ES2651498T3 - Composición que comprende fracciones de parafina obtenidas a partir de materias primas biológicas y método de producción de las mismas - Google Patents

Abstract

Composición, que comprende: 40% a 50% en peso de parafinas C14, respecto al peso total de la composición, y 35% a 45% en peso de parafinas C15, respecto al peso total de la composición, en la que las parafinas C14 y C15 se producen a partir de una materia prima biológica.

Description

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DESCRIPCION

Composicion que comprende fracciones de parafina obtenidas a partir de materias primas biologicas y metodo de produccion de las mismas

CAMPO

La presente exposicion se refiere a una composicion que comprende fracciones de parafina obtenidas a partir de materias primas biologicas y a un metodo para producir dichas fracciones.

INFORMACION DE ANTECEDENTES

Los solventes han realizado funciones importantes en muchas aplicaciones, por ejemplo en pinturas y recubrimientos, tintas de impresion, adhesivos, cosmeticos y farmaceuticos. La utilizacion global de solventes era de aproximadamente 20 millones de toneladas en 2011 y se espera que la demanda crezca una media de 2,5% cada ano. Se espera que la demanda alcance 25 millones de toneladas en 2019, incrementandose los ingresos previstos hasta 25.000 millones de euros.

Los solventes alifaticos son uno de los grupos de solventes que pueden denominarse solventes hidrocarburo, comprendiendo parafinas (de cadena lineal), isoparafinas (cadena ramificada) y naftenos (anillos no aromaticos). Los solventes alifaticos supoman mas de 2,64 millones de toneladas en 2011 o aproximadamente el 13% del consumo global de solventes. Los solventes alifaticos se producen principalmente a partir de petroleo. Pueden producirse mediante varios procedimientos ffsicos utilizados en la industria petroqmmica, desde la destilacion del petroleo, el craqueo, la alquilacion, la isomerizacion, el reformado y otras operaciones.

Se dispone de varias tecnicas de separacion, tales como, por ejemplo, la destilacion, la absorcion, la extraccion lfquido-lfquido, el secado, la lixiviacion, la cristalizacion y la adsorcion de gases. Sin embargo, el 95% de las separaciones lfquidas se llevan a cabo mediante procedimientos de destilacion. Ello se debe al hecho de que otras tecnicas alternativas de separacion, tales como la absorcion, la adorcion y la extraccion, pueden requerir la adicion de una sustancia externa, por ejemplo, inclusor, solvente y adsorbente para crear dos fases para la separacion. Dicha sustancia externa seguidamente debe eliminarse. Por el contrario, en la destilacion el principio se basa en la diferencia de composicion de la mezcla lfquida y el vapor formado a partir de las diferentes volatilidades de los componentes presentes en las mezclas. Ademas, la destilacion puede ser el menos caro de los posibles metodos para separar una mezcla dada, y en muchos casos es el unico metodo viable.

DESCRIPCION RESUMIDA

Segun un aspecto ejemplar, se proporciona una composicion, que comprende: 40% a 50% en peso de parafinas C14, respecto al peso total de la composicion y 35% a 45% en peso de parafinas C15, respecto al peso total de la composicion, en la que las parafinas C14 y C15 se producen a partir de una materia prima biologica.

Segun un aspecto ejemplar, se proporciona un procedimiento para producir una composicion ejemplar, comprendiendo el procedimiento llevar a cabo procedimientos de hidrodesoxigenacion e isomerizacion de una materia prima biologica y llevar a cabo un procedimiento de separacion del material resultante, en el que el procedimiento de separacion incluye la destilacion.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

La figura 1 ilustra un grafico del mdice de Kauri-butanol vs el parametro de solubilidad de Hildebrand, segun un aspecto ejemplar.

La figura 2 ilustra un grafico del mdice de Kauri-butanol vs el punto de anilina, segun un aspecto ejemplar.

La figura 3 ilustra un grafico de una correlacion entre el mdice de Kauri-butanol y el parametro de solubilidad, segun un aspecto ejemplar.

La figura 4 ilustra potenciales reacciones de craqueo de isoparafinas, segun un aspecto ejemplar.

La figura 5 ilustra un grafico referido a diferentes capas en emulsiones de tipo W/O con Berol 791 tras 24 horas a 4°C, segun un aspecto ejemplar.

La figura 6 ilustra un grafico referido a diferentes capas en emulsiones de tipo O/W con Berol 791 tras 24 horas a 23°C, segun un aspecto ejemplar.

La figura 7 ilustra un grafico referido a diferentes capas en emulsiones de tipo O/W y W/O con MULSIFAN CB tras un 3° ciclo de congelacion/descongelacion, segun un aspecto ejemplar.

La figura 8 ilustra un grafico referido a diferentes capas en emulsiones de tipo O/W y tipo W/O con SIMULSON 165 tras 24 horas a temperatura ambiente, segun un aspecto ejemplar.

La figura 9 ilustra un grafico referido a la solubilidad lfquida con esteres DBE® a diferentes temperaturas y fracciones, segun un aspecto ejemplar.

La figura 10 ilustra un grafico referido a la solubilidad lfquida con resina epoxi a diferentes temperaturas y fracciones, segun un aspecto ejemplar.

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DESCRIPCION DETALLADA

La presente exposicion se refiere a composiciones que comprenden parafinas producidas a partir de materias primas biologicas. Las composiciones pueden utilizarse como solventes o componentes de solventes y en diversas aplicaciones, incluyendo, aunque sin limitarse a ellas, el recubrimiento, la pintura, el tratamiento de superficies, tintas de impresion o aplicaciones adhesivas. Las parafinas presentes en la composicion pueden producirse mediante destilacion a partir de materias primas biologicas hidrotratadas. Las parafinas pueden ser productos de un procedimiento que comprende la hidrodesoxigenacion y la isomerizacion de materias primas biologicas.

Segun un aspecto ejemplar, se proporciona una composicion que comprende parafinas C14 y C15, produciendo dichas parafinas a partir de materias primas biologicas.

Segun un aspecto ejemplar, se proporciona un metodo para producir dicha composicion que comprende parafinas C14 y C15. El metodo puede comprender el hidrotratamiento de una materia prima de origen biologica con el fin de obtener un producto hidrotratado que comprende n-parafinas e isomerizar el producto hidrotratado con el fin de obtener un producto isomerizado que comprende isoparafinas y la separacion de dicha composicion mediante destilacion.

Tal como se utiliza en la presente memoria, el termino «biosolvente» se refiere a un solvente producido a partir de materias primas biologicas. En un aspecto ejemplar, se proporciona una composicion que comprende parafinas C14 y C15, en la que solo se utilizan materias primas biologicas para formar las parafinas Cl4 y Cl5.

Segun un aspecto ejemplar, la composicion puede comprendere 40% a 50% en peso de parafinas C14 y 35% a 45% en peso de parafinas C15; por ejemplo, 45% a 50% en peso de parafinas C14 y 40% a 45% en peso de parafinas C15, por ejemplo 48% a 50% en peso de parafinas C14 y 43% a 45% en peso de parafinas C15, respecto al peso total de la composicion. Tal como se utiliza en la presente memoria, «parafina C14» se refiere a una parafina que contiene 14 atomos de carbono y «parafina C15» se refiere a una parafina que contiene 15 atomos de carbono. Las parafinas C14 y C15 se producen a partir de una materia prima biologica.

En una realizacion ejemplar, la composicion puede comprender menos de 9% en peso de parafina C13 y parafinas mas ligeras y menos de 7% en peso de parafina C16 y parafinas mas pesadas, respecto al peso total de la composicion. Por ejemplo, la composicion puede comprender menos de 5% en peso de parafina C13 y parafinas mas ligeras y menos de 3% en peso de parafina C16 y parafinas mas pesadas, respecto al peso total de la composicion. Por ejemplo, la composicion puede comprender menos de 3% en peso de parafina C13 y parafinas mas ligeras y menos de 1% en peso de parafina C16 y parafinas mas pesadas, respecto al peso total de la composicion.

En una realizacion ejemplar, el contenido isoparafrnico total de la composicion es superior a 93% en peso, respecto al peso total de la composicion. Por ejemplo, el contenido isoparafrnico total de la composicion es superior a 97% en peso, respecto al peso total de la composicion. Por ejemplo, el contenido isoparafrnico total de la composicion es superior a 99% en peso, respecto al peso total de la composicion.

En una realizacion ejemplar, la composicion puede comprender 40% a 50% en peso de isoparafinas C14 y 35% a 45% en peso de isoparafinas C15; por ejemplo, 45% a 50% en peso de isoparafinas C14 y 40% a 45% en peso de isoparafinas C15, por ejemplo 48% a 50% en peso de isoparafinas C14 y 43% a 45% en peso de isoparafinas C15, respecto al peso total de la composicion. Tal como se utiliza en la presente memoria, «isoparafina C14» se refiere a una parafina ramificada que contiene 14 atomos de carbono e «isoparafina C15» se refiere a una parafina ramificada que contiene 15 atomos de carbono.

En una realizacion ejemplar, el contenido total de hidrocarburos aromaticos de la composicion es inferior a 1.500 ppm en peso. Por ejemplo, el contenido total de hidrocarburos aromaticos de la composicion es inferior a 1.300 ppm en peso. Por ejemplo, el contenido total de hidrocarburos aromaticos de la composicion es inferior a 500 ppm en peso.

En una realizacion ejemplar, las parafinas C14 y C15 se producen mediante un procedimiento que comprende la hidrodesoxigenacion y la isomerizacion de una materia prima biologica.

En una realizacion ejemplar, la composicion presenta un punto de ebullicion comprendido en el intervalo de entre 240°C y 260°C, por ejemplo en el intervalo de entre 245°C y 255°C, por ejemplo en el intervalo de entre 248°C y 252°C.

En una realizacion ejemplar, la composicion resulta adecuada para la utilizacion como solvente o como componente de solvente. En una realizacion ejemplar, la composicion se encuentra en forma lfquida.

En una realizacion ejemplar, la composicion es una emulsion. Por ejemplo, la composicion puede ser una emulsion de aceite-en-agua o una emulsion de agua-en-aceite. En una realizacion ejemplar, la composicion puede resultar

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adecuada para la utilizacion en un recubrimiento, pintura, laca, barniz, pulimento, tinta, adhesivo, sellante, resina, plastico, catalizador, composicion limpiadora, desensibilizador peroxido, dispersion de pigmento, fluido portador para un ingrediente activo, antioxidante, biocida, insecticida, ambientador, composicion de proteccion de los cultivos, detergente, composicion desgrasante, composicion de limpieza en seco, cosmetico, composicion de cuidado personal, farmaceutico, extensor en un material de impresion dental, vacuna, ingrediente alimentario, composicion saborizante, fragancia, extraccion de aceite natural, compuesto petroqmmico, composicion de fango de perforacion, composicion de procedimiento extractivo, plastificador para elastomero, compuesto qrnmico de procesamiento del papel, lubricante, fluido funcional, aceite para transformadores, composicion de trabajo del metal, fluido de laminacion o de corte, composicion de tratamiento del agua, composicion de tratamiento de la madera, compuesto qrnmico para la construccion, material desmoldante, explosivo, producto qrnmico para la minena, composicion de extraccion de solvente, componente combustible, combustible para calefaccion, aceite para lamparas o una combinacion de los mismos.

En una realizacion ejemplar, se proporciona un procedimiento para la produccion de la composicion. El procedimiento incluye llevar a cabo procedimientos de hidrodesoxigenacion e isomerizacion de una materia prima biologica y llevar a cabo un procedimiento de separacion del material resultante, en el que el procedimiento de separacion incluye la destilacion.

La presente exposicion contiene materia explicada en Kanokporn Sinthavarayan, "Fractionation and characterization of renewable paraffinic solvents," Thesis submitted in partial fulfillment of the requirements of the degree of Master of Science in Technology, Aalto University School of Chemical Technology, Environmental Pathways for Sustainable Energy Systems (SELECT) Master's Program, Espoo, Finlandia, 1 de agosto de 2013 (en lo sucesivo denominada "Aalto University Thesis", el contenido completo de la cual se incorpora en la presente memoria como referencia.

Produccion de n-parafinas a partir de materiales biologicos

Se produjo una composicion ejemplar a partir de materias primas de origen biologico utilizando, por ejemplo, un procedimiento que en primer lugar comprende una etapa de hidrodesoxigenacion (HDO) para descomponer la estructura del constituyente biologico ester o triglicerido y para eliminar los compuestos de oxfgeno, fosforo y azufre, hidrogenado concurrentemente los enlaces olefrnicos, seguido de la isomerizacion del producto obtenido de esta manera, ramificando de esta manera la cadena hidrocarburo y mejorando las propiedades a baja temperatura de la parafina. El producto se fracciono mediante destilacion, proporcionando las fracciones deseadas.

Como materia prima pueden utilizarse materias primas biologicas de plantas, animales o peces que contienen acidos grasos y/o esteres de acidos grasos. La materia prima puede seleccionarse de entre aceites vegetales, grasas animales, aceites de pescado y mezclas de los mismos. Entre las materias primas biologicas adecuadas se incluyen aceite de colza, aceite de canola, aceite de colza, aceite de resina, aceite de girasol, aceite de soja, aceite de canamo, aceite de oliva, aceite de linaza, aceite de mostaza, aceite de palma, aceite de cacahuete (Arachis), aceite de ricino, aceite de coco, grasas animales, tales como sebo no procesado, sebo, grasa, grasas alimentarias recicladas, materias primas producidas mediante ingeniena genetica y materias primas biologicas producidas por microbios, tales como algas y bacterias. Como materias primas tambien pueden utilizarse productos de condensacion, esteres u otros derivados obtenidos a partir de materias primas biologicas.

En la etapa de HDO, se pasa gas hidrogeno y el constituyente biologico al lecho de catalizador de HDO en contracorriente o a favor de corriente. En la etapa de HDO, los intervalos de presion y de temperatura son de, por ejemplo, 20 a 150 bar, y de 200 a 500 grados centfgrados, respectivamente. En la etapa de HDO, pueden utilizarse cualesquiera catalizadores de hidrodesoxigenacion adecuados.

Antes de la etapa de HDO, la materia prima biologica puede someterse opcionalmente a prehidrogenacion bajo condiciones mas suaves a fin de reducir o evitar reacciones secundarias de los dobles enlaces.

Despues de la etapa de HDO, el producto de HDO se pasa a la etapa de isomerizacion, en donde la mezcla de gas hidrogeno y n-parafina se pasa al lecho de catalizador de isomerizacion a favor de corriente o en contracorriente para producir un producto isomerizado. Las «etapas» pueden llevarse a cabo en el mismo recipiente o en recipientes separados. Las «etapas» pueden producirse en la misma zona de reaccion o en diferentes zonas de reaccion.

