 minutes.
  • the resins described above were introduced into an 11-glass autoclave and the pressure in the autoclave was adjusted to about 0.2 bar excess pressure with nitrogen. The mixture was slowly heated to 130 ° C. and, once this temperature had been reached, the pressure was again set to 0.2 bar gauge pressure. The desired amount of PO was then metered in at 130 ° C., the pressure should not exceed 4.0 bar. After the PO addition had ended, the mixture was left to react at 130 ° C. for a further 30 minutes.
  • Water separation from a crude oil emulsion per time and the drainage and desalination of the oil are determined.
  • 100 ml each of the were in split glasses (conical, screwable, graduated glass bottles)
  • the crude oil emulsion is poured in, a defined amount of the emulsion splitter is metered in with a micropipette just below the surface of the oil emulsion and the splitter is mixed into the emulsion by intensive shaking.
  • the splitter glasses were then placed in a tempering bath (30 ° C and 50 ° C) and the water separation was monitored.
  • samples of the oil were taken from the upper part of the splitter glass (so-called top oil) and the water content according to Karl Fischer and the salt content were determined by conductometry. In this way, the new splitters could be assessed after water separation, drainage and desalination of the oil.

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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von Harzen, erhältlich aus Verbindungen der Formel (1), in denen die Substituenten R<1> und OH zueinander in ortho-, meta- oder para-Stellung stehen können, und R<1> für C1-C30-Alkyl, C2-C30-Alkenyl, C6-C18-Aryl oder C7-C30-Alkylaryl steht, durch die in beliebiger Reihenfolge ausführbaren Schritte A) Umsetzung mit einer Verbindung der Formel (2): OHC-COOR<2>, worin R<2> die Bedeutung H, C1-C30-Alkyl, C2-C30-Alkenyl, C6-C18-Aryl oder C7-C30-Alkylaryl hat, und B) Alkoxylierung mit einem C2C4-Alkylenoxid im molaren Überschuss, so dass das entstehende Alkoxylat einen Alkoxylierungsgrad von 1 bis 100 Alkylenoxideinheiten pro OH-Gruppe aufweist, und die ein Molekulargewicht von 250 bis 100.000 Einheiten aufweisen, in Mengen von 0,0001 bis 5 Gew.-% bezogen auf die Emulsion als Spalter für Öl/Wasser-Emulsionen, insbesondere in der Erdölförderung.

Description

Harze aus Alkylphenolen und Glyoxalsäurederivaten, und ihre Verwendung als Emulsionsspalter
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Harzen, herstellbar durch Kondensation von Alkylphenolen mit Glyoxalsäurederivaten, zur Spaltung von Wasser-Öl-Emulsionen, insbesondere in der Rohölgewinnung.
Rohöl fällt bei seiner Förderung als Emulsion mit Wasser an. Vor der
Weiterverarbeitung des Rohöls müssen diese Rohölemulsionen in den Öl- und den Wasseranteil gespalten werden. Hierzu bedient man sich im allgemeinen sogenannter Erdölspalter. Es handelt sich bei Erdölspaltern um grenzflächenaktive Verbindungen, die in der Lage sind, innerhalb kurzer Zeit die erforderliche Trennung der Emulsionsbestandteile zu bewirken.
Als Erdölspalter werden unter anderem Alkylphenol-Aldehydharze verwendet, die beispielsweise in US-4 032 514 offenbart sind. Diese Harze sind aus der Kondensation eines p-Aikylphenols mit einem Aldehyd, meistens Formaldehyd, erhältlich. Die Harze werden oft in alkoxylierter Form verwendet, wie es beispielsweise in DE-A-2445 873 offenbart ist. Hierzu werden die freien phenolischen OH-Gruppen mit einem Alkylenoxid umgesetzt.
Die Kondensation von Alkylphenolen mit Glyoxalsäure wurde beispielsweise in US-3 954 808 beschrieben. Die erhaltenen Produkte wurden weder an der phenolischen OH-Gruppe alkoxyliert noch als Erdölspalter verwendet.
