ES2368911T3 - Paquete tensioactivo y emulsión de agua en hidrocarburo que usa el mismo. - Google Patents

Paquete tensioactivo y emulsión de agua en hidrocarburo que usa el mismo. Download PDF

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Abstract

Un paquete tensioactivo para una emulsi6n de agua en hidrocarburo que comprende: un componente acido graso; un componente sal de acido graso; un componente alcohol, cuyo componente comprende alcoholes C4-C8 y una sal aminica soluble en agua de acido dodecanodioico o acido hexanodioico, en el que dicho componente sal de acido graso comprende una sal de acido graso y una amina soluble en agua, en la que dicha amina soluble en agua se selecciona del grupo que constituyen monoetanolamina, etilamina, dietilamina, trietilamina, n-propilamina, isopropilamina, dietanolamina, trietanolamina, etilendiamina, isopropanolamina, 2-amino-2-metil-1-propanol y mezclas de las mismas, y en la que dicho componente acido graso y dicho componente sal de acido graso estan presentes en una relaci6n en volumen frente a dicha sal aminica de acido dodecanodioico soluble en agua de entre 3, 33 y 20.

Description

Paquete tensioactivo y emulsi6n de agua en hidrocarburo que usa el mismo.
La invenci6n se refiere a un paquete tensioactivo y a una emulsi6n de agua en hidrocarburo que usa el mismo.
La incorporaci6n de agua en hidrocarburos es util para varios prop6sitos incluido el suministro de combustibles con las propiedades deseables.
Los intentos de proporcionar emulsiones de agua en hidrocarburos han cumplido con problemas tecnicos y econ6micos muy serios debido a la estabilidad a corto plazo de las emulsiones formadas con tamafos de gotitas en el intervalo de macroemulsi6n, y ademas debido a las grandes cantidades de tensioactivos y codisolventes requeridos para formar emulsiones con tamafos de gotitas en el intervalo de la microemulsi6n.
Por ejemplo, las patentes de EE.UU. nO 4.568.354 y 4.568.355 de Davis et al. se redactan en procesos para transformar una mezcla nebulosa o potencialmente nebulosa de agua saturada de alcohol/gasolina en una composici6n de gasolina estable transparente con una graduaci6n de octano mejorada. El sistema asi producido tiene un contenido de agua de no mas que 1% en volumen, y para producir este sistema se usan volumenes relativamente grandes de tensioactivo no i6nico .
De forma similar, las patentes de EE.UU. nO 4.770.670 y 4.744.796 de Hazbun et al. tambien describen la formaci6n de microemulsiones estables que contienen grandes cantidades de tensioactivos si se compara con el contenido de agua.
El documento US-A-5.004.479 describe una composici6n de combustible en microemulsi6n que comprende (a) al menos 50% en peso de combustible (diesel) de hidrocarburos petroliferos, (b) 2-40% en peso de agua y (c) una cantidad eficaz de una combinaci6n de tensioactivo de (1) MeOH y (2) un acido graso parcialmente neutralizado hasta dentro de 20% en moles del valor de neutralizaci6n 6ptimo con una base nitrogenada de NH3, monoetanolamina. El acido graso es una mezcla de un acido graso que comprende acido oleico, acido linoleico y acido palmitico.
El documento WO 99/35215 A se refiere a composiciones de aditivos que comprenden a) uno o mas alcoholes C1-C5, b) uno o mas alcoholes C6-C18, c) uno o mas alcoholes etoxilados , d) un acido graso de la estructura R-(C=O)-OH, en donde R se selecciona de alquilo, alquenilo o alquinilo con desde 10 a 24 atomos de carbono o una mezcla del mismo con e) una fuente de nitr6geno en un estado anhidro o como una soluci6n acuosa seleccionada del grupo constituido por amoniaco, hidrazina, alquil-hidrazina, dialquil-hidrazina, urea, etanolamina, monoalquil- etanolamina, dialquil-etanolamina. Las composiciones de aditivos se usan para preparar microemulsiones de combustible (diesel).
El documento US-A-4.451.265 describe composiciones de combustible (microemulsiones estables) que comprenden un aceite diesel (I), un alcohol C1-C3 (II), H2O (0,1-6% en peso) y una cantidad de 0,5-58% en peso de un tensioactivo (III) que comprende el producto de reacci6n de N,N-dimetil-etanolamina (IV) y uno o mas acidos grasos de 9-22C (acidos de soja) (V) en una relaci6n molar (IV): V) de 2:1 a 1:2.
