ES2903081T3 - Composiciones acuosas de inhibidores de parafina - Google Patents

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Abstract

Composición acuosa que comprende al menos (1) una fase acuosa continua que comprende agua así como un disolvente orgánico miscible en agua, (2) partículas dispersas en él de un componente inhibidor de parafina, con un punto de fusión de entre 30 °C y 95 °C, y (3) tensioactivos, caracterizada porque - la fase acuosa presenta un punto de fusión no superior a -20 °C, - el componente inhibidor de parafina es una mezcla que comprende al menos o un disolvente orgánico inmiscible con el agua, y o un inhibidor de parafina polimérico e insoluble en agua (X) que comprende como monómeros - alpha;-olefinas con 14 a 32 átomos de carbono, así como - monómeros monoetilénicamente insaturados que comprenden grupos carboxilato, en donde los grupos carboxilato están esterificados total o parcialmente con alcoholes alifáticos, cicloalifáticos y/o aromáticos, con la condición de que al menos el 50 % de los alcoholes sean alcoholes alifáticos lineales que tengan de 16 a 32 átomos de carbono, - la cantidad del componente inhibidor de parafina es del 20 al 40 % en peso con respecto a la suma de todos los componentes de la composición, - los tensioactivos son al menos tres tensioactivos diferentes (A), (B) y (C), que se definen de la siguiente manera: (A) al menos un tensioactivo no iónico de fórmula general R1-(AO)xH, en donde - R1 es un radical alquilo lineal con 8 a 20 átomos de carbono, - Los AO, independientemente unos de otros, representan unidades de óxido de alquileno C2 a C4, con la condición de que al menos el 80 % de las unidades de AO sean unidades de óxido de etileno (EO), y - x representa un número del 5 al 20, (B) al menos un tensioactivo seleccionado del grupo formado por (B1) tensioactivos no iónicos de fórmula general R2-(AO)yH, en donde - R1 es un radical alquilo ramificado con 8 a 20 átomos de carbono, - Los AO, independientemente unos de otros, representan unidades de óxido de alquileno C2 a C4, con la condición de que al menos el 80 % de las unidades de AO sean unidades de óxido de etileno (EO), y - y representa un número del 5 al 20, (B2) tensioactivos no iónicos de fórmula general R3-CH2-N[-(AO)zH]2, en donde - R3 es un radical alquilo lineal o un radical alquenilo con 8 a 20 átomos de carbono, - Los AO, independientemente unos de otros, representan unidades de óxido de alquileno C2 a C4, con la condición de que al menos el 80 % de las unidades de AO sean unidades de óxido de etileno (EO), y - z representa un número del 3 al 10, (C) al menos un tensioactivo no iónico de la fórmula general R4-(AO)mH, en donde - R4 es un radical alquilo lineal con 8 a 20 átomos de carbono, - Los AO, independientemente unos de otros, representan unidades de óxido de alquileno C2 a C4, con la condición de que al menos el 80 % de las unidades de AO sean unidades de óxido de etileno (EO), y - m representa un número de más de 20 a 70, y en la que la cantidad de tensioactivos (A) es del 5 al 15 % en peso, la de tensioactivos (B) es del 5 al 15 % en peso y la de tensioactivos (C) es del 2 al 5 % en peso, en cada caso con respecto al componente inhibidor de parafina.

Description

DESCRIPCIÓN
Composiciones acuosas de inhibidores de parafina
La presente invención se refiere a una composición acuosa que comprende al menos una fase acuosa continua así como partículas de un componente inhibidor de parafina dispersas en ella, que se estabiliza con una combinación de al menos 3 tensioactivos. Se refiere, además, a un proceso para la preparación de composiciones de este tipo y el uso de las mismas como depresor del punto de fluidez e inhibidor de la cera.
La temperatura de los yacimientos de petróleo suele estar por encima de la temperatura ambiente en la superficie terrestre. En consecuencia, los petróleos crudos extraídos suelen tener una temperatura elevada y de manera natural se enfrían hasta la temperatura ambiente más o menos rápidamente después de la extracción.
Dependiendo de su origen, los petróleos crudos contienen diferentes proporciones de las llamadas ceras, que consisten esencialmente en n-parafinas de cadena larga. La proporción de estas parafinas puede ser normalmente del 1 al 30 % en peso del petróleo crudo, dependiendo del tipo de petróleo crudo. Las parafinas pueden cristalizar y precipitar en forma de plaquetas cuando el crudo se enfría tras la extracción. La temperatura más baja a la que una muestra de petróleo apenas fluye cuando se enfría se denomina punto de fluidez ("yield point"). Para medir el punto de fluidez se usan procedimientos de medición normalizados. Los aceites de petróleo ricos en cera pueden tener un punto de fluidez de hasta aproximadamente 50 °C.
Las parafinas cristalizadas perjudican considerablemente la fluidez del petróleo. Las parafinas precipitadas pueden obstruir los filtros, las bombas, las tuberías y otros equipos, o depositarse en los depósitos, lo que provoca elevados costes de limpieza.
Se sabe que se puede reducir el punto de fluidez de los petróleos crudos mediante aditivos adecuados. Esto puede evitar que las parafinas precipiten y se depositen durante el enfriamiento del petróleo crudo extraído. Estos aditivos se denominan, por ejemplo, depresores del punto de fluidez, inhibidores de la parafina, inhibidores de la cera o mejoradores de flujo. Suelen ser polímeros.
Entre los ejemplos de polímeros que pueden usarse como inhibidores de parafina o depresores del punto de fluidez se encuentran los copolímeros de etileno, ésteres de vinilo y (met)acrilatos de alquilo, o los copolímeros de injerto que se obtienen por polimerización de (met)acrilatos de alquilo en presencia de copolímeros de etileno-ésteres de vinilo, tales como los que se describen en los documentos WO 2014/095412 A1, WO 2014/095408 A1 o WO 2015/124529 A1. Otros ejemplos incluyen copolímeros de olefinas de cadena larga y anhídrido maleico, en los que las unidades de anhídrido maleico polimerizadas se hacen reaccionar en un segundo paso con alcoholes de cadena larga, por ejemplo alcohol behenílico, como los que se desvelan en los documentos GB 1468588, EP 214786 A1 y EP 1746 147 A1.
Los aditivos de este tipo para su uso como inhibidores de la parafina o depresores del punto de fluidez son a menudo productos sólidos y cerosos. Por lo tanto, deben fundirse y formularse adecuadamente para su uso. Esto supone para los usuarios costes adicionales de equipamiento y/o de personal, que querrían evitar. Esto es especialmente importante cuando el espacio es escaso, como sucede en una plataforma petrolífera. Por ello, los usuarios suelen exigir fórmulas listas para usar.
Las formulaciones listas para usar pueden ser, por ejemplo, soluciones de depresores del punto de fluidez en disolventes orgánicos, en particular hidrocarburos.
Las formulaciones listas para usar pueden ser además composiciones acuosas en las que las partículas sólidas de los inhibidores de parafina están dispersas en composiciones acuosas. Las composiciones de depresores del punto de fluidez o de inhibidores de la parafina de este tipo son conocidas, por ejemplo de los documentos DE 2612757 A1, WO 98/51731 A1 o WO 2008/125588 A1. Las composiciones acuosas son muy populares entre los usuarios porque se evita trabajar con disolventes orgánicos.
Las composiciones acuosas de los depresores del punto de fluidez deben cumplir una serie de requisitos. Por un lado, deben tener el mayor contenido posible del depresor del punto de fluidez para ahorrar costes de transporte y de almacenamiento. Esto es especialmente importante cuando el espacio de almacenamiento es escaso, como en una plataforma petrolífera. Sin embargo, cuanto mayor sea la concentración, más fácil será la solidificación de las composiciones acuosas. Además, las composiciones deben ser estables a pesar de una concentración relativamente alta. Por último, las composiciones adecuadas deben seguir siendo fluidas a temperaturas inferiores al punto de congelación. Esto es importante si se van a usar en entornos fríos, por ejemplo en las regiones árticas.
