ES2317628T3 - Composicion dispersante antincrustante y metodo de uso. - Google Patents
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Abstract
Un dispersante antiincrustante que comprende: Isopropilhidroxilamina y una N, N-dialquilamida de ácido graso.
Description
Composición dispersante antiincrustante y método
de uso.
Esta solicitud reivindica la prioridad de la
Solicitud de Patente Provisional de EE. UU. número de serie
60/835.298; que se presentó el 3 de agosto de 2006; cuyo contenido
se incorpora en su totalidad en la presente memoria mediante
referencia.
La presente invención se refiere a un
dispersante antiincrustante. La presente invención se refiere
particularmente a dispersantes antiincrustantes para usar con
compresores.
La formación de incrustaciones en los
compresores es un problema bien conocido en procedimientos que los
usan. La formación de incrustaciones en los compresores puede
provocar daño a los compresores así como un período de paralización
de la planta, ambos problemas potencialmente muy costosos. Se ha
realizado un esfuerzo considerable por parte de la industria para
prevenir tal formación de incrustaciones. Por ejemplo, la Patente de
EE. UU. Nº 6.159.547 de McMordie et al. describe un método
para revestir turbomaquinaria que tiene una superficie metálica
para prevenir la formación de incrustaciones. Las etapas del método
son aplicar a la superficie una primera suspensión que contiene un
medio acuoso ácido que contiene material galvánicamente activo e
iones fosfato, formándose de ese modo una primera capa
galvánicamente sacrificial, curar la primera capa, aplicar a la
primera capa curada una segunda suspensión acuosa no conductora que
contiene iones fosfato o silicato inorgánicos, formándose de ese
modo una segunda capa no conductora, curar la segunda capa, aplicar
a la segunda capa curada una composición selladora líquida que
contiene un polímero orgánico térmicamente estable y fluorocarbono,
formándose de ese modo una capa superior, y curar la capa
superior.
En algunos procedimientos, las condiciones
operativas bajo las que están trabajando los compresores pueden
formar incrustaciones sobre o incluso erosionar los álabes del
compresor, independientemente de lo bien revestidos que puedan
estar los álabes del compresor. Por ejemplo, la Patente de EE. UU.
Nº 5.849.983 de Khatib describe la adición de poliisobutileno a una
corriente predominantemente gaseosa para prevenir el cizallamiento
de gotículas de hidrocarburo de la corriente hasta tamaños
aerosólicos. Una ventaja de esta invención es que cuando el
poliisobutileno se pulveriza aguas arriba de las estaciones
compresoras, funciona para prevenir la formación de incrustaciones
sobre y la erosión de los álabes del compresor.
Aunque un polímero puede funcionar para prevenir
la formación de incrustaciones, según se describe en la Patente de
EE. UU. Nº 5.849.983 de Khatib, en algunos procedimientos, es la
formación de polímeros lo que puede provocar la formación de
incrustaciones. Por ejemplo, en un procedimiento para producir
etileno, es la formación de polímeros orgánicos lo que puede
provocar la formación de incrustaciones en el compresor.
El craqueo con vapor de agua de hidrocarburos da
cuenta virtualmente de todo el etileno producido en el mundo.
Hidrocarburos usados como materiales de alimentación para etileno
varían de líquidos de gas natural, incluyendo etano, propano y
butano, a líquidos de petróleo, incluyendo gasóleos y nafta. En el
procedimiento para producir etileno, cuando el etileno se produce y
se purifica, pueden formarse pequeñas cantidades de polímeros. Estos
polímeros se consideran generalmente contaminantes y no son
deseables en el etileno obtenido como producto. Un punto de
aislamiento de tales contaminantes son los compresores. Debido a los
cambios de presión, los contaminantes pueden aislarse como líquidos
y enviarse a recipientes de separación en los que los contaminantes
se mantienen hasta que se envían para reciclado o eliminación.
En un aspecto, la presente invención es un
dispersante antiincrustante preparado a partir de una formulación
que comprende isopropilhidroxilamina y una
N,N-dialquilamida de ácido graso.
En otro aspecto, la presente invención es un
procedimiento para prevenir la formación de incrustaciones en un
compresor usado para comprimir gases, que comprende depositar un
dispersante antiincrustante sobre uno o más álabes de un compresor
que ha de protegerse de la formación de incrustaciones, preparándose
el dispersante antiincrustante a partir de una formulación que
comprende isopropilhidroxilamina y una
N,N-dialquilamida de ácido graso.
