ES2879950T3 - Formulación de aditivos de proceso y método para la reducción de espuma y/o aumento del drenaje - Google Patents
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Abstract
Formulación de aditivo de proceso para reducir la espuma y/o aumentar el drenaje en un proceso comprendiendo un medio acuoso, comprendiendo la formulación del aditivo del proceso - 50 - 80% de un copolímero de acrilato y/o metacrilato en un diluyente orgánico, obteniéndose el copolímero por polimerización de una premezcla de monómeros que comprende monómeros de acrilato de alquilo y/o monómeros de metacrilato de alquilo y un monómero de acrilato de hidroxialquilo y ácido acrílico o ácido metacrílico, y - aceite renovable, que se produce a partir de fuentes renovables seleccionadas de plantas y/o animales, o aceite mineral, en donde los porcentajes se calculan en base al peso de la formulación del aditivo del proceso y la formulación del aditivo del proceso está libre de sílice, silicona y tensioactivo de silicona.
Description
d e s c r ip c ió n
Formulación de aditivos de proceso y método para la reducción de espuma y/o aumento del drenaje
La presente invención se refiere a una formulación de aditivos de proceso y un método para la reducción de espuma y/o para aumentar el drenaje según los preámbulos de las reivindicaciones independientes adjuntas.
Se utilizan diferentes composiciones antiespumantes en diferentes industrias para controlar la formación de espuma, por ejemplo, en la industria de la pasta y el papel. El propósito de las composiciones antiespumantes es reducir la formación de espuma o prevenirla por completo. Se conocen diversas composiciones antiespumantes.
El documento de Patente US 8,236,889 describe una formulación antiespumante que no contiene etileno bisestearamida de aceite o silicona libre. La formulación antiespumante del documento de Patente US 8,236,889 tiene muchas propiedades ventajosas, pero se ha encontrado que en algunas aplicaciones la formulación antiespumante obtenida no tiene un perfil de miscibilidad óptimo, lo que puede reducir su rendimiento.
En muchos procesos que comprenden líquido (s) y material particular, no solo la formación de espuma es un problema, sino también el drenaje, es decir, la separación del agua del material particular. Existe la necesidad de una formulación de aditivos de proceso que muestre tanto propiedades antiespumantes como que mejore simultáneamente el drenaje.
El documento de Patente US 5,152,925 describe una composición que tiene propiedades antiespumantes y de drenaje que comprende un copolímero disuelto en un líquido orgánico, preparándose dicho copolímero a partir de un monómero de hidroxialquilo.
El documento de Patente US 4,107,073 describe una composición antiespumante y coadyuvante de drenaje que comprende un copolímero de ácido acrílico y aceite de parafina.
El documento de Patente US 4,559,162 describe una composición antiespumante que comprende un copolímero de un acrilato de alquilo con ácido acrílico o metacrílico y una mezcla de hidrocarburos de parafinas.
Es un objetivo de la presente invención reducir o incluso eliminar los problemas mencionados anteriormente que aparecen en la técnica anterior.
Un objetivo de la presente invención es proporcionar una formulación de aditivos de proceso, que sea adecuada para su uso como agente antiespumante y/o desespumante, y que tenga un perfil de miscibilidad, que pueda ajustarse fácilmente según las necesidades de un proceso particular.
Para realizar los objetivos anteriormente mencionados, entre otros, la invención se caracteriza por lo que se presenta en las partes caracterizadoras de las reivindicaciones independientes adjuntas.
Algunas realizaciones preferidas según la invención se describen en las reivindicaciones dependientes que se presentan más adelante.
La formulación de aditivos de proceso según la presente invención para la reducción de espuma y/o para aumentar el drenaje en un proceso que comprende un medio acuoso, comprende
- 50 - 80% de un copolímero de acrilato y/o metacrilato en un diluyente orgánico, obteniéndose el copolímero por polimerización de una premezcla de monómeros que comprende monómeros de acrilato de alquilo y/o monómeros de metacrilato de alquilo y un monómero de acrilato de hidroxialquilo y ácido acrílico o ácido metacrílico, y
- aceite renovable, que se produce a partir de fuentes renovables seleccionadas de plantas y/o animales, o aceite mineral,
en donde los porcentajes se calculan en base al peso de la formulación del aditivo del proceso y la formulación del aditivo del proceso está libre de sílice, silicona y tensioactivo de silicona.