En la etapa de isomerizacion, los intervalos de presion y de temperatura son, por ejemplo, de 20 a 150 bar y de 200 a 500 grados centfgrados, respectivamente. En la etapa de isomerizacion pueden utilizarse cualesquiera catalizadores de isomerizacion adecuados.

Las propiedades de los solventes de la composicion de un aspecto ejemplar resultan excelentes y, de esta manera, pueden utilizarse sin modificacion o como componentes, formulados o como emulsiones en recubrimientos, pinturas, lacas, barnices y en pulimentos de suelo, metal o zapatos, y en la produccion de tintas, adhesivos, sellantes, resinas y plasticos, incluyendo preparaciones de catalizador y operaciones de limpieza, desensibilizador peroxido, dispersion de pigmento, fluido portador para ingredientes activos, tales como antioxidantes y biocidas, insecticidas, ambientadores, composicion de proteccion de los cultivos y afines, detergente, composicion desgrasante,

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composicion de limpieza en seco, cosmetico, composicion del cuidado personal, farmaceutico, extensor en un material de impresion dental, vacunas, ingredientes alimentarios, saborizantes, fragancias, extraccion de aceite natural y afines, compuestos petroqmmicos, composicion de fango de perforacion, composicion de procedimiento extractivo y afines, plastificador para elastomeros, compuestos qmmicos de procesamiento del papel, lubricantes, fluidos funcionales, aceites para transformadores, composicion de trabajo del metal, fluido de laminacion o de corte y afines, composicion de tratamiento del agua, composicion de tratamiento de la madera, compuesto qmmico para la construccion, materiales desmoldantes, explosivos y productos qmmicos para la minena, extraccion de solventes, componentes combustibles, combustible para calefaccion y aceites para lamparas.

Destilacion de fracciones n-parafinicas e isoparafmicas

Se obtiene una composicion ejemplar mediante destilacion de parafinas producidas a partir de materias primas biologicas. Las parafinas pueden producirse mediante un metodo que comprende la hidrodesoxigenacion de materias primas biologicas y opcionalmente la isomerizacion de la mezcla n-parafmica obtenida de la hidrodesoxigenacion.

Las fracciones parafrnicas utilizadas en los ejemplos siguientes han sido obtenidas mediante hidrotratamiento de aceites vegetales e isomerizacion de las mezclas n-parafmicas producidas y mediante separacion de las fracciones deseadas mediante destilacion.

La mezcla isoparafrnica utilizada en los ejemplos siguientes comprende mayoritariamente isoalcanos con una cantidad pequena de n-alcanos y naftenos. La longitud de su cadena de carbonos principal es de entre, por ejemplo, C6 y C18 y en ASTM D86 el intervalo de destilacion es de entre 188°C y 301°C. Por ejemplo, la mezcla n-parafrnica utilizada en los ejemplos consiste principalmente en n-alcanos con distribucion de carbonos, principalmente de C12 a C22 y con un intervalo de TBP de entre 216°C y 319°C.

En un ejemplo, se obtienen las cuatro fracciones de la mezcla isoparafrnica en unidades de destilacion a escala piloto y a escala de laboratorio. La cuarta fraccion, la mas pesada, obtenida de la unidad a escala piloto se fracciono adicionalmente en una unidad de fraccionamiento a escala de laboratorio con el fin de obtener dos fracciones adicionales. La mezcla n-parafrnica solo se fracciono en una unidad a escala de laboratorio con el fin de obtener tres fracciones. Las caractensticas de destilacion y las unidades utilizadas para obtener las fracciones isoparafmicas y n- parafmias se resumen en la Tabla 1.

Tabla 1. Criterios de fraccionamiento.

Carga de alimentacion

Unidad de fraccionamiento Criterios

Mezcla isoparafrnica

Escala piloto 1 PEI-200°C

2

200°C a 230°C

3

230°C a 260°C

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260°C a PEF

Fraccion 4 (260°C, PEF)

Escala de laboratorio (Equipo de ensayo 1) 1 260°C a 285°C

2

285°C a PEF

Mezcla n-parafrnica

Escala de laboratorio (Equipo de ensayo 2) 1 C16 y componentes mas ligeros

2

C16-C18

3 e

C18 y componentes mas pesados (objetivo: 90% n peso de C18)

Se llevo a cabo el fraccionamiento a escala piloto en una unidad de destilacion continua que comprendfa 3 columnas multiestadio. La primera columna separa la fraccion mas ligera y la fraccion del fondo se envio a la segunda columna para destilar la segunda fraccion a partir de la alimentacion. A continuacion, el fondo de la segunda columna se envio a la tercera columna para el fraccionamiento final. Las primeras dos columnas se operaron a presion atmosferica, mientras que la tercera columna se opero bajo vado.

Se utilizaron dos unidades de fraccionamiento a escala de laboratorio denominadas «Equipo de ensayo 1» y «Equipo de ensayo 2» para el fraccionamiento de mezclas isoparafmicas y parafrnicas normales, respectivamente. El principio de dichas unidades era la destilacion multiestadio por lotes operada a presion de vacfo.

Las fracciones obtenidas del fraccionamiento se analizaron para sus propiedades ffsicas, composicion y tambien evaluacion preliminar de sus aplicaciones. Los metodos estandares y la metodologfa utilizados se describen en las secciones posteriores.

Evaluacion de la aplicabilidad

Los materiales y productos qmmicos utilizados para la evaluacion de la aplicabilidad se presentan en la Tabla 2, a continuacion.

Tabla 2. Lista de materiales utilizados en los experimentos.

Tipo

Descripcion Proveedor

Pigmento

Negro de carbono FW200 Orion Engineered Carbons

Pigmento

Dioxido de titanio Sachtleben R660 (contenido min. 93% TO2) Sachtleben

WACKER© AK 1000

Lfquido (silicona lfquida) WACKER SILICONES

WACKER© AK 1000

Resina 828 EPIKOTE™ (resina epoxi) MOMENTIVE

WACKER© AK 1000

Esteres FlexiSolv™ DBE® (min. 99,5% en peso de contenido de ester) INVISTA Specialty Materials

SYLFAT® 2

Lfquido (acido graso de aceite de resina con tfpicamente 96% de acidos grasos libres) Arizona CHEMICAL

Lfquido

Aceite de colza Neste Oil Corporation

Emulsionante:

Berol 791 AkzoNobel

Emulsionante

SIMULSOL™ 165 (monoestearato de glicerol) SEPPIC

Emulsionante

MULSIFAN CB (100% mezcla de eteres de poliglicol de alcohol graso) ZSCHIMMER & SCHWARZ

Plastico/elastomero

VINNAPAS UW 10 FS (acetato de polivinilo) WACKER POLYMERS

Plastico/elastomero

Radilon S (poliamida 6) RadiciGroup Plastics

Plastico/elastomero

Radilon A (poliamida 66) RadiciGroup Plastics

Plastico/elastomero

Radilon D (poliamida 610) RadiciGroup Plastics

Plastico/elastomero

Polfmero KRATON® G1650 Estireno-etileno/Butileno-estireno (SEBS) Kraton Polymers

Plastico/elastomero

Polfmero KRATON® G1654 Estireno-etileno/Butileno-estireno (SEBS) Kraton Polymers

Plastico/elastomero

Polfmero KRATON® FG1901 Estireno maleado-etileno/Butileno- estireno (SEBS) Kraton Polymers

Plastico/elastomero

Polfmero de estireno-butadieno-estireno (SBS) KRATON® D1102 Kraton Polymers

Plastico/elastomero

Copolfmero de butadieno y acrilonitrilo, caucho nitrilo (NBR) Etola

Plastico/elastomero

Policloropreno (CR) Etola

Plastico/elastomero

Terpolfmero elastomerico de etileno, propileno y un dieno no conjugado (EPDM) Etola

Plastico/elastomero

Caucho de silicona (SIL) Etola

Plastico/elastomero

Caucho natural (NR) PARA Etola

Plastico/elastomero

Caucho natural (NR) NAT 1729 Etola

Plastico/elastomero

Tubo de poliuretano termoplastico- azul (TPU) Etola

Plastico/elastomero

Tubo de poliuretano termoplastico- incoloro (TPU) Etola

Plastico/elastomero

Poliuretano (PUR) Etola

Plastico/elastomero

Tubo de poliamida 10 (PA 610) Etola

Plastico/elastomero

Policarbonato (PC) Etola

Plastico/elastomero

Tubo de cloruro de polivinilo (PVC) Etola

Plastico/elastomero

Tereftalato de polietileno (PET) Botella de PET

Plastico/elastomero

Poliestireno (PS) Carcasa de sacapuntas

Plastico/elastomero

Polipropileno (PP) Tapa de rotulador

Plastico/elastomero

Polietileno (PE) Etola

Plastico/elastomero

Metacrilato de polimetilo (PMMA) Etola

Solvente comercial

ShellSol T Shell Chemicals

Solvente comercial

ShellSol A 100 Shell Chemicals

Propiedades fisicas

5 La totalidad de las nueve fracciones obtenidas en el fraccionamiento se analizaron para sus propiedades ffsicas. La lista de propiedades ffsicas y los metodos estandares utilizados se muestran en la Tabla 3, posteriormente.

Aparte de las fracciones en la Tabla 2, las fracciones con un intervalo de ebullicion de 190°C a 220°C y de 220°C a 240°C obtenidas del fraccionamiento de mezclas isoparafmicas a escala de laboratorio y las fracciones obtenidas del 10 programa de destilacion de 40% y 95% mediante un aparato ASTM D86 se analizaron para sus tensiones superficiales, conductividades electricas, colores e mdice de bromo. Dichos analisis adicionales se llevaron a cabo para la comparacion y la comprobacion de consistencia con las fracciones isoparafmicas obtenidas.

Tabla 3. Lista de propiedades fisicas examinadas para las muestras.

N°

Descripcion Metodo Nota Referencia

1

Destilacion ASTM D86 Se selecciono el metodo segun la cantidad disponible de muestra y se utilizo ASTM D2887 en el caso de que se requiriese la curva TBP. [Documento citado n° 15], [Documento citado n° 13], [Documento citado n° 20]

ASTM D7345

ASTM D2887

2

Punto de inflamacion ASTM D93 ASTM D93 cubre el intervalo valido de 40°C a 360°C y ASTM D56 resulta valido para los lfquidos con una viscosidad inferior a 5,5 mm2/s a 40°C o inferior 9,5 mm2/s a 25°C y un punto de inflamacion inferior a 93°C [Documento citado n° 80], [Documento citado n° 81]

ASTM D56

3

Punto de anilina ASTM D611 - [Documento citado n° 82]

4

Viscosidad cinematica ASTM D445 - [Documento citado n° 48]

5

indice de viscosidad ASTMD2270 La practica no se aplica a productos con viscosidades cinematicas inferiores a 2,0 mm2/s a 100°C [Documento citado n° 49]

6

Densidad ASTM D4052 - [Documento citado n° 83]

7

Tension superficial ASTMD971 El metodo ha sido modificado para la determinacion de la tension superficial por Neste Oil.

8

Electrico ASTMD2624 - [Documento citado n° 85]

conductividad

9

indice de Kauri- butanol ASTM D1133 - -

10

Punto de escurrimiento ASTMD5950 Este metodo de ensayo cubre el intervalo de temperaturas de -57°C a +51°C. [Documento citado n° 43]

11

Punto de enturbiamiento ASTMD5771 Este metodo de ensayo cubre el intervalo de temperaturas de -60°C a +49°C. [Documento citado n° 44]

12

Tasa de evaporacion relativa de solventes respecto a eter dietflico DIN 53170 El rango valido de este metodo es de entre 1 y 600. El ensayo se llevo a cabo bajo una humedad relativa de 30% en lugar de una humedad relativa de 50% como se indica en el metodo.

13

Color Saybolt ASTMD6045 La escala va de -16 (mas oscuro) a +30 (mas claro). [Documento citado n° 88]

14

indice de refraccion ASTMD1218 - [Documento citado n° 89]

15

Presion de vapor Calculado Calculado con la herramienta VP Tool -

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Parametro de solubilidad Estimado Estimado mediante extrapolacion a partir del parametro de solubilidad y el mdice de Kauri-butanol relacionado con 6

Analisis de composicion 5

El proposito del analisis de composicion es determinar la distribucion del carbono y la estructura de las fracciones, incluyendo el analisis para componentes espedficos que son hidrocarburos insaturados; se analizo el contenido de aromaticos, azufre y benceno.

10 Numero de carbonos y analisis de la estructura

Se llevo a cabo el analisis del numero de carbonos y de la estructura mediante una cromatograffa de gases equipada con detector de ionizacion de llama (FID, Flame Ionization Detector). El metodo se utilizo para determinar las n-parafinas e isomeros de parafina en la muestra. Resulta valido para analizar los intervalos de numero de 15 carbonos de C6 a C36 y el lfmite de cuantificacion para los componentes individuales era de 0,01% en peso.

Ademas, tambien se llevo a cabo el analisis de las parafinas, isoparafinas, olefinas, naftenos y aromaticos (PIONA, por sus siglas en ingles) con el fin de determinar el componente hidrocarburo y el tipo de grupo. Este metodo utiliza la cromatograffa de gases con FID para determinar las parafinas, isoparafinas, olefinas, naftenos y aromaticos.

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Tambien proporciona la concentracion de cada hidrocarburo en la muestra. El metodo resulta valido para aceites ligeros con punto de ebullicion inferior a 250°C, por lo tanto solo se analizo la primera fraccion de la mezcla isoparafmica, con un intervalo de puntos de ebuNicion de IBP a 200°C.

Indice de bromo

La determinacion del rndice de bromo se llevo a cabo segun ASTM D2710 ([Documento citado n° 92]) y ASTM D2710 modificado. Es un metodo para medir las cantidades traza de insaturados en la muestra en terminos de rndice de bromo. El rndice de bromo es el numero de miligramos de bromo que reaccionaran con 100 gramos de muestra. El principio de este metodo es que una masa conocida de la muestra, disuelta en un solvente especificado, se titula con una solucion estandar de bromato de bromo. El punto de valoracion es indicado por el aparato de titulacion electrometrica en el momento en que la presencia de bromo libre provoca un subito cambio de conductividad electrica del sistema. Es aplicable a muestras con indices de bromo inferiores a 1.000.

Contenido de aromaticos

Se utilizo un ensayo para la determinacion del contenido de aromaticos en el que se midio la absorbancia de los hidrocarburos aromaticos a longitudes de onda conocidas mediante un espectrofotometro de ultravioletas (UV) para definir el contenido de aromaticos.