US-2 499 370 offenbart Alkylphenol-Glyoxalharze, die als Spalter für Öl/Wasser- Emulsionen geeignet sind.
Die unterschiedlichen Eigenschaften (z.B. Asphalten- und Paraffingehalt) und Wasseranteile verschiedener Rohöle machen es unabdingbar, die bereits vorhandenen Erdölemulsionsspalter weiter zu entwickeln. Insbesondere steht eine niedrige Dosierrate des einzusetzenden Emulsionsspalters neben der anzustrebenden höheren Effektivität aus ökonomischer und ökologischer Sicht im Vordergrund.
Es ergab sich somit die Aufgabe, neue Erdölspalter entwickeln, die den bereits bekannten Alkylphenol-Aldehydharzen in der Wirkung überlegen sind, und in noch niedrigerer Dosierung eingesetzt werden können.
Es stellte sich überraschenderweise heraus, dass Harze, die auf Alkylphenolglyoxalsäurederivat-Kondensaten basieren, bereits bei sehr niedriger Dosierung eine ausgezeichnete Wirkung als Erdölspalter zeigen.
Gegenstand der Erfindung ist daher die Verwendung von Harzen, erhältlich aus Verbindungen der Formel (1)
in denen die Substituenten R1 und OH zueinander in ortho-, meta- oder paraStellung stehen können, und R1 für Cι-C30-Alkyl, C2-C3o-Alkenyl, C6-Ci8-Aryl oder C7-C3o-Alkylaryl steht, durch die in beliebiger Reihenfolge ausführbaren Schritte
A) Umsetzung mit einer Verbindung der Formel 2
OHC-COOR2 (2)
worin R2 die Bedeutung H, Ci-Cso-Alkyl, C2-C30-Alkenyl, C6-Cι8-Aryl oder
C -C30-Alkylaryl hat, und
B) Alkoxylierung mit einem C2-C -Alkylenoxid im molaren Überschuss, so dass das entstehende Alkoxylat einen Alkoxylierungsgrad von 1 bis 100 Alkylenoxideinheiten pro OH-Gruppe aufweist, und die ein Molekulargewicht von 250 bis 100.000 Einheiten aufweisen, in Mengen von 0,0001 bis 5 Gew.-% bezogen auf die Emulsion als Spalter für Öl/Wasser-Emulsionen, insbesondere in der Erdölförderung.
Bei den Verbindungen der Formel 1 handelt es sich im wesentlichen um chemisch einheitliche Verbindungen, die nicht in Mischungen miteinander verwendet werden. Der Begriff "im wesentlichen" bedeutet hier, dass zur Herstellung der erfindungsgemäßen Harze Verbindungen der Formel (1) in handelsüblicher Reinheit verwendet werden. Anteile weiterer unter die Formel (1) fallender Verbindungen können also in den Harzen enthalten sein, es sei insbesondere auf nicht vollständig abgetrennte Anteile der jeweils beiden anderen aromatischen Substitutionsisomeren hingewiesen.
Alternativ zur Kondensation der Alkylphenole mit Glyoxalsäureestern können die Alkylphenole auch zunächst mit Glyoxalsäure umgesetzt und das entstandene Harz anschließend verestert werden.
R2 steht vorzugsweise für Wasserstoff. Steht einer der Reste R1 oder R2 für einen Alkenyl- oder Alkylrest, so beträgt dessen Kettenlänge vorzugsweise 1 bis 18, besonders bevorzugt 2 bis 14, speziell 4 bis 12 Kohlenstoffatome. Alkyl- und Alkenylreste können sowohl linear als auch verzweigt sein.
Steht einer der Reste R1 oder R2 für einen Alkylarylrest, so bedeutet Alkylaryl vorzugsweise einen über den aromatischen Kern gebundenen Rest, dessen aromatischer Kern vorzugsweise 6 Kohlenstoffatome umfasst, und der in o-, m- oder p-Stellung zur oben genannten Bindung einen Alkylrest mit einer Kettenlänge von vorzugsweise 1 bis 18, besonders bevorzugt 4 bis 16, insbesondere 6 bis 12 Kohlenstoffatomen trägt.
