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石蜡抑制剂性分散体

申请号 CN202280058116.3 申请日 2022-08-17 公开(公告)号 CN117881762A 公开(公告)日 2024-04-12
申请人 巴斯夫欧洲公司; 发明人 F·皮龙; R·帕克-沃思; O·拉富恩特塞尔达; S·伊金克; J·多纳斯;
摘要 石蜡 抑制剂 的 水 性分散体,其包含含有水和水混溶性 有机 溶剂 的连续水相、含有至少一种石蜡抑制剂组分的分散相、和至少一种阴离子 表面活性剂 ,制造此类水性分散体的方法,和此类水性分散体作为 原油 或其他 烃 流体 如 燃料 油 或柴油的石蜡抑制剂或 倾点 下降剂的用途。
权利要求

1.一种性分散体,其至少包含:
(A)连续水相,其包含水和水混溶性有机溶剂
(B)分散相,其包含至少一种熔点不超过100℃的石蜡抑制剂组分,其中该石蜡抑制剂组分的量相对于该水性分散体的所有组分的总量是按重量计从10%至60%,并且该石蜡抑制剂组分至少包含
○相对于该石蜡抑制剂组分的总量按重量计30%至100%的至少一种聚合物油溶性石蜡抑制剂(X),
○相对于该石蜡抑制剂组分的总量按重量计0%至70%的沸点为至少100℃的或烃混合物,和
(C)至少一种表面活性剂(S),
其中
●该表面活性剂(S)是阴离子型的并且包含至少一个选自磺酸根、硫酸根、膦酸根或磷酸根基团的阴离子基团,
●这些表面活性剂(S)的量相对于该石蜡抑制剂组分是按重量计从1%至7%,并且●通过动态光散射测量的该分散相的D50粒度(体积尺寸分布)是从50nm至500nm。
2.根据权利要求1所述的水性分散体,其中,该石蜡抑制剂组分的熔点是从30℃至95℃。
3.根据权利要求1或2所述的水性分散体,其中,该石蜡抑制剂组分包含
○按重量计60%至90%的该一种或多种聚合物油溶性石蜡抑制剂(X),和
○按重量计10%至40%的该烃或烃混合物。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的水性分散体,其中,该烃或该烃混合物具有至少
120℃的沸点。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的水性分散体,其中,该水混溶性有机溶剂是选自乙二醇、二乙二醇、1,2‑丙二醇、1,3‑丙二醇、乙二醇单甲醚和丙二醇单甲醚、二丙二醇单甲醚和乙二醇单丁醚的组中的至少一种。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的水性分散体,其中,该水相(A)中的水量是按重量计从20%至80%,并且水溶性有机溶剂的量是按重量计从20%至80%,在每种情况下基于该水相的所有组分的量。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的水性分散体,其中,该水相的熔点低于‑20℃。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的水性分散体,其中,该水相的熔点低于‑40℃。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的水性分散体,其中,该水相(A)中的水量是按重量计从40%至80%,并且水溶性有机溶剂的量是按重量计从20%至60%,在每种情况下基于该水相的所有组分的量,并且其中,该石蜡抑制剂组分的量相对于该水性分散体的所有组分的总量是按重量计从30%至50%。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的水性分散体,其中,该水相(A)中的水量是按重量计从20%至40%,并且水溶性有机溶剂的量是按重量计从60%至80%,在每种情况下基于该水相的所有组分的量,并且其中,该石蜡抑制剂组分的量相对于该水性分散体的所有组分的总量是按重量计从20%至35%。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的水性分散体,其中,这些阴离子表面活性剂(S)选自烷基苯磺酸盐、仲烷基磺酸盐、脂肪酸硫酸盐烷基醚硫酸盐的组。
12.根据权利要求1至10中任一项所述的水性分散体,其中,这些阴离子表面活性剂至少包含具有通式(I)的烷基醚硫酸盐
7 8 ‑ +
R‑O‑(CH2CHR‑O)n‑SO3M(I)
7 8
其中R是具有6至36个原子的直链、支链或环状烷基,R是选自H、甲基或乙基的基团,
7 +
条件是至少50mol%的基团R是H,M是H或一价平衡离子,并且n是从0至60的数。
7
13.根据权利要求12所述的水性分散体,其中,R 具有8至20个碳原子,并且n是从2至20的数。