La presente invención también se refiere a un método para reducir la formación de espuma y/o aumentar el drenaje en un proceso, que comprende un medio de proceso acuoso con material sólido en partículas opcional, comprende una adición de una formulación de aditivo de proceso que comprende
- 50 - 80% de un copolímero de acrilato y/o metacrilato en un diluyente orgánico, obteniéndose el copolímero por polimerización de una premezcla de monómeros que comprende monómeros de acrilato de alquilo y/o monómeros de metacrilato de alquilo y un monómero de acrilato de hidroxialquilo y ácido acrílico o ácido metacrílico, y
- aceite renovable, que se produce a partir de fuentes renovables seleccionadas de plantas y/o animales, o aceite mineral,
en donde los porcentajes se calculan en base al peso de la formulación del aditivo del proceso y la formulación del aditivo del proceso está libre de sílice, silicona y tensioactivo de silicona,
al medio de proceso acuoso.
En el contexto de la presente solicitud los términos "medio acuoso" o "medio de proceso acuoso" se utilizan como sinónimos e indistintamente y se entienden como un medio líquido en el que el agua es el constituyente principal, y que puede comprender material sólido, tal como partículas, fibras, filamentos, flóculos o similares. Preferiblemente, el medio acuoso comprende agua al menos el 40% en peso, más preferiblemente al menos el 50% en peso. El medio acuoso puede ser agua completamente transparente, agua desprovista de material particular, una suspensión coloidal o una suspensión de pasta, o similares.
En el contexto de la presente solicitud, todas las partes y porcentajes son en peso a menos que se especifique lo contrario.
Actualmente se ha descubierto sorprendentemente que una formulación de aditivo de proceso que comprende un copolímero de acrilato y/o metacrilato en un diluyente orgánico, polimerizado en presencia de ácido acrílico o ácido metacrílico, así como aceite renovable o aceite mineral, proporciona ventajas inesperadas en varios procesos industriales, especialmente en el procesamiento de papel y pasta, en particular para mejorar el drenaje en las lavadoras de pasta, aumentar los sólidos del licor y para reducir el recuento de suciedad en la pasta y en el papel resultante. La formulación del aditivo del proceso es fácil y económica de producir y proporciona una mejora inesperada tanto en el control de la espuma como en las propiedades de drenaje en cantidades de dosificación pequeñas. La formulación no solo puede reducir la cantidad de espuma, sino que también puede prevenir la formación de espuma en primer lugar. Sorprendentemente, se observó que cuando la formulación del aditivo del proceso se fabrica mediante la adición de aceite renovable o aceite mineral al copolímero en un diluyente orgánico, la adición del aceite introduce un componente de baja tensión superficial en la formulación del aditivo del proceso, lo que permite así un uso más eficiente de la formulación en varios procesos.
El copolímero de acrilato de alquilo o metacrilato de alquilo, preferiblemente terpolímero, de la formulación del aditivo del proceso se puede obtener polimerizando una premezcla de monómeros, que comprende monómeros de acrilato de alquilo y/o monómeros de metacrilato de alquilo, en los que el grupo alquilo es lineal o ramificado y comprende de 1 a 18 átomos de carbono, preferiblemente de 2 a 10 átomos de carbono. El grupo alquilo del monómero puede comprender al menos un grupo hidroxi en cualquier parte de la cadena del grupo alquilo. Según una realización preferida de la invención, los monómeros de acrilato y/o metacrilato, que pueden usarse, incluyen (met) acrilato de 2-etilhexilo, (met) acrilato de 1 -hidroxietilo, (met) acrilato de 2-hidroxietilo, acrilato de 1-hidroxipropilo, (Met) acrilato de 2-hidroxipropilo, (met) acrilato de 3-hidroxipropilo, (met) acrilato de 1-hidroxiisopropilo, (met) acrilato de 2-hidroxiisopropilo, (met) acrilato de 3-hidroxiisopropilo, (met) acrilato de 1-hidroxibutilo, (met) acrilato de 2-hidroxibutilo, (met) acrilato de 3-hidroxibutilo y (met) acrilato de 4-hidroxibutilo. Los monómeros preferidos de la presente invención incluyen acrilato de 2-etilhexilo, acrilato de 2-hidroxietilo y ácido acrílico.