Führt man zuerst Schritt A und dann Schritt B aus, dann werden die Verbindungen der Formel 1 mit Verbindungen der Formel 2 zu einem Harz umgesetzt. Bei den Verbindungen der Formel 2 handelt es sich vorzugsweise um solche, bei denen R2 für H oder einen Alkenyl- oder Alkylrest mit einer Kettenlänge von vorzugsweise 1 bis 18, besonders bevorzugt 2 bis 14, speziell 4 bis 12 Kohlenstoffatomen.
Die Kondensation kann sowohl sauer als auch basisch katalysiert werden. Die aus der Kondensation erhaltenen Harze werden dann mit einem C2-C -Alkylenoxid, vorzugsweise Ethylenoxid oder Propylenoxid, alkoxyliert. Das Alkoxylierungsmittel wird im molaren Überschuss angewandt. Die Alkoxylierung erfolgt an den freien OH- oder COOH-Gruppen des erhaltenen Harzes. Es wird so viel Alkylenoxid eingesetzt, dass der mittlere Alkoxylierungsgrad zwischen 1 und 100 Alkylenoxideinheiten pro freier OH- oder COOH-Gruppe liegt. Unter mittlerem Alkoxylierungsgrad wird hier die durchschnittliche Zahl von Alkoxyeinheiten verstanden, die an jede freie OH- oder COOH-Gruppe angelagert wird. Er liegt vorzugsweise bei 1 bis 70, insbesondere bei 2 bis 50.
Das nach Kondensation und Alkoxylierung erhaltene Harz hat vorzugsweise ein Molekulargewicht von 500 bis 50.000 Einheiten, insbesondere von 1000 bis 10.000 Einheiten.
Bevorzugte Harze, die nach dem beschriebenen Verfahren erhältlich sind, haben beispielsweise folgende Struktur:
(AO)k,ιO steht für den alkoxylierten OH-Rest, worin AO die Alkylenoxideinheit darstellt, und k, I die Alkoxylierungsgrade sind. Die Verbrückung der aromatischen Ringe über das den Rest CO2R2 tragende Kohlenstoffatom kann an jeder der freien Positionen der aromatischen Ringe ansetzen, n steht für den Kondensationsgrad des Harzes, n ist vorzugsweise eine Zahl von 2 bis etwa 100, insbesondere 3 bis 50, besonders bevorzugt 4 bis 30, speziell 4 bis 10. R1 steht vorzugsweise für einen Alkenyl- oder Alkylrest, dessen Kettenlänge vorzugsweise 1 bis 18, besonders bevorzugt 2 bis 14, speziell 4 bis 12 Kohlenstoffatome beträgt. Alkyl- und Alkenylreste können sowohl linear als auch verzweigt sein.
Steht R1 für einen Alkylarylrest, so bedeutet Alkylaryl vorzugsweise einen über den aromatischen Kern gebundenen Rest, dessen aromatischer Kern vorzugsweise 6 Kohlenstoffatome umfasst, und der in o-, m- oder p-Stellung zur oben genannten Bindung einen Alkylrest von vorzugsweise 1 bis 18, besonders bevorzugt 4 bis 16, insbesondere 6 bis 12 Kohlenstoffatome Kettenlänge trägt.
