MX2015002636A - Composicion acuosa estabilizada clarificadora de agua y metodos de uso. - Google Patents

Abstract

Dispersiones y emulsiones aceite-agua derivadas de las operaciones de la industria del petróleo son desemulsionadas y clarificadas usando una composición acuosa clarificadora de agua. La formación de tales dispersiones y emulsiones aceite-agua es inhibida y mitigada usando la composición acuosa clarificadora de agua, que comprende una dispersión de látex de un polímero aniónico, un alcohol y una base. La dispersión de látex de polímero aniónico comprende un polímero aniónico que comprende: (A) 2-80 % en peso de por lo menos un monómero de ácido carboxílico a,ß-etilénicamente insaturado de C3-C8; (B) 15-80 % en peso de por lo menos un monómero no iónico copolimerizable a,ß-etilénicamente insaturado; (C) 0-50% en peso de uno o más de los siguientes monómeros: (C1) por lo menos un tensoactivo no iónico de éster de vinilo; o (C2) por lo menos un monómero no iónico copolimerizable a,ß-etilénicamente insaturado que tiene cadenas de polímero más grandes que el monómero (B); o (C3) por lo menos un monómero no iónico de uretano; y opcionalmente (D) 0-5 % en peso de por lo menos un entrelazador.

Description

COMPOSICIÓN ACUOSA ESTABILIZADA CLARIFICADORA DE AGUA Y MÉTODOS DE USO CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a una composición acuosa clarificadora de agua protegida contra congelación, y a un método para desemulsionar y clarificar emulsiones y dispersiones de aceite-agua derivadas de las operaciones de producción y refinación del petróleo usando dicha composición acuosa clarificadora de agua.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Una dispersión es una mezcla en la que una fase está dispersa en otra fase continua, de una composición o fase diferente. Una emulsión es una dispersión que comprende dos líquidos inmiscibles, uno de los cuales está disperso como gotitas (fase interna) en el otro (fase continua o externa). De esta manera, todas las emulsiones son dispersiones, pero no todas las dispersiones son emulsiones. Las emulsiones estables son aquellas que son incapaces de separarse por sí solas en sus fases constituyentes sin alguna forma de tratamiento mecánico o químico.

En la industria del petróleo, varias operaciones que incluyen, sin limitación, exploración, producción, refinación y procesamiento químico de hidrocarburos que incluyen, sin limitación, petróleo crudo, gas y sus productos derivados, se producen rutinariamente mezclas y dispersiones de aceite y agua. Típicamente, estas mezclas tambien contienen otros compuestos que incluyen, sin limitación, ceras, asfáltenos, varias sales, materiales suspendidos, materiales biológicos tensoactivos del suelo, reactivos tensoactivos inhibidores de corrosión/costra añadidos, etc. , que pueden variar de un lugar a otro. Además, los tensoactivos sintéticos y naturales, producidos ya sea in situ o añadidos con las téenicas mejoradas de recuperación de petróleo, tales como inundaciones con álcali-tensoactivo (AS) y álcali-tensoactivo-polímero (ASP), pueden causar problemas de separación de fases. Junto con la presencia de estos otros compuestos, las altas fuerzas de corte y mezclado ocasionan que estas mezclas de aceite y agua formen dispersiones y emulsiones relativamente estables. Algunas de estas emulsiones son emulsiones de agua en aceite, comúnmente referidas en la industria del petróleo como emulsiones “regulares”, en las que el aceite es la fase continua. Otras son emulsiones de aceite en agua, referidas comúnmente en la industria del petróleo como emulsiones “inversas”, en las que el agua es la fase continua.

El “rompimiento” de emulsiones aceite-agua significa la separación de las fases de aceite y agua. El término “rompimiento” implica que las películas emulsionantes alrededor de las gotitas de agua o aceite se “rompen” de tal manera que puede ocurrir coalescencia y resultar en la separación de las fases de aceite y agua con el tiempo, por ejemplo, por sedimentación gravitacional. Por ejemplo, los desemulsionantes describen la clase de agentes que rompen o separan una emulsión, ya sea normal o inversa, en sus fases constituyentes. Los clarificadores describen compuestos que se aplican para romper las emulsiones y separar la fase oleosa del agua, haciendo así al agua “más clara”. Se sabe que hay cierto traslape en los tipos de compuestos que desemulsionan eficientemente y los que clarifican; es decir, algunos compuestos son útiles tanto para desemulsionar como para clarificar las emulsiones y dispersiones aceite-agua.

Durante la fase de producción de un pozo petrolero, se puede bombear una gran cantidad de agua hacia la tierra a traves de uno o más pozos inyectores para empujar el petróleo de la formación subterránea hacia el pozo productor y fuera de la tierra. Conforme los pozos se envejecen, es producida agua de formación del pozo en combinación con el petróleo. Además, en muchas téenicas de recuperación de petróleo secundarias y terciarias, tales como inundación de vapor, extracción de petróleo de arenas de alquitrán/petróleo, y drenaje por gravedad asistida por vapor (SAGD), se usan grandes cantidades de agua para recuperar el petróleo. En estas circunstancias, típicamente el petróleo sale de la tierra como una emulsión. Para romper esta emulsión, es decir, separar el agua de la fase oleosa, generalmente se usan desemulsionantes tales como polialquilenglicoles (PAGs), copolímeros de bloque de poli(óxido de etileno) (PEO) y po I i (óxido de propileno) (PPO), y alcoxilatos de resina de alquilfenol. En algunos casos también se añaden clarificadores de agua a la corriente de emulsión cruda.

Una vez que la emulsión se separa en una fracción oleosa y una fracción acuosa, la fracción acuosa producida (es decir, el “agua producida”) puede contener aproximadamente 1000 partes por millón (ppm) de petróleo atrapado en la fase acuosa. En otras palabras, se forma una emulsión “inversa”, es decir, de aceite en agua. Esta emulsión parece entre parda y negra, dependiendo de la cantidad de impurezas presentes. Esta agua producida puede ser generada en grandes cantidades (es decir, hasta millones de litros por día) y se reinyecta en la formación o se desecha al océano. Las regulaciones gubernamentales, tales como la lcy “Clean Water Act” de EE. UU. y el “Code of Federal Regulations in the United States” de la agencia EPA de EE. UU., requieren la reducción de la cantidad del contenido de petróleo a niveles muy bajos antes de poder descargar el agua producida. Aunque la cantidad de petróleo permitida en el agua descargada bajo estas regulaciones varía de una jurisdicción a otra, el estándar generalmente es muy bajo, usualmente mucho menor que 100 ppm de petróleo en el agua. Además, con el creciente costo y regulación sobre el uso de agua dulce, se requieren bajos niveles de petróleo para la reutilización del agua. La práctica de reducir el aceite en el agua, de la cantidad que ocurre naturalmente a menos de 50 ppm, es conocida comúnmente como “clarificación”, y es simplemente el rompimiento de la emulsión inversa. Típicamente, la clarificación de esta agua desemulsionada del campo petrolífero incluye el uso de polímeros de acrilato, polímeros catiónicos, polielectrolitos catiónicos y polímeros anfif Micos solubles en agua para flocular los materiales oleosos y partículas suspendidos y con ello obtener agua más clara.