Se hace referencia ademas a los documentos US-A-4.083.698 y US-8-6.245.723.
5.104.418, WO 99/35215, patente de EE.UU. nO Re. 35237, patente de EE.UU. nO 5.743.922, WO 97/34969, patente de EE.UU. nO 5.873.916 y WO 99/13031.
A pesar de las descripciones de las anteriores patentes, continua la necesidad de una emulsi6n de agua en hidrocarburo que sea estable y que contenga una cantidad deseable de agua sin la necesidad de cantidades relativamente grandes de tensioactivo y/o de otros agentes estabilizantes.
Por tanto, el principal objeto de la presente invenci6n es proporcionar emulsiones de agua en hidrocarburos que sean ambos estables y preparadas usando cantidades relativamente pequefas de tensioactivo.
Un objeto adicional de la presente invenci6n es proporcionar un paquete tensioactivo que sea util para proporcionar emulsiones de agua en hidrocarburos de este tipo.
Otros objetos y ventajas de la presente invenci6n seran facilmente evidentes considerando lo que viene a continuaci6n.
Los problemas se resuelven por la ensefanza de acuerdo con las reivindicaciones independientes. En las reivindicaciones dependientes se dan los desarrollos particulares.
De acuerdo con la presente invenci6n, se han logrado facilmente los objetos y ventajas anteriores.
De acuerdo con la invenci6n, se proporciona un paquete tensioactivo para una emulsi6n de agua en hidrocarburo que comprende un componente acido graso; un componente sal de acido graso; un componente alcohol y una sal de acido carboxilico, a partir de la reivindicaci6n 1.
Mas de acuerdo con la invenci6n,, se proporciona una emulsi6n de agua en hidrocarburo que comprende una fase acuosa; una fase hidrocarbonada; y un paquete tensioactivo, en el que dicho paquete tensioactivo comprende un componente acido graso; un componente sal de acido graso; un componente alcohol y una sal de acido carboxilico, a partir de la reivindicaci6n independiente 4.
De acuerdo con la presente invenci6n, se ha encontrado que el componente sal de acido carboxilico afadido al paquete tensioactivo permite la drastica reducci6n en la cantidad de tensioactivo necesaria para formar una microemulsi6n estable si se compara con la cantidad de tensioactivo necesaria sin el componente sal de acido carboxilico.
El componente alcoholes alcohol C4-C8.
A continuaci6n se plantea una descripci6n detallada de las realizaciones preferidas de la presente invenci6n, con referencia a los dibujos que se adjuntan, en los que:
La Figura 1 ilustra esquematicamente una tensi6n interfacial frente a la concentraci6n de componentes individuales del paquete tensioactivo asi como el paquete tensioactivo combinado de acuerdo con la presente invenci6n.
La invenci6n se refiere a un paquete tensioactivo y a una emulsi6n de agua en hidrocarburo que usa el mismo. La emulsi6n es estable y puede formarse ventajosamente usando muy pequefas cantidades de tensioactivos. Una emulsi6n de este tipo es util, por ejemplo, como un fuel combustible, por ejemplo para motores de ignici6n por compresi6n y similares. La emulsi6n tiene caracteristicas beneficiosas como combustible incluidas las emisiones reducidas. Emulsiones de acuerdo con la presente invenci6n incluyen microemulsiones estables que incluyen una fase acuosa dispersa y una fase hidrocarbonada continua asi como un paquete tensioactivo beneficioso que, como se analizara a continuaci6n, incluye una combinaci6n de componentes que reducen ventajosamente la cantidad de tensioactivo necesario para formar la emulsi6n estable.
Hidrocarburos adecuados para uso en la preparaci6n de emulsiones de la presente invenci6n incluyen hidrocarburos de base petrolifera y productos derivados del gas natural, ejemplos de los cuales incluyen combustible Diesel y otros hidrocarburos de bajo peso especifico tales como Diesel sintetico de Fischer-Tropsch y parafinas C10 a C20.
