AGENTES DE DISPERSIÓN DE ASFALTENOS A BASE DE ÁCIDOS FOSFÓNICOS.

Uso de ácidos fosfónicos de la fórmula (4) en donde R2 representa H o alquilo C1-C500,

y R3 y R4, independientemente uno de otro, representan H o alquilo C1-C500, con la condición de que no todos los radicales R2, R3, R 10 4 representen hidrógeno, y que presenten un peso molecular de 250 a 10.000 unidades, en cantidades de 0,5 a 10.000 ppm, referidas al petróleo, para la dispersión de asfaltenos en petróleos crudos, aceites residuales o de destilados con contenido en asfaltenos

Agentes de dispersión de asfaltenos a base de ácidos fosfónicos La presente invención se refiere al uso de ácidos fosfónicos en calidad de agentes de dispersión de asfaltenos en petróleos crudos, aceites residuales y de destilados.

Los asfaltenos son componentes de petróleos crudos. Contienen una pluralidad de estructuras, en particular componentes aromáticos condensados de elevado peso molecular con heteroátomos. A la vista de la complejidad de su química, los asfaltenos se describen como la fracción del petróleo que es soluble en benceno pero no en pentano.

En el petróleo crudo, los asfaltenos se presentan normalmente en forma de dispersión coloidal. Ésta es estabilizada por parte de resinas del petróleo.

Los asfaltenos pueden precipitar durante la producción, el refinado, el transporte y el almacenamiento de petróleo crudo y productos derivados del mismo tales como, p. ej., aceite de calefacción pesado o aceite para barcos. Las causas comunes de esta precipitación son una disminución de la temperatura o un cambio en la composición (p. ej. evaporación de componentes fácilmente volátiles) . Los asfaltenos también pueden precipitar al fluir a través de medios porosos. Anegaciones con CO2 durante el proceso de transporte puede conducir a los asfaltenos a la floculación o a la precipitación.

Algunos petróleos contienen ceras hidrocarbonadas que precipitan a bajas temperaturas. Interacciones entre la precipitación de la cera y los asfaltenos pueden aumentar la cantidad total de sustancia precipitada o su velocidad de formación.

Los asfaltenos precipitados provocan problemas en la producción y en la elaboración de petróleos crudos. Los asfaltenos se depositan en válvulas, tubos y dispositivos transportadores. En superficies calientes tales como, por ejemplo, intercambiadores de calor, la carbonización de estos precipitados puede dificultar mucho su eliminación. Los precipitados reducen el grado de efectividad de las instalaciones y, en el peor de los casos, pueden conducir a un bloqueo completo y a una parada de la producción, lo cual determina costos elevados.

Los aceites pesados, que a menudo se utilizan para la puesta en marcha de barcos, contienen cantidades considerables de asfaltenos. La precipitación de asfaltenos puede conducir tanto a una mala combustión como también a dificultades en la manipulación y en el almacenamiento del combustible.

Betún, aceites pesados y residuos se diluyen ocasionalmente con disolventes, con el fin de reducir la viscosidad para el transporte. Si en este caso precipitan asfaltenos, resultan con ello problemas en la manipulación.

La precipitación de asfaltenos puede impedirse o reducirse mediante pequeñas cantidades de agentes dispersantes. Estas sustancias muestran uno o varios de los siguientes efectos:

a) se reduce la cantidad de precipitado b) el precipitado se forma más lentamente c) el precipitado está dividido de forma más fina d) se reduce la tendencia del precipitado de depositarse sobre superficies.

Si ya se han formado precipitados de asfaltenos, éstos pueden eliminarse mediante el uso de disolventes. La adición de un agente dispersante puede mejorar la actividad de estos disolventes.

Una pluralidad de agentes dispersantes de asfaltenos es ya conocida. Los documentos CA-A-2 029 465 y CA-A-2 075 749 describen resinas de alquilfenolformaldehído en combinación con polímeros vinílicos hidrófilos-lipófilos.

Las propiedades dispersantes de asfaltenos del ácido dodecilbencenosulfónico se describen en el documento US-4 414 035, D. L. Chang y H. S. Fogler (SPE 25185, 1993) y por M. N. Bouts et al. (J. Pet. Technol. 47, 782-787, 1995) .

A. Stiles et al., J. Am. Chem. Soc. 1958, 80, 714-716 da a conocer la adición en los radicales de diésteres de ácido fosfónico a olefinas.

Houben-Weyl, tomo XII/1, 1963, páginas 352-353, tomo E2, 1982, págs. 310-311 y págs. 350-351 dan a conocer la hidrólisis de ésteres del ácido fosfónico alquilados, la disociación térmica de ésteres del ácido fosfónico alquilados y la reacción de olefinas con ácido fosforoso.

El documento GB-A-2423099 da a conocer un procedimiento para evitar la formación de productos de reticulación de asfaltenos que resultan en un medio ácido en presencia de iones Fe (III) .

El documento DE-A-10 2005 045133 da a conocer el uso de ésteres de ácidos alquilfosfónicos como co-aditivo para agentes dispersantes de asfaltenos que contienen resinas de alquilfenol-aldehído.

El documento EP-1 362 087 da a conocer el uso de resinas de cardanol-aldehído como agentes dispersantes de asfaltenos en petróleos crudos.

El documento US-5 494 607 da a conocer el uso de resinas de nonilfenol-pentadecilfenol-formaldehído en calidad de agentes dispersantes de asfaltenos en petróleos crudos, obteniéndose el pentadecilfenol a partir de nueces de anacardo.

El documento EP-0 995 012 da a conocer el uso de ácidos éter-carboxílicos en calidad de agentes dispersantes de asfaltenos en petróleos crudos.