En otra realización más, la presente invención
es un procedimiento para prevenir la formación de incrustaciones en
un compresor usado para comprimir gases, que comprende usar un
lavado con dispersante antiincrustante en un compresor que ha de
protegerse de la formación de incrustaciones, preparándose el
dispersante antiincrustante a partir de una formulación que
comprende isopropilhidroxilamina y una
N,N-dialquilamida de ácido graso.
Otra realización de la invención es un
procedimiento para prevenir la formación de incrustaciones en un
equipo de producción química, que comprende usar un lavado con
dispersante antiincrustante en al menos un dispositivo que ha de
protegerse de la formación de incrustaciones, preparándose el
dispersante antiincrustante a partir de una formulación que
comprende isopropilhidroxilamina y una
N,N-dialquilamida de ácido graso.
En un aspecto, la presente invención es un
procedimiento para prevenir la formación de incrustaciones en álabes
de compresor usados para comprimir gases. En la práctica del
procedimiento de la presente invención, los dispersantes pueden
aplicarse a los álabes del compresor de cualquier modo conocido por
los expertos normales en la técnica de aplicación de tales
materiales que sea útil para prevenir la formación de
incrustaciones. En una realización, los aditivos se pulverizan
sobre los álabes del compresor en forma de aerosol. En otra
realización, los aditivos se inyectan en la corriente de gas que ha
de comprimirse, aguas arriba del compresor, como un aerosol que a
continuación es transportado hasta los álabes del compresor por el
gas que se comprime. En otra realización más, los aditivos se
emplean como parte de una solución de lavado aplicada directamente o
indirectamente a las partes del compresor.
En otro aspecto, la invención es un dispersante
antiincrustante que incluye isopropilhidroxilamina (IPHA) y una
N,N-dialquilamida de un ácido graso. Esta
combinación de componentes se denomina en lo sucesivo a veces en la
presente memoria dispersante antiincrustante. El dispersante
antiincrustante tiene la funcionalidad de dispersar hidrocarburos
polimerizados e inhibir la autopolimerización de hidrocarburos,
reduciendo de ese modo los polímeros que se forman. El componente
de IPHA de los dispersantes antiincrustantes funciona para inhibir
autopolimerizaciones. El componente de
N,N-dialquilamida actúa para dispersar hidrocarburos
y polímeros y tiene una fórmula general:
en la
que:
R_{1} y R_{2} son iguales o diferentes y son
grupos alquilo que tienen de uno a cuatro átomos de carbono; y
R es una grupo alquilo o alquenilo que tiene de
9 a 30 átomos de carbono.
Típicamente, R es un grupo alquenilo que tiene
uno o más enlaces insaturados y que tiene de 12 a 20 átomos de
carbono. La N,N-dialquilamida puede ser un solo
compuesto pero en algunas realizaciones es una mezcla de
compuestos. Por ejemplo, en una realización, la
N,N-dialquilamida usada para preparar el dispersante
de la invención es DMAD que está disponible de Buckman Laboratories
of Canada, Ltd., Vaudreuil, Quebec, Canadá. Se cree que los
productos de DMAD consisten principalmente en una mezcla de dos
N,N-dialquilamidas que tienen las fórmulas:
y
junto con una cantidad menor de
compuestos saturados
similares.
Los dos componentes de los dispersantes de la
presente invención pueden ponerse en contacto en relaciones de IPHA
a N,N-dialquilamidas de ácido graso que varían de
10:1 a 1:10. En algunas realizaciones, esta relación puede ser de
1:1 a 1:10. En otras realizaciones, esta relación puede ser de 1:1 a
1:2. Todos los puntos intermedios en estos intervalos también están
dentro del alcance de la presente invención.
Aunque los dispersantes pueden usarse o
aplicarse puros, en una realización de la invención, el dispersante
se prepara usando un disolvente. Los disolventes que son útiles con
la presente invención incluyen cualquier disolvente en el que: a)
la IPHA y la N,N-dialquilamida de un ácido graso
sean solubles o puedan suspenderse establemente y b) la solución o
suspensión resultante sea miscible con agua a una concentración de
al menos 100 ppm en peso de solución o suspensión en agua.