Contenido de azufre

Se utilizo la norma ASTM D5453 para determinar el contenido total de azufre en la muestra ([Documento citado n° 95]). Los ensayos se llevaron a cabo en el Laboratorio Central de la Neste Oil Corporation. Se inyecto la muestra en tubo de combustion a alta temperatura en el que se oxido el azufre a dioxido de azufre en una atmosfera rica en oxfgeno. A continuacion, el dioxido de azufre absorbe la energfa de la luz UV y la convierte en su estado excitado. Se determino el contenido de azufre mediante la medicion de la fluorescencia emitida a partir del dioxido de azufre con un tubo fotomultiplicador.

Contenido de benceno

Se midio la cantidad traza de benceno mediante cromatograffa de gases con espectrometna de masas.

Evaluacion preliminar de aplicabilidad

La evaluacion preliminar de aplicabilidad comprendio tres partes: la compatibilidad qmmica, la capacidad de formar emulsiones y la estabilidad de la dispersion de pigmento. Debido a las limitaciones de la cantidad de muestra, solo se sometieron a ensayo 4 fracciones a escala piloto para las evaluaciones de aplicabilidad indicadas posteriormente.

Compatibilidad qmmica

La compatibilidad entre fracciones y los materiales de ensayo en estado lfquido o solido se evaluo mediante un metodo basado en los experimentos descritos por C. Chiyoda et al. ([Documento citado n° 97]) y por C. Bordes et al. ([Documento citado n° 54]).

Para los materiales de ensayo lfquidos, se mezclaron 10 ml de muestra de fraccion y 10 ml de material de ensayo lfquido y se agitaron con un agitador magnetico durante 20 min. A continuacion, se dejo en reposo la mezcla durante 24 h y despues se llevaron a cabo inspecciones visuales del resultado de solubilidad. Ademas, se incremento la temperatura de ensayo a 50°C y a 80°C en el caso de que el material de ensayo fuese parcialmente soluble o insoluble.

Para los materiales de ensayo solidos, se mezclaron 15 ml de muestra de fraccion con 1,5 g de material de ensayo y se agitaron con un agitador magnetico durante 1 hora. La mezcla se dejo en reposo durante 24 h y despues se llevaron a cabo inspecciones visuales del resultado de solubilidad. Ademas, en su caso, se midio el cambio de peso de los materiales solidos. Se calculo el porcentaje de cambio de peso utilizando la ecuacion (1). La temperatura de ensayo se incremento a 50°C y a 80°C en el caso de material de ensayo parcialmente disuelto o no disuelto.

(Wf - Wt)

cambio de peso (%) = —-----x 100 (1)

v V £

en el que Wf es el peso de material de ensayo despues de mezclar Wi es el peso del material de ensayo antes de mezclar

Debido a la elevada resistencia de las poliamidas, se sometieron a ensayo materiales de Radilon para el hinchado.

Este metodo de ensayo se basa en los experimented descritos por S.J. Kim et al. ([Documento citado n° 62]), el kit de ensayo de compatibilidad qmmica de ALZAID ([Documento citado n° 98]) y resistencia a solventes informado por ARKEMA ([Documento citado n° 99]). Se pesaron las perlas de polfmero en 1,5 g y se sumergieron en la muestra de fraccion. A continuacion, se introdujo la mezcla en un horno a 6o°C. Tras 8 dfas, las perlas de poUmero se secaron 5 sobre papel, se pesaron y se calculo la proporcion gravimetrica de hinchado aplicando la ecuacion (1). A tttulo comparativo se llevaron a cabo ensayos de compatibilidad con ShellSol T, que es un solvente isoparafrnico y con ShellSol A 100, que es un solvente aromatico.

Para la clasificacion preliminar de compatibilidad qmmica, se utilizo la escala en la Tabla 4. La escala se basa en la 10 valoracion de resistencia en la Plastics Design Library (PDL) ([Documento citado n° 55]) mostrada en la Tabla 5. Tambien se considero la precision de la escala de pesos en laboratorio, de 0,01 g, o 0,67%, del peso original de la muestra. El proposito de dicha escala es determinar visualmente de manera sencilla el nivel de compatibilidad.

Ademas, debido a que la temperatura de ensayo no puede ser superior al punto de inflamacion de la muestra, se 15 omitieron algunos ensayos a temperatura elevada, por ejemplo la fraccion con intervalo de ebullicion de IBP A 200°C se sometio a ensayo unicamente a temperatura ambiente.

Tabla 4. Escala de compatibilidad qmmica

Cambio de peso (%)

Descripcion

0 a 0,75

Cambio menor o nulo

0,75 a 2,5

Ligera disolucion o hinchado

2,5 a 5

Disolucion o hinchado

>5

Disolucion o hinchado significativo

20 ___________________Tabla 5. Valoracion de resistencia de la Plastic Design Library (PDL)

Valor ponderado

Cambio de peso* Diametro; cambio de longitud* Cambio de volumen* Conservacion de la propiedad mecanica** Cambio visual/observado***

10

0 a 0,25 0 a 0,1 0 a 2,5 >=97 Sin cambios

9

>0,25 a 0,5 >0,1 a 0,2 >2,5 a 5,0 94-<97

8

0,5 a 0,75 >0,2 a 0,3 >5,0 a 10,0 90-<94

7

>0,75 a 1,0 >0,3 a 0,4 >10,0 a 20,0 85-<90 Ligeramente descolorido; ligeramente blanqueado

6

>1,0 a 1,5 >0,4 a 0,5 >20,0 a 30,0 80-<85 Amarillos descoloridos, ligeramente flexible

5

>1,5 a 2,0 >0,5 a 0,75 >30,0 a 40,0 75-<80 Posible agente de agrietamiento por tension, flexible, posible agente oxidante, ligeramente agrietado

4

>2,0 a 3,0 >0,75 a 1,0 >40,0 a 50,0 70-<75 Distorsionado, alabeado, reblandecido, ligero hinchado, con ampollas, conocido agente de agrietamiento por tension

3

>3,0 a 4,0 >1,0 a 1,5 >50,0 a 70,0 60-<70 Resquebrajamiento, agrietamiento, fragilidad, oxidante de plastificador, hinchado reblandecido, endurecimiento superficial

2

>4,0 a 6,0 >1,5 a 2,0 >60,9 a 90,0 50-<60 Distorsion severa, oxidante y plastificador deteriorados

1

>6,0 >2,0 >90,0 >0-<50 Descompuesto

0 Disuelto en solvente, desintegrado

*Todos los valores se proporcionan como cambio de porcentaje respecto al original. **Porcentaje de propiedades mecanicas conservadas: resistencia a la traccion, modulo de alargamiento, resistencia flexible y resistencia a impactos. En el caso de que el porcentaje de retencion sea superior a 100%, en los calculos se utiliza un valor de 200 menos el % de la propiedad conservada. ***Debido a la variedad de la informacion de este tipo que se proporciona, esta solo puede utilizarse a modo de gma.

Capacidad de formar una emulsion

Para evaluar la capacidad de formar una emulsion entre la muestra y el agua en presencia del emulsionante, se 25 utilizo el metodo basado en ASTM D1401 metodo de ensayo estandar para la separabilidad del agua de aceites de petroleo y fluidos sinteticos ([Documento citado n° 100]), el experimento realizado por Daaou y Bendedouch ([Documento citado n° 101]) y las fichas de datos tecnicos de los fabricantes de los emulsionantes ([Documento

9

5

10

15

20

25

30

35

40

citado n° 102], [Documento citado n° 103] y [Documento n° 104]). Ademas, se lleva a cabo ensayos sin surfactante como lmea base. Se prepararon emulsiones tanto W/O como O/W mediante el cambio de la fase para el emulsionante fundente y el orden de adicion ([Documento citado n° 105]). La Tabla 5 resume la preparacion de emulsion para cada emulsionante. Para la emulsion de tipo W/O, se omitieron los ensayos para las fracciones que presentaban un punto de inflamacion inferior a la temperatura de fusion del emulsionante. A continuacion, se agitaron las mezclas a una velocidad de 1.500 ± 15 rpm durante 5 min.

Para cada emulsion, se llevo a cabo el seguimiento de la estabilidad de la emulsion cada 10 min durante la primera hora y despues a intervalos de 1 hora durante 5 horas mas. Seguidamente se dejo la muestra en reposo durante 24 h a temperatura ambiente (23°C) para la observacion. En el caso de que la emulsion se mantuviese estable, se introduda la muestra en la nevera a 4°C durante 24 h y se sometfa adicionalmente a un ciclo de congelacion/descongelacion hasta romper la emulsion. Se encuentran disponibles muchas normas ASTM para la resistencia a la congelacion/descongelacion para diferentes aplicaciones, por ejemplo ASTM D5678 para la emulsion de cera para pulido de suelos, ASTM D3209 para polfmeros para pulido de suelos, ASTM D2243 para recubrimientos en base acuosa y ASTM D7149 para adhesivos ([Documento citado n° 106]). Sin embargo, el ensayo de ciclo de congelacion/descongelacion esta simplificado en la presente evaluacion preliminar. Por lo tanto, un ciclo era que la emulsion se mantuviese en el congelaron a aproximadamente -14°C durante 24 h y despues se dejo descongelar durante 24 h a temperatura ambiente. Se registro el tiempo en que se rompfa la emulsion y se midio el volumen de la fase aceite, de la fase acuosa y de la capa de emulsion.

Tabla 6. Resumen de la preparacion de emulsiones

Emulsionante

Tipo Etapa de mezclado Temp. (°C)

Ninguno

- 40 ml de agua + 40 ml de aceite 23

Berol 791

W/O 40 ml de agua ^ 40 ml de aceite + emulsionante (al 3% en vol.) 23

O/W

40 ml de aceite ^ 40 ml de agua + emulsionante (al 3% en vol.) 23

SIMULSOL 165

W/O 40 ml de agua ^ 40 ml de aceite + emulsionante (al 5% en peso) 75

O/W

40 ml de aceite ^ 40 ml de agua + emulsionante (al 5% en peso) 75

MULSIFAN CB

W/O 40 ml de agua ^ 40 ml de aceite + emulsionante (al 5% en peso) 65

O/W

40 ml de aceite ^ 40 ml de agua + emulsionante (al 5% en peso) 65

Estabilidad de la dispersion de pigmento

El metodo de evaluacion de la estabilidad de la dispersion de pigmento se basa en el experimento realizado por Q. Li et al. ([Documento citado n° 68]). Se mezclaron los 15 ml de muestra con 0,2 g de pigmento utilizando un agitador magnetico durante 30 min. Se realizo un seguimiento del comportamiento de sedimentacion a los 10 min, 30 min, 1 h, 1,5 h y 24 h. Ademas, se llevaron a cabo a tftulo comparativo ensayos de estabilidad con agua, acetona, xileno y solvente parafrnico libre de aromaticos. Se utilizo la escala cualitativa en la Tabla 6 para clasificar el nivel de estabilidad de la dispersion de pigmento.

Tabla 7. Escala utilizada para evaluar la estabilidad de las suspensiones. [68]

Caractensticas3

Tiempo de sedimentacion0 (horas) Escala de estabilidad

transparente

<1,5 Inestable

Ligeramente turbio

<1,5 Moderadamente estable

Turbio

1,5 a 24 estable

Turbio

>24 Muy estable

aA las 1,5 h bHasta alcanzar un volumen de sedimento igual a 20% del volumen inicial.

Ejemplo 1. Rendimientos de fraccionamiento

Los rendimientos de cada fraccion resultante del fraccionamiento de la mezcla isoparafrnica se presentan en la Tabla 8, tanto en masa como en volumen.

En el caso de que se considerase el fraccionamiento completo en 5 fracciones, se calculan sus rendimientos y tambien se muestran en la Tabla 8. Tal como puede observarse, las fracciones principales son la fraccion 285-PEF y la fraccion 260-285, con rendimientos de 49% en peso y 33% en peso, respectivamente, siendo significativamente superiores a los rendimientos de las otras 3 fracciones.

Fraccionamiento separado Fraccionamiento completo

Unidad de fraccionamiento

Fraccion Rendimiento (% en peso) Rendimiento (% en vol.) Rendimiento (% en peso) Rendimiento (% en vol.)

Escala piloto

1: PEI-200 7,32 7,69 7,32 7,69

2: 200230

5,46 5,60 5,46 5,60

3: 230260

4,90 4,96 4,90 4,96

4: 260- PEF

82,32 81,75 - -

Total

100,00 100,00 - -

Escala de laboratorio

1: 260285 39,93 40,13 32,87 32,81

2: 285- PEF

60,07 59,87 49,44 48,94

Total

100,00 100,00 - -

Total general - - 100,00 100,00

Se llevaron a cabo destilaciones de laboratorio para cada fraccion tal como se muestra en la Tabla 9. Puede observarse que las fracciones obtenidas se encuentran dentro de los lfmites de punto de ebullicion de las fracciones 5 excepto para la fraccion de PEI 230-260 que es inferior a los criterios en aproximadamente 6°C.

Tabla 9. Resultados de destilacion de laboratorio para las fracciones isoparafinicas.

PEI-200 200-230 230-260 260-PEF 260-285 285-PEF

Metodo

D86 D86 D86 D86 D7345 D7345

PEI

131,6 198,5 223,9 266,8 262,7 288,9

5%

153,2 208,4 231,8 276,7 264,8 292,1

10%

158,0 209,6 232,3 277,4 267,0 294,0

20%

164,4 211,5 233,6 278,5 267,4 294,4

30%

169,4 213,0 234,7 279,7 267,6 294,6

40%

173,6 214,3 235,8 281,0 268,0 294,9

50%

176,4 215,5 237,0 282,4 268,4 295,3

60%

179,4 216,7 238,2 284,0 268,9 295,6

70%

182,5 218,1 239,7 285,9 269,8 296,0

80%

185,4 219,7 241,6 288,4 271,4 296,6

90%

189,1 222,2 244,4 292,0 273,8 297,9

95%

191,8 224,6 247,4 295,5 275,9 299,6

PEF

195,5 228,7 252,9 300,1 278,2 306,8

Los rendimientos de cada fraccion resultante del fraccionamiento de la mezcla n-parafmica se presentan en la Tabla 10 10, tanto en masa como en volumen. El rendimiento de las fracciones era aproximadamente 16%, 38% y 46% en

peso para la primera, segunda y tercera fracciones, respectivamente. Ademas, la distribucion de numero de carbonos de cada fraccion se muestra en la Tabla 11. Los componentes de cada fraccion muestran que las fracciones cumplfan los criterios definidos por el nombre de la fraccion. La pureza de C18 en la fraccion de C18 y componentes mas pesados era de 86,2% en peso, que es ligeramente inferior a la diana deseada de 90% en peso. 15

En dicha fraccion, los componentes mas pesados constitrnan 7,5% en peso, mientras que los componentes mas ligeros representaban aproximadamente 6,3% en peso y la recuperacion de C18 de dicha fraccion objetivo era de 76% en peso de C18 presente en la carga de alimentacion.

