ADITIVOS PARA PETRÓLEOS.

Petróleos crudos y productos que contienen residuos de destilación,

producidos a partir de ellos, que contienen resinas de alquil-fenoles y aldehídos con una unidad estructural repetitiva de la fórmula en la que R 1 representa un radical alquilo o alquenilo ramificado, con 10 hasta 40 átomos de C, que lleva por lo menos un grupo carboxilo, carboxilato y/o de éster, R 2 representa hidrógeno o R 1 R 3 representa hidrógeno o un grupo alcoxi de la fórmula A representa un grupo alquileno de C2 a C4, m representa un número de 1 a 100, - (A - O)m - H, R 4 representa hidrógeno, un radical alquilo de C1 a C11 o un grupo carboxilo, R 5 representa alquilo o alquenilo de C1-C200, O-R 6 u O-C(O)-R 6 , R 6 representa alquilo o alquenilo de C1-C200, n representa un número de 1 a 100 y k representa 1 ó 2

El presente invento se refiere a unas resinas de alquil-fenoles y aldehídos, que contienen unidades estructurales de ácidos grasos o respectivamente de sus derivados, y que tienen unas mejoradas propiedades técnicas de aplicaciones como aditivos para petróleos crudos.

Los petróleos crudos constituyen unas complejas mezclas de diversas sustancias, algunas de las cuales pueden causar problemas durante la producción, el transporte, el almacenamiento y/o la elaboración ulterior. Así, un petróleo crudo recientemente explotado contiene una gran cantidad de agua emulsionada, que tiene que ser separada antes del transporte y del almacenamiento. Algunos petróleos crudos, así como también los productos derivados a partir de ellos, tales como por ejemplo un aceite de calefacción pesado o un gasóleo (aceite diesel) para barcos, contienen unas ceras de hidrocarburos, que precipitan a bajas temperaturas y que perjudican a la capacidad para fluir de los aceites, por ejemplo en el caso del transporte en oleoductos (en inglés pipelines). Frecuentemente, un petróleo crudo y ciertos productos derivados de éste contienen también asfaltenos, que se componen de un gran número de estructuras, especialmente de alto peso molecular, de sistemas aromáticos condensados que contienen heteroátomos, y que se presentan como una suspensión coloidal en el aceite. En vista de la complejidad de su química, los asfaltenos son descritos como la fracción oleosa, que es soluble en tolueno pero no en n-pentano. Estos asfaltenos pueden precipitar por ejemplo en el caso de fluctuaciones de la presión o en el caso de una evaporación de los componentes volátiles ligeros del aceite. De igual manera,, los asfaltenos pueden precipitar, cuando por ejemplo un betún, unos aceites pesados o residuales son diluidos con disolventes con el fin de disminuir la viscosidad para el transporte. Los asfaltenos que han precipitado, provocan problemas en el caso de la producción y en el caso de la elaboración de los petróleos crudos y de los productos derivados de éstos, debido a que se precipitan en válvulas, tubos y disposiciones de transporte. Junto a superficies calientes, tales como, por ejemplo, de intercambiadores de calor, la carbonización de estos materiales precipitados puede hacer muy difícil su eliminación. Los materiales precipitados de asfaltenos y/o de ceras reducen el grado de efecto de las instalaciones, y en el peor de los casos pueden dar lugar a un bloqueo completo y a una interrupción de la producción, lo que provoca altos costos.

Por lo tanto, al realizar la producción y la elaboración de un petróleo crudo se emplean aditivos de diversos tipos. En este caso, se trata predominantemente de unos monómeros sintéticos así como también de unos compuestos poliméricos.

Así, por ejemplo, se emplean agentes desemulsionantes para el desdoblamiento de unas emulsiones, tales como las que resultan al realizar la explotación de los petróleos crudos. Los problemas provocados por los materiales precipitados de asfaltenos al realizar la manipulación y el almacenamiento de aceites se pueden impedir o disminuir por adición de pequeñas cantidades de los denominados agentes dispersivos. Estos agentes dispersivos deben de disminuir en este caso la cantidad del material precipitado mediante una reducción de la aglomeración de los asfaltenos, ralentizar la formación de materiales precipitados, dar lugar a una distribución más fina del material precipitado y/o reducir la tendencia del material precipitado a depositarse sobre superficies. Los denominados agentes inhibidores de parafinas mejoran la capacidad de fluir (fluidez) en frío p.ej. mediante una modificación de la estructura cristalina de las parafinas que precipitan en el caso de un enfriamiento. Ellos impiden la formación de un retículo tridimensional a base de cristales de parafinas y conducen de este modo a una disminución del punto de solidificación.