Las emulsiones que incluyen este hidrocarburo de acuerdo con la presente invenci6n han reducido las emisiones de NOx y las emisiones de C, y mejorado la opacidad si se compara con el hidrocarburo solo. Un ejemplo de hidrocarburo adecuado es un combustible Diesel caracterizado de la forma siguiente:
Tabla�
Contenido de azufre
(% peso/peso) <0,5
Densidad a 15OC
(kg/m3) <860
Viscosidad a 40OC
(mm2/s) <4,5
T95
(OC) <370
Temperatura de inflamaci6n
(OC) >52
La fase acuosa para uso en la formaci6n de emulsiones de acuerdo con la presente invenci6n puede ser, adecuadamente, de cualquier fuente de agua aceptable, y preferiblemente es de agua que este disponible en cantidad suficiente, preferiblemente muy pr6xima al lugar en el que se vayan a preparar las emulsiones y preferiblemente a un coste barato. Por ejemplo, una fase acuosa adecuada puede ser un medio acuoso como salmuera de 310 ppm. Seria aceptable, por supuesto, cualquier otro medio acuoso de una fuente adecuada y que tuviera varias caracteristicas aceptables para la emulsi6n final, tal como el uso de un componente de un fuel combustible.
De acuerdo con la invenci6n, se proporciona un paquete tensioactivo que tiene en cuenta, ventajosamente, la formaci6n de una microemulsi6n estable de agua en hidrocarburo, con cantidades de tensioactivo sorprendentemente pequefas.
De acuerdo con la invenci6n, el paquete tensioactivo incluye preferiblemente un componente acido graso y un componente sal de acido graso, asi como un componente alcohol y una sal de un acido carboxilico.
Los componentes acido graso y sal de acido graso pueden proporcionarse ventajosamente como un acido graso de sebo que esta parcialmente neutralizado con compuestos alcalinos tales como aminas solubles en agua. La neutralizaci6n parcial que usa aminas solubles en agua deja una parte del componente acido graso inicial y del componente neutralizado que forma el componente sal del acido graso inicial, segun se desee.
Acidos grasos de sebo adecuados incluyen mezclas de moleculas C16-C22, y aminas solubles en agua adecuadas para uso en la neutralizaci6n parcial de los acidos grasos de sebo incluyen monoetanolamina, etilamina, dietilamina, trietilamina, n-propilamina, iso-propilamina, dietanolamina, trietanolamina, etilendiamina, isopropanolamina, 2-amino2-metil-1-propanol y mezclas de los mismos.
Ejemplos de acidos grasos particularmente adecuados a partir de los que pueden prepararse u obtenerse los componentes del paquete tensioactivo incluyen los seleccionados del grupo constituido por acido oleico puro, acido linoleico puro y mezclas de los mismos.
Mientras los componentes acido graso y sal de acido graso identificados anteriormente pueden usarse para obtener una microemulsi6n estable, se ha encontrado ventajosamente, de acuerdo con la presente invenci6n, que la cantidad de tensioactivo necesaria puede reducirse sustancialmente por la utilizaci6n de un componente adicional, que es la sal de acido carboxilico identificada anteriormente.
Esta sal organica puede formarse ventajosamente a partir de acidos monocarboxilicos o dicarboxilicos que tengan preferiblemente entre cuatro y 12 atomos de carbono en la cadena carbonada (C4-C12), por ejemplo los que tienen moleculas C4-C8 y C4-C12, respectivamente. Este acido es neutralizado usando amina soluble en agua para proporcionar la sal del acido carboxilico deseada para el paquete tensioactivo de acuerdo con la presente invenci6n, y la amina soluble en agua adecuada para uso en neutralizar los acidos mono-y di-carboxilico incluye monoetanolamina, etilamina, dietilamina, trietilamina, n-propilamina, iso-propilamina, dietanolamina, trietanolamina, etilendiamina, isopropanolamina, 2-amino-2-metil-1-propanol y mezclas de los mismos.
Ejemplos de acidos carboxilicos particularmente adecuados incluyen los seleccionados del grupo constituido por acidos dodecanodioico, acido dodecanoico, acido hexanodioico, acido hexanoico, acido pentanoico, acido pentanodioico, acido isobutirico, acido isobutanodioico, acido octanodioico, acido octanoico, acido nonadioico, acido nonaioico, acido heptanodioico, acido heptanoico, acido decanodioico, acido decanoico y combinaciones de los mismos.