El copolímero adecuado para el uso en la presente invención se obtiene mediante polimerización de monómeros de acrilato de alquilo y/o monómeros de metacrilato de alquilo y monómeros de acrilato de hidroxialquilo, en presencia de ácido acrílico o ácido metacrílico. Se ha observado que la adición de ácido acrílico o ácido metacrílico a la premezcla de monómeros mejora el rendimiento de la formulación del aditivo del proceso como agente antiespumante y/o desespumante y/o coadyuvante de drenaje.
Los copolímeros adecuados para el uso en la presente invención pueden prepararse de cualquier manera adecuada conocida por un experto en la técnica. Por ejemplo, pueden prepararse en un diluyente orgánico en presencia de un catalizador que genere radicales libres con o sin la adición de ácido acrílico o ácido metacrílico a la premezcla de monómeros. Los catalizadores adecuados para su uso pueden seleccionarse de, pero no se limitan a, 2,2'-azobis (2-metilpropanonitrilo), 2,2'-azobis (2,4-dimetilpentanonitrilo) o 2,2'-azobis (2-metilbutanonitrilo). Preferiblemente, el catalizador que genera los radicales libres es 2,2'-azobis (2-metilpropanonitrilo). También es posible utilizar sistemas de catalizadores redox tales como sistemas de bromato/sulfuro o persulfato/ferroso. Además, se pueden usar peróxidos tal como el peróxido de benzoílo para generar los radicales libres.
La cantidad de ácido acrílico y/o ácido metacrílico que puede usarse en la premezcla de monómeros para la preparación de los copolímeros se selecciona de, pero no se limita a, hasta aproximadamente el 25% en moles del copolímero final, preferiblemente de aproximadamente 1 a 20% en moles del copolímero, incluso más preferiblemente aproximadamente 8% en moles del copolímero.
Según una realización de la presente invención, el diluyente orgánico se selecciona de ftalato de diisodecilo, adipato de diisooctilo, ftalato de diisooctilo, adipato de dietilhexilo, adipato de dioctilo, 2-etil-1-hexanol, alcohol isooctílico, ftalato de dihexilo y mezclas de los mismos. Preferiblemente, el diluyente orgánico es adipato de dietilhexilo, ftalato de diisodecilo o adipato de diisooctilo, más preferiblemente adipato de dietilhexilo.
Según una realización de la invención, el aceite mineral se selecciona de aceite sintético o aceite refinado, tal como queroseno, aceite diesel, aceite parafínico o aceite nafténico. El aceite sintético es un aceite mineral producido
mediante el proceso de Fischer-Tropsch o un proceso de polimerización similar. Los aceites refinados pueden craquearse, tratarse mediante extracción con disolventes y/o hidrotratarse. El queroseno, el aceite diesel, el aceite parafínico y el aceite nafténico se obtienen a partir de un petróleo crudo mediante refinación y destilación. El aceite parafínico puede comprender hidrocarburos parafínicos o cicloparafínicos o ambos. La viscosidad del aceite mineral usado puede ser 50 - 300 cSt, preferiblemente 60 - 200 cSt, más preferiblemente 75 - 125 cSt.
Según otra realización de la invención, la formulación del aditivo del proceso comprende aceite renovable. Se entiende aquí por aceite renovable el aceite producido a partir de fuentes renovables, tal como plantas y/o animales. Ejemplos de aceites renovables son diferentes tipos de biodiesel y aceites vegetales, tal como el aceite de colza.