La selección y uso exitoso de compuestos de polímero eficaces para desemulsionar y clarificar las emulsiones aceite-agua formadas durante las operaciones de la industria del petróleo es muy compleja porque el hecho de que un polímero particular funcione o no funciones depende de muchos factores que incluyen, sin limitación: la geología y localización de las formaciones subterráneas que contienen petróleo, la fuente de agua, la naturaleza de los sólidos suspendidos, el tipo de petróleo, la naturaleza de los otros reactivos utilizados, etc. De esta manera, no existe una solución para la práctica de desemulsificación y clarificación de las emulsiones del campo petrolífero. Dependiendo de los campos petrolíferos individuales y las condiciones implicadas, diferentes polímeros proveerán un rendimiento óptimo en diferentes lugares.

La teenica anterior incluye muchas patentes y literatura general que se refieren a la desemulsificación y clarificación de dispersiones aceite-agua y emulsiones producidas por las operaciones de la industria del petróleo.

Por ejemplo, la publicación de la solicitud de patente de EE. UU. US 2007/0244248 revela el uso de un polímero que contiene grupos aromáticos y oleofílicos para desemulsionar emulsiones aceite-agua. USP 5, 100,582 revela una composición muy específica de tetrapolímero que contiene combinaciones aleatorias de ácido acrílico, ácido metacrílico, metacrilato de metilo y acrilato de butilo para usarse como un agente desemulsionante para agua en petróleo crudo.

Además, USP 6,025,426 y USP 5,330,650, enseñan el uso de copolímeros catiónicos h i drof íl icos de acrilamida que tienen peso molecular elevado, como auxiliares de clarificación de agua. USP 4,582,628, revela el uso de polímeros de tipo vinilo, derivados de monómeros de vinilo hidrofílicos e hidrofóbicos, para desemulsionar las emulsiones de aceite y agua de la industria del petróleo En USP 5,643,460 se revelan polímeros catiónicos de peso molecular bajo, solubles en agua, de una sal cuaternaria de cloruro de metilo y cloruro de bencilo de acrilato de dimetilaminoetilo, para romper emulsiones de aceite en agua derivadas de las operaciones del campo petrolífero. USP 5,472,617 provee un método para desemulsionar una emulsión de petróleo crudo y agua, que incluye la adición de desemulsionantes hechos de (met)acrilatos de oxialquilatos copolimerizados con monómeros hidrofílicos.

La publicación de la solicitud de patente china CN1883740 revela el uso de polímeros derivados de monómeros hidrofóbicos de éster de (met)acrilato y monómeros hidrofílicos de ácido (met)acrílico, y que tienen pesos moleculares de 5,000 a 100,000 g/mol, para desemulsionar emulsiones de petróleo crudo y agua.

La publicación de la patente de EE. UU. US 2011 0031163 revela copolímeros de acrilato aniónicos modificados hidrofóbicamente, modificados con agente tensoactivo y altamente entrelazados, para separar dispersiones o emulsiones de aceite y agua generadas en operaciones de campo petrolífero.

Sin embargo, ninguna de las patentes y publicaciones anteriormente mencionadas revela polímeros estabilizados para romper emulsiones aceite-agua derivadas de un campo petrolífero y operaciones de refinación de petróleo localizadas y/o que operan en ambientes extremadamente fríos, tales como las regiones árticas. La estabilidad mejorada a temperatura baja, algunas veces referida como protección contra congelación, es importante no sólo para el uso, sino también para el almacenamiento y transporte. Esto incluye tanto transportar en barriles como bombear a través de conductos los compuestos de polímero a las operaciones de la industria del petróleo en ambientes fríos. Si las soluciones acuosas de los polímeros se almacenan en un lugar en donde la temperatura ambiente desciende por debajo de 0 °C, las soluciones se pueden congelar, separar o formar sedimentos, inhibiendo así la capacidad de bombear suficiente solución de polímero al fluido deseado. Existe la necesidad de una composición acuosa clarificadora de agua de baja temperatura útil para desemulsionar las emulsiones de aceite en agua de la industria del petróleo, que muestren estabilidad mejorada a baja temperatura.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención provee tal composición acuosa estabilizada clarificadora de agua y un método para usar la misma para separar las fases oleosa y acuosa de una dispersión o emulsión aceite-agua derivada de las operaciones de la industria del petróleo, en donde la composición acuosa clarificadora de agua es estable entre -40°C y 60°C y circulada entre -40°C y 60°C. La composición acuosa clarificadora de agua es provista a la emulsión aceite-agua en una cantidad eficaz para desemulsificación. La composición acuosa clarificadora de agua comprende: i) una dispersión de látex de un polímero aniónico, preferiblemente en una cantidad de 20 a 80 por ciento en peso, en donde el polímero aniónico comprende: A) por lo menos un monómero de ácido carboxílico a,b-etilénicamente insaturado de C3-C8, preferiblemente ácido metacrílico, ácido acrílico, o una mezcla de los mismos, preferiblemente en una cantidad de 15-80% en peso; B) por lo menos un monómero no iónico copolimerizable a,b-etilénicamente insaturado, preferiblemente un éster de monovinilo, muy preferiblemente acetato de etilo, preferiblemente en una cantidad de 15-80 % en peso; C) opcionalmente uno o más de lo siguiente: (1 ) por lo menos un tensoactivo no iónico de éster de vinilo; (2) por lo menos un monómero no iónico copolimerizable a,b-etilénicamente insaturado, que tiene cadenas de polímero más grandes que el monómero B); y (3) por lo menos un monómero no iónico de uretano, preferiblemente en una cantidad de 0-50 % en peso; y D) opcionalmente por lo menos un entrelazador, preferiblemente en una cantidad de 0-5 % en peso, en donde los porcentajes en peso de A, B, C y D suman un total de 100 por ciento y se basan en el peso total de la dispersión de látex de un polímero aniónico i); ii) un alcohol, preferiblemente etilenglicol o propilenglicol, preferiblemente en una cantidad de 5 a 70 por ciento en peso; iii) una base, preferiblemente en una cantidad de 0.05 milimoles/gramo a 0.22 milimoles/gramo, basada en el peso de la dispersión de látex de un polímero aniónico i); y iv) agua que constituye el resto de la composición. Los porcentajes en peso de i), ii), iii), iv) suman un total de 100 por ciento y se basan en el peso total de la composición acuosa clarificadora de agua.

En particular, el monómero de ácido carboxílico a,b-etilénicamente insaturado de C3-C8 tiene la fórmula: R' 1 (l) RCH=C-COOH en donde R es H, y R’ es H, alquilo de ?1-?4 o -CH2COOX; R es -COOX y R’ es H o -CH2COOX; o R es CH3 y R’ es H; y X es H o alquilo de C1-C4.

El monómero no iónico copolimerizable a,b-etilénicamente insaturado tiene la fórmula: (II) CH2=CYZ en donde Y es H, y Z es -COOR, -C6H4R’, CN, Cl, CH=CH2; O Y y Z son Cl; y R es alquilo de C!-C8 o hidroxialquilo de C2-C8; R’ es H, Cl, Br o alquilo de Ci-C3; y R” es alquilo de Ci-C8.