Disolventes ejemplares incluyen, pero no se limitan a, alcohol
bencílico, 2-fenoxietanol,
2-(metoximetoxi)etanol, 2-butoxietanol,
2-(isopentiloxi)etanol, 2-(hexiloxi)etanol,
dietilenglicol, éter monometílico de dietilenglicol, éter
monoetílico de dietilenglicol, éter monobutílico de dietilenglicol,
trietilenglicol, éter monometílico de trietilenglicol,
polietilenglicol líquido,
1-metoxi-2-propanol,
1-etoxi-2-propanol,
dipropilenglicol, éter monometílico de dipropilenglicol, éter
monoetílico de dipropilenglicol y un polipropilenglicol de bajo
peso molecular. Disolventes comerciales tales como Butyl
CELLOSOLVE^{TM}, que consiste principalmente en
2-butoxietanol, y Butyl CARBITOL^{TM}, que
consiste principalmente en éter monobutílico de etilenglicol,
pueden usarse y están disponibles de DOW.
Cuando está presente un disolvente, puede estar
presente en una relación en peso de disolvente a dispersante de
aproximadamente 4:1 a aproximadamente 1:1.
Los componentes de los dispersantes pueden
ponerse en contacto de cualquier modo que se sepa que es útil por
parte de los expertos normales para preparar composiciones químicas
para uso industrial. Por ejemplo, los componentes pueden mezclarse
secuencialmente o todos de una vez. Los dispersantes de la invención
pueden prepararse usando un procedimiento discontinuo o pueden
prepararse usando un procedimiento continuo.
Los dispersantes de la presente invención tienen
una sinergia útil, comportándose mejor los componentes mezclados
juntos que los componentes individuales en solitario.
Aunque los dispersantes de la presente invención
son eficaces para prevenir la formación de incrustaciones en los
compresores, existe una segunda propiedad de estos dispersantes que
también es deseable. Los dispersantes de la invención tienen la
propiedad deseable de no crear emulsiones con espumación resultante
en, por ejemplo, los recipientes de separación. Los recipientes de
separación se usan en la mayoría de las aplicaciones en las que se
emplea un compresor y a menudo son un punto en el que pueden
acumularse los dispersantes. Aunque los dispersantes de la
invención no pueden actuar para romper emulsiones existentes, no
provocan por sí mismos emulsiones, a diferencia de muchos otros
dispersantes usados para prevenir la formación de incrustaciones en
compresores.
Aunque los dispersantes de la presente invención
son útiles en compresores usados para un procedimiento de
producción de etileno, también son útiles en otras aplicaciones
similares y con otros equipos. Por ejemplo, los dispersantes de la
invención pueden usarse con cualquier procedimiento en el que el
equipo de procesamiento entre en contacto con gas craqueado para la
producción de etileno. Otra aplicación de la invención son sistemas
de agua de enfriamiento para etileno y acrilonitrilo. Los
dispersantes de la solicitud pueden usarse con generadores de vapor
de agua para dilución de etileno y sistemas de purificación de
acrilonitrilo. Muchos procedimientos para producir polímeros tienen
sistemas de recuperación de monómeros que están sometidos a
formación de incrustaciones y son buenas aplicaciones elegidas para
los dispersantes de la invención. Extractores de agua de
procesamiento y extractores de agua residual usados con
procedimientos petroquímicos, tales como procedimientos para
producir estireno, butadieno, acrilonitrilo y etileno, son
aplicaciones potenciales para los dispersantes de la invención.
Finalmente, lavadores de gases con ácido para etileno y sistemas de
recuperación de disolvente de butadieno también son aplicaciones de
uso final de los dispersantes de la presente invención. Los
dispersantes pueden usarse deseablemente en cualquier procedimiento
que tenga un equipo de procesamiento sometido a formación de
incrustaciones con polímeros. Los dispersantes son especialmente
deseables en aplicaciones en las que la espumación sería
problemática. Además, los procedimientos que consumen o producen al
menos uno de estireno, butadieno, acrilonitrilo y etileno son
aplicaciones potenciales de los dispersantes.
Para los propósitos de la presente solicitud, el
término equipo de procesamiento significa compresores, ventiladores,
propulsores, bombas, bombas de vacío, válvulas, intercambiadores de
calor, detectores y similares, que están asociados con el
procedimiento y que pueden estar sometidos a formación de
incrustaciones. Este término también incluye superconjuntos de
estos componentes en el que más de uno de los componentes es parte
de un "sistema", tal como, por ejemplo, un extractor en el que
se retiran hidrocarburos de una corriente acuosa de procesamiento,
o un recipiente de separación.
Los siguientes ejemplos se proporcionan para
ilustrar la presente invención. Los ejemplos no pretenden limitar
el alcance de la presente invención y no deben interpretarse así.
Las cantidades son en partes en peso o porcentajes en peso a no ser
que se indique otra cosa.