20 ________________Tabla 10. Rendimiento del fraccionamiento de la mezcla n-parafinica________________

Fraccion

Rendimiento (% en peso) Rendimiento (% en vol.)

1: C16 y componentes mas ligeros

16,27 16,49

2: C16-C18

38,06 38,12

3: C18 y componentes mas pesados

45,67 45,39

Total

100,00 100,00

N° de carbonos

C16 y componentes mas ligeros C16-C18 C18 y componentes mas pesados

7

0,06 0,00 0,00

8

0,30 0,00 0,00

9

0,42 0,00 0,00

10

0,71 0,00 0,00

11

0,58 0,00 0,00

12

1,32 0,00 0,00

13

3,67 0,00 0,00

14

12,23 0,01 0,00

15

38,14 2,20 0,00

16

38,61 34,20 0,12

17

3,26 31,39 6,15

18

0,68 31,91 86,21

19

0,03 0,21 2,07

20

0,00 0,07 3,33

21

0,00 0,01 0,40

22

0,00 0,00 0,65

23

0,00 0,00 0,11

24

0,00 0,00 0,09

25

0,00 0,00 0,00

>C36

0,00 0,00 0,02

C25-C29

0,00 0,00 0,61

C30-C36

0,00 0,00 0,24

Total

100,00 100,00 100,00

Ambos fraccionamientos cumpffan los criterios fijados. Para el fraccionamiento de la mezcla isoparafrnica, las fracciones principales obtenidas eran las fracciones con intervalo de ebullicion de 285°C-PEF y 265-285°C, con 5 rendimientos de 49% y 33% en peso, respectivamente. La fraccion principal de la mezcla n-paraffnica era C18 y la fraccion de componentes mas pesados presentaba un rendimiento de 46% en peso. Dicha fraccion contema aproximadamente 86% en peso de C18 y se alcanzo una recuperacion de C18 de 76% en esta fraccion. Aunque la pureza de C18 en dicha fraccion principal era ligeramente inferior al objetivo deseado, podna conseguirse el objetivo en la destilacion a escala industrial.

10

Ejemplo 2. Propiedades ffsicas de las fracciones

La Tabla 12, posteriormente, muestra las propiedades ffsicas de las fracciones isoparafmicas. Las propiedades que se incrementan con un intervalo de ebullicion mas alto son el punto de inflamacion, el punto de anilina, la viscosidad 15 cinematica, la densidad, la tension superficial, el punto de escurrimiento, el punto de enturbiamiento, la tasa de evaporacion relativa y el mdice de refraccion. Por otra parte, las propiedades que se reducen con un intervalo de ebullicion creciente son el ensayo de solubilidad de Kauri-butanol, el parametro de solubilidad y la presion de vapor.

Tabla 12. Propiedades fisicas de las fracciones isoparafmicas

N°

Propiedades ffsicas unidad Carga de alimentacion isoparafrnica Escala piloto (PEI a 200) Escala piloto (200 a 230) Escala piloto (230 a 260) Escala piloto (260 a PEF) Equipo de ensayo 1 (260 a 285) Equipo de ensayo 1 (285 a PEF)

1

PEI °C 188,2 131,6 198,5 223,9 266,8 262,7 288,9

PEF °C 300,9 195,5 228,7 252,9 300,1 278,2 306,8

2

Punto de inflamacion °C 78,5 32,0 77,0 97,0 133,0 125,0 145,0

3

Punto de anilina °C 95,6 79,2 85,9 89,9 97,9 95,3 99,5

4

Viscosidad cinematica a 20°C mm2/s 4,198 1,23 2,09 2,857 5,270 4,222 6,002

Viscosidad cinematica a 40°C mm2/s 2,712 <1 1,521 1,950 3,291 2,785 3,682

Viscosidad cinematica a 100°C mm2/s <1 <1 <1 1,306 1,157 1,416

5

indice de - - N/A N/A N/A N/A N/A N/A

5

10

15

20

25

30

viscosidad

6

Densidad a 15°C kg/m3 778,0 740,3 760,4 769,5 783,4 779,5 786,1

Densidad a 20°C kg/m3 - 736,5 756,9 766,0 780,1 776,1 782,7

Densidad a 50°C kg/m3 - - - - - - -

7

Tension superficial a 23°C mN/m 27,3 24,3 25,9 26,5 27,8 25,4 24,9

8

Conductividad electrica a 23°C pS/m 2 <1 <1 <1 6 <1 11

9

Ensayo de solubilidad de Kauri-butanol 26 23,5 22,5 19,5 20 18,5

10

Punto de escurrimiento °C - <-57 <-57 <-57 -56 <-57 -55

11

Punto de enturbiamiento °C -34 <-60 <-60 <-60 -28 -47 -23

12

Tasa de evaporacion relativa de solventes respecto a eter dietflico 46 233 >600 >600 >600 >600

13

Color Saybolt 28 +30 +30 +30 22 +30 17

16

Presion de vapor kPa 0,003 0,195 0,019 0,006 0,000 0,001 0,000

17

indice de refraccion a 20°C 1,4147 1,4253 1,4300 1,4375 1,4351 1,4387

20

Parametro de solubilidad (MJ/m3)1'2 - 14,5 14,3 14,2 14,0 14,0 13,9

El punto de inflamacion se encontraba comprendido entre 32°C para la fraccion mas ligera y 145°C para la fraccion mas pesada. El punto de anilina tambien se incremento de 79,2°C a 99,5°C como funcion de los intervalos de ebullicion. La viscosidad cinematica variaba entre menos de 1 hasta 6 mm2/s segun el intervalo de ebullicion. A menor temperatura, viscosidad mas elevada. Sin embargo, el mdice de viscosidad no pudo calcularse porque la viscosidad a 100°C era inferior a 2 en todas las fracciones y este es un intervalo invalido del estandar. La densidad de las muestras variaba entre 740 y 786 kg/m . El punto de escurrimiento de todos los intervalos de ebullicion era inferior a -55°C y el punto de enturbiamiento variaba entre -23°C a menos de -60°C. Las tasas de evaporacion relativa eran de 46 y 233 para las dos fracciones mas ligeras, respectivamente, mientras que se incrementaba significativamente hasta ser superior al lfmite superior del ensayo para las fracciones mas pesadas. El calculo de la presion de vapor mostraba que las fracciones con un intervalo de ebullicion de PEI a 200°C y de 200°C a 230°C se clasificaban como compuesto organico volatil (COV), mientras que otras fracciones mas pesadas eran no COV. El mdice de refraccion se incrementaba ligeramente de 1,415 a 1,439 como funcion de un intervalo de ebullicion creciente.

Como indicativo del poder de disolucion, KB se encontraba comprendido entre 18,5 y 26, y se estimaron los parametros de solubilidad basandose en el ensayo de KB, variando entre 13,9 y 14,5 (MJ/m3)1/z Los calculos detallados se muestran en el Apendice F.1 de Kanokporn Sinthavarayan, "Fractionation and characterization of renewable paraffinic solvents," Thesis submitted in partial fulfillment of the requirements of the degree of Master of Science in Technology, Aalto University School of Chemical Technology, Environmental Pathways for Sustainable Energy Systems (SELECT) Master's Program, Espoo, Finlandia, 1 de agosto de 2013 (en lo sucesivo denominada "Aalto University Thesis", el contenido completo de la cual se incorpora en la presente memoria como referencia.

Espedficamente, se estimaron los parametros de solubilidad a partir de la relacion entre KB y el parametro de solubilidad mostrado en la figura 1 (mdice de Kauri-butanol vs. parametro de solubilidad de Hidebrand) y en la figura 2 (numero de Kauri-butanol vs. Punto de anilina) ([Documento citado n° 40]) (figura 14 de la Aalto University Thesis).

La lmea de tendencia estimada que se muestra en la figura 3 (correlacion entre el mdice de Kauri-butanol y el parametro de solubilidad) se utiliza para extrapolar el parametro de solubilidad.

El valor de Kauri-butanol (KB) es la cantidad de solvente que se requiere para alcanzar el punto de enturbiamiento utilizado para titular una solucion de resina Kauri estandar en 1-butanol. El punto de anilina (PA) es la temperatura maxima a la que la anilina y los lfquidos solventes sometidos a ensayo se separan en dos fases. El PA puede correlacionarse con el KB y tambien el parametro de solubilidad tal como se muestra en la figura 6. Sin embargo, 5 estos valores no pueden ser utilizados para la seleccion del solvente para una pareja de solvente-soluto dada como parametros de solubilidad. Pueden proporcionar algunas sugerencias sobre que solventes pueden utilizarse en industrias seleccionadas, tales como las de las pinturas y recubrimientos ([Documento citado n° 39]).

Las fracciones mas ligeras muestran mas poder de disolucion que las fracciones mas pesadas. En comparacion con 10 las propiedades ffsicas tfpicas de otros solventes en las Tablas A.1 y A.2 (y Apendice A de la Aalto University Thesis), el KB de estas fracciones es inferior al KB del 2,2,4-trimetilpentano, que es 27, y del n-hexano, que es 31.

Ademas, los poderes de disolucion son significativamente mas bajos que los de los solventes aromaticos, por ejemplo tolueno o benceno, que presentan KB de 112 y 105, respectivamente.

15

Tabla A.1. Propiedades fisicas generales de los solventes n-parafinicos e^ isoparafinicos

Propiedad fisica

Unidad Heptano Octano 2-Metil- hexano 2,4-Dimetil- pentano 2,2,3-Trimetil- pentano 2,2,4- Trimetil- pentano

Estructura qrnmica

Alcano Alcano Isoalcano Isoalcano Isoalcano Isoalcano

Formula qrnmica

C7H16 C8H18 C7H16 C7H16 C8H18 C8H18

Peso molecular

g/mol 100 114 100 100 114 114

Punto de ebullicion

°C 98 126 90 81 110 100

Punto de congelacion

°C -90 -57 -118 -119 -112 -107

Densidad a 20°C

kg/m3 683,8 702,7 678,6 672,7 716,0 691,9

indice de refraccion a 20°C

- 1,3876 1,3974 1,3849 1,3815 1,4030 1,3915

Viscosidad a 20°C

mm2/s 0,611 0,778 0,557 0,535 0,835 0,728

Tension superficial a 25°C

mN/m 19,70 21,18 18,80 17,66 20,22 18,32

Conductividad electrica

pS/m <0,01 - - - - -

Parametro de solubilidad a 25°C

(MJ/m3)1'2 15,20 15,48 14,80 14,24 14,70 14,01

Punto de inflamacion

°C -1 22 - -12 - -12

Evaporacion relativa (eter=1)

- 3 - - - - -

Valor de Kauri- butanol

- 31 - - - - 27

Referencia

41-42: [42] ____142]____ _____142]____ _____142]_____ 41-42:

Tabla A.2. Propiedades fisicas de los solventes aromaticos y naftenicos

Propiedad fisica

Unidad Benceno Tolueno Metil- ciclopentano Ciclohexano Metil- ciclohexano Etil- ciclohexano

Estructura qrnmica

Aromatico Aromatico Nafteno Nafteno Nafteno Nafteno

Formula qrnmica

C6H6 C7H8 C6H-,2 C6H-,2 C7H14 C8H16

Peso molecular

g/mol 78 92 84 84 98 112

Punto de ebullicion

°C 80 111 71 81 101 132

Punto de congelacion

°C 6 -95 -142 6,72 -127 -111

Densidad a 20°C

kg/m3 879,0 866,8 748,6 778,6 769,4 787,9

indice de refraccion a 20°C

1,5011 1,4969 1,4097 1,4262 1,4231 1,4330

Viscosidad a 20°C

mm2/s 0,738 0,676 0,677 1,252 0,954 1,070

Tension superficial a 25°C

mN/m 28,20 27,92 21,72 24,65 23,29 25,14

5

10

15

20

25

Conductividad electrica

pS/m 0,004 0,08 - 0,0007 <0,01 -

Parametro de solubilidad a 25°C

(MJ/m3) 1/2 18,74 18,23 16,78 15,99 16,30

Punto de inflamacion

°C -11 4 -27 -17 -6 22

Evaporacion relativa (eter=1)

2,6 6,1

Valor de Kauri- butanol

- 112 105 - - - -

Referencia

[41-42] [41-42] [42] [42] [42] [42]

Los resultados de los experimented de tension superficial, conductividad electrica y color se muestran en la Tabla 13.

Tabla 13. Tension superficial, conductividad electrica y color de las fracciones isoparafinicas

Metodo de fraccionamiento

Descripcion de la fraccion Tension superficial (mN/m) Conductividad electrica (pS/m) Color Saybolt (-)

-

Mezcla isoparafrnica 27,3 2 28

ESCALA PILOTO

1/PEI-200. 24,3 <1 +30

2:200-230

25,9 <1 +30

3:230-260

26,5 <1 +30

4:260 - PEF

27,8 6 22

Aparato ASTM D86

95% destilado de PEF 260 27,9 <1 +30

5% residuo de PEF 260

28,3 - -

40% destilado de PEF 260

27,6 - -

60% residuo de PEF 260

27,9 - -

EQUIPO DE ENSAYO 1

1:260-285 25,4 <1 +30

2:285 - PEF

24,9 11 17

5% residuo de PEF 280 segun D86

23,3 - -

EQUIPO DE ENSAYO 1 Y EQUIPO DE ENSAYO 2

190-220 24,5 - -

220-240

24,6 - -

Las fracciones isoparafrnicas obtenidas de la Escala piloto presentaban tensiones superficiales comprendidas entre 24,3 y 27,8 mN/m y las fracciones mas pesadas presentan una tension superficial mas alta. Tambien se observo una tendencia similar en las fracciones obtenidas del aparato ASTM D86. Sin embargo, la tension superficial de las fracciones obtenidas de las unidades Equipo de ensayo 1 y Equipo de ensayo 2 muestra tensiones superficiales mas bajas, en el intervalo de 23 a 25 mN/m que no son consistentes con sus intervalos de ebullicion. Ademas, la fraccion mas pesada presenta una tension superficial mas baja que la mas ligera. Lo anterior lleva a la premisa de que se produjo contaminacion durante el fraccionamiento a escala de laboratorio. El posible contaminante es la grasa utilizada para garantizar el vacte entre piezas de la columna de destilacion.