Por lo tanto, el objetivo de la invención era proporcionar composiciones acuosas mejoradas de depresores del punto de fluidez para su uso a bajas temperaturas. En particular, deben ser formulaciones acuosas que sigan siendo líquidas a temperaturas inferiores a 0 °C, por ejemplo en el intervalo de más de -20 °C a 0 °C.
En consecuencia, se encontraron composiciones acuosas que contienen al menos
(1) una fase acuosa continua que comprende agua así como un disolvente orgánico miscible en agua, (2) partículas de un componente inhibidor de parafina con un punto de fusión de entre 30 °C y 95 °C dispersas en él, y
(3) tensioactivos,
y en donde
• la fase acuosa tiene un punto de fusión no superior a -20 °C,
• el componente inhibidor de parafina es una mezcla que comprende al menos
o un disolvente orgánico inmiscible en agua, y
o un inhibidor de parafina polimérico e insoluble en agua (X) que comprende como monómeros
■ a-olefinas con 14 a 32 átomos de carbono, así como
■ monómeros monoetilénicamente insaturados que comprenden grupos carboxilato, en donde los grupos carboxilato están esterificados total o parcialmente con alcoholes alifáticos, cicloalifáticos y/o aromáticos, con la condición de que al menos el 50 % de los alcoholes sean alcoholes alifáticos lineales que tengan de 16 a 32 átomos de carbono,
• la cantidad del componente inhibidor de parafina es del 20 al 40 % en peso con respecto a la suma de todos los componentes de la composición,
• los tensioactivos son al menos tres tensioactivos diferentes (A), (B) y (C), que se definen como sigue:
(A) al menos un tensioactivo no iónico de fórmula general R1-(AO)xH, en el que
■ R1 es un radical alquilo lineal con 8 a 20 átomos de carbono,
■ Los AO, independientemente unos de otros, representan unidades de óxido de alquileno C2 a C4, con la condición de que al menos el 80 % de las unidades de AO sean unidades de óxido de etileno (EO), y
■ x representa un número del 5 al 20,
(B) al menos un tensioactivo seleccionado del grupo formado por
(B1) tensioactivos no iónicos de fórmula general R2-(AO)yH, en los que
■ R1 es un radical alquilo ramificado con 8 a 20 átomos de carbono,
■ Los AO, independientemente unos de otros, representan unidades de óxido de alquileno C2 a C4, con la condición de que al menos el 80 % de las unidades de AO sean unidades de óxido de etileno (EO), y
■ y representa un número del 5 al 20,
(B2) tensioactivos no iónicos de fórmula general R3-CH2-N[-(AO)zH]2 , en los que R3 es un radical alquilo lineal o un radical alquenilo con 8 a 20 átomos de carbono, ■ Los AO, independientemente unos de otros, representan unidades de óxido de alquileno C2 a C4, con la condición de que al menos el 80 % de las unidades de AO sean unidades de óxido de etileno (EO), y
■ z representa un número del 3 al 10,
(C) al menos un tensioactivo no iónico de la fórmula general R4-(AO)mH, en la que
■ R4 es un radical alquilo lineal con 8 a 20 átomos de carbono,
■ Los AO, independientemente unos de otros, representan unidades de óxido de alquileno C2 a C4, con la condición de que al menos el 80 % de las unidades de AO sean unidades de óxido de etileno (EO), y
■ m representa un número de más de 20 a 70,
• y en donde la cantidad de tensioactivos (A) es del 5 al 15 % en peso, la de tensioactivos (B) es del 5 al 15 % en peso y la de tensioactivos (C) es del 2 al 5 % en peso, en cada caso basándose en el componente inhibidor de parafina.
Además, se encontró un procedimiento para la preparación de las composiciones de este tipo en el que una masa fundida del componente inhibidor de parafina deseado se dispersa en la fase acuosa, con la adición de los tensioactivos (A), (B) y (C) a una temperatura superior a la temperatura de fusión del componente inhibidor de parafina usando un agregado dispersante adecuado, y la mezcla se deja enfriar hasta una temperatura inferior a la temperatura de fusión del componente inhibidor de parafina.
Por último, se descubrió el uso de las composiciones de este tipo como depresores del punto de fluidez e inhibidores de la cera.
A continuación se explicará en detalle la invención:
En la composición acuosa según la invención, las partículas de un componente inhibidor de parafina, en particular con un punto de fusión de 30 °C a 90 °C, se dispersan en una fase acuosa continua que comprende al menos agua y un disolvente orgánico miscible en agua, habiéndose estabilizado la composición por medio de tensioactivos.
Fase acuosa
La fase acuosa comprende agua así como un disolvente orgánico miscible en agua. Según la invención, la fase acuosa tiene un punto de fusión no superior a -20 °C, preferentemente no superior a -25 °C, de manera particular preferentemente no superior a -30 °C. Por ejemplo, el punto de fusión puede estar en el intervalo de -60 °Ca - 20 °C, especialmente de - 50 °C a -25 °C.
Entre los ejemplos de disolventes orgánicos miscibles en agua se incluyen, en particular, alcoholes tales como el metanol, el etanol, el n-propanol, el i-propanol, el etilenglicol, el dietilenglicol, el 1,2-propilenglicol, el 1,3-propilenglicol, el monometiléter de etilenglicol o el monometiléter de propilenglicol. Entre los ejemplos de disolventes orgánicos preferentes se encuentran el etilenglicol, el dietilenglicol, el 1,2-propilenglicol, el 1,3-propilenglicol, el monometiléter de etilenglicol o el monometiléter de propilenglicol.
La cantidad respectiva de agua y de disolvente orgánico la determina el experto en función del punto de fusión deseado de la mezcla. Las proporciones de mezcla adecuadas pueden encontrarse en las tablas correspondientes o determinarse con algunos experimentos. La cantidad de disolventes orgánicos suele ser de al menos el 20 % en peso, por ejemplo del 20 % al 80 % en peso, en particular del 30 % al 70 % en peso, basado en la cantidad total de todos los disolventes en la fase acuosa.
En una forma realización de la invención, se usa una fase acuosa que comprende agua y 1,2-propilenglicol y/o etilenglicol, en donde la proporción de 1,2-propilenglicol y/o etilenglicol es del 40 al 60 % en peso, y el resto de la fase acuosa es agua.
Componente inhibidor de la parafina
Según la invención, la composición acuosa comprende además partículas de al menos un componente inhibidor de parafina que tiene un punto de fusión de 30 °C a 95 °C, preferentemente de 40 °C a 80 °C y por ejemplo de 45 °C a 65° , que están distribuidas en la fase acuosa.
El componente inhibidor de parafina es una mezcla que comprende al menos un inhibidor de parafina polimérico (X) y un disolvente orgánico inmiscible en agua. Por supuesto, las partículas también pueden contener diferentes inhibidores poliméricos de parafina (X) y/o mezclas de diferentes partículas, cada una de las cuales contiene diferentes inhibidores poliméricos de parafina (X).
Las partículas son esféricas o aproximadamente esféricas. El tamaño medio de las partículas puede ser, por ejemplo, de 1 a 10 pm, especialmente de 1 a 6 pm, por ejemplo de 2 a 4 pm. En el caso de las partículas esféricas, esta especificación se refiere naturalmente al diámetro; en el de las partículas no esféricas, este tamaño se refiere al semieje más largo.