Según una realización de la invención, la formulación del aditivo del proceso comprende además del aceite mineral un agente vehículo orgánico, que puede seleccionarse de, pero no se limita a, polibutenos que tienen un peso molecular de aproximadamente 300 - 1300 Da; ftalatos de dialquilo; ésteres de ácidos grasos; polietilenglicol o polipropilenglicol o ésteres de los mismos; y cualquier mezcla de los mismos. Preferiblemente, el agente vehículo orgánico es un polibuteno que tiene un peso molecular de aproximadamente 300 - 1300 Da o polipropilenglicol, más preferiblemente polipropilenglicol.
Según una realización preferida de la presente invención, la formulación del aditivo del proceso comprende
- un copolímero que es un terpolímero de un acrilato de alquilo y un acrilato de hidroxialquilo con ácido acrílico, en un diluyente orgánico que es adipato de dietilhexilo, y
- aceite mineral que se selecciona del aceite sintético producido mediante el proceso de Fischer-Tropsch, aceite parafínico o aceite nafténico, y
- opcionalmente un agente vehículo orgánico, que es polipropilenglicol.
Se ha observado que esta formulación de aditivo de proceso es ventajosa para el control de la espuma y la mejora del drenaje en el proceso de la pasta de lavado, tal como pasta de celulosa.
La formulación del aditivo del proceso puede comprender además un tensioactivo, que se selecciona de, pero no se limita a, polipropilen triol, butoxi polipropilen polietilenglicol, copolímero de bloque de óxido de etileno/óxido de propileno, los ésteres de polipropilen triol, butoxi polipropilen polietilenglicol, copolímero del bloque de óxido de etileno/óxido de propileno, éteres de alquilpolioxietileno, alquilpolioxietilenos, éteres de polioxipropileno, ésteres de polioxietileno de ácidos grasos, ésteres de polioxietilensorbitán de ácidos grasos, ésteres de polioxipropilen sorbitol de ácidos grasos, aceites de ricino de polioxietileno, alquilpolioxietilen aminas y amidas, ésteres de sorbitán de ácidos grasos, ésteres de poliglicerina de ácidos grasos, ésteres de sacarosa de ácidos grasos y similares. Preferiblemente, el tensioactivo es un polipropilen-polietilenglicol.
La formulación de aditivos del proceso puede comprender además uno o más agentes aditivos seleccionados de, pero no limitados a, ceras, alcoholes grasos, ésteres de ácidos grasos, ésteres de alcoholes grasos, ácidos grasos y diamidas, tales como etilen bis-estearamida (EBS). Según una realización preferida, el agente aditivo es etilen bis-estearamida. La cantidad total de agente aditivo en la formulación de aditivo del proceso final es normalmente menos del 15%, preferiblemente menos del 10%, más preferiblemente menos del 5%, del peso de la formulación final.
Según una realización de la invención, uno o más agentes aditivos seleccionados de ceras, alcoholes grasos, ésteres de ácidos grasos, ésteres de alcoholes grasos, ácidos grasos y diamidas, tales como etilen bis-estearamida (EBS), se añaden a la fase líquida simultáneamente con el aceite renovable o aceite mineral. Según una realización, el agente aditivo es diamida, por lo que la cantidad típica de diamida en la formulación del aditivo del proceso puede estar entre aproximadamente 2 y 10% del peso de la composición final. Según una realización de la presente invención, el agente aditivo es etilen bis-estearamida, que es una molécula hidrófoba. El aceite funciona como un vehículo para introducir agentes aditivos de manera eficaz y permite también la adición de agentes aditivos en partículas, tales como etilen bis-estearamida.
Según la presente invención, la formulación del aditivo del proceso está libre de sílice, silicona y tensioactivo de silicona. La formulación de aditivos de proceso, que está libre de sílice, silicona y tensioactivo de silicona, es especialmente adecuada para su uso en procesos de pasta, que tienen limitaciones químicas de silicio o restricciones sobre los productos químicos utilizados en la fabricación de pasta.
Según la invención, la cantidad de copolímero en el diluyente orgánico es del 50 al 80% del peso de la formulación del aditivo del proceso, incluso más preferiblemente del 60 al 75% del peso de la formulación del aditivo del proceso.