Respecto a la conductividad electrica y el color, una conductividad electrica pequena y un color amarillo ya se observaban en la carga de alimentacion de la mezcla isoparafrnica. Puede observarse que los componentes que explican estas propiedades tienden a concentrarse en la fraccion mas pesada. Ademas, se observo que los componentes mas pesados que quedan en el residuo son responsables de ambas propiedades. Estos componentes mas pesados posiblemente son hidrocarburos aromaticos polictelicos, que presentan temperaturas de ebullicion y propiedades conductoras altas ([Documento citado n° 107]).

Otro posible motivo para la conductividad electrica es el aditivo antiestatico. Sin embargo, no se encuentra presente en esta carga de alimentacion. La conductividad electrica minima tras la adicion de dicho aditivo puede ser de aproximadamente 100 pS/m segun la norma ISO 6297 ([Documento citado n° 108]). Por lo tanto, la conductividad electrica no es el resultado del aditivo. Sin embargo, en el caso de que la carga de alimentacion contenga un aditivo antiestatico, el efecto en este caso dependera de que componentes activos se encuentran contenidos en ese aditivo.

5

10

15

20

25

30

35

40

El ingrediente activo en el aditivo antiestatico de tipo sulfonico es, por ejemplo, acido dinonilnaftilsulfonico, que tiende a descomponerse antes de la ebullicion a una temperatura superior a 300°C ([Documento citado n° 109]). Por lo tanto, la propiedad conductora puede detectarse en la fraccion mas pesada.

Las propiedades ffsicas de las fracciones n-paraffnicas se presentan en la Tabla 14. Las tendencias de las relaciones entre las propiedades ffsicas y los intervalos de ebullicion son similares a las de las fracciones isoparafmicas. Debido al elevado punto de escurrimiento de los componentes C18 y componentes mas pesados, dicha fraccion se vuelve solida a temperatura ambiente y no se analizaron algunas propiedades, por ejemplo la tension superficial, KB y el mdice de refraccion.

Tabla 14. Propiedades ffsicas de las fracciones n-paraffnicas

N°

Propiedades ffsicas unidad mezcla n- parafmica C16 y mas ligero C16- C18 C18 y mas pesado

1

PEI °C 272,9 231,1 285,7 304,1

PEF °C 314,7 279,2 300,7 328,9

2

Punto de inflamacion °C 113,0 101,0 139,0 157,0

3

Punto de anilina °C 98,5 93,1 98,0 100,9

4

Viscosidad cinematica a 20°C mm2/s N/A 3,694 5,229 N/A

Viscosidad cinematica a 40°C mm2/s 3,447 2,493 3,362 4,068

Viscosidad cinematica a 100°C mm2/s - 1,114 1,380 1,570

5

indice de viscosidad - - N/A N/A N/A

6

Densidad a 15°C kg/m3 N/A - - N/A

Densidad a 20°C kg/m3 N/A 768,8 777,5 N/A

Densidad a 50°C 3 kg/m3 757,8 748,0 756,9 762,6

7

Tension superficial a 23°C mN/m 27,8 24,9 25,9 N/A

8

Conductividad electrica a 23°C pS/m <1 <1 <1 <1

9

Ensayo de solubilidad de Kauri- butanol - - 19,0 17,5 N/A

10

Punto de escurrimiento °C - 8,0 19,0 26,0

11

Punto de enturbiamiento °C - 8,3 20,1 29,5

12

Tasa de evaporacion relativa de solventes respecto a eter diefflico - - >600 >600 N/A

13

Color Saybolt +30 +30 +30 N/A

16

Presion de vapor kPa 0,000 0,001 0,000 0,000

17

indice de refraccion a 20°C - - 1,4320 1,4365 N/A

20

Parametro de solubilidad (MJ/m3)1'2 - 13,9 13,8 -

El punto de inflamacion se encuentra comprendido entre 101°C y 157°C y el punto de anilina vaffa entre 93°C y 101°C como funcion de un intervalo de ebullicion creciente. La viscosidad cinematica se incrementa de 1,11 a 5,23 mm2/s segun el intervalo de ebullicion. De manera similar, para las fracciones isoparafmicas, no puede calcularse el mdice de viscosidad. La densidad a 50°C vana entre 748 y 762 kg/m3. Pueden observarse puntos de escurrimiento y puntos de enturbiamiento significativos mas altos que los de las fracciones isoparafmicas. Tambien se observaron tasas de evaporacion relativa mas altas que el lfmite superior. Todas las fracciones n-paraffnicas pueden clasificarse como no-COV, ya que sus presiones de vapor son inferiores a 0,01 kPa. Ademas, el mdice de refraccion se incrementa de 1,432 a 1,436 de la primera a la segunda fraccion.

Con el fin de obtener valores de tension superficial, la mezcla n-parafmica tambien se fracciono utilizando una unidad de fraccionamiento a escala de laboratorio. Puede considerarse que la contaminacion tambien puede producirse y afectar al analisis de la tension superficial al igual que ocurre para las fracciones isoparafmicas. Se encontro que la conductividad electrica era inferior a 1 pS/m para tanto la carga de alimentacion como las fracciones n-parafmicas. Se observo color +30 en la escala de color Saybolt en todas las fracciones, incluyendo la carga de alimentacion. Ademas, se descubrio que KB y los parametros de solubilidad eran ligeramente inferiores que para las fracciones isoparafmicas. KB y el parametro de solubilidad de la primera y segunda fracciones eran 19 y 17,5 para KB y 13,9 y 13,8 (MJ/m3)1/2 para el parametro de solubilidad, respectivamente.

Ejemplo 3. Analisis de componentes

Para las fracciones isoparafmicas, las distribuciones de numero de carbonos correspondfan a sus intervalos de ebullicion. Los resultados de la fraccion con intervalo de ebullicion de PEI-200°C utilizando NM490B y NM291 son consistentes. Presentaba aproximadamente 87% en peso de isoparafinas, 12% en peso de n-parafinas y 1% en peso de naftenos. Tambien se encontraron cantidades traza de olefinas, aromaticos y compuestos oxigenados, en proporciones 0,3, 0,03 y 0,07% en peso, respectivamente. El analisis de componentes y de estructura de las fracciones isoparafmicas se presentan en la Tabla 15.

N°

Propiedades ffsicas Unidad Mezcla isoparafmica Escala piloto (PEI a 200) Escala piloto (200 a 230) Escala piloto (230 a 260) Escala piloto (260 a PEF) Equipo de ensayo 1 (260 a 285) Equipo de ensayo 1 (285 a PEF)

Distribucion de numero de carbonos

1

Numero de carbonos de la molecula principal (mas de 10% en peso) C9- C12 C12- C14 C13- C15 C15- C18 C15- C17 C17-C18

Estructura de la molecula

NM490 B NM291 NM490B

1

Isoparafinas - general % en peso 32,9 1,7 0 1 0,1 0,0 0,2

2

Metilparafinas % en peso 20,8 40,8 4 5 8 41, 3 37, 8 43, 4

3

Di/tri-metilparafinas % en peso 31,6 41,2 3 6 4 37, 4 41, 1 34, 9

4

Tri-metilparafinas % en peso 1,3 8,4 1 2 2 14, 6 15, 1 15, 2

Isoparafinas totales % en peso 86,6 86,9 92,1 9 4 5 93, 4 93, 9 93, 7

5

n-parafinas % en peso 12,0 11,7 7,8 5 0 6,6 6,1 6,3

6

Naftenos % en peso 1,4 1,0 0,1 0 5

7

Olefinas % en peso - - 0,3 - - - - -

8

Aromaticos % en peso - - 0,03 - - - - -

9

Compuesto oxigenado % en peso - - 0,07 - - - - -

Componente espedfico

1

Contenido de aromaticos % en vol. 0,1 0,06 0,11 0,11 0,11 0,18 0,02

ppmv

1000 600 1100 1100 1100 1800 200

ppm

1131* 713* 1273* 1258* 1236* 2032* 224*

2

indice de bromo mg Br/100 g 16 530 180 107 21 35 17

3

Contenido de azufre mg/kg <1 <1 <1 <1 <1 - -

4

Contenido de benceno mg/l <1 <1 <1 <1 <1 - -

ppm____

1,29* 1,35* 1,32* 1,3* 1,28* - -

Nota: * Estimacion segun el Apendice F 2 Contenido de aromatico en peso (ppm) y Apendice F 3 Contenido de benceno en peso (ppm) (densidad a 15°C) de la Aalto University Thesis, el contenido completo de los cuales se incorpora como referencia en la presente memoria. Espedficamente, para el contenido de aromaticos en peso (ppm), se calculo la conversion de en volumen a en peso segun la ecuacion a continuacion. A (% en voi) * 880 ,_v A(%enpeso) =---------------------—---------------------- {F-l) en la que A es el contenido de aromaticos, 880 es la densidad de monoaromatico (kg/m3) y D es la densidad de la muestra (kg/m3). Para el contenido de benceno en peso (ppm), se calculo la conversion de en volumen a en peso segun la ecuacion a continuacion.

imagen1

en la que B es el contenido de benceno y D es la densidad de la muestra (kg/l)

Otras fracciones presentaban un contenido de isoparafinas mas elevado, de entre 92% y 95% en peso y un contenido de n-parafinas mas bajo, aproximadamente de entre 5% y 6% en peso. Se observaron cantidades traza de naftenos, excepto por las fracciones con intervalo de ebullicion superior a 260°C. Ademas, el contenido de azufre 5 era inferior a 1 ppm y el contenido de benceno era inferior a 1 mg/ml.

El analisis de componentes y de estructura de las fracciones n-parafmicas se presentan en la Tabla 16.

Tabla 16. Analisis de componentes y de estructura de las fracciones n-parafmicas

N°

Propiedades ffsicas Unidad mezcla n-parafmica C16 y mas ligero C16- C18 C18 y mas pesado

| Distribucion de numero de carbonos

1

Numero de carbonos de la molecula principal (mas de 10% en peso) C14-C16 C16- C18 C18

| Estructura de la molecula

NM490B

1

Isoparafinas - general % en peso - 0,6 0,0 0,9

2

Metilparafinas % en peso - 4,2 2,6 1,5

3

Di/tri-metilparafinas % en peso - 1,1 0,5 0,4

4

Tri-metilparafinas % en peso - 0,3 0,2 0,2

Isoparafinas totales % en peso - 6,2 3,3 3,0

5

n-parafinas % en peso - 93,8 96,7 97,0

Componente espedfico

1

Contenido de aromaticos % en vol. 0,25 0,1 0,03 0,56

ppmv 2500 1000 300 5600

ppm 2903* 1176* 349* 6462*

2

indice de bromo mg Br/100 g 5 8 5 -

3

Contenido de azufre mg/kg <1 - - -

4

Contenido de benceno mg/l <1 - - -

____ppm___ 1,32* - - -

Nota: * Estimacion segun el Apendice F 2 y el Apendice F 3 (densidad a 50°C) de la Aalto University Thesis, comentada anteriormente, el contenido completo de la cual se incorpora como referencia en la presente memoria.

Respecto a las fracciones n-parafmicas, el contenido de n-parafinas era de aproximadamente 94% a 97% en peso y el contenido de isoparafinas era de entre 3% y 6% en peso. Se analizo el contenido de azufre y de benceno unicamente para la mezcla n-parafmicas y los resultados mostraron proporciones inferiores a 1 ppm y 1 mg/l, 15 respectivamente. Sin embargo, el contenido de azufre y de benceno de las fracciones n-parafmicas puede inferirse que es tan bajo como el de su carga de alimentacion.

Se calculo el balance de contenido de aromaticos y se muestra en la Tabla 17. Puede observarse que se origina un contenido elevado de aromaticos en el elevado contenido aromatico de la carga de alimentacion misma y que no se 20 produjo una cantidad significativa de aromaticos durante la destilacion.

Tabla 17. Balance de contenido de aromaticos

Unidad de fraccionamiento Carga de alimentacion (ppmv) Media de productos (ppmv)

Mezcla isoparafmica

ESCALA PILOTO 1000 1061

EQUIPO DE ENSAYO 1

1100 842

Mezcla n-parafmica

EQUIPO DE ENSAYO 2 2500 2821

Por otra parte, el balance del mdice de bromo se muestra en la Tabla 18. Se descubrio una cantidad significativa de 25 insaturados u olefinas producidas durante el fraccionamiento en la unidad de escala piloto y aparato segun ASTM D86. Sin embargo, no se formo una cantidad considerable de olefinas en las unidades de Equipo de ensayo 1 y de Equipo de ensayo 2.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Tabla 18. Balance de mdice de bromo

Unidad de fraccionamiento Carga de alimentacion (mg de Br/100 g) Productos (mg de Br/100 g)

Mezcla isoparafmica

ESCALA PILOTO 16 71 (media)

EQUIPO DE ENSAYO 1

21 24 (media)

EQUIPO DE ENSAYO 1 Y EQUIPO DE ENSAYO 2

16 20 (190°C a 220°C)

17 (220°C a 240°C)

Isoparafinas (260-PEF)

ASTM D86 21 67

Isoparafinas (285-PEF)

ASTM D86 17 93

Mezcla n-paraffnica

EQUIPO DE ENSAYO 2 5 5 (C16 y mas ligeros)

8 (C16-C18).

Las olefinas producidas posiblemente se originan por craqueo debido al calentamiento durante el fraccionamiento. Las potenciales reacciones de craqueo se muestran en la figura 4 (Craqueo de isoparafinas ([Documento citado n° 110])). El craqueo produce isoparafinas, olefinas y n-parafinas de cadena de carbonos mas corta. De esta manera, las olefinas y n-parafinas tienden a encontrarse presentes en la fraccion mas ligera en mayor proporcion que en la fraccion mas pesada debido al numero de carbonos mas bajo. Ello es consistente con los resultados mostrados en el analisis de componentes de que la fraccion mas ligera presenta el contenido mas alto de olefinas y n-parafinas.

La temperatura de calentamiento durante el fraccionamiento a escala de laboratorio era de entre 180°C y 195°C para la mezcla isoparafmica y de entre 195°C y 220°C para la mezcla n-parafmica y la duracion del fraccionamiento era de aproximadamente 24 horas, mientras que las temperaturas de calentamiento durante la destilacion segun ASTM D86 era de entre 280°C y 300°C y duracion de la destilacion de unicamente 1 hora. Ademas, la temperatura de calentamiento potencialmente era mucho mas elevada cerca de la superficie del calentador electrico. Lo anterior implica que las mezclas son sensibles al calor y se produce craqueo con facilidad al someterlas a calor en el intervalo de 200°C a 300°C. Sin embargo, se espera un tiempo de residencia significativamente mas corto en la destilacion a escala industrial y puede llevarse a cabo mediante destilacion bajo vacm para reducir la temperatura del fondo en caso necesario.