Zur Verwendung als Erdölspalter werden die Harze den Wasser-Öl-Emulsionen zugesetzt, was vorzugsweise in Lösung geschieht. Als Lösungsmittel werden paraffinische oder aromatische Lösungsmittel bevorzugt. Die Harze werden in Mengen von vorzugsweise 0,0005 bis 2, insbesondere 0,0008 bis 1 und speziell 0,001 bis 0,1 Gew.-% Harz bezogen auf den Ölgehalt der zu spaltenden Emulsion verwendet.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Harze erfolgt im allgemeinen durch sauer oder alkalisch katalysierte Kondensation der entsprechenden Alkylphenole mit den Aldehyden der Formel 2, wobei die Alkoxylierung der Kondensation vorausgehen oder auf sie folgen kann. Die Reaktionstemperatur liegt im allgemeinen zwischen 50 und 170°C, vorzugsweise bei 120 bis 165°C. Die Reaktion wird normalerweise bei Atmosphärendruck durchgeführt. Als katalysierende Säuren sind beispielsweise HCI, H2SO4 , Sulfonsäuren oder H3PO4 zu nennen, als Basen NaOH, KOH oder Triethylamin, die in Mengen von 0,1 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Reaktionsgemisches verwendet werden. Wird Glyoxylsäure zur Kondensation verwendet, so ist eine Zugabe von Säure nicht erforderlich. Die Reaktion wird in diesem Fall von der Glyoxylsäure katalysiert. Die Kondensation nimmt im allgemeinen 30 Min. bis 6 Stunden in Anspruch. Das molare Verhältnis zwischen Aldehyd und aromatischer Verbindung beträgt im allgemeinen von 0,5 : 1 bis 4 : 1, vorzugsweise von 0,8 : 1 bis 1,8 : 1.
Die Alkoxylierung erfolgt, wie im Stand der Technik bekannt, durch Umsetzung der Harze mit einem Alkylenoxid unter erhöhtem Druck von im allgemeinen 1 ,1 bis 20 bar bei Temperaturen von 50 bis 200°C.
Beispiele
Beispiel 1
Umsetzung von p-iso-Nonylphenol mit Glyoxalsäure (saure Katalyse)
In einem 500 ml Rührkolben mit Kontaktthermometer, Rührer, Tropftrichter und Wasserauskreiser wurden 100,0 g p-iso-Nonylphenol (M = 220) und 0,7 g
Alkylbenzolsulfonsäure (0,5 mol-%) in 100 g eines aromatischen Lösungsmittels gelöst. Unter Rühren und Stickstoffspülung wurde das Reaktionsgemisch auf 120°C erhitzt. Bei 120°C wurden 23,8 g Glyoxalsäure-Lösung (50%ig in Wasser) langsam zugetropft. Nach beendeter Zugabe ließ man eine Stunde bei 120°C und eine Stunde bei 165°C nachreagieren. Das dabei entstehende Reaktionswasser wurde über den Auskreiser abgenommen. Das Produkt wurde am Rotationsverdampfer zur Trockene einrotiert (Ausbeute: 112,5 g) und über GPC analysiert.
Beispiel 2
Umsetzung von p-iso-Nonylphenol mit Glyoxalsäure (alkalische Katalyse)
In einen 500 ml Rührkolben mit Kontaktthermometer, Rührer, Tropftrichter und Wasserauskreiser wurden 100,0 g p-iso-Nonylphenol (M = 220) und 23,4 g 40 %ige Kalilauge in 100 g eines aromatischen Lösungsmittels vorgelegt und dispergiert. Anschließend wurde unter Rühren und Stickstoffspülung das Reaktionsgemisch auf 120°C erhitzt und bei dieser Temperatur langsam 23,8 g Glyoxalsäure-Lösung (50%ig in Wasser) zugetropft. Nach beendeter Zugabe ließ man eine Stunde bei 120°C und eine Stunde bei 165°C nachreagieren. Das dabei entstehende Reaktionswasser wurde über den Auskreiser abgenommen. Das Produkt wurde am Rotationsverdampfer zur Trockene einrotiert (Ausbeute: 115,2 g) und über GPC analysiert. Beispiel 3
Umsetzung von p-iso-Nonylphenol mit Glyoxalsäuredodecylester (saure Katalyse)
In einem 500 ml Rührkolben mit Kontaktthermometer, Rührer, Tropftrichter und Wasserauskreiser wurden 100,0 g p-iso-Nonylphenol (M = 220) und 0,7 g
Alkylbenzolsulfonsäure (0,5 mol-%) in 100 g eines aromatischen Lösungsmittels gelöst. Unter Rühren und Stickstoffspülung wurde das Reaktionsgemisch auf 120°C erhitzt. Bei 120°C wurden 23,8 g Glyoxalsäure-Lösung (50 %ig in Wasser) langsam zugetropft. Nach beendeter Zugabe ließ man eine Stunde bei 120°C und eine Stunde bei 165°C nachreagieren. Das dabei entstehende Reaktionswasser wurde über den Auskreiser abgenommen. Das Produkt wurde am Rotationsverdampfer zur Trockene einrotiert (Ausbeute: 112,5 g) und über GPC analysiert.