7 8
14.根据权利要求12所述的水性分散体,其中,R 具有12至16个碳原子,R是H,并且n是从2至6的数。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的水性分散体,其中,该水性分散体至少包含不同于这些表面活性剂(S)的其他表面活性剂。
16.根据权利要求15所述的水性分散体,其中,这些另外的表面活性剂是非离子表面活性剂。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的水性分散体,其中,该聚合物油溶性石蜡抑制剂(X)是石蜡抑制剂(X1),其包含以下项作为单体
■具有10至60个碳原子的α‑烯烃,以及
■包含羧酸酯基团的单烯属不饱和单体,其中这些羧酸酯基团中的一些或全部已经与脂肪族、脂环族或芳香族醇和/或伯胺反应,条件是至少50mol%的这些醇或伯胺是具有16至32个碳原子的直链脂肪族醇或直链脂肪族胺。
18.根据权利要求17所述的水性分散体,其中,该聚合物油溶性石蜡抑制剂(X1)包含以下项作为单体,
■40mol%至60mol%的具有10至32个碳原子的α‑烯烃,和
■60mol%至40mol%的来酸,其中这些羧酸酯基团中的至少一部分已经与脂肪族、脂环族和/或芳香族醇和/或伯胺反应,条件是至少50mol%的这些醇或伯胺是具有16至32个碳原子的直链脂肪族醇或直链伯胺,并且其中酯化或酰胺化的程度基于存在的所有羧酸酯基团的数量为30%至60%。
19.根据权利要求1至16中任一项所述的水性分散体,其中,该聚合物油溶性石蜡抑制剂(X)是包含单烯属不饱和单体的石蜡抑制剂(X2),这些单烯属不饱和单体至少包含具有
1 2 1 2
通式H2C=C(R)‑COOR(I)的(甲基)丙烯酸烷基酯,其中R是H或甲基,并且R 是具有12至60个碳原子的直链烷基。
20.根据权利要求19所述的水性分散体,其中,另外存在(甲基)丙烯酸烷基酯H2C=C
1 3 3
(R)‑COOR (II),其中R是选自具有1至36个碳原子的环状或支链烷基或具有1至11个碳原子的直链烷基的烷基。
21.根据权利要求1至16中任一项所述的水性分散体,其中,该聚合物油溶性石蜡抑制剂(X)是石蜡抑制剂(X3),其可通过在乙烯‑乙烯基酯共聚物的存在下使具有通式H2C=C
1 2
(R)‑COOR(I)的(甲基)丙烯酸烷基酯进行自由基聚合得到。
22.根据权利要求1至16中任一项所述的水性分散体,其中,该聚合物油溶性石蜡抑制
4
剂(X)是石蜡抑制剂(X4),其是至少包含乙烯和具有通式H2C=CH‑O‑(O)C‑R (I)的乙烯基酯
4
的共聚物,其中R是H或C1‑至C4烷基部分。
23.根据权利要求1至16中任一项所述的水性分散体,其中,该聚合物油溶性石蜡抑制剂(X)是石蜡抑制剂(X5),其是至少包含以下项的共聚物:乙烯;具有通式H2C=CH‑O‑(O)C‑
4 4 5 6
R(I)的乙烯基酯,其中R是H或C1‑至C4烷基部分;和具有通式H2C=C(R)‑COOR的(甲基)丙
5 6
烯酸酯,其中R是H或甲基,并且R是具有从4至18个碳原子的烷基部分。
24.根据权利要求1至16中任一项所述的水性分散体,其中,该聚合物油溶性石蜡抑制剂(X)是石蜡抑制剂(X6),其是包含末端疏水性基团的超支化或树枝状聚合物。
25.根据权利要求24所述的水性分散体,其中,该石蜡抑制剂(X6)是通过以下可获得的超支化聚酯
(a)可选地在至少一种其他反应物的存在下,在允许形成酯和醚的反应条件下,使具有至少一个羧酸基团和至少两个羟基的含羟基的羧酸与分子量大于100g/mol的二醇反应,其中该至少一种其他反应物是具有至少三个羟基的多元醇;和
(b)使步骤(a)得到的混合物与疏水性羧酸反应,得到该超支化聚酯混合物。
26.一种用于生产根据权利要求1至25中任一项所述的水性分散体的方法,该方法包括(a1)通过在高于石蜡抑制剂组分的熔点的温度下将该石蜡抑制剂组分与至少水和一种或多种表面活性剂(S)混合并将其分布在水相中来提供水包油乳液,
(a2)通过选自均质器、超声处理、或转子定子分散器的组的手段将该水包油乳液均质化,和
(a3)添加水混溶性有机溶剂,其中该添加可以在该方法的任何阶段进行。
27.根据权利要求26所述的方法,其中,该方法包括使该混合物冷却到低于该石蜡抑制剂组分的熔融温度的温度的其他步骤(a4)。
28.根据权利要求26或27所述的方法,其中,用于进行步骤(a2)的这些手段选自均质器和超声处理。
29.根据权利要求26至28中任一项所述的方法,其中,步骤(a1)中的该混合通过搅拌进行。
30.根据权利要求26至29中任一项所述的方法,其中该水混溶性有机溶剂的至少一部分在步骤(a1)期间已经存在。