El contenido de olefinas tambien puede ser responsable del olor presente en las fracciones. Las fracciones con intervalo de ebullicion de PEI a 200°C y de 200°C a 230°C con mdice de bromo de 530 y 180 mg Br/100 g, respectivamente, presentaban olor, mientras que las fracciones mas pesadas, que presentan un mdice de bromo mas bajo, eran inodoras.

Ejemplo 4. Comparacion entre productos comerciales

Se compararon las propiedades ffsicas y componentes de las fracciones con los productos isoparaffnicos comerciales de los proveedores comentados en la Seccion 5.2 («Fabricantes y fluidos alifaticos comerciales») de la Aalto University Thesis, el contenido completo de la cual se incorpora como referencia en la presente memoria. Se presentan detalles de la comparacion en el Apendice H de la Aalto University Thesis. La informacion se recogio en los sitios de Internet de los fabricantes. Por lo tanto, no se informa de todas las propiedades ffsicas y componentes.

En general, las propiedades ffsicas, por ejemplo el punto de inflamacion, el punto de anilina, la viscosidad y la densidad, eran comparables a las de los productos comerciales. Sin embargo, exisffan algunas diferencias de propiedades y componentes que se comentan en los parrafos siguientes.

En comparacion con ShellSol y Shell Chemicals, los productos ShellSol mostraban una tension superficial ligeramente mas baja y un KB y parametro de solubilidad mas altos. En terminos de composicion, ShellSol T y TD presentaban indices de bromo de 300 y 400 ppm, respectivamente. Presentaban valores mas bajos que la fraccion con intervalo de ebullicion de PEI a 200°C. Sin embargo, los valores eran mas altos que los de otras fracciones. Los productos ShellSol ofredan un contenido de aromaticos mas bajo, excepto ShellSol OMS y TK, que presentaban un contenido de aromaticos de hasta 1.000 ppm y 2.500 ppmv.

Los productos Isopar de ExxonMobil Chemical presentaban un contenido de aromaticos significativamente mas bajo, de 10 a 40 ppm, para la mayoffa de grados, excepto Isopar V, que presentaba un contenido de aromaticos de hasta 1.000 ppm. Ademas, ISANE de TOTAL Special Fluids declara 100% de isoparafinas como propiedad ffpica. El mdice de bromo y contenido de aromaticos son significativamente inferiores con las especificaciones de 20 mg de Br/100 g y de entre 10 y 100 ppm para el contenido de aromaticos segun el grado.

Soltrol 100 y Soltrol 125 de Chevron Philips Chemical ofrecen una pureza mas alta, con mas de 99% en peso de isoparafinas y un contenido de aromaticos variable entre 25 y 250 ppm. Sin embargo, Soltron 220, que es el grado mas pesado, presentada 2.000 ppm de contenido de aromatico y hasta 15 ppm de azufre. Los productos isoparafina INEOS proporcionan un contenido muy bajo de aromatico, con aproximadamente 1 ppm en la mayoffa de sus productos. Sin embargo, los indices de bromo son mas altos, con valores del mdice de bromo que vaffan entre 0,5 y

5

10

15

20

25

30

35

40

45

2 g de Br/100 g (aproximadamente 500 a 2.000 mg de Br/100 g) dependiendo del producto. Ademas, las especificaciones de contenido de azufre son mas altas, siendo de entre 3 y 5 ppm. Solo el isododecano presenta un mdice de bromo bajo, de 15 mg de Br/100 g y 1 ppm de contenido de azufre.

En los destilados de tintes de impresion de Haltermann, todos los grados excepto PRWF 1/3 af presentan aproximadamente 75% en peso de parafinas y 25% en peso de naftenos. PRWF 1/3 af, que es el grado mas ligero, presenta 99% en peso de parafinas y menos de 1% en peso de naftenos. Ademas, presentan un mdice de bromo y contenido de aromaticos mas altos. El rango del mdice de bromo es de 0,5 a 1 g de Br/100 g (aproximadamente 500 a 1.000 mg de Br/100 g), mientras que el rango de contenido de aromaticos es de 1.000 (0,1% en peso) a 10.000 ppm (1% en peso) para los demas grados excepto PRWF 5/9, que presenta un contenido de aromaticos mas alto, de hasta 10% en peso. Los puntos de escurrimiento de los productos de Haltermann tambien son mas elevados, variando entre -6°C y menos de -25°C. El color de los productos tambien vana entre color de agua clara para el grado mas ligero, virtualmente agua clara para los grados de rango medio y amarillo palido para el grado mas pesado.

Ejemplo 5. Evaluacion de la aplicabilidad

La evaluacion de aplicabilidad preliminar se baso en la compatibilidad qmmica con diferentes materiales, la capacidad de formar emulsiones y por ultimo, la estabilidad de la dispersion de pigmento.

La Tabla 19 muestra los resultados de solubilidad del ensayo de compatibilidad qmmica con materiales lfquidos. Se encontro que todas las fracciones eran facilmente solubles en silicona lfquida, acido graso de aceite de resina y aceite de colza a temperatura ambiente (aproximadamente 23°C). Sin embargo, las fracciones son escasamente solubles o insolubles en DBE y resina epoxi. Generalmente para todas las fracciones, aproximadamente 5% en vol.

De la fraccion isoparafmica puede disolverse en la fase DBE a temperatura ambiente. Sin embargo, el incremento de la temperatura de la solucion no incrementa significativamente la solubilidad. Para la solubilidad con resina epoxi, puede disolverse una cantidad pequena de fraccion isoparafmica en la resina epoxi a temperatura ambiente, aproximadamente 5% a 10% en vol. segun la fraccion. Ademas, debido al incremento de temperatura, una cantidad pequena de resina epoxi puede disolverse en las fracciones; sin embargo, no se produjo ningun cambio significativo de solubilidad a temperatura elevada. Los resultados detallados para la solubilidad en DBE y en resina epoxi se muestran en la figura 9 (solubilidad lfquida con esteres DBE® a diferentes temperaturas y fracciones) y en la figura 10 (solubilidad lfquida en resina epoxi a diferentes temperaturas y fracciones).

Tabla 19. Solubilidad segun fraccion y diversos liquidos

Fraccion

ESCAL A PILOT O (PEI- 200) ESCALA PILOTO (200-230) ESCALA PILOTO (230-260) ESCALA PILOTO (260-PEF)

Temp. (°C)

23 23 50 23 50 80 23 50 80

Lfquido de ensayo

Silicona lfquida

Soluble Soluble - Soluble - - Soluble - -

Acido graso de aceite de resina

Soluble Soluble - Soluble - - Soluble - -

Aceite de colza

Soluble Soluble - Soluble - - Soluble - -

Esteres de DBE

Poco soluble Poco soluble Poco soluble Poco soluble Poco soluble Poco soluble Insoluble Insoluble Poco soluble

Resina epoxi

Poco soluble Poco soluble Poco soluble Poco soluble Poco soluble Poco soluble Poco soluble Poco soluble Poco soluble

La Tabla 20 muestra los resultados de compatibilidad entre diferentes fracciones y diversos plasticos y elastomeros. Los resultados se dividen en 3 partes segun los tipos de material, que son: elastomeros, elastomeros termoplasticos y plasticos. Para los elastomeros, todas las fracciones eran compatibles en terminos de alto nivel de hinchado con los elastomeros no polares: EPDM, SIL y NR. Se produjo menos hinchado con CR y entre un efecto menor y ningun efecto, con NBR. Ambos son elastomeros polares.

Para los poliuretanos termoplasticos, no se identifico ningun efecto a temperatura ambiente y se observo un efecto menor a temperatura mas alta. Ademas, se encontro que los polfmeros Kraton® eran capaces de formar un lfquido viscoso y gel con las fracciones. En otras palabras, los polfmeros Kraton® pueden utilizarse como agente espesante o gelificante con las fracciones isoparafmicas. La fraccion mas ligera, con un intervalo de ebullicion de PEI a 200°C, era compatible con dichos polfmeros a temperatura ambiente, mientras que las fracciones mas pesadas podfan

10

15

requerir una temperatura mas alta para formar un gel o Ifquido viscoso. Todos los Ifquidos o Ifquidos viscosos se convirtieron en geles duros al enfriar hasta la temperatura ambiente.

Para los demas plasticos, las fracciones no afectaron a la mayona de plasticos, incluyendo PUR, PA610, PC, PET, PMMA y PVAc. Una temperatura mas elevada no incremento la solubilidad entre las fracciones y estos plasticos. Sin embargo, las fracciones presentaron cierto efecto de hinchado con PS, PE y PP. Se observo una disolucion parcial con PVC y es probable que las fracciones disuelvan el plastificador en PVC y no el PVC mismo. Por ultimo, no se encontro un ligero hinchado con los productos poliamida RADILON.

Tabla 20. Solubilidad segun fraccion y plasticos y elastomeros

% de cambio de peso

Fraccion

ESCALA PILOTO (PEI-200) ESCALA PILOTO (200230) ESCALA PILOTO (230-260) ESCALA PILOTO (260-PEF) ShellSol T ShellSol A 100

Temperatura

23 23 50 23 50 80 23 50 80 23 23

Materiales

Elastomeros

NBR

-4,4 0,0 -0,7 0,0 -0,7 -3,3 0,0 0,0 -3,3 -0,7 45,9

CR

16,7 10,5 15,3 10,7 16,7 15,3 8,0 11,3 12,4 10,3 82,1

EPDM

50,0 49,3 51,0 48,3 51,3 51,0 48,7 50,7 49,7 46,4 75,2

SIL

93,3 76,7 79,4 67,1 71,8 75,9 40,7 48,2 52,4 92,1 94,1

NR PARA

120,0 103,3 116,9 89,3 109,9 119,6 66,9 90,5 106,6 109,0 265,3

NR NAT 1729

40,0 39,3 47,4 35,3 46,4 56,7 26,0 41,1 53,3 38,9 112,2

Elastomero termoplastico

TPU-tubo azul

0,7 0,0 2,7 0,7 2,0 2,7 0,7 2,0 2,7 0,0 26,5

TPU-tubo incoloro

0,0 0,0 0,5 0,0 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 - -

Polfmeros KRATON

SBS D1102

G S VL S G VL S S VL S DS

SEBS G1654

G S G S G VL S S+G G S DS

SEBS G1650

VL G VL G VL L S VL (opaco) L G DS

SEBS FG1901

G+VL G VL S VL L S G+VL VL S DS

Nota: N/A: la medicion del peso no resulta practica pero se registra la apariencia visual; G: la solucion se convierte en gel, VL: la solucion se torna lfquido viscoso, L: la solucion se torna lfquida, S: se produce hinchado pero no puede medirse el peso, DS: el polfmero se disuelve en la fraccion y -: no se lleva a cabo experimento.

Tabla 20. Solubilidad segun fraccion y plasticos y elastomeros (continuacion)

% de cambio de peso

Fraccion

ESCALA PILOTO (PEI- 200) ESCALA PILOTO (200-230) ESCALA PILOTO (230-260) ESCALA PILOTO (260- PEF) ShellSol T ShellSol A 100

Temperatura

23 23 50 23 50 80 23 50 80 23 23

Materiales

Plasticos

PUR

0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 3,0

Tubo PA610

0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 -0,5 0,0 0,0 -0,5 0,0 0,0

PC

0,0 0,7 0,7 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 -0,6 0,0 20,4

PET

0,7 0,7 0,7 0,0 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,6 6,6

PMMA

0,7 0,0 0,0 0,0 0,0 -0,7 0,0 0,0 0,0 0,0 0,7

PS

0,7 0,7 2,0 0,0 1,3 7,9 0,7 0,0 2,0 0,7 DS

PE

0,8 0,8 1,2 0,8 2,0 3,1 0,0 1,3 3,8 0,8 4,1

PP

3,9 2,9 11,8 1,0 6,1 12,2 1,0 5,1 11, 3,8 5,0

PVC

-10,0 -4,0 -16,0 -3,3 -14,0 -14,7 -3,3 -10,0 -10,0 -6,7 3,2

PVAc

N/A N/A N/A N/A N/A N/A N/A N/A N/A N/A 38,2

RADILON

Poliamida**

PA6

0,7 0,6 1,0 1,0 1,4 3,3

5

10

15

20

25

30

35

40

45

PA66

0,8 1,5 0,8 1,7 0,7 2,0

PA610

0,5 0,6 1,4 1,5 0,7 2,0

Nota: N/A: la medicion del peso no resulta practica pero se registra la apariencia visual; G: la solucion se convierte en gel, VL: la solucion se torna lfquido viscoso, L: la solucion se torna lfquida, S: se produce hinchado pero no puede medirse el peso, DS: el polfmero se disuelve en la fraccion y -: no se lleva a cabo experimented

En comparacion con ShellSol T, que es un solvente isoparafmico con un intervalo de ebullicion de 189°C a 215°C, el nivel de compatibilidad de ShellSol T se encontraba entre la primera fraccion (PEI-200°c) y la segunda fraccion (200°C a 300°C) en el caso de que se utilizasen los intervalos de ebullicion como criterio. Se encontro que las compatibilidades de ShellSol T, la primera y la segunda fracciones eran comparables para la mayona de materiales. Sin embargo, ShellSol T mostraba una menor compatibilidad con el polfmero Kraton® que la segunda fraccion ya que puede formar un gel con unicamente SEBS G1650 y provoca hinchado con otros polfmeros Kraton®.

Como consecuencia del alto poder de disolucion de los componentes aromaticos, ShellSol A 100 mostraba mas compatibilidad con todos los materiales que las fracciones isoparafmicas. Era capaz de disolver el poliestireno y todos los polfmeros Kraton® sin formar ningun lfquido viscoso o gel. Solo presentaba ausencia de efecto con PA 6l0 y PMMA a temperatura ambiente.

La Tabla 21 muestra el tiempo en que las emulsiones de fraccion y emulsionante empiezan a romperse. Muestra que los emulsionantes que forman emulsiones de mas alta a mas baja estabilidad eran MULSIFAN Cb, Berol 791 y SlMULSOL 165, respectivamente. Para Berol 791, las emulsiones de tipo W/O funcionaban mejor que las emulsiones de tipo O/W. Lo anterior se debe al hecho de que este emulsionante lfquido se disuelve facilmente en la fase aceite y no en la fase acuosa. La estabilidad de las emulsiones con MULSIFAN CB es variable segun la fraccion. Las emulsiones de tipo W/O mostraban una mayor estabilidad con las 2 fracciones mas pesadas, mientras que la emulsion de tipo O/W funcionaba mejor para las fracciones con intervalo de ebullicion de 200°C a 230°C. Sin embargo, no se sometio a ensayo la fraccion mas ligera para la emulsion de tipo O/W. Finalmente, las emulsiones de tipo O/W SIMULSOL 165 presentaron un mejor comportamiento que las emulsiones de tipo W/O.