Beispiel 4
Umsetzung von p-iso-Nonylphenol mit Glyoxalsäure und anschließende Veresterung mit Dodecanol
In einem 500 ml Rührkolben mit Kontaktthermometer, Rührer, Tropftrichter und Wasserauskreiser wurden 100,0 g p-iso-Nonylphenol (M = 220) und 0,7 g
Alkylbenzolsulfonsäure (0,5 mol-%) in 100 g eines aromatischen Lösungsmittels gelöst. Unter Rühren und Stickstoffspülung wurde das Reaktionsgemisch auf 120°C erhitzt. Bei 120°C wurden 23,8 g Glyoxalsäure-Lösung (50%ig in Wasser) langsam zugetropft. Nach beendeter Zugabe ließ man eine Stunde bei 120°C und eine Stunde bei 165°C nachreagieren. Das dabei entstehende Reaktionswasser wurde über den Auskreiser abgenommen. Die Reaktionsmischung wurde auf 120°C abgekühlt, 84,5 g Dodecanol (M = 186) in 50 g eines aromatischen Lösungsmittels langsam zugetropft und das gebildete Reaktionswasser über den Auskreiser entnommen. Das Produkt wurde am Rotationsverdampfer zur Trockene einrotiert (Ausbeute: 179,8 g) und über GPC analysiert. Beispiel 5
Umsetzung von p-tert.-Butylphenol mit Glyoxalsäure (saure Katalyse)
In einem 500 ml Rührkolben mit Kontaktthermometer, Rührer, Tropftrichter und Wasserauskreiser wurden 100,0 g p-tert.-Butylphenol (M = 150) und 1 ,0 g
Alkylbenzolsulfonsäure (0,5 mol-%) in 100 g eines aromatischen Lösungsmittels gelöst. Unter Rühren und Stickstoffspülung wurde das Reaktionsgemisch auf 120°C erhitzt. Bei 120°C wurden 34,9 g Glyoxalsäure-Lösung (50 %ig in Wasser) langsam zugetropft. Nach beendeter Zugabe ließ man eine Stunde bei 120°C und eine Stunde bei 165°C nachreagieren. Das dabei entstehende Reaktionswasser wurde über den Auskreiser abgenommen. Das Produkt wurde am Rotationsverdampfer zur Trockene einrotiert (Ausbeute: 116,3 g) und über GPC analysiert.
Beispiel e
Umsetzung von p-Cumylphenol mit Glyoxalsäure (saure Katalyse)
In einem 500 ml Rührkolben mit Kontaktthermometer, Rührer, Tropftrichter und Wasserauskreiser wurden 100,0 g p-Cumylphenol (M = 212) und 0,7 g Alkylbenzolsulfonsäure (0,5 mol-%) in 100 g eines aromatischen Lösungsmittels gelöst. Unter Rühren und Stickstoffspülung wurde das Reaktionsgemisch auf 120°C erhitzt. Bei 120°C wurden 24,7 g Glyoxalsäure-Lösung (50 %ig in Wasser) langsam zugetropft. Nach beendeter Zugabe ließ man eine Stunde bei 120°C und eine Stunde bei 165°C nachreagieren. Das dabei entstehende Reaktionswasser wurde über den Auskreiser abgenommen. Das Produkt wurde am
Rotationsverdampfer zur Trockene einrotiert (Ausbeute: 112,8 g) und über GPC , analysiert.