31.一种用于生产根据权利要求1至18中任一项所述的水性分散体的方法,该方法包括(b1)通过将用于形成聚合物油溶性石蜡抑制剂(X)的油溶性单烯属不饱和单体与该一种或多种表面活性剂(S)和至少一部分该水相混合来提供水包油乳液,和
(b2)通过均质器、超声处理、或转子‑定子分散器将该水包油乳液均质化,和(b3)向该均质化的水包油乳液中添加用于自由基聚合的引发剂并使其聚合,从而获得石蜡抑制剂组分,该石蜡抑制剂组分是在连续水相中的分散相。
32.根据权利要求31所述的方法,其中,该方法包括使该混合物冷却到低于该石蜡抑制剂组分的熔融温度的温度的其他步骤(b4)。
33.根据权利要求31或32所述的方法,其中,在步骤(b1)的过程中,将这些单烯属不饱和单体与沸点为至少100℃的烃或烃混合物混合,然后将它们在该水相中乳化。
34.根据权利要求31至33中任一项所述的方法,其中,在步骤(b1)的过程中,将这些单烯属不饱和单体和‑如果存在‑该烃或烃混合物与聚合物混合,然后将它们在该水相中乳化。
35.根据权利要求31至34中任一项所述的方法,其中,这些油溶性单烯属不饱和单体包
1 2
括具有通式H2C=C(R)‑COOR(I)的(甲基)丙烯酸烷基酯。
36.根据权利要求34或35所述的方法,其中,该聚合物是乙烯‑乙烯基酯共聚物。
37.根据权利要求1至23中任一项所述的水性分散体作为原油倾点下降剂的用途,该用途通过向该原油中至少添加根据权利要求1至23中任一项所述的水性分散体实现。
38.根据权利要求35所述的用途,其中,该水性分散体的用量使得这些石蜡抑制剂(X)的添加量基于该原油为50至3000ppm。
39.根据权利要求35和36所述的用途,其中,在使用之前,将该水性分散体用另外量的水混溶性有机溶剂和/或水稀释。
40.根据权利要求1至25中任一项所述的水性分散体用于防止蜡沉积在与原油接触的表面上的用途,该用途通过向该原油中添加至少一种根据权利要求1至25中任一项所述的水性分散体实现。
41.根据权利要求1至25中任一项所述的水性分散体用于减少燃料燃料油中石蜡晶体的结晶的用途,该用途通过向这些燃料中至少添加根据权利要求1至25中任一项所述的水性分散体实现。
42.根据权利要求1至25中任一项所述的水性分散体用于降低原油的屈服应的用途。
43.根据权利要求1至25中任一项所述的水性分散体用于改进燃料或燃料油的低温流动特性和/或用于改进燃料或燃料油的可滤性的用途。
44.一种燃料或燃料油,其包含至少一种根据权利要求1至25所述的水性分散体,其中该水性分散体的用量使得这些石蜡抑制剂(X)的浓度基于该燃料油为按重量计从10ppm至
3,000ppm。
45.根据权利要求44所述的燃料或燃料油,其另外包含选自由低温流动改进剂、石蜡分散剂、电导率改进剂、防腐蚀添加剂、润滑添加剂、抗化剂、金属钝化剂、消泡剂、破乳剂、洗涤剂十六烷值改进剂、溶剂或稀释剂、染料和香料组成的组的其他添加剂。
46.根据权利要求44或45所述的燃料,其中,该燃料是柴油燃料(不含任何添加剂),根据ASTM D2500/ASTM D97,其浊点值为0℃至‑15℃和/或石蜡含量为按重量计从10%至
30%。

说明书全文

石蜡抑制剂性分散体

[0001] 本发明涉及一种石蜡抑制剂的水性分散体,其包含含有水和水混溶性有机溶剂的连续水相、含有至少一种石蜡抑制剂组分的分散相、和至少一种阴离子表面活性剂。本发明还涉及制造此类水性分散体的方法,以及此类水性分散体作为原油或其他流体燃料油或柴油的石蜡抑制剂或倾点下降剂的用途。
[0002] 石油矿床的矿床温度通常高于地面处的环境温度。因此,所生产的原油通常处于升高的温度,并且在生产之后,或快或慢地自然冷却到环境温度。
[0003] 根据它们的来源,原油包含不同比例的所谓蜡,这些蜡基本上由长链正构石蜡组成。根据原油的类型,此类石蜡的比例典型地可以是原油的按重量计1%至30%。在生产后的原油冷却过程中,石蜡可以结晶并以片状形式沉淀出来。油样品在冷却过程中仍然刚好流动的最低温度被称为倾点。为了测量倾点,使用标准化测试方法。富蜡型矿物油可以具有高达约50℃的倾点。
[0004] 结晶石蜡极大地损害了油的流动性。沉淀的石蜡会堵塞过滤器、管线和其他设施,或者沉淀在罐中,因此需要高水平的清洁。
[0005] 已知原油的倾点可以通过合适的添加剂降低。这可以防止石蜡在所生产的原油的冷却过程中沉淀并防止能够形成沉积物。这种添加剂例如被称为倾点下降剂、石蜡抑制剂、蜡抑制剂或流动改进剂。这些通常是聚合物
[0006] 用作石蜡抑制剂或倾点下降剂的聚合物的实例包括乙烯、乙烯基酯和(甲基)丙烯酸烷基酯的共聚物,或可通过在乙烯‑乙烯基酯共聚物的存在下使(甲基)丙烯酸烷基酯聚合可获得的接枝共聚物,如例如由WO 2014/095412A1、WO 2014/095408A1或WO 2015/124529A1所述的。其他实例包括长链烯烃和来酸酐的共聚物,其中共聚的马来酸酐单元在第二步中与长链醇(例如山嵛醇)反应,如例如由GB 1 468 588、EP 214 786A1和EP 1 