Además, si está presente, el componente monomérico C) es uno o más de los siguientes monómeros: (1 ) por lo menos un tensoactivo no iónico de áster de vinilo de la fórmula: R' O R (III) R"0-(CH2CH0)m(C2H40)n— C C=CH2 en donde R es H o CH3, cada R’ es alquilo de C1-C4, R” es alquilo de C 8-C2o o alquilfenilo de C8-C16, n es un número promedio de 6-100, y m es un número promedio de aproximadamente 0-50, siempre que n > m y (n + m) es aproximadamente 6-100; (2) por lo menos un monómero no iónico copolimerizable a,b-etilénicamente insaturado que tiene cadenas de polímero más grandes que el monómero B) y que tiene la fórmula: CH2=CYZ (IV) en donde Y es H y Z es -COOR, -C6H4R\ o O OCR ; g es QH3 y Z es -COOR, -C6H4R’ y R es alquilo de C 1 0-C2o-hidroxialquilo; R’ es alquilo de C4-C8; y R” es alquilo de C9-C2o; y (3) por lo menos un monómero no iónico de uretano que es el producto de la reacción de uretano de un tensoactivo no iónico monohídrico con un monoisocianato monoetilénicamente insaturado.

En otra modalidad, la presente invención provee un método para inhibir y mitigar la formación de emulsiones aceite-agua generadas durante las operaciones de la industria petrolera a partir de precursores oleosos y acuosos que se mezclan durante las operaciones. Este método para inhibir y mitigar la formación de emulsiones de aceite-agua comprende proveer una cantidad eficaz para desemulsionar, preferiblemente de 1 a 10,000 ppm, de la composición acuosa clarificadora de agua antes mencionada al precursor oleoso, el precursor acuoso, o ambos, antes, durante o despues de mezclar los precursores.

La dispersión o emulsión aceite-agua puede ser una dispersión o emulsión de aceite en agua o una dispersión o emulsión de agua en aceite.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Un “polímero”, como se usa en la presente y como se define en FW Billmcyer, JR. en “Textbook of Polymer Science”, segunda edición, 1971 , es una molécula relativamente grande constituida de los productos de reacción de unidades químicas repetidas más pequeñas. Los polímeros pueden tener estructuras que son lineales, ramificadas, en forma de estrella, en lazo, hiper-ramificadas, entrelazadas, o una combinación de las mismas; los polímeros pueden tener un solo tipo de unidad de repetición (“homopolímeros"), o pueden tener más de un tipo de unidad de repetición (“copolímeros”). Los copolímeros pueden tener los diversos tipos de unidades de repetición dispuestos aleatoriamente, en secuencia, en bloques, o en otras disposiciones, o en cualquier mezcla o combinación de las mismas. Las sustancias químicas que reaccionan entre sí para formar las unidades de repetición de un polímero son conocidas en la presente como “monómeros”, y se dice aquí que un polímero está hecho de, o comprende, “unidades polimerizadas” de los monómeros que reaccionan para formar las unidades de repetición. La reacción o reacciones químicas en las que los monómeros reaccionan para convertirse en unidades polimerizadas de un polímero, ya sea un homopolímero o cualquier tipo de copolímero, son conocidas en la presente como “polimerización".

En todas las composiciones de la presente los porcentajes en peso siempre sumarán un total de 100 por ciento. De esta manera, los porcentajes indicados más abajo para describir las proporciones de los diversos componentes monoméricos del polímero se basan todas en el peso total del polímero, siendo el total de 100 por ciento.

Los pesos moleculares del polímero se pueden medir mediante los métodos estándares, tales como por ejemplo cromatografía de exclusión de tamaño (también llamada cromatografía de penetración de gel) o viscosidad intrínseca.

Como se usa en la presente, el prefijo “(met)acrilo” significa “metacrilo o acrilo”.

El término “operaciones de la industria del petróleo”, como se usa en la presente, incluye sin limitación actividades y procesos para la exploración, producción, refinación y procesamiento químico de los hidrocarburos que incluyen, sin limitación petróleo crudo, gas y sus derivados. Por ejemplo, la exploración frecuentemente incluye la perforación inicial de pozos en donde se usa como lubricante y disipador de calor un fluido de perforación o lodo de perforación, que típicamente es una mezcla de fluidos líquidos y gaseosos y sólidos. Los dispersantes adecuados son útiles para estabilizar este lodo en una composición homogenea. Las operaciones de producción incluyen, sin limitación, bombear grandes cantidades de agua a la tierra, como se describe arriba, lo que genera proporcionalmente grandes cantidades de “agua de formación”, una dispersión o emulsión de aceite en agua. El rompimiento de estas emulsiones con aditivos para separar y recuperar el petróleo del agua producida es una práctica común y beneficiosa. Los procesos de refinación de petróleo, por ejemplo, incluyen sin limitación la separación de sólidos y sales inorgánicas (referida como “desalación”) del petróleo producido. Las operaciones de desalación producen mezclas de aceite en agua que requieren clarificación y/o desemulsificación antes de la descarga o reutilización. Finalmente, el procesamiento químico en la industria del petróleo incluye muchas actividades diversas tales como por ejemplo, sin limitación, producción de etileno por fraccionamiento, que implica operaciones de apagado con agua. Las operaciones de apagado en la fabricación de etileno generan aguas de apagado que contienen hidrocarburos pesados, medios y ligeros, y por lo tanto requieren desemulsificación y/o clarificación. Los expertos en la materia reconocerán fácilmente las muchas operaciones realizadas en la industria del petróleo a las que es razonablemente aplicable la presente invención, y la invención pretende incluir todas estas aplicaciones.

El término “emulsión aceite-agua”, como se usa en la presente, incluye dispersiones incluso cuando no existe una emulsión estable, y también incluye emulsiones de agua en aceite y emulsiones de aceite en agua, así como también emulsiones múltiples tales como agua en aceite en agua. El aceite es la fase externa o continua en las emulsiones de agua en aceite. En las emulsiones de aceite en agua, la fase externa o continua es el agua.

Los puntos finales de las escalas se consideran definidos y se reconoce que incorporan dentro de su tolerancia otros valores dentro del conocimiento de las personas expertas en la materia, que incluyen sin limitación los que son insignificativamente diferentes del punto final respectivo en lo que se refiere a esta invención (en otras palabras, se ha de considerar que los puntos finales incorporan valores “aproximados” o “cercanos” a cada punto final respectivo). Los límites de escala y relación citados en la presente son combinables. Por ejemplo, si se citan escalas de 1 -20 y 5-15 para un parámetro particular, se entiende que las escalas de 1-5, 1 -15, 5-20 o 15-20 también están contempladas y abarcadas en las mismas.

El término estable, al referirse a las composiciones acuosas clarificadoras de agua de la presente invención, se define en la presente como que la composición no forma un gel o precipitado debido a la temperatura, sea una temperatura baja, una temperatura alta, o circulada entre una temperatura baja y una temperatura alta. Típicamente las temperaturas bajas son de -40°C o más altas, y las temperaturas altas son de 60°C y más bajas.

La presente invención provee una composición acuosa clarificante de agua y un método para usar la misma para separar las fases oleosa y acuosa de una dispersión o emulsión aceite-agua derivada de las operaciones de la industria del petróleo. La composición acuosa clarificante de agua comprende: i) una dispersión de látex de un polímero aniónico, en donde el polímero aniónico comprende: A) por lo menos un monómero de ácido carboxílico a,b- etilénicamente insaturado de C3-C8; B) por lo menos un monómero no iónico copolimerizable a,b- etilénicamente insaturado; C) opcionalmente uno o más de los siguientes: (1 ) por lo menos un tensoactivo no iónico de áster de vinilo; (2) por lo menos un monómero no iónico copolimerizable a,b-etilénicamente insaturado que tiene cadenas de polímero más grandes que el monómero B); y (3) por lo menos un monómero no iónico de uretano; y D) opcionalmente por lo menos un entrelazador.