El término "inhibidor de parafinas", tal como se usa en la presente invención, significa sustancias que tienen la propiedad de impedir, o al menos reducir, la precipitación de parafinas del petróleo crudo y/o reducir el punto de fluidez de los petróleos crudos.
Sin querer ceñirse a una teoría concreta, este comportamiento puede explicarse por el hecho de que las parafinas cristalizan cuando el crudo se enfría por debajo de una determinada temperatura, normalmente en forma de plaquetas. Los cristales de n-parafina en forma de plaqueta pueden formar una especie de estructura de castillo de naipes que encierra el petróleo crudo, de modo que éste se estanca aunque en su mayor parte siga siendo líquido. Por un lado, los inhibidores de parafina impiden la formación de estas estructuras tipo castillo de naipes y, por lo tanto, reducen la temperatura a la que se solidifica el petróleo crudo. Además, los inhibidores de parafina pueden promover la formación de cristales de parafina muy finos, bien cristalizados y que no se aglomeran, de modo que se garantiza un transporte del petróleo sin problemas.
Los inhibidores de la parafina son lipofílicos por naturaleza y, en consecuencia, insolubles en agua o, al menos, difícilmente solubles en agua.
Inhibidores de la parafina (X)
El inhibidor de parafina polimérico (X) es un copolímero que comprende como monómeros
• a-olefinas con 14 a 32, preferentemente 16 a 26 átomos de carbono, así como
• monómeros monoetilénicamente insaturados que comprenden grupos carboxilato, en donde los grupos carboxilato están esterificados total o parcialmente con alcoholes alifáticos, cicloalifáticos y/o aromáticos, con la condición de que al menos el 50 % de los alcoholes sean alcoholes alifáticos lineales que tengan de 16 a 32, preferentemente de 16 a 26, átomos de carbono.
Los monómeros con grupos carboxilato pueden ser, por ejemplo, ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido maleico, ácido fumárico o ácido itacónico o sales de los mismos. Preferentemente, se trata de ácido maleico.
Los copolímeros de este tipo que comprenden unidades de ácido maleico, se obtienen haciendo reaccionar copolímeros de a-olefinas y anhídrido maleico, seguidos de una reacción polimérica de las unidades de anhídrido maleico con alcoholes. Preferentemente, no se usa más de 1 equivalente de alcohol por unidad de anhídrido maleico, de tal modo que los ésteres son esencialmente ésteres monoalquílicos de ácido maleico. Los copolímeros adecuados de a-olefinas y anhídrido maleico comprenden en particular del 40 al 60 % en moles, preferentemente del 45 % en moles al 55 % en moles, de a-olefinas y del 60 % en moles al 40 % en moles, preferentemente del 55 % en moles al 45 % en moles, de anhídrido maleico.
En una forma de realización preferente de la invención, el inhibidor de parafina polimérico (X) es un copolímero que comprende como monómeros
• del 40 al 60 mol- % de a-olefinas con 14 a 32, preferentemente 16 a 26 átomos de carbono, así como • del 60 al 40 % en moles de ácido maleico o sales del mismo, donde los grupos carboxilato están esterificados total o parcialmente con alcoholes alifáticos, cicloalifáticos y/o aromáticos, con la condición de que al menos el 50 % en moles de los alcoholes sean alcoholes alifáticos lineales que tengan de 16 a 32 átomos de carbono.
Preferentemente, del 30 al 60 %, en particular del 40 al 50 % de los grupos carboxilato están esterificados, es decir, las unidades basadas en el ácido maleico son esencialmente ésteres monoalquílicos del ácido maleico. Además, puede haber una pequeña cantidad de ésteres dialquílicos del ácido maleico, unidades de anhídrido del ácido maleico sin reaccionar y posiblemente ácido maleico o sus sales.
En el caso de los alcoholes alifáticos lineales de 16 a 32 átomos de carbono, preferentemente de 16 a 26 átomos de carbono, puede tratarse, por supuesto, de mezclas de diferentes alcoholes. En particular, pueden ser mezclas de alcoholes grasos naturales o de alcoholes de cera. Los alcoholes grasos o de cera de origen natural suelen tener un número par de átomos de carbono. En una realización de la invención, se usa una mezcla de al menos tres alcoholes que comprenden al menos el alcohol 1-docosílico, el alcohol 1-tetracosílico y el alcohol 1-hexacosílico.
En una realización, los alcoholes usados para la esterificación son exclusivamente alcoholes alifáticos lineales que tienen de 16 a 32, preferentemente de 16 a 26 átomos de carbono.
En otra forma de realización de la invención, se usa para la esterificación una mezcla que comprende del 50 % al 90 % en moles de alcoholes alifáticos lineales que tienen de 16 a 32 átomos de carbono y del 10 % en moles al 50 % en moles de diferentes alcoholes alifáticos lineales, ramificados o cíclicos o alcoholes aromáticos. Dichos alcoholes adicionales pueden ser, en particular, alcoholes alifáticos lineales de 4 a 10 átomos de carbono, alcoholes alifáticos ramificados y/o secundarios de 4 a 32 átomos de carbono, alcoholes alifáticos cíclicos no sustituidos o sustituidos por alquilos de 5 a 18 átomos de carbono, o alcoholes aromáticos no sustituidos o sustituidos por alquilos de 6 a 36 átomos de carbono.
El peso molecular medio Mw de los inhibidores de parafina preferentes es normalmente de 2000 g/mol a 25000 g/mol.
Componentes de inhibidores de parafina que comprenden disolventes orgánicos
Los inhibidores poliméricos de parafina (X) se usan en mezclas con disolventes orgánicos inmiscibles en agua.
Este enfoque tiene varias ventajas: Por un lado, los inhibidores poliméricos de parafina pueden producirse ventajosamente en disolventes de este tipo, y es ventajoso no tener que eliminar los disolventes. La disolución del componente inhibidor de parafina en el petróleo crudo también se facilita si el inhibidor de parafina polimérico (X) ya está presente en una mezcla con un disolvente orgánico. Por último, el punto de fusión deseado del componente inhibidor de parafina puede ajustarse fácilmente mediante el tipo de disolvente orgánico y la proporción de mezcla del disolvente orgánico y el inhibidor de parafina polimérico (X). Por supuesto, también se pueden usar mezclas de diferentes disolventes orgánicos.
Entre los ejemplos de disolventes orgánicos preferentes se encuentran los hidrocarburos o las mezclas de hidrocarburos, en particular los que tienen un punto de ebullición superior a 120 °C, preferentemente superior a 150 °C. Preferentemente, pueden usarse disolventes orgánicos con un punto de inflamación > 60 °C.
Puede tratarse de hidrocarburos alifáticos, cicloalifáticos y/o aromáticos o mezclas de hidrocarburos.
En una forma de realización, los disolventes son disolventes alifáticos saturados o mezclas de disolventes. Pueden ser tanto parafínicos como nafténicos, es decir, hidrocarburos cíclicos saturados. Preferentemente, se trata de hidrocarburos alifáticos de alto punto de ebullición, con un punto de ebullición de al menos 175 °C y, preferentemente, un punto de inflamación > 60 °C. En particular, pueden usarse mezclas técnicas de hidrocarburos, por ejemplo, mezclas de hidrocarburos parafínicos, mezclas de hidrocarburos parafínicos y nafténicos o mezclas de isoparafinas. Es evidente para el experto que las mezclas técnicas pueden seguir conteniendo pequeños residuos de hidrocarburos aromáticos o insaturados. Sin embargo, el contenido de hidrocarburos aromáticos y/o insaturados debe ser generalmente < 1 % en peso, preferentemente < 0,5 % en peso y de manera particular preferentemente < 0,1 % en peso. Existen mezclas técnicas de disolventes alifáticos saturados en el mercado, por ejemplo las mezclas técnicas de la gama Shellsol® D o la gama Exxsol® D.