Ejemplo
1
Un dispersante de la presente invención se
prepara mezclando 7,5 partes de IPHA, 10 partes de DMAD (una
dimetilamida de ácido graso disponible de Buckman Laboratories of
Canada), 40 partes de Butyl CARBITOL y 42,5 partes de agua.
El dispersante se prueba de acuerdo con
ASTM-873, también conocida como la prueba inducida
para gomas. Este método determina la tendencia de un hidrocarburo a
formar gomas bajo condiciones de envejecimiento acelerado. En este
método, 100 ml de un hidrocarburo se ponen en un autoclave y se
introduce aire para alcanzar una presión de aproximadamente 689 kPa
(100 psi). El autoclave se mantiene a continuación a 100ºC durante
cuatro horas. Después de la terminación de la prueba, el autoclave
se enfría rápidamente y la presión se libera lentamente. La fase
líquida de la muestra se evapora a 160ºC bajo una purga con
nitrógeno durante 30 minutos y a continuación a aproximadamente
220ºC bajo una purga con vapor de agua durante 30 minutos. El valor
de la goma potencial se determina usando diferencias de peso. El
dispersante se prueba a una concentración de 100 ppm. Se prepara y
se prueba un control en el que no se incluye dispersante en el
hidrocarburo.
Los resultados se muestran posteriormente en la
Tabla 1.
Ejemplo
2
El Ejemplo 1 se repite de forma sustancialmente
idéntica, excepto que el dispersante se prepara mezclando 6 partes
de IPHA, 20 partes de DMAD, 40 partes de Butyl CARBITOL y 34 partes
de agua.
Ejemplo
3
El dispersante preparado en el Ejemplo 1
(Dispersante I) se prueba de acuerdo con el siguiente
procedimiento.
100 ml de un hidrocarburo se ponen en un
autoclave y se introduce nitrógeno para alcanzar una presión de
aproximadamente 689 kPa (100 psi). El autoclave se mantiene a
continuación a 100ºC durante cuatro horas. Después de la terminación
de la prueba, el autoclave se enfría rápidamente y la presión se
libera lentamente. La fase líquida de la muestra se evapora a 160ºC
bajo una purga con nitrógeno durante 30 minutos y a continuación a
aproximadamente 220ºC bajo una purga con vapor de agua durante 30
minutos. El valor de la goma potencial se determina usando
diferencias de peso. El dispersante se prueba a una concentración de
12 ppm. Se prepara y se prueba un control en el que no se incluye
dispersante en el hidrocarburo.
Los resultados se muestran posteriormente en la
Tabla 2.
Ejemplo
4
El Ejemplo 3 se repite de forma sustancialmente
idéntica, excepto que el dispersante se prueba a 25 ppm.
Los resultados se muestran posteriormente en la
Tabla 2.
Ejemplo comparativo
A
El Ejemplo 3 se repite de forma sustancialmente
idéntica, excepto que se usa dietilhidroxilamina (DEHA) (Dispersante
III) en lugar de IPHA.
Los resultados se muestran posteriormente en la
Tabla 2.
Ejemplo comparativo
B
El Ejemplo 3 se repite de forma sustancialmente
idéntica, excepto que el Dispersante III se usa en una concentración
de 25 ppm.
Los resultados se muestran posteriormente en la
Tabla 2.
Ejemplo comparativo
C
El Ejemplo 3 se repite de forma sustancialmente
idéntica, excepto que el dispersante es IPHA y se usa en una
concentración de 1,875 ppm.
Los resultados se muestran posteriormente en la
Tabla 2.
Ejemplo comparativo
D
El Ejemplo 3 se repite de forma sustancialmente
idéntica, excepto que el dispersante es DMAD y se usa en una
concentración de 2,5 ppm.
Los resultados se muestran posteriormente en la
Tabla 2.
Claims (19)
1. Un dispersante antiincrustante que
comprende:
isopropilhidroxilamina y
una N,N-dialquilamida de ácido
graso.
2. El dispersante antiincrustante de acuerdo con
la reivindicación 1, en el que la N,N-dialquilamida
de ácido graso tiene una fórmula general:
en la
que:
R_{1} y R_{2} son iguales o diferentes y son
grupos alquilo que tienen de uno a cuatro átomos de carbono; y
R es una grupo alquilo o alquenilo que tiene de
9 a 30 átomos de carbono.
3. El dispersante antiincrustante de acuerdo con
la reivindicación 2, en el que R es un grupo alquilo o alquenilo
que tiene de 12 a 20 átomos de carbono.