Este componente puede ser preparado disolviendo el acido carboxilico en agua junto con la amina seleccionada soluble en agua para neutralizar el acido y proporcionar la sal de acido carboxilico deseada. Esta agua puede ser la fase acuosa de la emulsi6n, o una parte de la misma.
El paquete tensioactivo de la presente invenci6n es proporcionado preferiblemente incluyendo el componente acido graso y el componente sal de acido graso combinados en una cantidad entre 3,0 y aproximadamente 5,5% en volumen basado en el volumen de la emulsi6n final. La amina soluble en agua esta preferiblemente entre aproximadamente 0,4 y aproximadamente 1,2% en volumen basado en la emulsi6n.
El paquete tensioactivo de acuerdo con la presente invenci6n incluye ademas, preferiblemente, la sal de acido carboxilico en una cantidad entre aproximadamente 0,1 y aproximadamente 1,2% en volumen basado en la emulsi6n final.
De acuerdo con la presente invenci6n, se ha encontrado ventajosamente que el paquete tensioactivo tiene en cuenta las emulsiones de agua en hidrocarburo en las que la relaci6n, en volumen, de agua frente a paquete tensioactivo es de al menos aproximadamente 3 y, ventajosamente, entre aproximadamente 3 y aproximadamente 4,3.
Este tipo de paquete tensioactivo puede utilizarse de forma ventajosa para estabilizar una microemulsi6n de agua en hidrocarburo en la que la fase acuosa esta presente en una cantidad entre aproximadamente 5 y aproximadamente 20% en volumen basado en la emulsi6n final. Deberia comprenderse facilmente que para una microemulsi6n que contiene 20% en volumen de agua esto da como resultado una relaci6n de agua frente a paquete tensioactivo que es mayor que aproximadamente 3, y que es deseable a la vista de la reducci6n del coste del paquete tensioactivo y a la reducci6n del impacto de los materiales del componente tensioactivo en las caracteristicas finales de la emulsi6n.
Dentro del propio paquete tensioactivo, los componentes acido graso y sal del acido graso estan presentes preferiblemente en una relaci6n en volumen frente a la sal del componente acido carboxilico de entre aproximadamente 3,33 y aproximadamente 20.
Como se demostrara en los ejemplos que siguen, el paquete tensioactivo de acuerdo con la presente invenci6n proporciona resultados sustancialmente mejorados si se compara con un paquete tensioactivo que incluya s6lo los componentes acido graso y sal de acido graso. En estas circunstancias, la presente invenci6n tiene en cuenta una reducci6n de aproximadamente 55% en el acido graso requerido para la formaci6n de la microemulsi6n.
Se cree que el paquete tensioactivo de acuerdo con la presente invenci6n tiene en cuenta tal reducci6n sustancial del acido necesario por un efecto sinergico entre el acido graso parcialmente neutralizado y los iones carboxilato de la sal del acido carboxilico.
La Figura 1 muestra la tensi6n interfacial como una funci6n de la concentraci6n de una mezcla de acido graso (TOFA) y sal de acido graso (sal de TOFA), para la sal de acido carboxilico sola, y para la combinaci6n que proporciona un paquete tensioactivo de acuerdo con la presente invenci6n.
Como se muestra, el componente sal de acido carboxilico tiene una tensi6n interfacial relativamente alta en todo el intervalo de las concentraciones evaluadas.
Como se muestra tambien, existe un intervalo de concentraci6n de la mezcla TOFA/sal del TOFA que proporciona una tensi6n interfacial deseablemente reducida.
Queda claro, sin embargo, que la combinaci6n de estos componentes proporciona caracteristicas de tensi6n interfacial sustancialmente mejoradas, incluida la emulsificaci6n espontanea a muy bajas concentraciones. Esto es deseable desde el punto de vista de coste reducido del tensioactivo asi como de las cantidades reducidas de tensioactivo que pueden afectar a la calidad del producto de emulsi6n final.