En otra forma de realización, los disolventes pueden ser disolventes aromáticos o mezclas de disolventes. Preferentemente, se trata de hidrocarburos aromáticos de alto punto de ebullición con un punto de ebullición de al menos 175 °C y preferentemente un punto de inflamación > 60 °C. En particular, pueden usarse mezclas técnicas de hidrocarburos aromáticos. Existen mezclas técnicas de disolventes aromáticos en el mercado, por ejemplo, mezclas técnicas de la serie Shellsol® A o de la serie Solvesso®.
Los componentes inhibidores de parafina pueden, por supuesto, comprender otros componentes además de los inhibidores de parafina poliméricos (X) y, opcionalmente, disolventes orgánicos inmiscibles con el agua.
La proporción de mezcla del componente inhibidor de la parafina (X) y del disolvente orgánico puede ser ajustada por el experto según las propiedades deseadas, en particular según el punto de fusión deseado. Sin embargo, por regla general, la proporción de inhibidores de parafina poliméricos (X) es de al menos el 50 % en peso con respecto a la suma de todos los componentes del componente inhibidor de parafina, en particular del 50 % al 90 % en peso. Los componentes inhibidores de parafina preferentes comprenden del 60 % al 90 % en peso de inhibidores de parafina poliméricos (X) y del 10 % al 40 % en peso de disolventes orgánicos.
Según la invención, la cantidad del componente inhibidor de parafina (X) es del 20 % al 40 % en peso sobre la suma de todos los componentes de la composición acuosa, preferentemente del 25 % al 35 % en peso.
Tensioactivos
Según la invención, la composición acuosa comprende al menos 3 tensioactivos (A), (B) y (C) diferentes entre ellos. Los tensioactivos estabilizan la composición acuosa.
Los tensioactivos (A) y (B) son preferentemente tensioactivos que tienen un radical hidrocarbonado alifático con 8 a 20 átomos de carbono, teniendo los tensioactivos (A) un radical hidrocarbonado alifático lineal y los tensioactivos (B) un radical hidrocarbonado alifático ramificado. Pueden ser no iónicos o iónicos, preferentemente tensioactivos no iónicos.
En el caso del tensioactivo (C) se trata preferentemente de un tensioactivo polimérico, preferentemente un tensioactivo polimérico no iónico que tiene un peso molecular numérico medio Mn de al menos 750 g/mol, por ejemplo de 750 a 7500 g/mol, en particular de 750 a 4000 g/mol.
Tensioactivos (A)
Los tensioactivos (A) son al menos un tensioactivo no iónico de la fórmula general (I) R1-(AO)xH.
R1 es un radical alquilo lineal que tiene de 8 a 20 átomos de carbono, preferentemente de 12 a 20 átomos de carbono y por ejemplo de 14 a 18 átomos de carbono. Pueden ser, por ejemplo, radicales alquílicos C16 y C-is.
En el caso de los grupos AO se trata de unidades de óxido de alquileno C2 a C4 independientes entre sí, por ejemplo 1 ,2 -etilenooxi-CH2CH2O-, 1 ,2 -propilenooxi-CH2CH(CH3)O- y 1 ,2 -butilenooxi-CH2CH(C2H5)O-, con la condición de que al menos el 80 % en moles, preferentemente al menos el 90 % en moles, de las unidades AO sean unidades de etilenooxi (EO). En una realización preferente, se trata exclusivamente de unidades de etilenooxi (EO).
En la fórmula (I), x es un número de 5 a 20, preferentemente de 8 a 15. Para el experto en el campo de las alcoxilaciones está claro que se trata de valores medios.
Preferentemente, el tensioactivo (A) es al menos un tensioactivo no iónico de la fórmula general R1-(EO)xH, donde R1 es un radical alquilo lineal que tiene de 12 a 20 átomos de carbono y x es un número de 8 a 15. Tensioactivos (B)
En el caso de los tensioactivos (B) se trata de al menos un tensioactivo seleccionado del grupo formado por los tensioactivos (B1) y (B2).
Tensioactivos (B1)
En el caso de (B1) se trata de un tensioactivo no iónico de la fórmula general (II) R2-(AO)yH.
En el caso de R2 se trata de un radical alquilo ramificado que tiene de 8 a 20 átomos de carbono, preferentemente de 11 a 17 átomos de carbono.
Los grupos AO tienen el significado definido anteriormente, con la condición de que al menos el 80 % en moles, preferentemente al menos el 90 % en moles, de las unidades AO sean unidades de etilenooxi (EO). En una forma de realización preferente, se trata exclusivamente de unidades de etilenooxi (EO).
En la fórmula (II), y representa un número de 5 a 20, preferentemente de 5 a 15. Para el experto en el campo de las alcoxilaciones está claro que se trata de valores medios.
Preferentemente, en el caso del tensioactivo (B1) se trata de al menos un tensioactivo no iónico de la fórmula general R2-(EO)yH , donde R2 es un radical alquilo ramificado que tiene de 11 a 17 átomos de carbono, e y representa un número de 5 a 15.
Tensioactivos (B2)
En el caso de (B2) se trata de tensioactivos no iónicos (B2) de la fórmula general (III) R3-CH2-N[-(AO)zH]2. En el caso de R3 se trata de un radical alquilo lineal o un radical alquenilo lineal que tiene de 8 a 20 átomos de carbono, preferentemente de 12 a 20 átomos de carbono. Preferentemente, es un radical alquenilo.
Los grupos AO tienen el significado definido anteriormente, con la condición de que al menos el 80 % en moles, preferentemente al menos el 90 % en moles, de las unidades AO son unidades de etilenooxi (EO). En una realización preferente, se trata exclusivamente de unidades de etilenooxi (EO).
En la fórmula (III), z representa un número de 3 a 10, preferentemente de 4 a 8. Para el experto en el campo de las alcoxilaciones está claro que se trata de valores medios.
Preferentemente, en el caso del tensioactivo (B2) se trata de al menos un tensioactivo no iónico de la fórmula general R3-CH2-N[-(EO)zH]2, en donde R3 es un radical alquenilo lineal que tiene de 12 a 20 átomos de carbono, y z representa un número de 4 a 8.
Tensioactivos (C)
En el caso de los tensioactivos (C) se trata de al menos un tensioactivo no iónico de la fórmula general (IV) R4-(AO)mH.
En el caso de R4 se trata de un radical alquilo lineal que tiene de 8 a 20 átomos de carbono, preferentemente de 12 a 20 átomos de carbono y por ejemplo de 14 a 18 átomos de carbono. Puede tratarse, por ejemplo, de radicales alquílicos C16 y C-is.
Los grupos AO tienen el significado definido anteriormente, con la condición de que al menos el 80 % en moles, preferentemente al menos el 90 % en moles, de las unidades AO sean unidades de etilenooxi (EO). En una forma de realización preferente, se trata exclusivamente de unidades de etilenooxi (EO).
En la fórmula (IV), m representa un número de 20 a 70, preferentemente de 40 a 60. Para el experto en el campo de las alcoxilaciones está claro que se trata de valores medios.
Preferentemente, en el caso del tensioactivo (C) se trata de al menos un tensioactivo no iónico de la fórmula general R4-(EO)mH, en donde R4 es un radical alquilo lineal que tiene de 12 a 20 átomos de carbono, y m representa un número de 40 a 60.
Cantidad de tensioactivos
La cantidad de tensioactivo (A) es de del 5 % al 15 % en peso, la de tensioactivo (B) es del 5 % al 15 % en peso y la de tensioactivo (C) es del 2 % al 5 % en peso, en cada caso basado en el componente inhibidor de parafina. Preferentemente, la cantidad de tensioactivos es tal que la cantidad total de tensioactivos es del 15 % al 25 % en peso.