Una clase de compuestos, que se emplean en los petróleos crudos para diferentes finalidades, es la de las resinas de alquil-fenoles y sus derivados, que se preparan mediante condensación de alquil-fenoles con aldehídos en condiciones ácidas o respectivamente básicas.

Sin embargo, el efecto de los conocidos aditivos para aceites es frecuentemente insatisfactorio. Puesto que los petróleos crudos y los productos producidos a partir de ellos varían en su composición, unos aditivos individuales sólo pueden actuar eficientemente dentro de un intervalo restringido. A veces, incluso unas pequeñas modificaciones en la composición de los aceites tienen un gran efecto sobre la actividad de los aditivos. Por lo tanto, en algunos casos el efecto de las conocidas resinas de alquil-fenoles no es satisfactorio, de tal manera que subsiste una necesidad de encontrar unas alternativas adicionales. En particular, en unos petróleos crudos pesados o respectivamente en los productos derivados de éstos, que tienen un alto contenido de asfaltenos así como simultáneamente un alto contenido de n-parafinas, la eficacia de las resinas de alquil-fenoles del estado de la técnica no es suficiente.

Usualmente, la reacción de condensación para la preparación de las resinas de alquil-fenoles se lleva a cabo en el seno de unos disolventes aromáticos que hierven a más altas temperaturas. Por lo demás, las resinas de alquil-fenoles, en cuyo caso se trata de por sí de unos polímeros altamente viscosos o respectivamente frágiles, tienen que ser disueltas en un disolvente para la utilización como aditivos para aceites. Debido a las propiedades físico-químicas de las resinas de alquil-fenoles, tanto para la condensación como también para la preparación de materiales concentrados se prefieren los hidrocarburos aromáticos o respectivamente las mezclas técnicas de hidrocarburos de elevado punto de ebullición. Éstas contienen típicamente un 10 % en peso y más de hidrocarburos poliaromáticos. Los hidrocarburos alifáticos no son adecuados para las resinas de alquil-fenoles debido a sus propiedades de disolución.

En los casos de los disolventes que se emplean hoy en día como medios de reacción así como también como disolventes para resinas de alquil-fenoles, se trata por regla general de unas fracciones ricas en compuestos aromáticos que hierven a más altas temperaturas, y que proceden de la destilación del petróleo crudo. Ellas contienen hidrocarburos aromáticos policíclicos, que son considerados como nocivos para la salud de los seres vivos y para el medio ambiente. Por lo tanto, el contenido de los aditivos en cuanto a hidrocarburos aromáticos policíclicos es considerado cada vez más críticamente y es restringido en particular en el caso de aplicaciones fuera de la costa (en inglés off-shore). Los reparos sanitarios frente a los hidrocarburos aromáticos policíclicos designados también como compuestos poliaromáticos, tales como, por ejemplo, el naftaleno, que está bajo sospecha de generar un cáncer, dan lugar a la búsqueda de vías para la disminución de la cantidad de estas sustancias en los productos técnicos. Por el concepto de "hidrocarburos poliaromáticos" se entienden aquí unos compuestos, que contienen por lo menos dos anillos aromáticos condensados.

El documento de patente de los EE.UU. US 2499368 divulga la utilización de resinas de alquil-fenoles oxialquilados como agentes desemulsionantes para emulsiones de aceites minerales.

El documento de patente británica GB 1 173 975 divulga la utilización de resinas de alquil-fenoles para realizar la disminución de la viscosidad de petróleos crudos y de aceites combustibles a una baja temperaturas. El documento GB 2 305 437 divulga unas resinas de alquil-fenoles destinadas a realizar la disminución de la temperatura de fluidez crítica (en inglés pour point, también conocida como punto de vertido de líquidos que contienen parafinas.

El documento US-5 021 498 divulga unas resinas de alquil-fenoles y formaldehído como agentes dispersivos para asfaltenos.

El documento de solicitud de patente europea EP-A-0 381 966 divulga un procedimiento para la preparación de novolacas mediante condensación de fenoles con aldehídos mediando una retirada azeotrópica de agua desde el circuito.

Dentro del marco del presente invento, por el concepto de "resinas de alquil-fenoles" se entienden todos los polímeros, que son accesibles mediante condensación de un fenol portador de radicales alquilo con aldehídos o respectivamente cetonas. En este contexto, el radical alquilo puede estar unido directamente a través de un enlace C-C con el radical arilo...