746 147 A1所披露的。
[0007] 用作石蜡抑制剂或倾点下降剂的此类添加剂通常是蜡状固体产品。因此,它们必须被熔化或溶解并适当配制以供使用。这意味着用户需要额外的设备和/或人员,而用户希望避免这些情况。当空间不足时(例如在矿物油平台上),这一点尤其重要。因此,用户经常需要即用型配制品。
[0008] 即用型配制品可以是例如倾点下降剂在有机溶剂、尤其是烃中的溶液。
[0009] 即用型配制品也可以是水性组合物,其中石蜡抑制剂的固体颗粒分布在水性组合物中。倾点下降剂或石蜡抑制剂的此类组合物是已知的,例如从DE 26 12 757 A1、WO 98/51731A1或WO 2008/125588 A1。水性组合物非常受用户欢迎,因为避免了使用有机溶剂,并且可以计量添加较低粘度的高活性物质。
[0010] 对倾点下降剂的水性组合物有许多要求。首先它们应当具有最大含量的倾点下降剂,以便节省输送成本和储存成本。当储存空间不足时(例如在矿物油平台上),这一点尤其重要。但是浓度越高,水性组合物将固化得越快。另外,尽管浓度相对较高,但组合物还是稳定的。最后,合适的组合物还必须在低于凝固点的温度下仍能自由流动。当它们要在寒冷的环境中(例如在北极地区)使用时,这一点很重要。
[0011] WO 2006/075109 A1披露了水性乳液,其包含按重量计5%至70%的包含C6‑C60(甲基)丙烯酸酯的共聚物、按重量计0.05%至30%的与水混溶的助溶剂和按重量计0.1%至10%的表面活性剂。
[0012] WO 2008/125588 A1披露了一种用于制备石蜡抑制剂配制品的方法,其包括以下步骤:在高于蜡质石蜡抑制剂熔点的温度下制备包含熔点>0℃的蜡质石蜡抑制剂、水和乳化剂的混合物,由此形成水包油乳液,和将水包油乳液冷却到低于蜡质石蜡抑制剂熔点的温度。石蜡抑制剂可以是醇改性的烯烃‑马来酸酐共聚物。乳化剂的量相对于乳液是按重量计从1%至30%,并且乳化剂可以选自多种阴离子、阳离子、非离子或两性乳化剂。该实例教导了49%的所获得的颗粒具有<1μm的粒度,并且100%的颗粒<5μm,即约50%的颗粒大于1μm。
[0013] WO 2019/057396 A1披露了一种水性分散体,其包含含有矿物油低温流动改进剂的有机相,该水性分散体包含按重量计0.5%至12%的分散剂,该分散剂包含按重量计5%至95%的醚羧酸和按重量计95%至5%的非离子表面活性剂。低温流动改进剂可以是乙烯和烯属不饱和酯、醚或烯烃的共聚物,包含C10至C30烷基的烯属不饱和羧酸的酯、酰胺和/或酰亚胺的均聚物或共聚物。
[0014] WO 2019/089043 A1披露了一种用水性分散体处理井或地下地层的方法,该水性分散体包含按重量计25%至60%的直径小于2μm的油溶性井处理剂和分散剂。井处理剂可以是石蜡抑制剂。
[0015] GB 2 308 129 A披露了蜡质倾点下降剂的均质化液体分散体,其中倾点下降剂在室温下是固体,具有至少500的数均重量并且是(a)烃基取代的苯酚和(b)的反应产物。这些分散体可以用于向含石蜡的烃材料如原油提供倾点下降剂。
[0016] WO 2017/153462 A1披露了一种用作倾点下降剂的水性聚合物分散体,其通过微乳液聚合制备。为了制得这种分散体,制备了包含C18/22丙烯酸酯和可选的高沸点有机溶剂的水性单体乳液,用均质器或超声处理,并且然后使微乳液聚合。为了稳定分散体,使用保护胶体,即聚合物分散剂。另外,可以使用非离子表面活性剂。
[0017] WO 2019/048663 A1披露了一种通过微乳液聚合制备的用作倾点下降剂的类似的水性聚合物分散体。为了稳定分散体,使用相对于水性分散体按重量计0.1%至20%的离子表面活性剂。
[0018] WO 2018/104071 A1披露了一种水性分散体,其包含含有水和熔点低于‑20℃的与水混溶的有机溶剂的连续水相和分散在水相中的石蜡抑制剂组分的颗粒。石蜡抑制剂组分包含与水不混溶的有机溶剂和包含烯烃和羧酸酯基团的聚合物油溶性石蜡抑制剂,这些羧酸酯基团包含至少部分地被醇酯化的单体。该分散体通过至少3种不同的非离子表面活性剂稳定,该非离子表面活性剂的量相对于石蜡抑制剂组分是按重量计12%至35%。实例具体地教导了相对于石蜡抑制剂组分按重量计13.3%至15.4%的表面活性剂的量。
[0019] WO 2018/104071 A1中的水性分散体具有良好的低温稳定性,然而表面活性剂的量较高。此外,在所引用的其他出版物中,表面活性剂相对于有机相,即石蜡抑制剂组分的量较高。