Composición acuosa preferente
En una forma de realización de la invención, la composición acuosa es la siguiente:
Componente inhibidor de la parafina 10 a 40 % en peso
(X)
Tensioactivo (A) 1 a 3 % en peso
Tensioactivo (B) 1 a 3 % en peso
Tensioactivo (C) 0,1 a 2 % en peso
KOH (al 85 %) 0 a 1 % en peso
Agua 15 a 40 % en peso
Propilenglicol 25 a 50 % en peso
Procedimiento para la preparación de composiciones acuosas
Las composiciones según la invención se pueden preparar fundiendo el componente o componentes inhibidores de la parafina deseados, dispersándolos en la fase acuosa con la adición de los tensioactivos (A), (B) y (C) a una temperatura superior a la temperatura de fusión del componente inhibidor de la parafina, y dejando después que la mezcla se enfríe hasta la temperatura ambiente. Al enfriarse, el componente inhibidor de parafina se solidifica de nuevo y quedan partículas sólidas del componente inhibidor de parafina, que se dispersan en la fase acuosa.
Para dispersar el componente inhibidor de parafina fundido en la fase acuosa, pueden usarse, en principio, grupos de agitación y/o de dispersión conocidos, por ejemplo, agitadores, agitadores de hélice, molinos coloidales, dispositivos Ultraturrax, generadores ultrasónicos, homogeneizadores o combinaciones de los mismos.
El funcionamiento de las unidades Ultraturrax se basa en el principio rotor-estator. En el proceso, el rotor se mueve a una alta velocidad circunferencial. Esta rotación provoca una succión que atrae el medio hacia el rotor y lo presiona hacia el exterior a través de los dientes del estator. La muestra se dispersa en el proceso.
Los homogeneizadores sirven principalmente para reducir y normalizar el tamaño de las partículas de una emulsión ya existente. Para ello, se fuerza una emulsión de partículas gruesas bajo presión a través del hueco de una válvula de homogeneización o de varias de ellas. Se puede ajustar el espacio entre el asiento de la válvula y el cuerpo de la válvula y suele ser de solo unos pocos micrómetros. El fluido fluye radialmente a través del hueco, por lo que la velocidad del flujo aumenta considerablemente. Después de salir del hueco, el fluido suele chocar con un anillo de impacto. La presión suele generarse mediante una bomba de pistones, en particular mediante una bomba de pistones de varios pistones, por ejemplo con 3 pistones.
En principio, son concebibles varios modos de actuar para llevar a cabo el procedimiento. Por ejemplo, se puede calentar el componente inhibidor de parafina y los tensioactivos y añadir la fase acuosa a la mezcla calentada. También se puede añadir parte de la fase acuosa antes del calentamiento. También es posible calentar primero la fase acuosa y luego añadir el componente inhibidor de parafina.
La temperatura mínima a la que hay que calentar se orienta necesariamente por el punto de fusión del componente inhibidor de la parafina. La temperatura debe alcanzar al menos el punto de fusión del componente inhibidor de la parafina. Es conveniente que la temperatura a la que se realiza el calentamiento sea al menos 5 °C más alta, preferentemente al menos 10 °C más alta, que la temperatura de fusión del componente inhibidor de la parafina. Si se usan componentes inhibidores de parafina preferentes con un punto de fusión de 45 °C a 65 °C, se ha demostrado que una temperatura de 70 °C a 90 °C resulta adecuada.
En una forma de realización de la invención, la composición acuosa se prepara mediante un procedimiento de varios pasos. En un primer paso se mezclan un componente sólido inhibidor de parafina, los tensioactivos (A), (B) y (C) y al menos una parte de la fase acuosa, a una temperatura inferior a la temperatura de fusión del componente inhibidor de parafina y, a continuación, se calientan a una temperatura superior a la temperatura de fusión con una mezcla continua. En la fase acuosa se forman gotas del componente inhibidor de la parafina. La mezcla en la primera etapa puede llevarse a cabo, en particular, mediante agitación, por ejemplo, con un agitador de hélice.
A continuación, se homogeneiza la mezcla con un agregado dispersante adecuado. Los agregados dispersantes rompen las gotas fundidas del componente inhibidor de la parafina, que son estabilizadas por los tensioactivos. Para ello, se puede usar, por ejemplo, una unidad Ultraturrax y/o un homogeneizador. En una forma de realización de la invención, para la segunda etapa se usa un homogeneizador.
A continuación, se deja que la mezcla se enfríe de nuevo hasta una temperatura inferior a la de fusión del componente inhibidor de la parafina, tal como se ha descrito anteriormente
Uso de la dispersión acuosa como depresor del punto de fluidez
Las dispersiones acuosas según la invención pueden usarse como depresores del punto de fluidez añadiendo la dispersión acuosa al petróleo crudo.
En este caso, se pueden usar las composiciones descritas anteriormente como tales. Por supuesto, las composiciones según la invención también pueden diluirse antes de su uso, por ejemplo con agua y/o disolventes miscibles en agua tales como el metanol. Las composiciones también pueden formularse con otros componentes.
La cantidad de dispersión acuosa añadida al petróleo crudo es medida por el experto para lograr la reducción deseada del punto de fluidez, entendiendo el experto que la cantidad requerida depende del tipo de petróleo crudo. Por otro lado, por razones económicas, es deseable usar el menor depresor del punto de fluidez posible.
La cantidad de la dispersión acuosa suele medirse de manera que la cantidad del inhibidor polimérico de parafina (X) sea de 50 a 1500 ppm con respecto al petróleo crudo. Preferentemente la cantidad es de 100 a 1000 ppm, más preferentemente de 250 a 600 ppm y por ejemplo de 300 a 600 ppm.
En este caso, se recomienda añadir las dispersiones acuosas al petróleo crudo antes de que se formen los primeros cristalitos de parafina. La temperatura a la que se forman los primeros cristalitos de parafina también se denomina WAT ("wax appearance termperature"). En una forma de realización de la invención, las dispersiones acuosas se añaden, por tanto, a una temperatura superior a la WAT, preferentemente al menos 10 °C por encima de la WAT.
El lugar de adición de la dispersión acuosa al petróleo crudo es elegido convenientemente por el experto. La adición puede tener lugar, por ejemplo, en la formación, en el fondo del pozo, en la boca del pozo o en una tubería.
En una forma de realización, la dispersión acuosa se inyecta en un oleoducto de petróleo crudo. Preferentemente, la inyección puede tener lugar en el campo petrolífero, es decir, al principio del oleoducto, pero, por supuesto, la inyección también puede tener lugar en otro lugar. Por ejemplo, puede tratarse de una tubería que va desde una plataforma en alta mar hasta el continente.
Mediante la dispersión acuosa se puede evitar que los oleoductos se obstruyan si el crudo se enfría durante el transporte en el oleoducto. Por su propia naturaleza, este peligro es especialmente pronunciado cuando la tubería se encuentra en un entorno frío, por ejemplo, en un entorno ártico.
En otra forma de realización de la invención, se inyecta la dispersión acuosa en un pozo de producción. En una forma de realización, el pozo puede ser un pozo de producción en alta mar. La inyección puede tener lugar aproximadamente en el punto en el que el petróleo fluye desde la formación hacia el pozo de producción. De este modo, se puede evitar la solidificación del crudo en el pozo de producción y un aumento excesivo de su viscosidad en las tuberías de transporte posteriores, así como el estrechamiento de la sección transversal de las tuberías debido a los depósitos de parafina.
En una forma de realización de la invención, la inyección puede ser administrada umbilicalmente. En este proceso, una varilla flexible que incluye al menos una tubería y, opcionalmente, líneas eléctricas o de control en una carcasa protectora, se inserta axialmente en una perforación o en una tubería. Mediante la canalización del hilo flexible, la dispersión acuosa puede inyectarse exactamente en el lugar deseado.