Tabla 21. Rotura de emulsion de las combinaciones

Tipo de emulsion

W/O O/W

Fraccion

ESCALA PILOTO (PEI-200) ESCALA PILOTO (200 230) ESCALA PILOTO (230-260) ESCALA PILOTO (260- PEF) ESCALA PILOTO (PEI-200) ESCALA PILOTO (200-230) ESCALA PILOTO (230-260) ESCALA PILOTO (260- PEF)

Emulsionante

Sin emulsionante

menos de 5 min a 22°C

Berol 791

24 h a 23°C 24 h a 4°C 24 h a 4°C 24 h a 4°C 1 h a 23°C 1 h a 23°C 1 h a 23°C 30 min a 23°C

MULSIFAN CB

N/A 20 min a 23°C 2° ciclo cong./ descong. 3° ciclo cong. /descong. 1° ciclo cong./ descong. 1° ciclo cong./ descong. 1° ciclo cong./ descong. 1° ciclo cong./ descong.

SIMULSOL 165

N/A N/A 5 min a 23°C 5 min a 23°C Menos de 5 min a 23°C 1 h a 23°C 24 h a 23°C 24 h a 23°C

La figura 5 muestra las alturas de las diferentes capas en las emulsiones de tipo W/O con Berol 791 tras 24 horas a 4°C y puede observarse a partir del grafico que la fraccion mas pesada muestra mas estabilidad que la mas ligera.

La figura 6 muestra las alturas de las diferentes capas de las emulsiones de tipo O/W con Berol 791 tras 24 horas a temperatura ambiente (23°C). Al contrario que la emulsion de tipo W/O, la fraccion mas ligera mostraba mas estabilidad que la mas pesada.

Los resultados similares en la figura 7 (diferentes capas en emulsiones de tipo O/W y W/O con MULSIFAN CB tras el 3° ciclo de congelacion/descongelacion) para el emulsionante MULSIFAN CB muestran en la fraccion mas pesada presentaba mayor estabilidad que en las mas ligeras en emulsion de tipo W/O, mientras que la fraccion mas ligera presentaba mayor estabilidad que la mas pesada para la emulsion de tipo O/W.

La figura 8 (diferentes capas en emulsiones de tipos O/W y W/O con SIMULSOL 165 tras 24 horas a temperatura ambiente) muestra los resultados con el emulsionante SIMULSON 165. Puede observarse que la emulsion de tipo W/O muestra una mejor estabilidad con la fraccion mas ligera que con la mas pesada, mientras que se observo una mayor estabilidad con la fraccion mas pesada que con la mas ligera en emulsion de tipo O/W.

La Tabla 22 presenta los resultados de estabilidad de la dispersion para diferentes fracciones y pigmentos. Las fotograffas que registran el comportamiento de sedimentacion en un tiempo espedfico se ilustran en el Apendice J

5

10

15

20

25

30

35

40

(«Fotograffas de la estabilidad de dispersion de pigmento») de la Aalto University Thesis, el contenido completo de la cual se incorpora como referencia en la presente memoria.

Tabla 22. Escala de estabilidad segun fraccion y pigmento

Pigmento

Negro de carbono Dioxido de titanio

Fraccion

PEI -200

Moderadamente estable Moderadamente estable

200-230

Moderadamente estable Moderadamente estable

230-260

Estable Moderadamente estable

260-PEF

Estable Moderadamente estable

Agua

Inestable Estable

Solvente parafrnico

Moderadamente estable Moderadamente estable

acetona

Inestable Estable

xileno

Moderadamente estable Moderadamente estable

Con ambos pigmentos, la fraccion isoparafrnica mas pesada mostraba una estabilidad de la dispersion mas elevada que la mas ligera. El pigmento de negro de carbono muestra la interaccion preferente con solvente no polar. Tal como puede observarse, se identifica una dispersion inestable con agua y acetona, que son solventes polares, mientras que la dispersion de pigmento es mas estable con solventes no polares, es decir, con solvente parafinico, xileno y fracciones isoparafrnicas, especialmente las dos fracciones mas pesadas. Por el contrario, los resultados con pigmento de dioxido de titanio muestran una interaccion preferente con solventes polares. Sin embargo, los resultados muestran una dispersion moderadamente estable con solventes no polares. Tal como se menciona en la revision de la literatura, la tension superficial es una propiedad importante durante las etapas de humectacion del pigmento y de dispersion. La menor tension superficial resulta en una mejor humectacion del pigmento y menos energfa de la que puede requerirse para la dispersion. Sin embargo, los resultados del presente ensayo preliminar indican que la propiedad de la polaridad presenta un efecto mayor sobre la estabilidad de la dispersion que la tension superficial.

En los ensayos de compatibilidad qmmica, se observo que las fracciones eran facilmente solubles en acido graso de aceite de resina, silicona lfquida y aceite de colza, mientras que escasamente solubles en resina epoxi y DBE. Para los plasticos y elastomeros, las fracciones mostraban compatibilidad en terminos de hinchado con elastomeros no polares: EPDM, caucho de silicona y caucho natural. Ademas, son compatibles con los productos Kraton®, formando lfquido viscoso y gel, lo que indica que los productos Kraton® pueden ser utilizados como agente espesante y gelificante conjuntamente con dichas fracciones. Sin embargo, las fracciones mostraban un efecto menor a nulo para la mayona de los plasticos, por ejemplo, PUR, PA, PC, PET y PMMA. El hinchado a temperatura mas alta se produce con PS, PP y PE, mientras que son capaces de disolver parcialmente el plastificador en PVC.

En el ensayo de estabilidad de la formacion de emulsion se encontro que la emulsion se formaba con diferentes emulsionantes. Sin embargo, la estabilidad de la emulsion dependfa de muchos parametros, que eran: tipo de emulsionante, orden de adicion o tipo de emulsion y las fracciones mismas. Generalmente, MULSIFAN CB mostraba la mejor estabilidad, seguido de Berol 791 y SIMULSON 165.

La dispersion de pigmento mostraba un nivel de estabilidad moderado con dioxido de titanio y era moderadamente estable a estable con negro de carbono. Se encontro que el pigmento negro de carbono mostraba una mejor interaccion con fracciones no polares, isoparafrnicas, xileno y solventes parafrnicos, mientras que el dioxido de titanio presentaba una interaccion preferente con solventes polares: acetona y agua.

Se llevo a cabo un procedimiento de separacion mediante destilacion con el fin de obtener una composicion rica en isoparafinas C14 y C15. Se utilizaron los aparatos de destilacion Equipo de ensayo 1 y Equipo de ensayo 2 indicados anteriormente. El procedimiento para obtener la fraccion C14-C15 era similar al descrito anteriormente para obtener las otras fracciones destiladas, por ejemplo la fraccion 230°C a 260°C. Los detalles referentes a la composicion resultante se indican en las Tablas 23 y 24, a continuacion.

Tabla 23. Composicion que contiene isoparafinas C14 y C15

Suma de % en peso

Isomero

Numero de carbonos

iP iP-di/trime iP-me iP-trime+ Total iP nP Total general

2

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

3

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

4

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

5

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

6

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

7

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

8

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

9

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

10

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

11

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

12

0,00 0,04 0,17 0,02 0,23 0,14 0,37

13

0,00 1,91 4,42 0,09 6,41 1,55 7,97

14

0,00 16,97 21,36 2,10 40,43 3,88 44,31

15

0,00 21,60 10,88 7,45 39,93 0,73 40,66

16

0,00 2,78 0,80 2,79 6,38 0,03 6,41

17

0,00 0,11 0,04 0,10 0,24 0,00 0,24

18

0,00 0,02 0,00 0,02 0,04 0,00 0,04

19

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

20

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

21

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

22

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

23

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

24

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

25

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

> C36

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

C25-C29

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

C30-C36

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

0,00 43,42 37,68 12,56 93,67 6,33 100,00

En la Tabla 23, «iP» se refiere a isoparafinas y «me» se refiere a grupos metileno, por ejemplo «iP-me» se refiere a una isoparafina con un grupo metileno (rama).

5 _____Tabla 24. Composicion que contiene isoparafinas C14 y C15_____

Componente

Contenido (% en peso)

iP total de C14 y C15

80,36

Total general de C14 y C15

84,97

Total general de C13 y mas pequeno

8,34

Total general de C16 y mas grande

6,69

Se llevo a cabo un procedimiento de separacion mediante destilacion con el fin de obtener una fraccion 190°C a 220°C. Se utilizaron los aparatos de destilacion Equipo de ensayo 1 y Equipo de ensayo 2 indicados anteriormente.

10 El procedimiento para obtener la fraccion 190°C a 220°C era similar al descrito anteriormente para obtener las otras fracciones destiladas, por ejemplo la fraccion 230°C a 260°C. Los detalles referentes a la composicion resultante se indican en las Tabla 25, a continuacion.

Tabla 25. Composicion de la fraccion 190°C a 220°C

Suma de % en peso

Isomero

Numero de carbonos

iP iP-di/tri-me iP-me iP-trime+ nP Total general

2

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

3

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

4

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

5

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

6

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

7

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

8

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

9

0,01 0,00 0,00 0,00 0,00 0,01

10

0,25 0,00 0,00 0,00 0,21 0,47

11

0,00 3,32 10,20 0,00 4,17 17,69

12

0,00 26,92 26,26 1,78 3,26 58,22

13

0,00 12,76 4,59 4,07 0,21 21,64

14

0,00 0,96 0,22 0,68 0,01 1,87

15

0,00 0,05 0,01 0,04 0,00 0,11

16

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

17

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

18

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

19

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

20

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

21

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

22

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

23

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

24

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

25

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

> C36

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

C25-C29

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

C30-C36

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

Total general

0,26 44,01 41,28 6,58 7,87 100,00

En la Tabla 25, «iP» se refiere a isoparafinas y «me» se refiere a grupos metileno, por ejemplo «iP-me» se refiere a una isoparafina con un grupo metileno (rama).

5 Se llevo a cabo un procedimiento de separacion mediante destilacion con el fin de obtener una fraccion 220°C a 240°C. Se utilizaron los aparatos de destilacion Equipo de ensayo 1 y Equipo de ensayo 2 indicados anteriormente. El procedimiento para obtener la fraccion 220°C a 240°C era similar al descrito anteriormente para obtener las otras fracciones destiladas, por ejemplo la fraccion 230°C a 260°C. Los detalles referentes a la composicion resultante se indican en las Tabla 26, a continuacion.

10

Tabla 26. Composicion de la fraccion 220°C a 240°C

Componente

Numero de carbonos Isomero % en peso

<C3

2 iP 0,00

Propano

3 nP 0,00

iso-C4

4 iP 0,00

n-Butano

4 nP 0,00

iso-C5

5 iP 0,00

n-pentano

5 nP 0,00

iso-C6

6 iP 0,00

n-hexano

6 nP 0,00

iso-C7

7 iP 0,00

n-heptano

7 nP 0,00

iso-C8

8 iP 0,00

n-octano

8 nP 0,00

iso-C9

9 iP 0,00

n-nonano

9 nP 0,00

iso-C10

10 iP 0,00

n-decano

10 nP 0,00

Parafinas C11; di/tri-metilo

11 iP-di/tri-me 0,03

Parafinas C11; metilo

11 iP-me 0,12

Isoparafinas C12, tri+-metilo

12 iP-trime+ 0,05

n-undecano

11 nP 0,13

Parafinas C12; di/tri-metilo

12 iP-di/tri-me 1,89

Isoparafinas C12, mono- metilo

12 iP-me 5,07

Isoparafinas C13, tri+-metilo

13 iP-trime+ 1,63

n-dodecano

12 nP 1,91

Parafinas C13; di/tri-metilo

13 iP-di/tri-me 16,77

Isoparafinas C13, mono- metilo

13 iP-me 20,89

Isoparafinas C14, tri+-metilo

14 iP-trime+ 5,68

n-tridecano

13 nP 3,14

Parafinas C14; di/tri-metilo

14 iP-di/tri-me 21,72

Isoparafinas C14, mono- metilo

14 iP-me 10,88

Isoparafinas C15, tri+-metilo

15 iP-trime+ 2,73

n-tetradecano

14 nP 0,84

Parafinas C15; di/tri-metilo

15 iP-di/tri-me 4,16

Isoparafinas C15, mono- metilo

15 iP-me 1,45

Isoparafinas C16, tri+-metilo

16 iP-trime+ 0,36

n-pentadecano

15 nP 0,08

Parafinas C16; di/tri-metilo

16 iP-di/tri-me 0,34

Isoparafinas C16, mono- metilo

16 iP-me 0,10

Isoparafinas C17, tri+-metilo

17 iP-trime+ 0,01

n-hexadecano

16 nP 0,00

Parafinas C17; di/tri-metilo

17 iP-di/tri-me 0,02

Isoparafinas C17, mono- metilo

17 iP-me 0,00

Isoparafinas C18, tri+-metilo

18 iP-trime+ 0,00

n-heptadecano

17 nP 0,00

Parafinas C18; di/tri-metilo

18 iP-di/tri-me 0,00

Isoparafinas C18, mono- metilo

18 iP-me 0,00

Isoparafinas C19, tri+-metilo

19 iP-trime+ 0,00

n-octadecano

18 nP 0,00

Isoparafinas C19, di/tri- metilo

19 iP-di/tri-me 0,00

Isoparafinas C19, mono- metilo

19 iP-me 0,00

Isoparafinas C20, tri+-metilo

20 iP-trime+ 0,00

n-nonadecano

19 nP 0,00

Isoparafinas C20, di/tri- metilo

20 iP-di/tri-me 0,00

Isoparafinas C20, mono- metilo

20 iP-me 0,00

Isoparafinas C21, tri+-metilo

21 iP-trime+ 0,00

eicosano

20 nP 0,00

Isoparafinas C21, di/tri- metilo

21 iP-di/tri-me 0,00

Isoparafinas C21, mono- metilo

21 iP-me 0,00

Isoparafinas C22, tri+-metilo

22 iP-trime+ 0,00

heneicosano

21 nP 0,00

Isoparafinas C22, di/tri- metilo

22 iP-di/tri-me 0,00

Isoparafinas C22, mono- metilo

22 iP-me 0,00

Isoparafinas C23, tri+-metilo

23 iP-trime+ 0,00

docosano

22 nP 0,00

Isoparafinas C23, di/tri- metilo

23 iP-di/tri-me 0,00

Isoparafinas C23, mono- metilo

23 iP-me 0,00

Isoparafinas C24, tri+-metilo

24 iP-trime+ 0,00

tricosano

23 nP 0,00

Isoparafinas C24, di/tri- metilo

24 iP-di/tri-me 0,00

Isoparafinas C24, mono- metilo

24 iP-me 0,00

Isoparafinas C25, tri+-metilo

25 iP-trime+ 0,00

tetracosano

24 nP 0,00

C25-C29

C25-C29

iP 0,00

C30-C36

C30-C36

iP 0,00

>C36

>C36

iP 0,00

Total

100,00

En la Tabla 26, «iP» se refiere a isoparafinas y «me» se refiere a grupos metileno, por ejemplo «iP-me» se refiere a una isoparafina con un grupo metileno (rama).