1. Petróleos crudos y productos que contienen residuos de destilación, producidos a partir de ellos, que contienen resinas de alquil-fenoles y aldehídos con una unidad estructural repetitiva de la fórmula

en la que

R1 representa un radical alquilo o alquenilo ramificado, con 10 hasta 40 átomos de C, que lleva por lo menos un grupo carboxilo, carboxilato y/o de éster,

R2 representa hidrógeno o R1

R3 representa hidrógeno o un grupo alcoxi de la fórmula

- (A - O)m - H,

A representa un grupo alquileno de C2 a C4,

m representa un número de 1 a 100,

R4 representa hidrógeno, un radical alquilo de C1 a C11 o un grupo carboxilo,

R5 representa alquilo o alquenilo de C1-C200, O-R6 u O-C(O)-R6,

R6 representa alquilo o alquenilo de C1-C200,

n representa un número de 1 a 100 y

k representa 1 ó 2.

2. Petróleos crudos y productos que contienen residuos de destilación, producidos a partir de ellos, de acuerdo con la reivindicación 1, en los que R1 representa alquilo o alquenilo de C12 a C22.

3. Petróleos crudos y productos que contienen residuos de destilación, producidos a partir de ellos, de acuerdo con la reivindicación 1 y/o 2, en los que R3 representa hidrógeno.

4. Petróleos crudos y productos que contienen residuos de destilación, producidos a partir de ellos, de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 hasta 3, en los que A representa un grupo etileno y/o propileno.

5. Petróleos crudos y productos que contienen residuos de destilación, producidos a partir de ellos, de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 hasta 4, en los que R4 representa hidrógeno.

6. Petróleos crudos y productos que contienen residuos de destilación, producidos a partir de ellos, de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 hasta 5, en los que R5 y R6 representan, independientemente uno de otro, alquilo de C4 a C50.

7. Petróleos crudos y productos que contienen residuos de destilación, producidos a partir de ellos, de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 hasta 6, en los que n representa un número de 2 a 50.

8. Utilización de por lo menos una resina de alquil-fenol y aldehído con una unidad estructural repetitiva de la fórmula

tal como se define en una o varias de las reivindicaciones 1 hasta 7, en los que

R1 representa un radical alquilo o alquenilo ramificado, con 10 hasta 40 átomos de C, que lleva por lo menos un grupo carboxilo, carboxilato y/o de éster,

R2 representa hidrógeno o R1

R3 representa hidrógeno o un grupo alcoxi de la fórmula

- (A - O)m - H,

A representa un grupo alquileno de C2 a C4,

m representa un número de 1 a 100,

R4 representa hidrógeno, un radical alquilo de C1 a C11 o un grupo carboxilo,

R5 representa alquilo o alquenilo de C1-C200, O-R6 u O-C(O)-R6,

R6 representa alquilo o alquenilo de C1-C200,

n representa un número de 1 a 100 y

k representa 1 ó 2

para el desdoblamiento de emulsiones de agua y petróleos crudos o de productos que contienen residuos de destilación, derivados a partir de ellos.

9. Utilización de unas resinas de alquil-fenoles y aldehídos con una unidad estructural repetitiva de la fórmula

tal como se define en una o varias de las reivindicaciones 1 hasta 7, en la que

R1 representa un radical alquilo o alquenilo ramificado, con 10 hasta 40 átomos de C, que lleva por lo menos un grupo carboxilo, carboxilato y/o de éster,

R2 representa hidrógeno o R1

R3 representa hidrógeno o un grupo alcoxi de la fórmula

- (A - O)m - H,

A representa un grupo alquileno de C2 a C4,

m representa un número de 1 a 100,

R4 representa hidrógeno, un radical alquilo de C1 a C11 o un grupo carboxilo,

R5 representa alquilo o alquenilo de C1-C200, O-R6 u O-C(O)-R6,

R6 representa alquilo o alquenilo de C1-C200,

n representa un número de 1 a 100 y

k representa 1 ó 2

para el dispersamiento de asfaltenos en petróleos crudos y en productos que contienen residuos de destilación, derivados a partir de ellos.

10. Utilización de por lo menos una resina de alquil-fenol y aldehído con una unidad estructural repetitiva de la fórmula

tal como se define en una o varias de las reivindicaciones 1 hasta 7, en la que

R1 representa un radical alquilo o alquenilo ramificado, con 10 hasta 40 átomos de C, que lleva por lo menos un grupo carboxilo, carboxilato y/o de éster,

R2 representa hidrógeno o R1

R3 representa hidrógeno o un grupo alcoxi de la fórmula

- (A - O)m - H,

A representa un grupo alquileno de C2 a C4,

m representa un número de 1 a 100,

R4 representa hidrógeno, un radical alquilo de C1 a C11 o un grupo carboxilo,

R5 representa alquilo o alquenilo de C1-C200, O-R6 u O-C(O)-R6,

R6 representa alquilo o alquenilo de C1-C200,

n representa un número de 1 a 100 y

k representa 1 ó 2

para el mejoramiento de las propiedades de capacidad de fluir en frío de petróleos crudos y de productos que contienen residuos de destilación, derivados a partir de ellos.