Otros usos de la composición acuosa
En otra forma de realización de la invención, las dispersiones acuosas descritas anteriormente se usan para evitar los depósitos de cera en las superficies que están en contacto con el petróleo crudo, el aceite mineral y/o los productos de aceite mineral. Preferentemente, se trata de superficies que están en contacto con el petróleo crudo.
El uso se lleva a cabo añadiendo dicha dispersión acuosa al petróleo crudo. El tipo de uso es análogo al uso como depresor del punto de fluidez. Además de las dispersiones acuosas según la invención, se pueden usar, por supuesto, otros inhibidores de parafina.
Ventajas de la invención
La presente invención se refiere a dispersiones acuosas de componentes inhibidores de parafina que, incluso a altas concentraciones de componentes inhibidores de parafina, siguen siendo líquidos a temperaturas muy por debajo del punto de congelación.
Estas dispersiones pueden ser fácilmente procesadas posteriormente sin necesidad de pasos que requieran mucho tiempo (tales como la fusión y disolución de compuestos sólidos). Se evita trabajar con disolventes inflamables.
Los siguientes ejemplos pretenden ilustrar la invención con más detalle.
Síntesis de los inhibidores de parafina
Preparación de copolímeros olefina-MSA no modificados
Copolímero I
Olefinas C 20/24 + MSA, 1:1 molar, sin disolvente
Para la polimerización se usa un matraz de cuatro cuellos con agitador, termómetro interno, línea de suministro de nitrógeno y condensador de reflujo, así como entradas para el anhídrido maleico y el iniciador.
Se funde 1 mol de anhídrido maleico a 80 °C en un embudo de goteo calentable. Bajo gasificación de N2, se calienta el recipiente con 1 mol de una mezcla comercial de a-olefinas (componentes principales olefinas C20, C22 y C24) hasta una temperatura interna de 150 °C, y a continuación se añade anhídrido maleico y un 1 % en moles (con respecto a los monómeros) de peróxido de di-tert-butilo durante 5 h a partir de alimentaciones separadas. A continuación, se polimeriza posteriormente durante 1 h a una temperatura interna de 150 °C. Se obtiene un copolímero de olefina-MSA con un peso molecular numéricamente medio Mn de 10000 g/mol. Copolímero II
Olefinas C 20/24 + MSA, 1:1,14 molar, en disolvente alifático
Para la polimerización se usa un matraz de cuatro cuellos con agitador, termómetro interno, línea de suministro de nitrógeno y condensador de reflujo, así como entradas para el anhídrido maleico y el iniciador.
Se funde 1,1 mol de anhídrido maleico a 80 °C en un embudo de goteo calentable. Se llena el recipiente con Solvesso® 150 bajo gasificación de N2. Se calienta 1 mol de una mezcla comercial de a-olefinas (componentes principales olefinas C20, C22 y C24) hasta una temperatura interna de 150 °C, luego se añade anhídrido maleico y un 1 % en moles (con respecto a los monómeros) de peróxido de di-tert-butilo durante 5 h a partir de alimentaciones separadas. La cantidad de disolvente será tal que se produce una solución del 50 % en peso de polímero. Una vez completada la adición, se polimeriza posteriormente durante 1 h a una temperatura interna de 150 °C. Se obtiene un copolímero de olefina-MSA con un peso molecular numéricamente medio Mn de 4000 g/mol.
Inhibidor de parafina I
Copolímero I, apertura del anillo con alcoholes C 16/22
Para la síntesis se usa un matraz de cuatro cuellos con agitador, termómetro interno, línea de suministro de nitrógeno y condensador de reflujo, así como una alimentación para Solvesso® 150 (mezcla de aromáticos de alto punto de ebullición, punto de inflamación 66 °C).
Se funden 15 g de copolímero I y 13,8 g de una mezcla comercial de alcoholes lineales (constituyentes principales alcoholes C16 a C22) a una temperatura externa de 85 °C y después de la fusión se añaden 7,2 g de Solvesso® 150. Calentar a 150 °C de temperatura exterior y se agita durante 4 h.
Se obtiene una mezcla de 80 % en peso de copolímero y 20 % en peso de Solvesso® 150 con un punto de fusión de aproximadamente 50 °C.
Inhibidor de parafina II
Copolímero I, apertura del anillo con alcoholes C 22/26
Para la síntesis se usa un matraz de cuatro cuellos con agitador, termómetro interno, línea de suministro de nitrógeno y condensador de reflujo, así como una alimentación para Solvesso® 150 (mezcla de aromáticos de alto punto de ebullición, punto de inflamación 66 °C).
Se funden 15 g de copolímero I y 18,5 g de una mezcla comercial de alcoholes lineales (constituyentes principales alcoholes C22 a C26) a una temperatura externa de 85 °C y después de la fusión se añaden 8,4 g de Solvesso® 150. Se calienta a 150 °C de temperatura exterior y se agita durante 4 h.
Se obtiene una mezcla de 80 % en peso de copolímero y 20 % en peso de Solvesso® 150 con un punto de fusión de aproximadamente 50 °C.
Inhibidor de parafina III
Copolímero II, apertura del anillo con alcoholes C 16/22
Para la síntesis se usa un matraz de cuatro cuellos con agitador, termómetro interno, línea de suministro de nitrógeno y condensador de reflujo, así como una alimentación para Solvesso® 150 (mezcla de aromáticos de alto punto de ebullición, punto de inflamación 66 °C).
Se funden 19,7 g de una solución al 50 % del copolímero II en Solvesso® 150 y 10,4 g de una mezcla comercial de alcoholes lineales (constituyentes principales alcoholes C16 a C22) a una temperatura exterior de 85 °C. A continuación, se mezcla la mezcla con el copolímero II en Solvesso® 150. Se calienta a 150 °C de temperatura exterior y se agita durante 6 h.
Se obtiene una mezcla de 70 % en peso de copolímero y 30 % en peso de Solvesso® 150 con un punto de fusión de aproximadamente 45 °C.
Inhibidor de parafina IV
Copolímero II, apertura del anillo con alcoholes C 22/26
Para la síntesis se usa un matraz de cuatro cuellos con agitador, termómetro interno, línea de suministro de nitrógeno y condensador de reflujo, así como una alimentación para Solvesso® 150 (mezcla de aromáticos de alto punto de ebullición, punto de inflamación 66 °C).
Se funden 15,0 g de una solución al 50 % del copolímero II en Solvesso® 150 y 9,5 g de una mezcla comercial de alcoholes lineales (constituyentes principales alcoholes C22 a C26) a una temperatura exterior de 85 °C. A continuación, se mezcla la mezcla con el copolímero II en Solvesso® 150. Se calienta a 150 °C de temperatura exterior y se agita durante 6 h.
Se obtiene una mezcla de 70 % en peso de copolímero y 30 % en peso de Solvesso® 150 con un punto de fusión de aproximadamente 45 °C.