Según una realización de la invención, la cantidad de aceite mineral es del 0,5 al 80% del peso de la formulación del aditivo del proceso, preferiblemente del 1 al 60% del peso de la formulación del aditivo del proceso, más preferiblemente del 5 al 50% del peso de la formulación del aditivo del proceso, incluso más preferiblemente del
10 al 40% del peso de la formulación del aditivo del proceso. Estas cantidades de aceite mineral permiten un control de la espuma óptimo y eficiente.
Según una realización de la invención, la cantidad de agente vehículo orgánico es del 5 al 75% del peso de la formulación del aditivo del proceso, preferiblemente del 7 al 60% del peso de la formulación del aditivo del proceso, más preferiblemente del 10 al 50% del peso de la formulación del aditivo del proceso, incluso más preferiblemente del 10 al 40% del peso de la formulación del aditivo del proceso. Estas cantidades de agente vehículo orgánico permiten un drenaje óptimo y eficiente.
La dosificación o velocidad de alimentación de la formulación del aditivo del proceso puede ser de 1 a 50 partes por millón (ppm), preferiblemente de 3 a 30 ppm, más preferiblemente de 5 a 20 ppm, dependiendo del proceso o las condiciones de aplicación. Alternativamente, la dosificación o velocidad de alimentación de la formulación de aditivo del proceso puede ser de 2 a 50 partes por millón (ppm).
La formulación de aditivos de proceso de la presente invención también es útil en la industria del petróleo, tratamiento de agua, pinturas y revestimientos, procesamiento de alimentos y bebidas, industria minera, textiles, agricultura y similares. Se puede utilizar en varias aplicaciones industriales que incluyen, pero no se limitan a:
i) controlar o destruir la espuma en varios procesos alcalinos o ácidos asociados con el procesamiento de pasta o papel, tal como en el proceso de pasta de Kraft, el proceso de pulpa al sulfito, el proceso de pasta termomecánico (TMP), el proceso de pasta químico termomecánico (CTMP), el proceso de pasta de madera triturada, proceso de pasta de carbonato, aplicaciones de máquinas de papel, aplicaciones de salas de cribado, aplicaciones de plantas de blanqueo o similares;
ii) disminuir de manera eficiente la producción de espuma durante la preparación de lechadas de cemento y controlar las propiedades de flujo del cemento minimizando el arrastre de aire en la lechada de cemento. La minimización del arrastre de aire en la lechada de cemento también da como resultado un enrejado de cemento estructuralmente más sólido;
iii) aumentar la eficiencia de la perforación en pozos petroleros minimizando los efectos del aire no deseado. Por ejemplo, cuando se agrega a un pozo de petróleo, la formulación del aditivo del proceso reduce eficazmente la tensión interfacial del petróleo crudo, lo que permite así que el gas arrastrado escape fácilmente y conduce a una mayor eficacia de perforación. Además, la formulación del aditivo del proceso también controla eficazmente el arrastre de aire en el petróleo crudo durante el proceso de calentamiento en las columnas de destilación.
iv) controlar la producción de espuma durante el tratamiento de aguas residuales en entornos municipales y comerciales, tales como clarificadores, canales artificiales, desagües, estanques de efluentes. Además, la formulación del aditivo del proceso también controla eficazmente el arrastre de aire y espuma tanto en aplicaciones frías como calientes.
Según una realización, la invención es especialmente útil para el control de la espuma y/o la mejora del drenaje en la producción de fibras de celulosa, tales como viscosa, acetato o polímeros solubles en agua derivados de celulosa, tales como éteres de celulosa.
La formulación de aditivos de proceso es particularmente útil en la mejora antiespumante, desespumante y/o de drenaje en el procesamiento de pasta y/o papel, antiespumante de cemento, deshidratación de lodo de cal en la recuperación cáustica o procesamiento de fluidos de lodo de perforación en campos de petróleo. Por ejemplo, la formulación de aditivo de proceso se puede usar en la deshidratación de lodo de cal en la recuperación cáustica, donde el óxido de calcio se recupera del carbonato de calcio por calor. El carbonato de calcio recuperado se lava para reducir la cantidad de azufre reducido total en el óxido de calcio. Existe la necesidad de un drenaje eficaz y eficiente del agua de lavado del óxido de calcio. Además, la formulación del aditivo del proceso se puede utilizar para controlar la formación de espuma en el proceso de cementación de un pozo de petróleo y para garantizar la resistencia y el flujo adecuado del cemento.