[0020] 出人意料地,已经发现,通过使用相对少量的某些阴离子表面活性剂,可以获得具有良好低温稳定性的石蜡抑制剂的水性分散体。
[0021] 因此,已经发现了一种水性分散体,其至少包含
[0022] (A)连续水相,其包含水和水混溶性有机溶剂,
[0023] (B)分散相,其包含至少一种熔点不超过100℃的石蜡抑制剂组分,其中石蜡抑制剂组分的量相对于水性分散体的所有组分的总量是按重量计从10%至60%,并且石蜡抑制剂组分至少包含
[0024] о相对于石蜡抑制剂组分的总量按重量计30%至100%的至少一种聚合物油溶性石蜡抑制剂(X),
[0025] о相对于石蜡抑制剂组分的总量按重量计0%至70%的沸点为至少100℃的烃或烃混合物,和
[0026] (C)至少一种表面活性剂(S),
[0027] 其中
[0028] ·表面活性剂(S)是阴离子型的并且包含至少一个选自磺酸根、硫酸根、膦酸根或磷酸根基团的阴离子基团,
[0029] ·表面活性剂(S)的量相对于石蜡抑制剂组分是按重量计从1%至7%,并且
[0030] ·通过动态光散射测量的分散相的D50粒度(体积尺寸分布)是从50nm至500nm。
[0031] 在本发明的第二方面,已经发现了制造此类水性分散体的方法。
[0032] 在第三方面,已经发现了水性分散体作为原油的倾点下降剂和用于防止蜡在表面上沉积的用途。
[0033] 在第四方面,已经发现了水性分散体用于减少燃料中石蜡晶体的结晶、用于改进燃料油的低温流动特性和/或用于改进燃料油的可滤性的用途。
[0034] 在第五方面,已经发现了包含水性分散体的燃料油。
[0035] 关于本发明,可以具体地陈述以下内容:
[0036] 在根据本发明的水性分散体中,将至少包含石蜡抑制剂组分的分散相分布在至少包含水和水混溶性有机溶剂的连续水相中,其中分散体通过至少一种阴离子表面活性剂稳定。
[0037] 水相
[0038] 连续水相包含水和至少一种水混溶性有机溶剂。
[0039] 水混溶性有机溶剂的实例尤其包括醇,如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、乙二醇、二乙二醇、1,2‑丙二醇、1,3‑丙二醇、乙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚、二丙二醇单甲醚、丁二醇和乙二醇单丁醚。
[0040] 在本发明的一个实施例中,水混溶性有机溶剂的实例包括甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、乙二醇、二乙二醇、1,2‑丙二醇、1,3‑丙二醇、乙二醇单甲醚和丙二醇单甲醚。
[0041] 在另一个实施例中,水混溶性有机溶剂的实例包括乙二醇、二乙二醇、1,2‑丙二醇、1,3‑丙二醇、乙二醇单甲醚和丙二醇单甲醚。
[0042] 水相优选具有‑10℃或更低、特别是‑15℃或更低、优选‑20℃或更低、更优选‑25℃或更低的熔点。熔点可以例如在从‑60℃至‑15℃、尤其是‑50℃至‑20℃的范围内。
[0043] 水和有机溶剂各自的量由本领域技术人员根据混合物所希望的熔点来确定。合适的混合比可以从相关表格中得到,或者可以通过一些实验自行确定。基于水相中所有溶剂的总量,水混溶性有机溶剂的量通常是按重量计至少20%,优选按重量计至少30%,例如按重量计20%至按重量计80%,尤其是按重量计30%至按重量计70%。在本发明的某些实施例中,水混溶性有机溶剂的量是按重量计从30%至50%或按重量计从50%至80%。
[0044] 在一个实施例中,水相(A)中的水量是按重量计从20%至80%,优选按重量计从30%至70%,并且水溶性有机溶剂的量是按重量计从20%至80%,优选按重量计从30%至
70%,在每种情况下基于水相的所有组分的量。
[0045] 在本发明的一个实施例中,使用包含水和1,2‑丙二醇和/或乙二醇的水相,其中1,2‑丙二醇和/或乙二醇的比例是按重量计40%至60%,并且水相的其余部分是水。
[0046] 石蜡抑制剂组分
[0047] 水性分散体的分散相包含至少一种石蜡抑制剂组分。石蜡抑制剂组分包含至少一种聚合物石蜡抑制剂(X)。石蜡抑制剂组分可以进一步包含有机水不混溶性溶剂。石蜡组分当然可以包含两种或更多种不同的聚合物石蜡抑制剂(X)。在本发明的一个实施例中,石蜡抑制剂组分是至少一种聚合物石蜡抑制剂(X)和有机水不混溶性溶剂或一种或多种有机水不混溶性溶剂的混合物的混合物。
[0048] 在本发明的上下文中,术语“石蜡抑制剂”是指具有防止或至少减少石蜡从烃流体(如原油、矿物油或矿物油产品如燃料油或柴油)中分离出来的特性和/或降低原油、矿物油或矿物油产品的倾点的特性的物质。石蜡抑制剂本质上是亲脂性的,并且因此是不溶于水的或至少几乎不溶于水的。