La dispersión de látex de un polímero aniónico también puede comprender hasta aproximadamente 10% en peso, basado en el peso total de la dispersión de látex de polímero aniónico, de otros monómeros aniónicos, catiónicos, o monómeros no iónicos.

La dispersión de látex de polímero aniónico i) está presente en una cantidad igual o mayor que 20 por ciento en peso, preferiblemente igual o mayor que 30 por ciento en peso, y muy preferiblemente igual o mayor que 40 por ciento en peso, basado en el peso total de la composición acuosa clarificadora de agua. La composición acuosa clarificadora de agua comprende la dispersión de látex de un polímero aniónico i) en una cantidad igual o menor que 80 por ciento en peso, preferiblemente igual o menor que 70 por ciento en peso, y muy preferiblemente igual o menor que 60 por ciento en peso, basado en el peso total de la composición acuosa clarificadora de agua.

La composición acuosa clarificadora de agua también comprende un alcohol ii). Los alcoholes adecuados se pueden seleccionar del grupo que consiste en glicoles, éteres de glicol, metanol, etanol, y combinaciones de los mismos. Preferiblemente, el alcohol se selecciona de isopropanol, éter monobutílico de dietilenglicol, éter monobutílico de etilenglicol, éter monoetílico de dietilenglicol, éter monobutílico de etilenglicol, éter monopropílico de etilenglicol, éter monometílico de dipropilenglicol, éter monobutílico de dipropilenglicol, éter monometílico de propi leng I icol , éter monopropílico de propilenglicol, éter monobutílico de propilenglicol, acetato de butilo, propilenglicol, etilenglicol, y combinaciones de los mismos, preferiblemente propilenglicol, muy preferiblemente etilenglicol.

El alcohol ii) está presente en una cantidad igual o mayor que 5 por ciento en peso, preferiblemente igual o mayor que 25 por ciento en peso, y muy preferiblemente igual o mayor que 45 por ciento en peso, basado en el peso total de la composición acuosa clarificadora de agua. La composición acuosa clarificadora de agua comprende el alcohol ii) en una cantidad igual o menor que 70 por ciento en peso, preferiblemente igual o menor que 60 por ciento en peso, y muy preferiblemente igual o menor que 55 por ciento en peso, basado en el peso total de la composición acuosa clarificadora de agua.

La composición acuosa clarificadora de agua también comprende una base iii). Sorprendentemente, los presentes inventores han encontrado que la adición de la base permite tener una mayor concentración de polímero aniónico en la composición acuosa clarificadora de agua de la presente invención, reteniendo al mismo tiempo viscosidad aceptable a temperatura reducida y permaneciendo estable a temperaturas más altas, y/o permaneciendo estable mientras se circula entre temperaturas bajas y altas. Muy poca base puede resultar en inestabilidad durante la circulación de temperatura, por ejemplo la composición acuosa clarificadora de agua puede formar un gel o precipitado. Demasiada base puede resultar en inestabilidad, por ejemplo formación de gel, a temperaturas más altas y durante la circulación de temperatura. Diferentes polímeros aniónicos requieren diferentes cantidades de base; una cantidad eficaz de base para un polímero aniónico específico es una cantidad que provee estabilidad a la composición clarificadora de agua entre -40°C y 60°C, y circulándola entre -40°C y 60°C.

Las bases adecuadas son las bases fuertes, tales como hidróxido de litio, hidróxido de sodio, hidróxido de potasio, hidróxido de bario o hidróxido de rubidio, y las bases débiles tales como amoniaco, metilamina y piridina; preferiblemente el hidróxido de sodio. La base está presente en la composición acuosa clarificadora de agua en una cantidad igual o mayor que 0.05 milimoles por gramo basada en el peso seco del polímero aniónico (mmol/g), preferiblemente igual o mayor que 0.65 milimoles/gramo, y muy preferiblemente igual o mayor que 0.08 milimoles/gramo, basada en el peso seco del polímero aniónico. La base está presente en la composición acuosa clarificadora de agua en una cantidad igual o menor que 0.22 milimoles/gramo, basada en el peso seco del polímero aniónico, preferiblemente igual o menor que 0.17 milimoles/gramo, y muy preferiblemente igual o menor que 0.12 milimoles/gramo, basada en el peso seco del polímero aniónico.

La composición acuosa clarificadora de agua de la presente invención comprende agua. El agua puede estar presente en la dispersión de látex de polímero aniónico i), diol ii), y/o base iii). Si la dispersión de látex de un polímero aniónico i) comprende agua y/o el diol ii) comprende agua y/o la base iii) comprende agua, el agua está incluida en los porcentajes en peso descritos en las escalas para i), ii) y iii) mencionadas más arriba. Sin embargo, se puede añadir agua adicional iv) a la composición acuosa clarificadora de agua. Si se le agrega agua adicional, la cantidad constituirá el resto del peso de la composición acuosa clarificadora de agua, de tal manera que los porcentajes en peso de i), ii), iii) y iv) suman un total de 100 por ciento en peso.

La presente invención también provee un método para inhibir y mitigar la formación de emulsiones aceite-agua generadas durante las operaciones de la industria del petróleo a partir de precursores de aceite (orgánicos) y agua (acuosos) que se mezclan durante dichas operaciones y de lo contrario forman dispersiones y emulsiones aceite-agua. Este método para inhibir y mitigar la formación de emulsiones aceite-agua comprende proveer la composición acuosa clarificadora de agua anteriormente descrita al precursor oleoso, el precursor acuoso, o ambos, antes, durante o después de mezclar los precursores.

Ya sea que se provea a los precursores de la dispersión o emulsión aceite-agua, o a las dispersiones o emulsiones aceite-agua ya formadas, el uso de la composición acuosa clarificadora de agua de acuerdo con la presente invención puede reducir la viscosidad de la mezcla resultante de aceite y agua y por lo tanto se pueden lograr mejores características de flujo, lo que puede facilitar el procesamiento y manejo ulterior.

Además, aunque los polímeros catiónicos típicamente se han usado en las operaciones de la industria del petróleo como desemulsionantes y/o clarificadores de dispersiones y emulsiones aceite-agua, se espera que el uso de la dispersión de látex de polímero aniónico de acuerdo con los métodos de la presente invención reduzca el daño potencial al medio ambiente. Esto es porque se cree que la dispersión de látex de los polímeros aniónicos descritos en la presente y su uso como desemulsionante aceite-agua y clarificador es menos tóxica que los polímeros catiónicos anteriormente utilizados.

Más particularmente, la dispersión de látex de los polímeros aniónicos adecuados para usarse de acuerdo con la presente invención comprenden 15-80 % en peso, basado en el peso total de la dispersión de látex de polímero aniónico, de por lo menos un monómero de ácido carboxílico insaturado A), que tiene la fórmula: R' RCH=C-COOH (l ) en donde R es H, y R’ es H, alquilo de <^-04, o -CH2COOX; R es -COOX y R' es H o -CH2COOX; o R es CH3 y R’ es H; y X es H o alquilo de C1-C4.

Los monómeros de ácido carboxílico a,b-etilénicamente ¡nsaturados de C3-C8 adecuados A) para usarse en los métodos de la presente invención incluyen, por ejemplo y sin limitación, ácido (met)acrílico, ácido alfa-cloroacrílico, ácido crotónico, ácido fumárico, ácido citracónico, ácido mesacónico, ácido itacónico, ácido maleico, ácido aconítico, y mezclas de los mismos. Se cree que los ácidos (met)acrílicos son los más adecuados.