De acuerdo ademas con la invenci6n, y como se ha expuesto anteriormente, las emulsiones se preparan incluyendo en el paquete tensioactivo y/o en la emulsi6n un alcohol soluble en agua y/o parcialmente soluble en agua, cuyos ejemplos especificos preferidos incluyen alcoholes C4-C8 tales como n-butanol, iso-butanol, ter-butanol, n-pentanol, n-hexanol, 2-etil-hexanol y combinaciones de los mismos. El componente alcohol sirve para mejorar la calidad de la microemulsi6n segun se desee. Por ejemplo, los componentes adicionales identificados anteriormente pueden actuar como codisolventes que pueden tener en cuenta la preparaci6n de una microemulsi6n mas estable.
Mas de acuerdo con la invenci6n, ejemplos de acidos grasos adecuados para uso como el componente acido graso del presente paquete tensioactivo incluyen acido oleico puro, acido linoleico puro y mezclas delos mismos.
El componente sal de acido graso puede ser ventajosamente una sal formada a partir de tales acidos grasos usando, preferiblemente, una amina soluble en agua como las identificadas anteriormente. Estas aminas solubles en agua pueden usarse para neutralizar parcialmente el componente acido graso para proporcionar el componente acido graso y el componente sal de acido, segun se desee.
Como se ha expuesto en la solicitud de patente de EE.UU. nO de serie 09/565.556, en tramitaci6n junto con la presente, esta combinaci6n de componentes tensioactivos pueden mantener una microemulsi6n estable por el suministro de componentes de paquete tensioactivo con diferentes valores HL8.
La emulsi6n y el paquete tensioactivo para uso en la formaci6n de la misma pueden usarse ventajosamente para proporcionar un fuel alternativo que sea estable de forma termodinamicamente ventajosa en un amplio intervalo de condiciones de almacenamiento y de mantenimiento, y que sea visualmente transparente. Esta emulsi6n como un combustible muestra tambien gran potencial para reducir emisiones de escape indeseables.
La microemulsi6n de la presente invenci6n puede ser preparada usando el proceso descrito en la solicitud de patente de EE.UU. 09/565.556, en tramitaci6n junto con la presente, y/o como se describe mas adelante.
Se obtienen suministros adecuados tanto de la fase acuosa como de la fase hidrocarbonada.
Los procesos pueden comenzar con la formaci6n de una dispersi6n en gotas gruesas de las fases acuosa e hidrocarbonada, que es refinada y homogenizada mediante escalas turbulencia-longitud de disminuir el tamafo (por mezclar mecanismos asociados con la difusi6n turbulenta). La etapa final del mezclado supone el abarcamiento y alargamiento de la microescala donde la tensi6n superficial ultra-baja da como resultado la formaci6n de una microemulsi6n. Donde se logra una tensi6n interfacial no ultra-baja, la finura de la dispersi6n, para un paquete tensioactivo determinado, depende de la intensidad de la turbulencia.
Para formar una microemulsi6n adecuada, la fase acuosa, la fase hidrocarbonada y el paquete tensioactivo se combinan preferiblemente en los volumenes deseados y se someten a una intensidad de mezclado (W/kg) que puede seleccionarse para proporcionar el tipo deseado de emulsi6n. De acuerdo con la invenci6n, para formar una microemulsi6n, puede ser deseable utilizar una intensidad de mezclado de entre aproximadamente 1 W/kg y aproximadamente 10.000 W/kg. En una escala de producci6n en linea, la intensidad de mezclado esta mas preferiblemente entre aproximadamente 100 y aproximadamente 1.000 W/kg. Si las velocidades de producci6n no son criticas, las intensidades medias de mezclado entre aproximadamente 1 W/kg y aproximadamente 100 W/kg proporcionan tambien una microemulsi6n estable. El mezclado de acuerdo con la invenci6n da como resultado de forma ventajosa una microemulsi6n estable deseable que tiene un tamafo medio de la gotita de entre aproximadamente 100 A y aproximadamente 700 A. Las emulsiones formadas de acuerdo con la invenci6n son estables de forma ventajosa porque la emulsi6n mantendran un diametro medio de la gotita, cuando se almacena en condiciones ambientales normales, durante al menos aproximadamente 1 afo y tipicamente durante un periodo indefinido de tiempo.