[0049] 不希望受特定理论的束缚,石蜡抑制剂的这种行为可以由以下事实解释:在原油、矿物油或矿物油产品的冷却过程中,当温度低于特定水平时,石蜡典型地以片状形式结晶。呈片状形式的正构石蜡晶体可以形成一种纸牌屋结构,其包封原油,使得原油停止流动,尽管主要部分仍然是流体。石蜡抑制剂首先防止这些纸牌屋状结构的形成,并且因此降低原油固化的温度。另外,石蜡抑制剂可以促进非常细小的、结晶良好的、不结的石蜡晶体的形成,从而确保石油输送不中断。它们还可以减少在一定时间内沉淀的石蜡的量。
[0050] 聚合物石蜡抑制剂基本上是本领域已知的。实例包括烯属不饱和单‑或二羧酸的长链烷基酯的均聚物或共聚物以及长链烷基乙烯基醚的均聚物或共聚物。其他实例包括乙烯和乙烯基酯,例如乙酸乙烯酯的共聚物。此外,可以使用此类乙烯‑乙酸乙烯酯共聚物与长链聚丙烯酸酯的混合物,或者可以使用在乙烯‑乙酸乙烯酯共聚物的存在下使长链丙烯酸酯,例如C16‑至C26‑丙烯酸酯聚合得到的共聚物。其他实例包括包含疏水性端基的超支化聚合物。
[0051] 根据温度,分散相可以是固体,即颗粒分散在水相中,或者是液体,即液滴分散在水相中。
[0052] 石蜡抑制剂组分的熔点不超过100℃。在一个实施例中,石蜡抑制剂组分具有从10℃至95℃、特别是从30℃至95℃、优选从40℃至80℃、并且例如从45℃至65℃的熔点。熔点可以通过石蜡抑制剂(X)与有机溶剂的混合比来调节。
[0053] 通过动态光散射测量的分散相的D50粒度(体积尺寸分布)是从50nm至500nm,优选从100nm至300nm。通过动态光散射进行的粒度测量是根据ISO 22412:2017进行的。测量程序的细节在实验部分中描述,并且我们参考所述描述。
[0054] 特定石蜡抑制剂(X)
[0055] 石蜡抑制剂(X1)
[0056] 在本发明的一个实施例中,聚合物石蜡抑制剂(X)是石蜡抑制剂(X1),其是包含以下项作为单体的共聚物,
[0057] ·具有10至60个、特别是10至32个、优选12至28个、更优选16至26个原子的α‑烯烃,和
[0058] ·包含羧酸酯基团的单烯属不饱和单体,其中羧酸酯基团中的一些或全部已经与脂肪族、脂环族或芳香族醇和/或伯胺反应,条件是至少50mol%的醇或伯胺是具有16至32个、优选16至26个碳原子的直链脂肪族醇或直链脂肪族胺。
[0059] 具有羧酸酯基团的单体可以是例如丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸或衣康酸或其盐。优选的是马来酸。
[0060] 包含这种马来酸单元的共聚物可通过使α‑烯烃和马来酸酐的共聚物反应,然后马来酸酐单元与醇进行类似聚合物的反应来获得。这里优选的是每个马来酸酐单元使用不超过一当量的醇和/或伯胺,使得酯或酰胺基本上是单烷基酯或单烷基酰胺。合适的α‑烯烃和马来酸酐的共聚物尤其包含40mol%至60mol%、优选45mol%至55mol%的α‑烯烃和60mol%至40mol%、优选55mol%至45mol%的马来酸酐。
[0061] 在本发明的一个实施例中,聚合物石蜡抑制剂(X1)是包含以下项作为单体的共聚物,
[0062] ·40mol%至60mol%的具有10至28个、优选12至26个碳原子的α‑烯烃,和
[0063] ·60mol%至40mol%的马来酸或其盐,其中羧酸酯基团中的一些或全部已经与脂肪族、脂环族和/或芳香族醇和/或伯胺反应,条件是至少50mol%的醇和/或伯胺是具有16至32个碳原子的直链脂肪族醇和/或直链伯胺。
[0064] 优选地,使用醇。
[0065] 优选地,30mol%至60mol%、尤其是40mol%至50mol%的羧酸酯基团已经与醇或伯胺、优选与醇反应,这意味着基于马来酸的单元基本上是马来酸单烷基酯或单烷基马来酸酰胺。另外,可以存在少量的马来酸二烷基酯或二烷基马来酸酰胺、未转化的马来酸酐单元和可能的马来酸或其盐。
[0066] 具有16至32个碳原子、优选16至26个碳原子的直链脂肪族醇或直链脂肪族伯酰胺当然可以是不同醇或胺的混合物。
[0067] 优选地,可以使用不同醇的混合物。这些尤其可以是天然存在的脂肪醇或蜡醇的混合物。来自天然来源的脂肪醇或蜡醇典型地具有偶数个碳原子。在本发明的一个实施例中,使用至少三种醇的混合物,其至少包含1‑二十二烷醇、1‑二十四烷醇和1‑二十六烷醇。
[0068] 在一个实施例中,用于酯化的醇仅是具有16至32个、优选16至26个碳原子的直链脂肪族醇。
[0069] 在本发明的其他实施例中,酯化是使用包含50mol%至90mol%的具有16至32个碳原子的直链脂肪族醇和10mol%至50mol%的不同的直链、支链或环状脂肪族醇或芳香族醇的混合物来完成的。这种另外的醇尤其可以是具有4至10个碳原子的直链脂肪族醇、具有4至32个碳原子的支链和/或仲脂肪族醇、具有5至18个碳原子的未取代的或烷基取代的环状脂肪族醇或具有6至36个碳原子的未取代的或烷基取代的芳香族醇。