La dispersión de látex de polímeros aniónicos adecuada para usarse en los métodos de la presente invención comprende además 15-18 % en peso, basado en el peso total de la dispersión de látex de polímero aniónico, de por lo menos un monómero no iónico copolimerizable a,b-etilénicamente insaturado B), que tiene la fórmula: C¾=CYZ (II) en donde Y es H y Z es -COOR, -C6H4R\ CN, Cl, C(O)0R, o -CH=CH2; O Y y Z son Cl; y R es alquilo de Ci-Cs o hidroxialquilo de C2-C8; R’ es H, Cl, Br o alquilo de C^Cs; y R” es alquilo de C^Cs.

Los monómeros no iónicos copolimerizables a,b-etilénicamente insaturados B) que son adecuados para usarse en los métodos de la presente invención incluyen, por ejemplo y sin limitación, ésteres de alquilo de Ci-C8 e hidroxialquilo de C2-C8 de ácido acrílico y metacrílico, que incluyen acrilato de etilo, metacrilato de etilo, metacrilato de metilo, acrilato de 2-etilhexilo, metacrilato de propilo, metacrilato de isopropilo, acrilato de butilo, metacrilato de butilo, metacrilato de n-amilo, metacrilato de sec-amilo, metacrilato de hexilo, metacrilato de crotilo, metacrilato de hidroxietilo, metacrilato de hidroxipropilo, acrilato de 2-hidroxietilo, metacrilato de 2-hidroxibutilo; estireno, viniltolueno, isopropilestireno y p-cloroestireno; acetato de vinilo, butirato de vinilo, caprolato de vinilo; acrilonitrilo, metacrilonitrilo, butadieno, isopreno, cloruro de vinilo, cloruro de vinilideno, propionato de vinilo, butirato de vinilo, fer-butirato de vinilo, caprato de vinilo, éter metílico de vinilo, éter etílico de vinilo, éter n-propílico de vinilo, éter /so-propílico de vinilo, éter n-butílico de vinilo, éter /so-butílico de vinilo, éter fenílico de vinilo, éter fenílico de a-clorovinilo, metacrilonitrilo, acrilamida, metacrilamida, N-alquilacrilamidas, N-arilacrilamidas, N-vinilpirrolidona, N-vinil-3-morfolinonas, N-vinil-oxazolidona, N-vinil-imidazol, y combinaciones de los mismos. En la práctica se prefiere un éster monovinílico tal como acrilato de etilo, acrilato de butilo, o una mezcla de los mismos con estireno, acrilato de hidroxietilo, acrilonitrilo, cloruro de vinilo o acetato de vinilo.

La dispersión de látex de polímeros aniónicos que es adecuada para usarse en los métodos de la presente invención puede comprender adicionalmente 0-50 % en peso, basado en el peso total de la dispersión de látex de polímero aniónico, de uno o más de los siguientes monómeros: C1 ) por lo menos un monómero tensoactivo no iónico de éster vinílico que tiene la fórmula: I I I —— en donde R es H o CH3, cada R’ es alquilo de C^C,,, R” es alquilo de C8-C30 o alquilfenilo de C8-C16, n es un número promedio de 6 a 100, y m es un número promedio de 0 a 50, siempre que n > m y (n + m) sea aproximadamente 6-100; C2) por lo menos un monómero no iónico copolimerizable a,b-etilénicamente insaturado que tiene cadenas de polímero más grandes que el monómero B) y que tiene la fórmula: CH2=CYZ (IV) en donde Y es H y Z es -COOR,— C6H4R’, ; Y es CH3 y Z es -COOR, -C6H4R\ C(O)OR; y R es alquilo de C 10-C20 -hidroxialquilo; R’ es alquilo de C4-C8; y R” es alquilo de Cg-C20; o C3) por lo menos un monómero no iónico de uretano que es el producto de reacción de uretano de un agente tensoactivo no iónico monohídrico con un monoisocianato monoetilénicamente insaturado.

Los monómeros tensoactivos no iónicos de éster de vinilo C1 ) que son adecuados para usarse en los métodos de la presente invención se seleccionan del grupo que consiste en: (1 ) acrilatos de alquilfenoxipoli(etilenoxi)etilo de la fórmula: , en donde R es H o CH3; Y’ es alquilo de C8-C16, y n es aproximadamente 6-100; (2) acrilatos de alcoxipoli(etilenoxi)etilo de la fórmula: O R R— 0-(C2H40)n- c II— C I=CH2 (VI) en donde R es H o CH3, R” es alquilo de C8-C2o, y n es aproximadamente 6-50; y (3) acrilatos de alcoxipoli(alquilenoxi)etilo de la fórmula: en donde R es H o CH3, cada R’ es alquilo de Ci-C^ R” es alquilo de C8-C2o, y n es aproximadamente 6-50 y m es aproximadamente 1-40.

Los monómeros no iónicos copolimerizables a,b-etilénicamente insaturados C2) adecuados incluyen, sin limitación: metacrilato de laurilo, metacrilato de estearilo, metacrilato de etilhexilo, metacrilato de cinamilo, metacrilato de oleoílo, metacrilato de ricinoleilo, t-butilestireno, decanoato de vinilo, estearato de vinilo, laurato de vinilo, oleato de vinilo, éter /so-octílico de vinilo, éter b-naftílico de vinilo, y combinaciones de los mismos.

Los monómeros no iónicos de uretano que son adecuados incluyen, sin limitación, isocianato de alfa-dimetil-m-isopropenil-bencilo modificado con alquilo, en donde los grupos alquilo son por ejemplo nonil-fenol, octil-fenol, dinonil-fenol, laurilo, estearilo, oleilo, y similares. Se cree que el isocianato de dimetil-m-isopropenil-bencilo es particularmente adecuado en el método de la presente invención.

La dispersión de látex de polímero aniónico que es adecuada para usarse en los métodos de la presente invención también comprende, opcionalmente, 0-5% en peso, basado en el peso total de la dispersión de látex de polímero aniónico, de por lo menos un entrelazador D). Por ejemplo, la dispersión de látex de polímero aniónico puede incluir también 0-35 % en peso, o incluso 0-2 % en peso de por lo menos un entrelazador.

Los entrelazadores D) adecuados para usarse en los métodos de la presente invención incluyen, por ejemplo y sin limitación, cualquier compuesto copolimerizable que contenga dos o más puntos no conjugados de insaturación etilénica, o dos o más grupos de vinilideno no conjugados de la estructura CH2=C = , tales como diviniltolueno, trivinilbenceno, divinilnaftaleno, diacrilato o dimetacrilato de trimetilenglicol, 2-etilhexano-1 ,3-dimetilacrilato, divinilxileno, diviniletilbenceno, éter divinílico, divinilsulfona, éteres de alilo de compuestos polihídricos como los de glicerol, pentaeritritol, sorbitol, sacarosa y resorcinol, divinilcetona, sulfuro de divinilo, acrilato de alilo, maleato de dialilo, fumarato de dialilo, ftalato de dialilo, succinato de dialilo, carbonato de dialilo, malonato de dialilo, oxalato de dialilo, adipato de dialilo, sebacato de dialilo, tartrato de dialilo, silicato de dialilo, eter dialílico de trimetilolpropano, tricarbalilato de trialilo, aconitato de trialilo, citrato de trialilo, fosfato de trialilo, N,N-metilendiacrilamida, N,N’-metilendimetacrilamida, N,N’-etilidendiacrilamida, 1 ,2-di-(a-metilmetilensulfonamida)-etileno, y combinaciones de los mismos. Se cree que el éter dialílico de trimetilolpropano es particularmente adecuado.