La intensidad de mezclado denominada en el presente documento se presenta como intensidad media de mezclado, promediada sobre el perfil de mezcla de un recipiente. Dependiendo de la intensidad de mezclado y del tiempo de mezclado usado, dentro del recipiente de mezcla pueden encontrarse diferentes 6rdenes de intensidad de mezclado
Por ejemplo, el mezclado puede realizarse de acuerdo con la presente invenci6n utilizando un impulsor Rushton acoplado a un motor Heidolph para proporcionar la velocidad de disipaci6n de energia mecanica o intensidad de mezcla deseadas. En un tipico mezclado en recipiente con este equipo, aunque el recipiente puede ser mezclado con una velocidad media de disipaci6n de energia de aproximadamente 1 W/kg, la intensidad de mezclado en estrecha proximidad con el aparato de mezclado puede en la actualidad estar mas cerca del orden de 100 W/kg. El mezclado en las condiciones de este tipo se denominara en el presente documento como el mezclado a una intensidad media de mezclado de aproximadamente 1 W/kg, o en la alternativa, como 1-100 W/kg.
Con otro equipo, tal como un mezclador rotor-estator, la intensidad de mezclado puede hacerse casi uniforme.
Tambien deberia sefalarse que la intensidad de mezclado nombrada en el presente documento se refiere a la velocidad de disipaci6n de energia como medida de la energia disipada por masa unidad de liquido en el mezclador. Se asume que el flujo sera turbulento.
El equipo de mezcla adecuado esta facilmente disponible para la persona de experiencia normal en la tecnica. Ejemplos del equipo de mezclado adecuado se han expuesto antes y en los siguientes ejemplos.
Deberia tambien sefalarse que varios aditivos adicionales pueden ser incorporados en la emulsi6n dependiendo de las caracteristicas deseadas y del uso pretendido del producto de emulsi6n final.
Los siguientes ejemplos muestran la ventajosa formaci6n de microemulsiones estables usando paquetes tensoactivos de acuerdo con la presente invenci6n, con cantidades de tensioactivos sustancialmente reducidas.
Ejemplo�
El efecto de la concentraci6n de acido graso de sebo (TOFA) en la formaci6n de una microemulsi6n de agua en Diesel que contiene 15% v/v de agua se muestra en este ejemplo. Para formar las emulsiones se usaron diferentes componentes y combinaciones de tensioactivos, y la siguiente Tabla 2 expone los resultados obtenidos usando varios diferentes componentes y paquetes tensioactivos.
Tabla�
NO de muestra
Diesel % en vol Tensioactivo Tensioactivo % en vol Monoetanolamina (MEA) % en vol Hexanol % en vol Observaciones
1
69,8 Acido graso de sebo (TOFA) Sal de TOFA 11,0 1,2 2 Microemulsi6n base
2
(76,5-75,8) Acido graso de sebo (TOFA)/sal aminica de TOFA 5,0 (0,5-1,2) 2 Macroemulsi6n inestable de agua en aceite
3
79,6-72) Sal aminica de acido dodecanodioico 1,2 (0,5-1,2) 2 El agua con el aceite no se mezclan
4
(75,3-74,6) Acido graso de sebo (TOFA)/sal aminica de TOFA/sal aminica de acido dodecanodioico 5/1,2 (0,65-0,75) 2 Microemulsi6n de agua en aceite
Como se muestra, para obtener una microemulsi6n transparente se requiere al menos 11% v/v de TOFA solo. Este ejemplo muestra ademas que la presencia de una sal aminica de acido dodecanodioico reducia la concentraci6n del acido graso de sebo requerido para producir la microemulsi6n para 5% v/v. La sal aminica del acido dodecanodioico por si misma no podia producir la microemulsi6n.
La Muestra nO 1 se prepar6 usando s6lo mezclas de acido graso de sebo/sal aminica de acido graso de sebo, y se requeria un 11% de tensioactivo para formar una microemulsi6n estable.
La Muestra 2 se prepar6 usando s6lo 5% del mismo paquete tensioactivo usado para la Muestra nO 1, y resultaba una macroemulsi6n inestable.
La Muestra nO 3 se prepar6 usando 1,2% de sal aminica del acido dodecanodioico, y no se formaba ninguna emulsi6n en absoluto.
Finalmente, se prepar6 la Muestra nO 4 usando la mezcla de 5% de acido graso de sebo/sal de acido graso de sebo junto con 1,2% de sal aminica de acido dodecanodioico. Como se ha sefalado, se proporcionaba una microemulsi6n
5 estable de agua en aceite. Deberia sefalarse que esto junto con una emulsi6n con 15% en volumen de agua. Asi, la emulsi6n preparada usando la Muestra nO 4 tiene de forma ventajosa una relaci6n de agua frente a acido graso de sebo/sal aminica de acido graso de sebo de 3.