Beispiel 7 Umsetzung von Cardanol mit Glyoxalsäure (saure Katalyse)
In einem 500 ml Rührkolben mit Kontaktthermometer, Rührer, Tropftrichter und Wasserauskreiser wurden 100,0 g Cardanol (m-Cι5-Alkenylphenol, M = 302) und 0,5 g Alkylbenzolsulfonsäure (0,5 mol-%) in 100 g eines aromatischen Lösungsmittels gelöst. Unter Rühren und Stickstoffspülung wurde das Reaktionsgemisch auf 120°C erhitzt. Bei 120°C wurden 17,3 g Glyoxalsäure- Lösung (50 %ig in Wasser) langsam zugetropft. Nach beendeter Zugabe ließ man eine Stunde bei 120°C und eine Stunde bei 165°C nachreagieren. Das dabei entstehende Reaktionswasser wurde über den Auskreiser abgenommen. Das Produkt wurde am Rotationsverdampfer zur Trockene einrotiert (Ausbeute: 107,3 g) und über GPC analysiert.
Beispiel e
Umsetzung von p-Phenylphenol mit Glyoxalsäure (saure Katalyse)
In einem 500 ml Rührkolben mit Kontaktthermometer, Rührer, Tropftrichter und Wasserauskreiser wurden 100,0 g p-Phenylphenol (M = 170) und 0,9 g Alkylbenzolsulfonsäure (0,5 mol-%) in 100 g eines aromatischen Lösungsmittels gelöst. Unter Rühren und Stickstoffspülung wurde das Reaktionsgemisch auf 120°C erhitzt. Bei 120°C wurden 30,8 g Glyoxalsäure-Lösung (50 %ig in Wasser) langsam zugetropft. Nach beendeter Zugabe ließ man eine Stunde bei 120°C und eine Stunde bei 165°C nachreagieren. Das dabei entstehende Reaktionswasser wurde über den Auskreiser abgenommen. Das Produkt wurde am
Rotationsverdampfer zur Trockene einrotiert (Ausbeute: 114,9 g) und über GPC analysiert.
Beispiel 9 Umsetzung von p-iso-Nonylphenol und p-tert.-Butylphenol mit Glyoxalsäure (saure Katalyse)
In einem 500 ml Rührkolben mit Kontaktthermometer, Rührer, Tropftrichter und Wasserauskreiser wurden 50,0 g p-iso-Nonylphenol (M = 220), 50,0 g p-tert- Butylphenol (M = 150) und 0,8 g Alkylbenzolsulfonsäure (0,5 mol-%) in 100 g eines aromatischen Lösungsmittels gelöst. Unter Rühren und Stickstoffspülung wurde das Reaktionsgemisch auf 120°C erhitzt. Bei 120°C wurden 28,3 g Glyoxalsäure-Lösung (50 %ig in Wasser) langsam zugetropft. Nach beendeter Zugabe ließ man eine Stunde bei 120°C und eine Stunde bei 165°C nachreagieren. Das dabei entstehende Reaktionswasser wurde über den Auskreiser abgenommen. Das Produkt wurde am Rotationsverdampfer zur Trockene einrotiert (Ausbeute: 113,2 g) und über GPC analysiert.
Oxalkylierung der Alkylphenolglyoxalsäurederivatkondensate
Ethylenoxid
Die oben beschriebenen Harze wurden in einen 1 I - Glasautoklaven eingebracht und der Druck im Autoklaven mit Stickstoff auf ca. 0,2 bar Überdruck eingestellt. Es wurde langsam auf 140°C aufgeheizt und nach Erreichen dieser Temperatur der Druck erneut auf 0,2 bar Überdruck eingestellt. Danach wurde bei 140°C die gewünschte Menge EO zudosiert, wobei der Druck 4,5 bar nicht übersteigen sollte. Nach beendeter EO-Zugabe ließ man noch 30 Minuten bei 140°C nachreagieren.
Propylenoxid
Die oben beschriebenen Harze wurden in einen 11-Glasautoklaven eingebracht und der Druck im Autoklaven mit Stickstoff auf ca. 0,2 bar Überdruck eingestellt. Es wurde langsam auf 130°C aufgeheizt und nach Erreichen dieser Temperatur der Druck erneut auf 0,2 bar Überdruck eingestellt. Danach wurde bei 130°C die gewünschte Menge PO zudosiert, wobei der Druck 4,0 bar nicht übersteigen sollte. Nach beendeter PO-Zugabe ließ man noch 30 Minuten bei 130°C nachreagieren.