5 Las diversas fracciones obtenidas mediante procedimientos de separacion pueden utilizarse en diversas aplicaciones. Por ejemplo, una fraccion rica en C14-C16 puede utilizarse en, por ejemplo, aceites lubricantes, ceras, cosmeticos para el cuidado personal, farmaceuticos, detergentes, plasticos y aditivos, recubrimientos y fluidos funcionales, surfactantes e intermediarios tales como parafinas cloradas o sulfonadas que se pueden utilizar sin modificacion o para la produccion de, por ejemplo, plastificadores. Una fraccion rica en C16-C18 puede utilizarse en, 10 por ejemplo, aceites lubricantes, ceras, cosmeticos para el cuidado personal, farmaceuticos, detergentes, plasticos y aditivos, recubrimientos y fluidos funcionales, surfactantes e intermediarios tales como parafinas cloradas o sulfonadas que se pueden utilizarse sin modificacion o para la produccion de, por ejemplo, plastificadores. Una fraccion rica en C18 puede utilizarse en, por ejemplo, aceites lubricantes, ceras, cosmeticos para el cuidado personal, farmaceuticos, detergentes, plasticos y aditivos, recubrimientos y fluidos funcionales, surfactantes e

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intermediarios tales como parafinas cloradas o sulfonadas que se pueden utilizarse sin modificacion o para la produccion de, por ejemplo, plastificadores.

Tal como apreciara el experto en la materia, la presente invencion puede realizarse en otras formas espedficas sin apartarse del espmtu o caractensticas esenciales de la misma. Por lo tanto, las realizaciones actualmente dadas a conocer se consideran en todos los respectos ilustrativas y no limitativas. El alcance de la invencion es indicado por las reivindicaciones adjuntas y no por la descripcion anteriormente proporcionada, y todos los cambios comprendidos dentro del significado y alcance y equivalencia de los mismos se pretende que se encuentren comprendidos en la invencion.

DOCUMENTOS CITADOS

A continuacion se proporciona una lista de los documentos citados que se han indicado anteriormente:

[13] "ASTM Standard D7345, 2008, "Distillation of Petroleum Products at Atmospheric Pressure (Micro Distillation Method)"," ASTM International, West Conshohocken, PA, 2008. 15 p.

[15] "ASTM Standard D86, 2011a, "Distillation of Petroleum Products at Atmospheric Pressure"," ASTM International, West Conshohocken, PA, 2011. 27 p.

[20] "ASTM Standard D2887,2008, "Boiling Range Distribution of Petroleum Fractions by Gas Chromatography"," AsTm International, West Conshohocken, PA, 2008. 20 p.

[39] G. Wypych, "Solvents, Industrial," in Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology.: John Wiley & Sons, Inc., 2006, vol. 23, paginas 1 a 41. [En Internet].
www.onlinelibrary.wiley.com

[40] G. Wypych, "Basic Physical and Chemical Properties of Solvents," in Handbook of Solvents, G. Wypych, Ed. Toronto: Chem Tec Publishing, 2001, cap. 2.3, paginas 42 a 63. [En Internet].
www.knovel.com

[43] "ASTM Standard D5950, 2007, "Pour Point of Petroleum Products (Automatic Tilt Method)"," ASTM International, West Conshohocken, PA, 2007. 5 p.

[44] "ASTM Standard D5771, 2010, "Cloud Point of Petroleum Products (Optical Detection Stepped Cooling Method)"," ASTM International, West Conshohocken, PA, 2010. 6 p.

[48] "ASTM Standard D445, 2009, "Kinematic Viscosity of Transparent and Opaque Liquids (and Calculation of Dynamic Viscosity)"," ASTM International, West Conshohocken, PA, 2009. 10 p.

[49] "ASTM Standard D2270, 2010, "Calculating Viscosity Index from Kinematic Viscosity at 40 and 100°C"," AsTm International, West Conshohocken, PA, 2010. 6 p.

[54] C. Bordes, V. Freville, E. Ruffin, P. Marote, J. Y. Gauvrit, S. Briangon and P. Lanteri, "Determination of poly(£-caprolactone) solubility parameters: Application to solvent substitution in a microencapsulation process," International Journal of Pharmaceutics, vol. 383, no. 1-2, paginas 236 a 243, 2010.

[55] W. Andrew, PDL HANDBOOK SERIES: Chemical Resistance of Thermoplastics, W. Woishnis and S. Ebnesajjad, Eds. Waltham, USA: Elsevier Inc., pp. XV-LI, 2012. [En Internet].
http://books.google.com/

[62] S. J. Kim, S. J. Park, and S. I. Kim, "Swelling behavior of interpenetrating polymer network hydrogels composed of poly(vinyl alcohol) and chitosan," Reactive & Functional Polymers, vol. 55, pags 53 a 59, 2003.

[68] Q. Li, D. L. Feke, and I. M. Zloczower, "Comparison of stability and dispersion characteristics of organic pigment agglomerates," Powder Technology, vol. 92, pags 17 a 24, 1997.

[80] "ASTM Standard D93, 2008, "Flash Point by Pensky-Martens Closed Cup Tester"," ASTM International, West Conshohocken, PA, 2008. 18 p.

[81] "ASTM Standard D56, 2010, "Flash Point by Tag Closed Cup Tester"," ASTM International, West Conshohocken, PA, 2010. 11 p.

[82] "ASTM Standard D611, 2007, "Aniline Point and Mixed Aniline Point of Petroleum Products and Hydrocarbon Solvents"," ASTM International, West Conshohocken, PA, 2007. 7 p.

[83] "ASTM Standard D4052, 2011, "Density, Relative Density, and API Gravity of Liquids by Digital Density Meter"," ASTM International, West Conshohocken, PA, 2011. 8 p.

[85] "ASTM Standard D2624, 2009, "Electrical Conductivity of Aviation and Distillate Fuels"," ASTM International, West Conshohocken, PA, 2009. 11 p.

[88] "ASTM Standard D6045, 2009, "Color of Petroleum Products by the Automatic Tristimulus Method"," ASTM International, West Conshohocken, PA, 2009. 8 p.

[89] "ASTM Standard D1218, 2007, "Refractive Index and Refractive Dispersion of Hydrocarbon Liquids"," ASTM International, West Conshohocken, PA, 2007. 7 p.

[92] "ASTM Standard D2710, 2009, "Bromine Index of Petroleum Hydrocarbons by Electrometric Titration"," AsTm International, West Conshohocken, PA, 2009. 4 p.

[95] "ASTM Standard D5453, 2009, "Determination of Total Sulfur in Light Hydrocarbons, Spark Ignition Engine Fuel, Diesel Engine Fuel, and Engine Oil by Ultraviolet Fluorescence"," ASTM International, West Conshohocken, PA, 2009. 10 p.

[97] C. Chiyoda, E. C.D. Peixoto, A. J.A. Meirelles y C. E.C. Rodrigues, "Liquid-Liquid equilibria for systems composed of refined soybean oil, free fatty acids, ethanol, and water at different temperatures," Fluid Phase Equilibria, vol. 299, pags 141-147, 2010.

[98] ALZAID Chemical Compatibility Test Kit. [En Internet].
www.alzet.com/downloads/alzaidspecs.pdf, 15 de marzo, 2013.

[99] Orgasol powders: Arkema Inc. [Online].
http://www.arkema-inc.com/literature/pdf/92.pdf, 15 de marzo, 2013.

5

10

15

20

25

[100] "ASTM Standard D1401, 2010, "Water Separability of Petroleum Oils and Synthetic Fluids"," ASTM International, West Conshohocken, PA, 2010. 5 p.

[101] M. Daaou and D. Bendedouch, "Water pH and surfactant addition effects on the stability of an Algerian crude oil emulsion," Journal of Saudi Chemical Socitety, vol. 16, pags 333 a 337, 2012.

[102] Berol 791: AkzoNobel Fabric & Cleaning. [En Internet].
http://sc.akzonobel.com/en/fabric- cleaning/Pages/product-detail.aspx?prodID=8242, 7 May 2013.

[103] SIMULSOL 165: SEPPIC. [En Internet].
http://www.seppic.com/cosmetic/emulsifier/simulsol-165-@/view- 361-seproduit.html;jsessionid=xSYB9LuYcjgHYDGOpgH4w, 7 de mayo, 2013.

[104] Zschimmer & Schwarz: Technical datasheet MULSIFAN CB Oil/water emulsifier for cosmetics. [En Internet].
http://www.zschimmer-

schwarz.com/MULSIFAN_CB/simon/zschimmerschwarz/media/site/downloads/merkblatt/1_ S_S_ENG_4255_10_2_370.pdf, 7 de mayo, 2013.

[105] J. Viyoch., Surfa Tech-Technology Library- Emulsions. [Online].
http://www.surfatech.com/pdfs/emulsions.pdf, 7 de mayo, 2013.

[106] ASTM International. [En Internet].
http://www.astm.org/Standard/index.shtml, 17 de junio, 2013.

[107] Y. Natsume, T. Minakata, and T. Aoyagi, "Structures and electronic properties of thin-films of polycyclic aromatic hydrocarbons," Thin Solid Films, vol. 517, pags 3005-3010,2009.

[108] "ISO 6297:1997 Petroleum products --Aviation and distillate fuelsDetermination of electrical conductivity," International Organization for Standardization, Geneva, 1997.

[109] Dinonylnaphthalene Category: Screening-Level Hazard Characterization of High Production Volume

Chemicals, U.S. environmental Protection Agency. [en Internet].

http://www.epa.gov/chemrtk/hpvis/hazchar/Category_Dinonylnaphthalene_M arch_2012.pdf, 11 de junio, 2013.

[110] T. Kasza and J. Hancsok, "Investigation of Fuel Components Produced by The Isomerization of Bio-paraffin Mixtures," Hungarian Journal of Industrial Chemistry Veszprem, vol. 39, pags 121-126, 2011.

Claims (19)

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15

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35

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REIVINDICACIONES

1. Composicion, que comprende:

40% a 50% en peso de parafinas C14, respecto al peso total de la composicion, y 35% a 45% en peso de parafinas C15, respecto al peso total de la composicion, en la que las parafinas Cl4 y C15 se producen a partir de una materia prima biologica.

2. Composicion segun la reivindicacion 1, en la que la composicion comprende 45% a 50% en peso de parafinas C14 y 40% a 45% en peso de parafinas C15, respecto al peso total de la composicion.

3. Composicion segun la reivindicacion 1, en la que la composicion comprende menos de 9% en peso de parafinas C13 y parafinas mas ligeras y menos de 7% en peso de parafinas C16 y parafinas mas pesadas, respecto al peso total de la composicion.

4. Composicion segun la reivindicacion 1, en la que la composicion comprende menos de 5% en peso de parafinas C13 y parafinas mas ligeras y menos de 3% en peso de parafinas C16 y parafinas mas pesadas, respecto al peso total de la composicion.

5. Composicion segun la reivindicacion 1, en la que el contenido total de isoparafinas de la composicion es superior a 93% en peso, respecto al peso total de la composicion.

6. Composicion segun la reivindicacion 1, en la que el contenido total de isoparafinas de la composicion es superior a 97% en peso, respecto al peso total de la composicion.

7. Composicion segun la reivindicacion 1, en la que las parafinas C14 son isoparafinas y las parafinas C15 son isoparafinas.

8. Composicion segun la reivindicacion 2, en la que las parafinas C14 son isoparafinas y las parafinas C15 son isoparafinas.

9. Composicion segun la reivindicacion 1, en la que el contenido total de hidrocarburos aromaticos de la composicion es inferior a 1.500 ppm en peso.

10. Composicion segun la reivindicacion 1, en la que el contenido total de hidrocarburos aromaticos de la composicion es inferior a 1300 ppm en peso.

11. Composicion segun la reivindicacion 1, en la que el contenido total de hidrocarburos aromaticos de la composicion es inferior a 500 ppm en peso.

12. Composicion segun la reivindicacion 1, en la que las parafinas C14 y C15 son producidas mediante un procedimiento que comprende la hidrodesoxigenacion e isomerizacion de una materia prima biologica.

13. Composicion segun la reivindicacion 1, en la que la composicion presenta un punto de ebullicion

comprendido en el intervalo de entre 240°C y 260°C.

14. Composicion segun la reivindicacion 1, en la que la composicion presenta un punto de ebullicion

comprendido en el intervalo de entre 245°C y 255°C.

15. Composicion segun la reivindicacion 1, en la que la composicion resulta adecuada para la utilizacion como solvente o componente de solvente.

16. Composicion segun la reivindicacion 1, en la que la composicion se encuentra en forma lfquida.

17. Composicion segun la reivindicacion 1, en la que la composicion es una emulsion.

18. Composicion segun la reivindicacion 1, en la que la composicion resulta adecuada para la utilizacion en un recubrimiento, pintura, laca, barniz, pulimento, tinta, adhesivo, sellante, resina, plastico, catalizador, composicion limpiadora, desensibilizador peroxido, dispersion de pigmento, fluido portador para un ingrediente activo, antioxidante, biocida, insecticida, ambientador, composicion de proteccion de los cultivos, detergente, composicion desgrasante, composicion de limpieza en seco, cosmetico, composicion de cuidado personal, farmaceutico, extensor en un material de impresion dental, vacuna, ingrediente alimentario, composicion saborizante, fragancia, extraccion de aceite natural, compuesto petroqmmico, composicion de fango de perforacion, composicion de procedimiento extractivo, plastificador para elastomero, compuesto qmmico de procesamiento del papel, lubricante, fluido funcional, aceite para transformadores, composicion de trabajo del metal, fluido de laminacion o de corte, composicion de

29

tratamiento del agua, composicion de tratamiento de la madera, compuesto qmmico para la construccion, material desmoldante, explosivo, producto qmmico para la minena, composicion de extraccion de solvente, componente combustible, combustible para calefaccion, aceite para lamparas o una combinacion de los mismos.

5

19. Procedimiento para la produccion de la composicion segun la reivindicacion 1, comprendiendo el procedimiento:

llevar a cabo reacciones de hidrodesoxigenacion e isomerizacion de una materia prima biologica, y 10 llevar a cabo un procedimiento de separacion del material resultante, en el que el procedimiento de

separacion incluye la destilacion.

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