Deberia sefalarse que los resultados mostrados anteriormente se obtuvieron incluyendo hexanol en una cantidad de 2% en volumen como un codisolvente.
10 Ejemplo�
En este ejemplo, la sal aminica de acido dodecanodioico se us6 a diferentes concentraciones en la formaci6n de microemulsiones que contenian 15% v/v de agua y 5% de TOFA. Los resultados se muestran en la siguiente Tabla
3.
Tabla�
NO de muestra
Diesel % en vol Tensioactivo de acido graso de sebo (TOFA) % en vol Sal aminica del acido dodecanodioico % en vol Monoetanolamina (MEA) % en vol n-hexanol % en vol Observaciones
1
(75,3-75,2) 1 (0,70-0,80) Microemulsi6n de agua en aceite
2
(75,5-75,4) 0,8 (0,70-0,80) Microemulsi6n de agua en aceite
3
(75,6575,60) 5 0,6 (0,8-0,9) 2 Microemulsi6n estable de agua en aceite
4
(75,7-75,6) 0,5 (0,8-0,9) Microemulsi6n estable de agua en aceite
5
(75,4-75,2) 0,4 (0,7-0,9) 2,5 Microemulsi6n estable de agua en aceite
15 Como se muestra, incluso a valores de 0,4% v/v de la sal aminica del dodecanodioico se obtiene la formaci6n de la microemulsi6n.
Ejemplo�
Este ejemplo muestra que manteniendo la concentraci6n de la sal aminica del dodecanodioico a 0,4% (v/v), puede formarse una microemulsi6n que contenga 15% (v/v) de agua con una concentraci6n de TOFA tan baja como 3,0% 20 (v/v). Los resultados se muestran en la siguiente Tabla 4.
Tabla�
NO de muestra
Diesel % en vol Tensioactivo TOFA % en vol Sal aminica del acido dodecanodioico % en vol Monoetanolamina (MEA) % en vol Hexanol % en vol Observaciones
4,0
1
76,3
0,4
0,80-0,90 2,5 Microemulsi6n de agua en aceite
2
76,8 3,5
3
77,3 3,0
Ejemplo�
Este ejemplo muestra la combinaci6n de apropiadas concentraciones de TOFA y sal aminica de acido dodecanodioico para preparar microemulsiones con concentraciones de agua que oscilan entre 5 y 20% (v/v). Los resultados se muestran en la Tabla 5 siguiente.
Tabla�
NO de muestra
Diesel % en vol Tensioactivo TOFA/sal aminica del acido hexanodioico % en vol Monoetanolamina (MEA) % en vol 2-etil-hexanol % en vol Agua % en vol Observaciones
1
(91,5-91,4) 1,5/0,1 0,4-0,50 1,5 5 Microemulsi6n de agua en aceite
2
(83,1-81,9) 3,0/0,2 0,70-0,90 3 10 Microemulsi6n de agua en aceite
3
(70,8-70,5) 5/0,3 0,9-1,20 3 20 Microemulsi6n de agua en aceite
Ejemplo�
Este ejemplo muestra que la microemulsi6n del Ejemplo 4 (muestra 1) puede formarse usando 2-etil-hexanol en vez de hexanol. Los resultados se muestran en la Tabla 6 siguiente.
10 Tabla�
NO de muestra
Diesel % en vol Tensioactivo de acido graso de sebo (TOFA) % en vol Sal aminica del acido dodecanodioico % en vol Monoetanolamina % en vol 2-etil-hexanol % en vol Observaciones
1
(78,5-76,7) 4 0,4 (0,60-0,90) 1,5-3,0 Microemulsi6n de agua en aceite
Ejemplo�
Este ejemplo muestra que la microemulsi6n del Ejemplo 5 (Muestra 1) puede formarse usando 0,4% (v/v) de sales aminicas de diferentes acidos carboxilicos. La Tabla 7 muestra los resultados obtenidos.