Los porcentajes en peso de los monómeros que comprenden el polímero aniónico suman 100 por ciento.

Los polímeros aniónicos adecuados para usarse en los métodos de la presente invención tienen pesos moleculares promedio en peso entre 10,000 y 20,000,000 g/mol, tal como por ejemplo entre 10,000 y 10,000,000 g/mol, o incluso entre 40,000 y 1 ,000,000 g/mol. Los pesos moleculares del polímero aniónico se pueden determinar mediante los métodos estándares, tales como por ejemplo cromatografía de exclusión de tamaño (llamada también cromatografía de penetración de gel) o viscosidad intrínseca. Como entenderán los expertos en la téenica relevante, algunos de los polímeros aniónicos adecuados para usarse en la presente invención pueden estar entrelazados y por lo tanto pueden comprender moléculas de polímero extremadamente grandes. El peso molecular de estos polímeros anónicos entrelazados puede ser extremadamente alto y por lo tanto prácticamente inmensurable.

Una cantidad eficaz para desemulsificación de la composición acuosa clarificadora de agua, cuando se añade a una emulsión de agua en aceite, o al precursor oleoso de una dispersión o emulsión de agua en aceite, es convenientemente de 1 a 10,000 ppm, por ejemplo, 1 a 1.000 ppm, o 1 a 500 ppm, o incluso 1 a 100 ppm. Cuando se agrega a una emulsión de aceite en agua, por ejemplo y sin limitación que comprende hasta 10% en volumen de agua, o al precursor acuoso de una dispersión o emulsión de aceite en agua, una cantidad eficaz para desemulsificación del polímero aniónico es convenientemente de 1 a 10.000 ppm, por ejemplo, 1 a 1 ,000 ppm, o 1 a 500 ppm, o 1 a 200 ppm, o 1 a 100 ppm, o 1 a 50 ppm, o incluso 1 a 5 ppm.

Los polímeros aniónicos de acuerdo con la presente invención se pueden producir usando cualquier metodo de polimerización que incluye, por ejemplo, polimerización en solución, polimerización en masa, polimerización en fase heterogénea (que incluye por ejemplo polimerización en emulsión, polimerización en suspensión, polimerización en dispersión y polimerización en emulsión inversa), y combinaciones de las mismas. Independientemente, se puede usar cualquier tipo de reacción de polimerización que incluye por ejemplo polimerización de radicales libres. El método preferido de polimerización para producir los polímeros aniónicos adecuados para usarse en el método de la presente invención es la polimerización en emulsión. Estos métodos son muy conocidos en la téenica anterior y se pueden encontrar los detalles en USP 4,384,096.

Cuando se usa polimerización en solución, el disolvente puede ser un disolvente acuoso (es decir, el disolvente es 75% o más de agua, en peso basado en el peso del disolvente) o un disolvente orgánico (es decir, un disolvente que no es acuoso). Algunos disolventes adecuados contienen, por ejemplo, una mezcla de agua y hasta 75% en peso, basado en la mezcla, de uno o más disolventes que contienen OH, que se pueden seleccionar del grupo que consiste en: alcanoles de ?1-?4; alquilenglicoles de C2-C10, en los que la cadena de alquileno puede estar interrumpida por uno o más átomos de oxígeno no adyacentes; monoéteres de los alquilenglicoles de C2-C10 con alcanoles de C -C4; y mezclas de los mismos.

Los ejemplos de disolventes adecuados que contienen OH son metanol, etanol, isopropanol, n-butanol, etilenglico!, dietilenglicol, metildiglicol, dipropilenglicol, butilglicol, butildiglicol, trietiienglicol, los éteres metílicos de dichos glicoles y también oligómeros de óxido de etileno que contienen de 4 a 6 unidades de óxido de etileno, oligómeros de óxido de propileno que contienen de 3 a 6 unidades de óxido de propileno y también cooligómeros de polietilenglicol-polipropilenglicol. Independientemente, un disolvente que contiene agua puede contener opcionalmente uno o más de otros disolventes miscibles en agua, tales como por ejemplo acetona, metiletilcetona, tetrahidrofurano, dioxano, N-metilpirrolidona, dimetilformamida, etc.

En algunas modalidades, por lo menos un copolímero se hace por polimerización de radicales libres en solución o emulsión. En algunas de estas modalidades, por ejemplo, por lo menos un copolímero se hace por polimerización en solución por radicales libres en un disolvente acuoso.

Típicamente, la polimerización ocurre en un recipiente de reacción. Se contempla que algunos o todos los monómeros se pueden añadir al recipiente de reacción mientras está ocurriendo la polimerización. Por ejemplo, se puede agregar un iniciador al recipiente de reacción antes del monómero, y las condiciones del recipiente de reacción (por ejemplo, la temperatura, radiación, presencia de especies reactivas, etc.) se pueden ajustar de modo que el iniciador genera uno o más radicales libres antes de la adición del monómero. Como otro ejemplo, el iniciador se puede agregar simultáneamente con todo el monómero o con una parte de uno o más monómeros. Tambien se contempla que el iniciador se puede agregar antes del monómero y también simultáneamente con uno o más monómeros.

En algunas modalidades, el proceso para preparar el polímero de acuerdo con la presente invención incluye la formación de un copolímero usando una o más reacciones de polimerización de radicales libres. Entre estas modalidades, algunas incluyen el uso de uno o más iniciadores. Un iniciador es una molécula o mezcla de moléculas que, bajo ciertas condiciones, produce por lo menos un radical libre capaz de iniciar una reacción de polimerización por radicales libres. Algunos iniciadores (“iniciadores térmicos") producen estos radicales por descomposición cuando se exponen a una temperatura suficientemente alta. Algunos iniciadores producen estos radicales cuando ciertas moléculas se mezclan entre sí para causar una reacción química que resulta por lo menos en un radical libre (tal como por ejemplo algunas combinaciones conocidas como iniciadores “redox”, que contienen por lo menos un agente oxidante y por lo menos un agente reductor). Algunos iniciadores (“fotomiciadores”) producen radicales cuando se exponen a la radiación, tal como por ejemplo luz ultravioleta o haz electrónico. También se contemplan iniciadores que se pueden exponer a una temperatura alta simultáneamente con la presencia de por lo menos un agente reductor, y estos iniciadores pueden producir radicales libres por descomposición térmica, por una reacción de oxidación-reducción, o por una combinación de las mismas.

Los ejemplos de fotoiniciadores adecuados son azobisisobutironitrilo, benzofenona, acetofenona, éter de benzoína, bencil-dialquil-cetonas, y derivados de los mismos.