Tensioactivos
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Disolventes orgánicos miscibles en agua
Glicol de etileno
Propilenglicol
II Realización de los ensayos
Dispositivos
[0111]
Agitador (control Heidolph RZR 2102)
Agitador de hélice de 4 alas (060 mm)
Ultra-Turrax (IKA T 18 digital)
Herramienta de dispersión (IKA S 18 N -19 G)
Balanza (Mettler Toledo XP 10002 S)
Recipiente de emulsión (acero inoxidable, 1000 ml, H 185 mm, 0 85-95 mm)
Vaso (600 ml, forma alta, con pico)
Termómetro de varilla (-20+250 °C, profundidad de inmersión 100 mm)
Placa caliente (Rommelsbacher AK 2080.2)
Hervidor eléctrico (Bosch WK 10)
Medidor de pH (Knick 761 Calimatic)
Agitador magnético (Heidolph MR-Hei Tec)
Varilla agitadora magnética (L 40 mm, 0 7 mm)
Frasco de laboratorio (500 ml)
Procedimiento experimental general
En el recipiente de emulsión se pesaron el inhibidor de parafina, los tensioactivos, así como parte del agua y el disolvente orgánico miscible en agua (para las cantidades, véase la tabla) y se calentaron a 85 °C mientras se agitaba con un termómetro de varilla. A continuación, se agitó más la mezcla de inhibidores de parafina con un agitador de hélice a 2000 rpm, manteniendo la temperatura a 85 °C. En un vaso de precipitados separado se precalentaron a 60 °C la cantidad restante de agua y el disolvente orgánico miscible en agua, así como el KOH (para las cantidades, véase la tabla) . A continuación, se añadió esta solución a la emulsión de quinitorio parafínico en 5 minutos con agitación continua con el agitador de hélice y se agitó durante otros 5 minutos. A continuación, se llevó a cabo la homogeneización durante 1 minuto con un Ultraturrax (25000 rpm) precalentado a 90 °C. A continuación, se enfrió hasta la temperatura ambiente.
Homogeneizador
Se usó un homogeneizador del tipo Bran Luebbe SHL-05. Se trata de un homogeneizador de alta presión con una bomba horizontal de 3 pistones.
Aspecto de las emulsiones obtenidas a 23 °C
El aspecto de las emulsiones acuosas a 23 °C se evaluó de la siguiente manera.
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Prueba de fluidez
Para comprobar la fluidez, se inclina 90° el recipiente vertical en el que se almacena la composición acuosa (botellas de vidrio de 35 ml 30 x 80, espesor de vidrio de 1,2 mm, rosca GL 22). La composición es fluida si sale del recipiente después de inclinarlo, y es sólida si no sale del recipiente después de inclinarlo. Se observa visualmente si la composición fluye fácilmente, es viscosa o muy viscosa.
Almacenamiento:
Para probar la estabilidad a largo plazo a bajas temperaturas, se llenaron aproximadamente 20 ml de la dispersión en los vasos mencionados. Las muestras se almacenaron a diferentes temperaturas (+5 °C, -10 °C y -20 °C). Después de ciertos períodos de tiempo -como se ha descrito anteriormente- se comprobó si las muestras seguían fluyendo o no.
Los resultados de las pruebas se muestran en las siguientes tablas 1 a 7.
Tabla 1: Resultados de las ruebas com arativas con el inhibidor de arafina I
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Ficha. 2: R l l r m r iv n l inhi i r r fin I
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Tabla : R l l m l m l m r iv n l inhi i r r fin I
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Ficha.4: Comparación de la homo eneización mediante un Ultraturrax un homo eneizador
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Tabla : R l n l inhi i r r fin II
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Tabla 6: Resultados de los eem los eem los com arativos con el inhibidor de arafina III
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Tabla 7: R l n l inhi i r r fin IV
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Comentarios sobre las pruebas:
En todas las pruebas y los ensayos comparativos, la concentración del depresor del punto de fluidez fue de aproximadamente el 25 % en peso con respecto a la suma de todos los componentes de la dispersión, es decir, una concentración relevante para la práctica.
Los ensayos comparativos V1 y V2 se realizaron usando únicamente un tensioactivo A (C16/18(EO)1 -iH) en una cantidad de aproximadamente el 7 % en peso con respecto a la suma de todos los componentes de la dispersión. Las dispersiones son líquidas a temperatura ambiente, pero la calidad no es muy buena (punteada). Cuando se almacenan a -10 °C, las dispersiones son sólidas después de 4 días.
En los ensayos comparativos V3 y V4, se añadió una pequeña cantidad de un tensioactivo de tipo C (C-i6/18(EO)50H) además del tensioactivo A (C16/18 (EO)-nH). Esto mejora significativamente la calidad de la dispersión a temperatura ambiente, pero no puede evitar que la dispersión se solidifique cuando se almacena a -10 °C.
En los ensayos comparativos V5 a V9, se varió la cantidad de tensioactivo A. Con una pequeña cantidad (aprox. el 3,5 % en peso con respecto a la suma de todos los componentes), la dispersión sigue siendo líquida (altamente viscosa) después de 21 días cuando se almacena a -10 °C, pero la calidad de la dispersión ya es pobre a temperatura ambiente, y empieza a aparecer la separación de fases (cremosidad). Con solo un 2 % en peso de tensioactivo A (V9), la dispersión vuelve a separarse ya a temperatura ambiente. Con cantidades crecientes de tensioactivo A, la calidad de la dispersión a temperatura ambiente aumenta, pero también se solidifica más rápidamente, a altas concentraciones de tensioactivo ya cuando se almacena a 5 °C.
En los ejemplos 1 y 2, una parte del tensioactivo A ha sido sustituida por el tensioactivo B. El surfactante C sigue presente. La combinación de los 3 tensioactivos da lugar a una dispersión que es de buena calidad y que permanece líquida cuando se almacena a -10 °C; la dispersión del ejemplo 1 permanece líquida incluso cuando se almacena a - 20 °C.
Los ejemplos 3 y 4 (Tabla 4) muestran el efecto cuando la dispersión se homogeniza adicionalmente. El resultado es una dispersión con una calidad notablemente mejorada.
Las tablas 5 a 7 muestran que también con otros inhibidores de parafina se pueden conseguir emulsiones estables, que permanecen líquidas cuando se almacenan a bajas temperaturas.

Claims (24)

REIVINDICACIONES
1. Composición acuosa que comprende al menos
(1 ) una fase acuosa continua que comprende agua así como un disolvente orgánico miscible en agua, (2 ) partículas dispersas en él de un componente inhibidor de parafina, con un punto de fusión de entre 30 °C y 95 °C, y
(3) tensioactivos,
caracterizada porque
• la fase acuosa presenta un punto de fusión no superior a -20 °C,
• el componente inhibidor de parafina es una mezcla que comprende al menos
o un disolvente orgánico inmiscible con el agua, y
o un inhibidor de parafina polimérico e insoluble en agua (X) que comprende como monómeros ■ a-olefinas con 14 a 32 átomos de carbono, así como
■ monómeros monoetilénicamente insaturados que comprenden grupos carboxilato, en donde los grupos carboxilato están esterificados total o parcialmente con alcoholes alifáticos, cicloalifáticos y/o aromáticos, con la condición de que al menos el 50 % de los alcoholes sean alcoholes alifáticos lineales que tengan de 16 a 32 átomos de carbono,
• la cantidad del componente inhibidor de parafina es del 20 al 40 % en peso con respecto a la suma de todos los componentes de la composición,
• los tensioactivos son al menos tres tensioactivos diferentes (A), (B) y (C), que se definen de la siguiente manera:
(A) al menos un tensioactivo no iónico de fórmula general R1 -(AO)xH, en donde
■ R1 es un radical alquilo lineal con 8 a 20 átomos de carbono,
■ Los AO, independientemente unos de otros, representan unidades de óxido de alquileno C2 a C4, con la condición de que al menos el 80 % de las unidades de AO sean unidades de óxido de etileno (EO), y
■ x representa un número del 5 al 20,
(B) al menos un tensioactivo seleccionado del grupo formado por
(B1) tensioactivos no iónicos de fórmula general R2-(AO)yH, en donde
■ R1 es un radical alquilo ramificado con 8 a 20 átomos de carbono,
■ Los AO, independientemente unos de otros, representan unidades de óxido de alquileno C2 a C4, con la condición de que al menos el 80 % de las unidades de AO sean unidades de óxido de etileno (EO), y
■ y representa un número del 5 al 20,
(B2) tensioactivos no iónicos de fórmula general R3-CH2-N[-(AO)zH]2 , en donde
■ R3 es un radical alquilo lineal o un radical alquenilo con 8 a 20 átomos de carbono,
■ Los AO, independientemente unos de otros, representan unidades de óxido de alquileno C2 a C4, con la condición de que al menos el 80 % de las unidades de AO sean unidades de óxido de etileno (EO), y
■ z representa un número del 3 al 10,
(C) al menos un tensioactivo no iónico de la fórmula general R4-(AO)mH, en donde
■ R4 es un radical alquilo lineal con 8 a 20 átomos de carbono,
■ Los AO, independientemente unos de otros, representan unidades de óxido de alquileno C2 a C4, con la condición de que al menos el 80 % de las unidades de AO sean unidades de óxido de etileno (EO), y
■ m representa un número de más de 20 a 70,
y en la que la cantidad de tensioactivos (A) es del 5 al 15 % en peso, la de tensioactivos (B) es del 5 al 15 % en peso y la de tensioactivos (C) es del 2 al 5 % en peso, en cada caso con respecto al componente inhibidor de parafina.