Tabla�
Diesel
Tensioactivo MEA 2-etil-hexanol
NO de muestra
Tensioactivo Observaciones
% en vol
% en vol
% en vol
% en vol
1
(78,5-76,4) TOFA/sal aminica del acido hexanodioico 4/0,4 (0,6-1,2) 1,5-3,0 Microemulsi6n
2
(78,5-76,8) TOFA/sal aminica del acido hexanoico 4,5/0,4 (0,6-0,75)
3
(78,5-76,7) TOFA/sal aminica del acido pentanoico 4,5/04 (0,6-0,9)
4
(78,5-76,6) TOFA/sal aminica del acido isobutirico 5/0,4 (0,6-1,0)
5
(78,5-76,4) TOFA/sal aminica del acido octanodioico 4/0,4 (0,6-1,2)
6
(75,7-75,4) TOFA/sal aminica del acido nonadioico 4/0,4 (0,9-1,2)
Deberia comprenderse que se ha proporcionado un paquete tensioactivo y una emulsi6n de agua en hidrocarburo que incluye el mismo que muestra caracteristicas ventajosas en cuanto a estabilidad, cantidades de tensioactivo reducidas y caracteristicas deseables del producto final.
5 Esta invenci6n puede ser realizada de otras formas o llevada a cabo de otras maneras sin apartarse del espiritu ni de las caracteristicas esenciales de la misma. Por tanto, la presente realizaci6n debe considerarse como ilustrativa y no restrictiva en todos los aspectos, indicandose el alcance de la invenci6n mediante las reivindicaciones adjuntas, y se pretende que todos los cambios que entran en el significado e intervalo de equivalencia esten abarcados en el presente documento.

Claims (7)

  1. REIVINDICACIONES
    1.-Un paquete tensioactivo para una emulsi6n de agua en hidrocarburo que comprende:
    un componente acido graso;
    un componente sal de acido graso;
    un componente alcohol, cuyo componente comprende alcoholes C4-C8 y una sal aminica soluble en agua de acido dodecanodioico o acido hexanodioico,
    en el que dicho componente sal de acido graso comprende una sal de acido graso y una amina soluble en agua,
    en la que dicha amina soluble en agua se selecciona del grupo que constituyen monoetanolamina, etilamina, dietilamina, trietilamina, n-propilamina, isopropilamina, dietanolamina, trietanolamina, etilendiamina, isopropanolamina, 2-amino-2-metil-1-propanol y mezclas de las mismas, y en la que dicho componente acido graso y dicho componente sal de acido graso estan presentes en una relaci6n en volumen frente a dicha sal aminica de acido dodecanodioico soluble en agua de entre 3,33 y 20.
  2. 2.-El paquete tensioactivo de la reivindicaci6n 1, en el que dicho componente acido graso se selecciona del grupo constituido por acido oleico puro, acido linoleico puro y mezclas de los mismos.
  3. 3. El paquete tensioactivo de la reivindicaci6n 1, en el que dichos acidos grasos son acidos grasos de sebo e incluyen mezclas de moleculas C16-C22.
  4. 4.-Una emulsi6n de agua en hidrocarburo, que comprende una fase acuosa; una fase hidrocarbonada; y un paquete tensioactivo, en el que dicho paquete tensioactivo comprende el paquete tensioactivo de una de las reivindicaciones 1 a 3, en la que dicho componente acido graso y dicho componente sal de acido graso estan presentes en una cantidad entre 3,0% en volumen y 5,5% en volumen basado en el volumen de dicha emulsi6n, y en la que dicha sal de dicha sal aminica de acido dodecanodioico o hexanodioico soluble en agua esta presente en una cantidad entre 0,1% en volumen y 1,2% en volumen basada en el volumen de dicha emulsi6n,
    y en la que dicha fase de hidrocarburo es combustible Diesel.
  5. 5.-La emulsi6n de la reivindicaci6n 4, en la que dicha emulsi6n contiene dicha fase acuosa en una cantidad entre 5% en volumen y 20% en volumen basado en el volumen de dicha emulsi6n.
  6. 6.-La emulsi6n de una de las reivindicaciones 4 a 5, en la que dicha emulsi6n tiene una relaci6n en volumen de dicha fase acuosa frente a dicho paquete tensioactivo de al menos 3,0.
  7. 7. La emulsi6n de la reivindicaci6n 4, en la que dicha emulsi6n es una microemulsi6n estable.
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