De los iniciadores térmicos adecuados algunos tienen una temperatura de descomposición de 20°C o mayor; o 50°C o mayor. Independientemente, algunos tienen una temperatura de descomposición de 180°C o menor; o 90°C o menor. Ejemplos de iniciadores térmicos adecuados son los compuestos de peróxido inorgánicos tales como peroxodisulfatos (peroxodisulfato de amonio y sodio), peroxosulfatos, percarbonatos y peróxido de hidrógeno; compuestos peróxidos orgánicos tales como peróxido de diacetilo, peróxido de di-fer-butilo, peróxido de diamilo, peróxido de dioctanoilo, peróxido de didecanoilo, peróxido de dilaurilo, peróxido de dibenzoilo, peróxido de bis(o-tolilo), peróxido de succinilo, peracetato de fer-butilo, permalato de fer-butilo, perisobutirato de fer-butilo, perpivalato de fer-butilo, peroctoato de fer-butilo, perneodecanoato de fer-butilo, perbenzoato de fer-butilo, peróxido de fer-butilo, hidroperóxido de fer-butilo, hidroperóxido de eumeno, peroxi-2-etilhexanoato de fer-butilo y peroxidicarbamato de diisopropilo; compuestos azoicos tales como 2,2’-azobisisobutironitrilo, 2,2’-azobis(2-metilbutironitrilo), diclorhidrato de 2,2’-azobis(2-metilpropionam¡dina) y diclorhidrato de azobis(2-aminopropano).

En algunas modalidades, opcionalmente los iniciadores térmicos se pueden usar en combinación con compuestos reductores. Ejemplos de estos compuestos reductores son los compuestos que contienen fósforo, tales como ácido fosforoso, hipofosfitos y fosfinatos; compuestos que contienen azufre tales como sulfito ácido de sodio, sulfito de sodio, metabisulfito de sodio y formaldehído sulfoxilato de sodio; e hidrazina. Se considera que estos compuestos reductores, en algunos casos, también funcionan como reguladores de cadena.

Un grupo de iniciadores adecuados es el grupo de los persulfatos que incluyen por ejemplo persulfato de sodio. En algunas modalidades se usa uno o más persulfatos en presencia de uno o más agentes reductores que incluyen por ejemplo iones de metal (tales como por ejemplo, ion ferroso, cobre), iones que contienen azufre (tales como por ejemplo, S2O32 , HS03\ S032 , S2052 , y mezclas de los mismos), y mezclas de los mismos.

Cuando se usa iniciador, la cantidad de todo el iniciador utilizado, como porcentaje en peso basado en el peso total de todos los monómeros presentes, es de 0.01 % o mayor; o 0.03% o mayor; o 0.1 % o mayor; o 0.3% o mayor. Independientemente, cuando se usa iniciador, la proporción del peso de todos los iniciadores usados al peso total de todos los monómeros usados es de 7% o menor; o 3% o menor; o 1 % o menor.

Cuando se usa iniciador, se puede agregar en cualquier forma y en cualquier tiempo durante el proceso. Por ejemplo, algunos o todos los iniciadores se pueden agregar al recipiente de reacción al mismo tiempo que se agregan al recipiente de reacción uno o más de los monómeros. En algunas modalidades, el iniciador se agrega a una velocidad de adición constante. En otras modalidades, el iniciador se agrega a una velocidad de adición creciente, por ejemplo en dos o más pasos, en donde en cada paso se utiliza una velocidad de adición más alta que en el paso anterior. En algunas modalidades, la velocidad de adición del iniciador aumenta y después disminuye.

El procedimiento para preparar los polímeros de acuerdo con la presente invención también incluye el uso de un regulador de cadena. Un regulador de cadena es un compuesto que actúa para limitar la longitud de la cadena de polímero en crecimiento. Algunos reguladores de cadena adecuados son, por ejemplo, compuestos de azufre tales como mercaptoetanol, tioglicolato de 2-etilhexilo, ácido tioglicólico y dodecil-mercaptano. Otros reguladores de cadena adecuados son los compuestos reductores mencionados aquí anteriormente. En algunas modalidades, el regulador de cadena incluye metabisulfito de sodio. En algunas modalidades, la cantidad de regulador de cadena, como porcentaje en peso basado en el peso total de todos los monómeros presentes, es de 0% o 0.5% o mayor; o 1 % o mayor; o 2% o mayor; o 4% o mayor. Independientemente, en algunas modalidades, la cantidad de regulador de cadena, como porcentaje en peso basado en el peso total de todos los monómeros presentes, es de 6% o menor; o 4% o menor; o 2% o menor. En algunas modalidades, las cantidades de iniciador más grandes que la cantidad necesaria para iniciar la polimerización pueden actuar como un regulador de cadena.

Otros reguladores de cadena adecuados son, por ejemplo, los compuestos que contienen OH descritos aquí anteriormente como adecuados para usarse en una mezcla con agua para formar un disolvente. Se contempla que, en algunas modalidades, el regulador de cadena es un componente del disolvente y por lo tanto el regulador de cadena puede estar presente en cantidades mayores de 15% en peso del peso total de todos los monómeros presentes.

El regulador de cadena se puede agregar al recipiente de reacción en cualquier forma. En algunas modalidades el regulador de cadena se agrega al recipiente de reacción a una velocidad de adición constante. En algunas modalidades el regulador de cadena se agrega al recipiente de reacción a una velocidad de adición que aumenta o disminuye, o una combinación de las mismas.

Para cada ingrediente que se agrega al recipiente de reacción, ese ingrediente se puede agregar en forma pura. Alternativamente, un ingrediente que se agrega al recipiente de reacción se puede agregar en forma de una solución en un disolvente, en forma de una mezcla con uno o más de otros ingredientes, o como una combinación de los mismos (es decir, como una mezcla con uno o más de otros ingredientes, en donde esa mezcla se disuelve en un disolvente). La forma en la que cualquier ingrediente se agrega al recipiente de reacción se puede elegir independientemente de la forma en la que se agrega cualquier otro ingrediente al recipiente de reacción.

La manera en la cual la composición acuosa clarificadora de agua es provista a la emulsión aceite-agua no es crítica, y muchos metodos de suministro son muy conocidos y comprendidos por los expertos en la téenica relevante.

En las operaciones de la industria del petróleo es común el uso de compuestos rompedores de emulsión inversa, que típicamente son materiales de alta carga y peso molecular más bajo que rompen las emulsiones inversas de tal manera que los floculantes pueden funcionar mejor. Ejemplos de estos compuestos rompedores de emulsión inversa son, sin limitación, poliaminas, poliaminas cuaternarias, taninos, y sales de metal (cloruros, hidróxidos, etc., basados en Al, Fe). El método de la presente invención puede comprender adicionalmente el uso de los polímeros aniónicos anteriormente descritos junto con estos compuestos rompedores de emulsión inversa.

Se pueden hacer mezclas y formulaciones de la composición acuosa clarificadora de agua con otros componentes tales como por ejemplo, sin limitación, agentes anticongelación adicionales, disolventes, biocidas, agentes neutralizantes, auxiliares de flujo y similares, y se pueden usar de acuerdo con el método de la presente invención. Estas mezclas y formulaciones se pueden preparar como una emulsión o una solución acuosa, o de otra manera.

Se entenderá que las modalidades de la presente invención anteriormente descritas son únicamente ejemplares y que un experto en la materia puede hacer variaciones y modificaciones sin apartarse del espíritu y alcance de la invención. Todas estas variaciones y modificaciones se consideran incluidas dentro del alcance de la presente invención.