[0070] 在本发明的另一个实施例中,酰胺化是使用包含50mol%至90mol%的具有16至32个碳原子的直链脂肪族伯胺和10mol%至50mol%的不同的直链、支链或环状脂肪族伯胺或芳香族胺的混合物来完成的。
[0071] 石蜡抑制剂(X1)的重均分子量Mw可以由熟练技术人员根据他/她的需要来选择。在本发明的一个实施例中,Mw是从2,000g/mol至25,000g/mol。
[0072] 石蜡抑制剂(X2)
[0073] 在本发明的另一个实施例中,聚合物石蜡抑制剂(X)是石蜡抑制剂(X2)。
[0074] 聚合物石蜡抑制剂(X2)包含单烯属不饱和单体,这些单烯属不饱和单体至少包含1 2 1 2
具有通式H2C=C(R)‑COOR (I)的(甲基)丙烯酸烷基酯,其中R 是H或甲基,并且R是具有12至60个碳原子的直链烷基。
[0075] 烷基R2特别包含12至36个碳原子,优选14至30个碳原子,并且更优选16至26个碳2
原子。当然,可以存在两个或多于2个不同的基团R。
[0076] 在一个实施例中,除了具有通式(I)的(甲基)丙烯酸烷基酯外,还可以存在(甲基)1 3 3
丙烯酸烷基酯H2C=C(R)‑COOR (II),其中R 是选自具有1至36个碳原子的环状或支链烷基或具有1至11个碳原子的直链烷基的烷基。如果存在,则优选它们的量相对于所有具有式(I)和(II)的(甲基)丙烯酸烷基酯的总量不超过50mol%。
[0077] 石蜡抑制剂(X3)
[0078] 在本发明的另一个实施例中,聚合物石蜡抑制剂(X)是石蜡抑制剂(X3)。
[0079] 聚合物石蜡抑制剂(X3)可通过在乙烯‑乙烯基酯共聚物的存在下使具有通式H2C1 2 1 2
=C(R)‑COOR(I)的(甲基)丙烯酸烷基酯进行自由基聚合得到,其中R 是H或甲基并且R 是具有12至36个碳原子的直链烷基。
[0080] 包括优选实施例在内的具有通式H2C=C(R1)‑COOR2(I)的(甲基)丙烯酸烷基酯已1 3
经在上面描述,并且我们参考所述实施例。另外,可以存在具有通式H2C=C(R)‑COOR (II)的(甲基)丙烯酸烷基酯,对此,我们也参考上面的描述。
[0081] 乙烯‑乙烯基酯共聚物优选是乙烯‑乙酸乙烯酯共聚物。乙烯的量相对于乙烯‑乙烯基酯共聚物中所有单体的总量优选是按重量计从55%至85%。
[0082] 尽管我们不希望受特定理论的束缚,但该方法产生共聚物,其中在聚合过程中存在(甲基)丙烯酸烷基酯至少部分地接枝到乙烯‑乙烯基酯共聚物上。另一部分单体可以聚合而不接枝。这产生具有(甲基)丙烯酸烷基酯侧基的乙烯‑乙烯基酯接枝共聚物和包含(甲基)丙烯酸烷基酯的均聚物或共聚物。
[0083] 通常,(甲基)丙烯酸烷基酯的量是按重量计70%至90%,并且乙烯‑乙烯基酯共聚物的量是按重量计10%至30%。优选地,单体(A)的量是按重量计75%至85%,并且乙烯‑乙烯基酯共聚物(B)的量是按重量计15%至25%。
[0084] 石蜡抑制剂(X4)
[0085] 在本发明的另一个实施例中,聚合物石蜡抑制剂(X)是石蜡抑制剂(X4)。
[0086] 石蜡抑制剂(X4)是至少包含乙烯和具有通式H2C=CH‑O‑(O)C‑R4(I)的乙烯基酯的4 4
共聚物,其中R是H或C1‑至C4烷基部分。优选地,R是甲基部分。
[0087] 石蜡抑制剂(X4)可以通过在高压条件下使用适合用于自由基聚合的引发剂例如在搅拌式高压釜中或在高压管式反应器中进行自由基聚合来制造。制造的细节已经描述于WO 2015/124529 A1及其中引用的文献中。
[0088] 石蜡抑制剂(X5)
[0089] 在本发明的另一个实施例中,聚合物石蜡抑制剂(X)是石蜡抑制剂(X5)。
[0090] 石蜡抑制剂(X5)是至少包含乙烯、具有通式H2C=CH‑O‑(O)C‑R4(I)的乙烯基酯(其4 5 6 5
中R是H或C1‑至C4烷基部分)和具有通式H2C=C(R)‑COOR的(甲基)丙烯酸酯(其中R 是H或
6
甲基,并且R是具有从4至18个碳原子的烷基部分)的共聚物。
[0091] 优选地,R4是甲基部分,并且R6选自以下项的组:
[0092] R6a:具有4至18个碳原子的支链烷基部分,
[0093] R6b:具有5至12个碳原子的环状烷基部分,以及
[0094] R6c:具有6至12个碳原子的烷基取代的芳基部分。
[0095] 优选地,R6选自R6a和R6b。
[0096] 在本发明的一个实施例中,单体的量如下:
[0097]   乙烯 乙烯基酯 (甲基)丙烯酸酯组成 70至99 0.5至29.5 0.5至15
优选的组成 80至97 2.5至20 0.5至10