El documento US-2006/042796 enseña un procedimiento para el tratamiento de un lugar de extracción de petróleo, en el que en el lugar de extracción de petróleo se incorpora una emulsión de agua en aceite que contiene un compuesto que impide la deposición de asfaltenos o parafinas. En el caso de los compuestos se trata, por ejemplo, de tetrametilenfosfonato de etilendiamina o ácido hidroxietildifosfónico.

El documento US-2007/265171 enseña un procedimiento para la eliminación de taponamientos de los lugares de extracción de petróleo, en el que en el lugar de extracción de petróleo se incorpora una emulsión de agua en aceite que contiene sustancias tensioactivas adecuadas para la dispersión de la taponamiento.

Ácidos fosfónicos de la fórmula (4) indicada en lo que sigue con un radical alquilo corto se dan a conocer en el documento DE-A-199 27 787 como agentes ignifugantes y precursores en la síntesis química. No se describe su uso en calidad de agentes dispersantes de asfaltenos.

La síntesis de ácidos fosfóricos de la fórmula (4) indicada en lo que sigue se da a conocer en el documento DE-103 05 623 partiendo de haluros de fósforo. No se describe un procedimiento de preparación exento de halógenos.

Los agentes dispersantes hasta ahora conocidos pueden resolver sólo en parte los problemas provocados por la precipitación de asfaltenos. Dado que los petróleos varían en su composición, agentes dispersantes individuales sólo pueden trabajar de manera eficaz en un intervalo limitado, de modo que pequeñas variaciones en la composición del petróleo tienen un gran efecto sobre sus propiedades de dispersión para los asfaltenos. Por ello, en algunos casos, los agentes dispersantes conocidos no son satisfactorios y se requieren tipos adicionales. Además, los agentes dispersantes conocidos sólo pueden ser detectados de manera insuficiente en petróleos crudos después de un “tratamiento de compresión”. Por “tratamiento de compresión” se entiende la incorporación de una disolución o emulsión aplicando presión en una zona en la que la disolución/emulsión debe desplegar su actividad. En campos petrolíferos, la inyección de presión a la disolución/emulsión tiene lugar en este caso, la mayoría de las veces, por debajo de la presión propia existente en la formación.

Por consiguiente, existía la misión de proporcionar nuevos agentes dispersantes de asfaltenos que no presentaran los inconvenientes descritos de los agentes dispersantes hasta ahora conocidos. Los agentes dispersantes deben estar en condiciones de dispersar en medida suficiente los asfaltenos contenidos en petróleos crudos y aceites residuales.

Sorprendentemente, se encontró que se pueden utilizar ácidos fosfónicos sustituidos con el fin de impedir la precipitación y/o la deposición de asfaltenos en petróleos crudos y productos derivados de los mismos. Los ácidos fosfónicos pueden ser detectados analíticamente a través del átomo de fósforo por diferentes métodos. El método que pueda pasar a emplearse depende de las particularidades en el campo petrolífero y de la sensibilidad de detección deseada. Así, por ejemplo, para la detección se puede recurrir a la espectroscopía por 31P-RMN (límite de detección en aprox. 0, 5%) , plasma acoplado por inducción (ICP, límite de detección en el intervalo de ppm) o también... [Seguir leyendo]

1. Uso de ácidos fosfónicos de la fórmula (4)

en donde R2 representa H o alquilo C1-C500, y R3 y R4, independientemente uno de otro, representan H o alquilo C1-C500, con la condición de que no todos los radicales R2, R3, R4 representen hidrógeno, y que presenten un peso molecular de 250 a 10.000 unidades, en cantidades de 0, 5 a 10.000 ppm, referidas al petróleo, para la dispersión de asfaltenos en petróleos crudos, aceites residuales o de destilados con contenido en asfaltenos.

2. Uso según la reivindicación 1, en donde R2 es hidrógeno o un radical alquilo C1 a C4.

1.

3. Uso según la reivindicación 1 y/o 2, en donde R2 representa hidrógeno y R3 y R4, independientemente uno de otro, representan alquilo C1-C500.

4. Uso según una o varias de las reivindicaciones 1 a 3, en donde R2 representa hidrógeno, R3 representa 20 hidrógeno y R4 representa alquilo C1-C500.

5. Procedimiento para dispersar asfaltenos en petróleos crudos, aceites residuales y de destilados con contenido en asfaltenos, al añadir al petróleo crudo, aceite residual o de destilados a tratar al menos un ácido fosfónico conforme a la fórmula (4) en una cantidad de 0, 5 a 10.000 ppm.

2.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, en el que la dispersión de asfaltenos tiene lugar en el tratamiento de compresión.

7. Procedimiento según la reivindicación 5 y/o 6, en el que junto a al menos un ácido fosfónico conforme a la fórmula (4) se utilizan adicionalmente resinas de alquilfenolformaldehído, aminas oxalquiladas, ácidos mono-o dialquilbencenosulfónicos, ácidos petrolsulfónicos, ácidos alcanosulfónicos, agentes dispersantes de ceras o mezclas arbitrarias de los mismos.

8. Petróleo crudo, aceites residuales o de destilados con contenido en asfaltenos que contienen 0, 5 a 10.000 ppm 35 de un compuesto de la fórmula (4)

en donde 40 R2 representa H o un grupo alquilo con 30 a 500 átomos de C, R3 y R4, independientemente uno de otro, representan H o un grupo alquilo con 30 a 500 átomos de C, con la condición de que no todos los radicales R2, R3, R4 representen hidrógeno, y que presenten un peso molecular de 250 a 10.000 g/mol.