Bestimmung der Spaltwirksamkeit von Erdölemulsionsspaltem
Zur Bestimmung der Wirksamkeit eines Emulsionsspalters wurde die
Wasserabscheidung aus einer Rohölemulsion pro Zeit sowie die Entwässerung und Entsalzung des Öls bestimmt. Dazu wurden in Spaltergläser (konisch zulaufende, verschraubbare, graduierte Glasflaschen) jeweils 100 ml der Rohölemulsion eingefüllt, jeweils eine definierte Menge des Emulsionsspalters mit einer Mikropipette knapp unter die Oberfläche der Olemulsion zudosiert und der Spalter durch intensives Schütteln in die Emulsion eingemischt. Danach wurden die Spaltergläser in ein Temperierbad (30°C und 50°C) gestellt und die Wasserabscheidung verfolgt.
Während und nach beendeter Emulsionsspaltung wurden Proben von dem Öl aus dem oberen Teil des Spalterglases (sog. Topöl) entnommen und der Wassergehalt nach Karl Fischer und der Salzgehalt konduktometrisch bestimmt. Auf diese Weise konnten die neuen Spalter nach Wasserabscheidung sowie Entwässerung und Entsalzung des Öls beurteilt werden.
Spaltwirkung der beschriebenen Spalter
Ursprung der Rohölemulsion: Holzkirchen Sonde 3, Deutschland Wassergehalt der Emulsion: 46 % Salzgehalt der Emulsion: 5 %
Demulgiertemperatur: 50°C

Claims

Patentansprüche
1. Verwendung von Harzen, erhältlich aus Verbindungen der Formel (1)
in denen die Substituenten R1 und OH zueinander in ortho-, meta- oder paraStellung stehen können, und R1 für Cι-C30-Alkyl, C2-C30-Alkenyl, C6-Cι8-Aryl oder C -C3o-Alkylaryl steht, durch die in beliebiger Reihenfolge ausführbaren Schritte
A) Umsetzung mit einer Verbindung der Formel 2
OHC-COOR2 (2)
worin R2 die Bedeutung H, CrC30-Alkyl, C2-C3o-Alkenyl, C6-Cι8-Aryl oder C7-C3o-Alkylaryl hat, und
B) Alkoxylierung mit einem C2-C -Alkylenoxid im molaren Uberschuss, so dass das entstehende Alkoxylat einen Alkoxylierungsgrad von 1 bis 100 Alkylenoxideinheiten pro OH-Gruppe aufweist,
und die ein Molekulargewicht von 250 bis 100.000 Einheiten aufweisen, in Mengen von 0,0001 bis 5 Gew.-% bezogen auf die Emulsion als Spalter für Öl/Wasser-Emulsionen, insbesondere in der Erdölförderung.
2. Verwendung gemäß Anspruch 1 , worin R1 für einen Alkyl- oder Alkenylrest mit 4 bis 12 C-Atomen steht.
3. Verwendung gemäß Anspruch 1 und/oder 2, worin R2 für Wasserstoff steht.
4. Verwendung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, worin der Alkoxylierungsgrad zwischen 2 und 50 liegt.
5. Verwendung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, worin das Molekulargewicht zwischen 1000 und 10.000 liegt.
6. Verbindungen der Formel
worin R1 für CrC3o-Alkyl, C2-C30-Alkenyl, C6-Cι8-Aryl oder C7-C30-Alkylaryl, AO für C2~ bis C4-Alkylenoxid, n für eine Zahl zwischen 2 bis 100 und k und I unabhängig voneinander für eine Zahl zwischen 1 und 100, mit der Maßgabe, dass k+l maximal 100 ist, stehen.
7. Verbindungen gemäß Anspruch 6, worin k und I Zahlen zwischen 2 und 50 sind.
8. Verbindungen gemäß Anspruch 6 und/oder 7, worin R1 für einen Alkenyl- oder Alkylrest, dessen Kettenlänge 4 bis 12 Kohlenstoffatome beträgt, steht.
9. Verbindungen gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 8, worin n 4 bis 10 ist.
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