Según una realización de la invención, la formulación de aditivo de proceso se usa para producir pasta y la dosificación de la formulación de aditivo de proceso es de 0,2 a 1,5 kg por tonelada de pasta producida.
Según una realización de la invención, la formulación del aditivo del proceso se usa para desespumar el cemento y la dosificación de la formulación del aditivo del proceso es de 1 a 5 ppm en peso de cemento seco.
Según una realización de la invención, la formulación de aditivo de proceso se usa para la deshidratación de lodo de cal y la dosificación de la formulación de aditivo de proceso es de 0,2 a 2,3 kg por tonelada de CaO recuperada.
La formulación de aditivo de proceso de la presente invención no se limita en modo alguno únicamente a los usos descritos anteriormente. Como tal, la formulación de aditivo de proceso de la presente invención también puede usarse en cualquier industria que pueda requerir el control o destrucción de espuma y/o aumentar la retención en un proceso de filtrado.
e x p e r im e n t a l
Algunas realizaciones de la invención se describen en los siguientes ejemplos no limitantes.
Ejemplo 1
Evaluación de muestras mediante la prueba FEAT:
El probador de espuma y aire arrastrado (FEAT) es un aparato de prueba que se utiliza para determinar la eficacia de los agentes antiespumantes en un entorno de laboratorio. El aparato mide el cambio de densidad en función del tiempo del filtrado a medida que se introduce el agente antiespumante. La medida del cambio en la densidad de un filtrado es una medida directa del cambio en el aire arrastrado. En las fábricas de pasta y papel, la presencia de aire arrastrado puede perturbar la formación y el drenaje de la hoja.
La prueba de las muestras utiliza una celda de espuma recirculatoria unida a una bomba. La manguera que sale de la bomba se conecta a un densímetro, que se conecta de nuevo a la parte superior de la celda de espuma. En todas las pruebas se utiliza licor negro del lavador de la primera etapa de un molino de proceso Kraft del Sur de América del Norte. El licor se calienta a 85°C. El licor negro calentado se añade a la unidad de prueba y se bombea a través de la unidad para llenar las líneas. El nivel del licor se baja luego a la marca de 19 cm en el tubo antes de que comience la prueba. La velocidad del motor de la bomba se establece en 60%. Una vez que se enciende la bomba y la densidad se reduce debido al arrastre de aire a 0,90 g/ml, se añaden 100 gl de agente antiespumante. La prueba se ejecuta durante al menos 200 segundos hasta que se recopilan al menos 400 puntos de datos (la unidad FEAT recopila 1 punto de datos cada 0,5 segundos). Luego se genera un gráfico de líneas para mostrar el cambio en la densidad del licor del período de tiempo. Después se calcula el área bajo la curva para cada prueba. Se calculan dos áreas diferentes: el área bajo la curva durante los primeros 30 segundos se calcula para proporcionar una medida de la desaireación inicial de la muestra, y el área bajo la curva para el tiempo total de prueba se calcula para proporcionar una medida del rendimiento general de cada muestra. Aquellas muestras que tienen el área más alta bajo las medidas de la curva son aquellas muestras que se realizaron mejor. Todas las pruebas se realizaron por duplicado y se reportan los promedios de las dos ejecuciones. El intervalo de error experimental para este método de prueba es -10%.
Se ensayan las formulaciones de aditivos de proceso descritas en la Tabla 1. Todos los porcentajes de la Tabla 1 se calculan como % en peso del peso total de la muestra. El peso total de la muestra es de 300 g.
En el ejemplo, el copolímero es un terpolímero de monómeros de acrilato de hidroxilalquilo y acrilato de alquilo en un diluyente de adipato de dietilhexilo y el aceite mineral es aceite mineral Parafínico 100.
Tabla 1. Formulaciones de aditivos de proceso ensayadas.