4. El dispersante antiincrustante de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la
N,N-dialquilamida de ácido graso es un solo
compuesto.
5. El dispersante antiincrustante de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la
N,N-dialquilamida de ácido graso es una mezcla de
compuestos.
6. El dispersante antiincrustante de acuerdo con
la reivindicación 5, en el que la N,N-dialquilamida
de ácido graso comprende una mezcla de compuestos que tienen las
fórmulas:
\vskip1.000000\baselineskip
y
7. El dispersante antiincrustante de acuerdo con
cualquier reivindicación precedente, en el que la relación en peso
de isopropilhidroxilamina a N,N-dialquilamida de
ácido graso es de 10:1 a 1:10.
8. El dispersante antiincrustante de acuerdo con
la reivindicación 7, en el que la relación en peso de
isopropilhidroxilamina a N,N-dialquilamida de ácido
graso es de 1:1 a 1:2.
9. El dispersante antiincrustante de acuerdo con
cualquier reivindicación precedente, en donde el dispersante
antiincrustante está disuelto en un disolvente.
10. El dispersante antiincrustante de acuerdo
con la reivindicación 9, en el que el disolvente se selecciona del
grupo que consiste en: alcohol bencílico,
2-fenoxietanol, 2-(metoximetoxi)etanol,
2-butoxietanol, 2-(isopentiloxi)etanol,
2-(hexiloxi)etanol, dietilenglicol, éter monometílico de
dietilenglicol, éter monoetílico de dietilenglicol, éter
monobutílico de dietilenglicol, trietilenglicol, éter monometílico
de trietilenglicol, polietilenglicol líquido,
1-metoxi-2-propanol,
1-etoxi-2-propanol,
dipropilenglicol, éter monometílico de dipropilenglicol, éter
monoetílico de dipropilenglicol, polipropilenglicol de bajo peso
molecular y mezclas de los mismos.
11. El dispersante antiincrustante de acuerdo
con la reivindicación 9 o la reivindicación 10, en el que el
disolvente está presente en una relación en peso de disolvente a
dispersante antiincrustante de 4:1 a 1:1.
12. Un procedimiento para prevenir la formación
de incrustaciones en un compresor usado para comprimir gases, que
comprende depositar un dispersante antiincrustante sobre uno o más
álabes de un compresor que ha de protegerse de la formación de
incrustaciones, preparándose el dispersante antiincrustante a partir
de una formulación de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 11.
13. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 12, en el que el dispersante antiincrustante se
pulveriza sobre los álabes del compresor en forma de un
aerosol.
14. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 12, en el que el dispersante antiincrustante se
inyecta en una corriente gaseosa que se comprime, aguas arriba del
compresor, como un aerosol que a continuación es transportado hasta
los álabes del compresor por el gas que se está comprimiendo.
15. Un procedimiento para prevenir la formación
de incrustaciones en un compresor usado para comprimir gases, que
comprende emplear un lavado con dispersante antiincrustante en un
compresor que ha de protegerse de la formación de incrustaciones,
preparándose el dispersante antiincrustante a partir de una
formulación de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1
a 11.
16. Un procedimiento para prevenir la formación
de incrustaciones en un equipo de producción química, que comprende
emplear un lavado con dispersante antiincrustante en al menos un
dispositivo que ha de protegerse de la formación de incrustaciones,
preparándose el dispersante antiincrustante a partir de una
formulación de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1
a 11.
17. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 16 en el que el equipo de producción química se
selecciona del grupo que consiste en: equipo usado para gas
craqueado para producir etileno; equipo usado para agua de
enfriamiento para etileno; equipo usado para agua de enfriamiento
para acrilonitrilo; equipo usado para generación de vapor de agua
para dilución de etileno; equipo usado para purificación de
acrilonitrilo; equipo usado para recuperación de monómeros;
extractores de agua de procesamiento; extractores de agua residual;
lavadores de gases con ácido para etileno; equipo usado para la
recuperación de disolvente de butadieno y un sistema de
recuperación de monómeros.
18. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 16, en el que el equipo de producción química es
parte de un procedimiento de producción petroquímica seleccionado
del grupo que consiste en procedimientos de producción de estireno,
butadieno, acrilonitrilo y etileno.
19. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 16, en el que el equipo de producción química es
parte de un procedimiento de producción petroquímica que consumes
un producto químico seleccionado del grupo que consiste en
estireno, butadieno, acrilonitrilo y etileno.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|
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