2. Composición acuosa según la reivindicación 1, caracterizada porque los tensioactivos (A), (B), (C) se definen de la siguiente manera:
(A) : al menos un tensioactivo no iónico de la fórmula general R1-(EO)x H, en donde
• R1 es un radical alquilo lineal que tiene de 12 a 20 átomos de carbono, y
• EO son unidades de óxido de etileno, y
• x representa un número del 8 al 15,
(B) : al menos un tensioactivo elegido del grupo formado por
(B1): tensioactivos no iónicos de fórmula general R2-(EO)yH, en donde
• R1 es un radical alquilo ramificado que tiene de 11 a 17 átomos de carbono, y
• EO son unidades de óxido de etileno, y
• y representa un número del 5 al 15,
(B2): tensioactivos no iónicos de fórmula general R3-CH2-N[-(EO)zH]2 , en donde
• R3 es un radical alquenilo lineal que tiene de 12 a 20 átomos de carbono, y
• EO son unidades de óxido de etileno, y
• z representa un número del 4 al 8,
(C) : al menos un tensioactivo no iónico de la fórmula general R4-(EO)mH, en donde
• R4 es un radical alquilo lineal que tiene de 12 a 20 átomos de carbono, y
• EO son unidades de óxido de etileno, y
• m representa un número entre 40 y 60.
3. Composición acuosa según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizada porque la cantidad total de tensioactivos es del 15 al 25 % en peso.
4. Composición acuosa según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el componente inhibidor de parafina tiene un punto de fusión de 40 a 70 °C.
5. Composición acuosa según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el componente inhibidor de parafina tiene un tamaño de partícula de 1 pm a 10 pm.
6. Composición acuosa según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque el disolvente orgánico es al menos uno seleccionado del grupo que consiste en metanol, etanol, n-propanol, i-propanol, etilenglicol, dietilenglicol, 1,2-propilenglicol, 1,3-propilenglicol, monometiléter de etilenglicol o monometiléter de propilenglicol.
7. Composición acuosa según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque el disolvente orgánico es al menos uno seleccionado del grupo que consiste en etilenglicol, dietilenglicol, 1,2-propilenglicol, 1,3-propilenglicol, monometiléter de etilenglicol o monometiléter de propilenglicol.
8. Composición acuosa según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque la cantidad de disolventes orgánicos es del 30 al 70 % en peso con respecto a la cantidad de todos los componentes de la fase acuosa.
9. Composición acuosa según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la fase acuosa comprende agua así como 1,2-propilenglicol y/o etilenglicol, siendo la proporción de 1,2-propilenglicol y/o etilenglicol del 40 al 60 % en peso, y el resto de la fase acuosa es agua.
10. Composición acuosa según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque el componente inhibidor de parafina comprende del 60 % al 90 % en peso de inhibidores de parafina poliméricos (X) y del 10 % al 40 % en peso de disolventes orgánicos inmiscibles en agua, estando los pesos basados en la suma de todos los componentes del componente inhibidor de parafina.
11. Composición acuosa según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque el disolvente orgánico inmiscible con el agua es un hidrocarburo o una mezcla de hidrocarburos.
12. Composición acuosa según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada porque el inhibidor polimérico de parafina (X) es un copolímero que comprende como monómeros
• del 40 % al 60 % en moles de a-olefinas con 14 a 32 átomos de carbono, así como
• del 60 % al 40 % en moles de ácido maleico, en donde los grupos carboxilato están esterificados total o parcialmente con alcoholes alifáticos, cicloalifáticos y/o aromáticos, con la condición de que al menos el 50 % en moles de los alcoholes sean alcoholes alifáticos lineales con 16 a 32 átomos de carbono, y en donde el grado de esterificación sea del 30 % al 60 % con respecto al número de todos los grupos carboxilato presentes.
13. Procedimiento para la preparación de una composición acuosa según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque se funden el componente o los componentes inhibidores de parafina, se distribuyen en la fase acuosa con la adición de los tensioactivos (A), (B) y (C) a una temperatura superior a la temperatura de fusión del componente inhibidor de parafina, y se deja enfriar la mezcla hasta una temperatura inferior a la temperatura de fusión del componente inhibidor de parafina.
14. Procedimiento para la preparación de una composición acuosa según la reivindicación 13, caracterizado porque para dispersar el componente inhibidor de parafina fundido se usan agregados de agitación o de dispersión seleccionados del grupo de agitadores, agitadores de hélice, molinos coloidales, dispositivos ultraturrax, generadores de ultrasonidos, homogeneizadores o combinaciones de los mismos.
15. Procedimiento según la reivindicación 13, caracterizado porque la preparación se lleva a cabo mediante • en una primera etapa, se mezclan un componente sólido inhibidor de parafina, los tensioactivos (A), (B) y (C) y al menos una parte de la fase acuosa a una temperatura inferior a la temperatura de fusión del componente inhibidor de parafina y, a continuación, se calientan con mezcla continua a una temperatura superior a la temperatura de fusión,
• en una segunda etapa, se homogeneiza la mezcla usando un agregado dispersante adecuado, y • a continuación, se deja que la mezcla se enfríe hasta una temperatura inferior a la de fusión del componente inhibidor de la parafina.
16. Procedimiento según la reivindicación 15, caracterizado porque la mezcla en la primera etapa se realiza por medio de agitación.
17. Procedimiento según las reivindicaciones 15 o 16, caracterizado porque en la segunda etapa se usa un homogeneizador como unidad de dispersión.
18. Uso de las composiciones acuosas según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12 como depresores del punto de fluidez del petróleo crudo, añadiendo al petróleo crudo al menos una composición acuosa según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.
19. Uso según la reivindicación 18, caracterizado porque la composición acuosa se usa en una cantidad tal que la cantidad añadida de los inhibidores de parafina (X) es de 50 a 1500 ppm con respecto al petróleo crudo.
20. Uso según las reivindicaciones 18 o 19, caracterizado porque se inyecta la composición acuosa en un oleoducto de petróleo crudo.
21. Uso según las reivindicaciones 18 o 19, caracterizado porque se inyecta la composición acuosa en un pozo de producción.
22. Uso según las reivindicaciones 20 o 21, caracterizado porque la inyección se realiza en alta mar.
23. Uso según una cualquiera de las reivindicaciones 20 a 22, caracterizado porque la inyección se realiza umbilicalmente.
24. Uso de las composiciones acuosas según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12 para prevenir los depósitos de cera en las superficies en contacto con el petróleo crudo, añadiendo al petróleo crudo al menos una composición acuosa según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.
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