Las formulaciones se preparan como una mezcla simple colocando el copolímero en un recipiente y comenzando a agitar con un mezclador de laboratorio usando una velocidad de 500 rpm. En caso de que se utilice EBS, primero se premezcla con el aceite mineral. Se añade lentamente el aceite mineral, con o sin EBS, al copolímero durante aproximadamente 90 segundos y se mantiene bajo agitación durante 30 minutos más, con lo que se obtiene una formulación de aditivo de proceso.
Las formulaciones de aditivos de proceso se prueban utilizando un procedimiento de prueba FEAT descrito anteriormente. Un agente antiespumante comercial Fennotech 7000 (Kemira Oyj, Finlandia) se utiliza como Referencia 1. Los resultados de las pruebas FEAT se muestran en la Tabla 2.
Tabla 2 Resultados de la prueba FEAT.
Puede verse en la Tabla 2 que la formulación de aditivo de proceso según la presente invención proporciona una desaireación inicial y un rendimiento general que es comparable con el agente antiespumante comercial.
Ejemplo 2
Evaluación de muestras mediante el procedimiento de prueba de la celda de espuma:
La unidad de prueba es la misma que en la prueba FEAT en el Ejemplo 1. En las pruebas se usa licor negro del lavador de la primera etapa de una línea de madera blanda y una línea de madera dura del molino de proceso Kraft del Sur de Norteamérica. Las muestras de licor se calientan a 82,2°C. Las muestras de licor negro calentadas se añaden a la unidad de prueba y se bombean a través de la unidad para llenar las líneas. El nivel de la muestra de licor se llena después hasta la marca de 16 cm en el tubo antes de comenzar la prueba. Se enciende la bomba y se deja que la espuma se eleve a una altura de 25 cm. Cuando la altura de la espuma alcanza los 30 cm, se añaden 250 gl de formulación de aditivo de proceso a la corriente entrante de muestra de licor negro. Este tiempo se indica como 0 segundos, es decir, inicio de la medición. Se registra el tiempo necesario (en segundos) para alcanzar los 27, 28, 29, 30, 31 y 32 cm. Cuando la altura de la espuma alcanza los 32 cm, se detiene la prueba. La cantidad de tiempo para pasar de 30 cm al nivel final más bajo se conoce como derribo.
Las formulaciones de aditivos de proceso descritas en el Ejemplo 1 se prueban en el Ejemplo 2 usando un procedimiento de Prueba de la Celda de Espuma descrito anteriormente. Un agente antiespumante comercial Aerotech 4298 (Kemira Oyj, Finlandia) se utiliza como Referencia 2 en el Ejemplo 2. Los resultados del procedimiento de prueba de la celda de espuma para la muestra de licor negro de la línea de madera blanda se muestran en la Tabla 3 y los resultados del procedimiento de prueba de la celda de espuma para la muestra de licor negro de la línea de madera dura se muestran en la Tabla 4.
Tabla 3 Resultados del ejemplo 2 para el procedimiento de prueba de la celda de espuma para la muestra de licor negro de la línea de madera blanda
Tabla 4 Resultados del ejemplo 2 para el procedimiento de prueba de la celda de espuma para la muestra de licor negro de la línea de madera dura.
Puede verse en las Tablas 3 y 4 que las formulaciones de aditivos de proceso según la presente invención proporcionan resultados muy similares a los del agente antiespumante comercial.
Claims (13)
1. Formulación de aditivo de proceso para reducir la espuma y/o aumentar el drenaje en un proceso
comprendiendo un medio acuoso, comprendiendo la formulación del aditivo del proceso - 50 - 80% de un copolímero de acrilato y/o metacrilato en un diluyente orgánico, obteniéndose el copolímero por polimerización de una premezcla de monómeros que comprende monómeros de acrilato de alquilo y/o monómeros de metacrilato de alquilo y un monómero de acrilato de hidroxialquilo y ácido acrílico o ácido metacrílico, y - aceite renovable, que se produce a partir de fuentes renovables seleccionadas de plantas y/o animales, o aceite mineral,
en donde los porcentajes se calculan en base al peso de la formulación del aditivo del proceso y la formulación del aditivo del proceso está libre de sílice, silicona y tensioactivo de silicona.
2. Formulación de aditivo de proceso según la reivindicación 1, caracterizada por que el copolímero en el diluyente orgánico alcanza del 60 al 75% del peso de la formulación del aditivo del proceso.