EJEMPLOS En los ejemplos 1 a 18 se utiliza una dispersión de látex de un polímero aniónico de la presente invención, que comprende un látex 29% activo que contiene un copolímero ligeramente entrelazado de ácido metacrílico/acrilato de etilo. La dispersión de látex de polímero aniónico se agrega a una mezcla de etilenglicol, y agua destilada adicional o solución de hidróxido de sodio (NaOH) al 10% en un frasco de 20 mi. Las cantidades son porcentajes en peso basadas en el peso total de la composición. Las composiciones y rendimiento para los ejemplos 1 a 18 se muestran en la tabla 1.

En la tabla 1 : La estabilidad a temperatura baja se evalúa colocando 10 g de la formulación en un congelador a -40°C durante la noche. Se considera que la formulación cumple si la viscosidad a -40°C es menor de 2,000 cP y la formulación está libre de gel cuando se vuelve a calentar a la temperatura ambiente.

La estabilidad a 60°C se evalúa colocando 10 g de la formulación en un horno a 60°C en un recipiente sellado. Se considera que la formulación cumple si no ocurre aumento obvio de la viscosidad a 60°C o después de enfriar la muestra a temperatura ambiente.

Las muestras de estas dos pruebas se circulan entonces probando las muestras de la prueba a -40°C en la prueba de 60°C, y las muestras de la prueba original a 60°C se llevan a -40°C. Si cualquiera de estas muestras produce evidencia de precipitación de polímero o gelificación, se les considera formulaciones que no cumplen.

La viscosidad se determina en cada temperatura comparando visualmente cómo fluye la formulación en el frasco de muestra contra una serie de estándares de viscosidad cargados en frascos de muestras de referencia.

Tabla 1 no es un ejemplo de la presente invención.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1.- Una composición acuosa clarificadora de agua que comprende: i) una dispersión de látex de un polímero aniónico, en donde el polímero amónico comprende: A) por lo menos un monómero de ácido carboxílico a,b- etilénicamente insaturado de C3-C8; B) por lo menos un monómero no iónico copolimerizable a,b- etilénicamente insaturado; C) opcionalmente uno o más de los siguientes: (1 ) por lo menos un tensoactivo no iónico de éster de vinilo; (2) por lo menos un monómero no iónico copolimerizable a,b-etilénicamente insaturado que tiene cadenas de polímero más grandes que el monómero B); y (3) por lo menos un monómero no iónico de uretano; y D) opcionalmente por lo menos un entrelazador; ii) un alcohol; y iii) una base; en donde la composición acuosa clarificadora de agua es estable entre -40 °C y 60 °C, y circulándola entre -40 °C y 60 °C.

2.- La composición acuosa clarificadora de agua de la reivindicación 1 , caracterizada además porque: i) la dispersión de látex de polímero aniónico está presente en una cantidad de 20 a 80 por ciento en peso; ii) el alcohol está presente en una cantidad de 5 a 70 por ciento en peso; iii) la base está presente en una cantidad de más de 0.05 milimoles/gramo a menos de 0.22 milimoles/gramo, basada en el peso seco del polímero aniónico; y iv) el resto de la composición es agua; en donde los porcentajes en peso de i), ii), iii) y iv) suman un total de 100 y se basan en el peso total la composición acuosa clarificadora de agua.

3.- La composición de la reivindicación 1 , caracterizada además porque el monómero de ácido carboxílico A) es ácido metacrílico, ácido acrílico, o una mezcla de los mismos, y el monómero insaturado B) es un áster de monovinilo.

4.- La composición de la reivindicación 1 , caracterizada además porque el diol es propilenglicol o eti leng I icol .

5.- Un método para inhibir y mitigar la formación de las emulsiones aceite-agua generadas durante las operaciones de la industria del petróleo a partir de precursores oleosos y acuosos que se mezclan durante dichas operaciones, dicho método comprendiendo proveer al precursor oleoso, el precursor acuoso, o ambos, antes, durante o después del mezclado de los precursores, una cantidad eficaz para desemulsificación de una composición acuosa clarificadora de agua que comprende: i) una dispersión de látex de un polímero aniónico que comprende: A) por lo menos un monómero de ácido carboxílico a,b- etilénicamente insaturado de C3-C8; B) por lo menos un monómero no iónico copolimerizable a,b- etilenicamente insaturado; C) opcionalmente uno o más de los siguientes: (1 ) por lo menos un tensoactivo no iónico de áster de vinilo; (2) por lo menos un monómero no iónico copolimerizable a,b-etilénicamente insaturado que tiene cadenas de polímero más grandes que el monómero B); y (3) por lo menos un monómero no iónico de uretano; y D) opcionalmente por lo menos un entrelazador; ii) un alcohol; y iii) una base; en donde la composición acuosa clarificadora de agua es estable entre -40 °C y 60 °C, y circulándola entre -40 °C y 60 °C.

6.- La composición acuosa clarificadora de agua de las reivindicaciones 1 y 5, en donde: i) la dispersión de látex de polímero aniónico comprende: A) 15-80 % en peso de por lo menos un monómero de ácido carboxílico a,b-etilénicamente insaturado de C3-C8 de la fórmula: R' (l) RCH=C-COOH en donde R es H, y R’ es H, alquilo de C1-C4, o -CH2COOX; R es -COOX y R’ es H o -CH2COOX; o R es CH3 y R’ es H; y X es H o alquilo de ?1-?4; B) 15-80 % en peso de por lo menos un monómero no iónico copolimerizable a,b-etilénicamente insaturado de la fórmula: CH2=CYZ (II) en donde: Y es H, y Z es -COOR, -CeH4R\ CN, Cl, o -CH = CH2; Y es CH3 y Z es -COOR, -C6H4R\ CN o -CH=CH2; o Y y Z son Cl; y R es alquilo de Ci-C8 o hidroxialquilo de C2-C8; R’ es H, Cl, Br o alquilo de Ci-C3; y R” es alquilo de C^Cs; y C) 0-50 % en peso de uno o más de los siguientes monómeros: (1 ) por lo menos un tensoactivo no iónico de éster de vinilo de la fórmula: R' O R (III) R"0-(CH2CH0)m(C2H40)n— C— C=CH2 en donde R es H o CH3, cada R’ es alquilo de C1-C4, R” es alquilo de C8-C20 o alquilfenilo de C8-C16, n es un número promedio de 6-100, y m es un número promedio de aproximadamente 0-50, siempre que n > m y (n + m) es aproximadamente 6-100; y (2) por lo menos un monómero no iónico copolimerizable a,b-etilénicamente insaturado que tiene cadenas de polímero más grandes que el monómero B) y que tiene la fórmula: CH2=CYZ (|V) en donde Y es H y Z es -COOR, -C6H4R\ o alquilo de Ci0-C2o-hidroxialquilo; R’ es alquilo de C4-C8; y R” es alquilo de C9-C20! y (3) por lo menos un monómero no iónico de uretano que es el producto de la reacción de uretano de un tensoactivo no iónico monohídrico con un monoisocianato monoetilénicamente insaturado; en donde los porcentajes se basan en el peso total de la dispersión de látex de polímero aniónico.

7.- El método de conformidad con la reivindicación 5, en donde la dispersión o emulsión aceite-agua es una dispersión o emulsión de aceite en agua.

8.- El método de conformidad con la reivindicación 5, en donde la dispersión o emulsión aceite-agua es una dispersión o emulsión de agua en aceite.

9.- El método de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado además porque la composición acuosa clarificadora de agua se provee al precursor acuoso.

10 - El método de conformidad con la reivindicación 5, en donde la cantidad eficaz para desemulsificación de la composición acuosa clarificadora de agua es de 1 a 10,000 ppm.