3. Formulación de aditivo de proceso según la reivindicación 1 o 2, caracterizada por que la cantidad de aceite mineral es del 10 al 40% del peso de la formulación del aditivo del proceso.
4. Formulación de aditivo de proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 - 3, caracterizada por que la cantidad de ácido acrílico y/o ácido metacrílico en la premezcla de monómeros para la preparación de los copolímeros es de hasta el 25% en moles del polímero, preferiblemente del 1 al 20% en moles del polímero, incluso más preferiblemente de aproximadamente 8% en moles del polímero.
5. Formulación de aditivo de proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 - 4, caracterizada por que el copolímero de acrilato y/o metacrilato se obtiene por polimerización de una premezcla de monómeros, que comprende monómeros de acrilato y/o metacrilato seleccionados del grupo que comprende (met) acrilato de 2-etilhexilo, (met) acrilato de 1 -hidroxietilo, (met) acrilato de 2-hidroxietilo, acrilato de 1-hidroxipropilo, (met) acrilato de 2-hidroxipropilo, (met) acrilato de 3-hidroxipropilo, (met) acrilato de 1-hidroxiisopropilo, (met) acrilato de 2-hidroxiisopropilo, (met) acrilato de 3-hidroxiisopropilo, (met) acrilato de 1-hidroxibutilo, (met) acrilato de 2-hidroxibutilo, (met) acrilato de 3-hidroxibutilo y (met) acrilato de 4-hidroxibutilo.
6. Formulación de aditivo de proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 - 5, caracterizada por que el aceite mineral se selecciona de aceite sintético producido mediante el proceso de Fischer-Tropsch o aceite refinado, tal como queroseno, aceite diesel, aceite parafínico o aceite nafténico.
7. Formulación de aditivo de proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 - 6, caracterizada porque el diluyente orgánico se selecciona de ftalato de diisodecilo, adipato de diisooctilo, ftalato de diisooctilo, adipato de dietilhexilo, adipato de dioctilo, 2-etil-1-hexanol, alcohol isooctílico, ftalato de dihexilo y mezclas de los mismos.
8. Formulación de aditivo de proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 - 7, caracterizada por que la formulación del aditivo del proceso comprende además un agente vehículo orgánico, que se selecciona de polibutenos que tienen un peso molecular de aproximadamente 300 - 1300 Da; ftalatos de dialquilo; ésteres de ácidos grasos; polietilenglicol o polipropilenglicol o ésteres de los mismos; y cualquier mezcla de los mismos.
9. Formulación de aditivo de proceso según la reivindicación 8, caracterizada por que la cantidad del agente vehículo orgánico es del 5 al 75% del peso de la formulación del aditivo del proceso, preferiblemente del 7 al 60%, más preferiblemente del 10 al 50%, incluso más preferiblemente del 10 al 40%.
10. Formulación de aditivo de proceso según la reivindicación 1, caracterizada porque la formulación del aditivo del proceso comprende
- un copolímero de un acrilato de alquilo y un acrilato de hidroxialquilo con ácido acrílico, en un diluyente orgánico que es adipato de dietilhexilo, y
- aceite mineral que se selecciona de aceite sintético obtenido mediante el proceso de Fischer-Tropsch, aceite parafínico o aceite nafténico, y
- opcionalmente un agente vehículo orgánico, que es polipropilenglicol.
11. El método para reducir la formación de espuma y/o para aumentar el drenaje en un proceso que comprende un medio de proceso acuoso con material sólido en partículas, en cuyo método se añade al medio de proceso acuoso una formulación de aditivo de proceso según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.
12. El método según la reivindicación 11, caracterizado por que el proceso se selecciona del procesamiento de pasta y/o papel, desespumado de cemento, deshidratación de lodos de cal en la recuperación cáustica y procesamiento de fluidos de lodos de perforación en campos petroleros.
13. El método según la reivindicación 11 o 12, caracterizado por que la dosificación o velocidad de alimentación de la formulación del aditivo del proceso es de 1 a 50 partes por millón (ppm).
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