更优选的组成 83.5至96.5 3至11.5 0.5至5
[0098] 单体的量以mol%计
[0099] 在本发明的一个实施例中,共聚物(A)的重均分子量Mw是从35,000g/mol至150,000g/mol或从50,000g/mol至120,000g/mol。
[0100] 石蜡抑制剂(X4)可以通过在高压条件下使用适合用于自由基聚合的引发剂例如在搅拌式高压釜中或在高压管式反应器中进行自由基聚合来制造。制造的细节已经描述于WO 2015/124529 A1及其中引用的文献中。
[0101] 石蜡抑制剂(X6)
[0102] 在本发明的另一个实施例中,聚合物石蜡抑制剂(X)是石蜡抑制剂(X6)。
[0103] 石蜡抑制剂(X6)是包含末端疏水性基团的超支化或树枝状聚合物。它可以通过合成超支化或树枝状核,然后对端基进行疏水改性来获得。此类聚合物已描述于例如EP 1 557 411 A2中。
[0104] 具体地,石蜡抑制剂(X6)是通过以下可获得的超支化聚酯
[0105] (a)可选地在至少一种其他反应物的存在下,在允许形成酯和醚的反应条件下,使具有至少一个羧酸基团和至少两个羟基的含羟基的羧酸与分子量大于100g/mol的二醇反应,其中该至少一种其他反应物是具有至少三个羟基的多元醇;和
[0106] (b)使步骤(a)得到的混合物与疏水性羧酸反应,得到超支化聚酯混合物。
[0107] 这些羧酸优选具有通式R7‑COOH,其中R7是具有至少10个、优选至少12个碳原子的7
烃基。更优选地,R 是具有12至32个碳原子、优选12至26、例如16至22个碳原子的部分。具体实例包括硬脂酸和棕榈酸。
[0108] 可以反应的至少三官能醇包括例如以下项:甘油、丁烷‑1,2,4‑三醇、正戊烷‑1,2,5‑三醇、正戊烷‑1,3,5‑三醇、正己烷‑1,2,6‑三醇、正己烷‑1,2,5‑三醇、正己烷‑1,3,6‑三醇、三羟甲基丁烷、三羟甲基丙烷或二‑三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、季戊四醇或二季戊四醇;糖醇,例如内赤藓糖醇、苏糖醇、山梨糖醇、甘露糖醇,或上述至少三官能醇的混合物。
[0109] 羧酸的实例包括2,2‑双(羟甲基)丙酸(二羟甲基丙酸)、2,2‑双(羟甲基)丁酸(二羟甲基丁酸)和2,2‑双(羟甲基)戊酸,优选2,2‑双(羟甲基)丙酸(二羟甲基丙酸)或2,2‑双(羟甲基)丁酸(二羟甲基丁酸),并且特别优选2,2‑双(羟甲基)丁酸(二羟甲基丁酸)和2,2‑二羟甲基丙酸(二羟甲基丙酸),甚至更优选二羟甲基丙酸。
[0110] 二醇例如是戊烷‑1,3‑二醇、戊烷‑1,4‑二醇、戊烷‑1,5‑二醇、戊烷‑2,3‑二醇、戊烷‑2,4‑二醇、己烷‑1,2‑二醇、己烷‑1,3‑二醇、己烷‑1,4‑二醇、己烷‑1,5‑二醇、己烷‑1,6‑二醇、己烷‑2,5‑二醇、庚烷‑1,2‑二醇、1,7‑庚二醇、1,8‑辛二醇、1,2‑辛二醇、1,9‑壬二醇、1,10‑癸二醇、1,2‑癸二醇、1,12‑十二烷二醇、1,2‑十二烷二醇、1,5‑己二烯‑3,4‑二醇、环戊二醇、环己二醇、肌醇及衍生物、2‑甲基‑2,4‑戊二醇、2,4‑二甲基‑2,4‑戊二醇、2‑乙基‑
1,3‑己二醇、2,5‑二甲基‑2,5‑己二醇、2,2,4‑三甲基‑1,3‑戊二醇、频哪醇、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、三丙二醇、聚乙二醇HO(CH2CH2O)n‑H、聚丙二醇HO(CH[CH3]CH2O)n‑H、聚THF HO‑[(CH2)4‑O]n‑H,或上述化合物中的两种或更多种代表的混合物,n是整数,其值被调节以满足聚合物的分子量。
[0111] 所述超支化聚酯的制造详细描述于WO 2019/185401 A1中。
[0112] 包含有机溶剂的石蜡抑制剂组分
[0113] 聚合物石蜡抑制剂(X)可以原样使用,或者它们可以与沸点为至少100℃、特别是至少120℃、优选至少150℃的烃或烃混合物混合使用。这些烃或烃混合物可以是脂肪族、脂环族和/或芳香族烃或烃混合物。优选的是使用闪点≥60℃的烃。
[0114] 这种方法具有几个优点:首先,聚合物石蜡抑制剂可以有利地在这种溶剂中制备,并且有利的是不必去除溶剂。当聚合物石蜡抑制剂(X)已经与有机溶剂混合时,石蜡抑制剂组分在原油中的溶解也变得更容易。最后,石蜡抑制剂组分的所希望的熔点可以以简单的方式通过有机溶剂的性质和有机溶剂与聚合物石蜡抑制剂(X)的混合比调节。当然也可以使用不同有机溶剂的混合物。
[0115] 在一个实施例中,烃是脂肪族或脂环族的。优选的是沸点为至少175℃且优选地闪点≥60℃的高沸点脂肪族烃。尤其可以使用工业级烃混合物,例如石蜡烃的混合物、石蜡烃和环烷烃的混合物或异石蜡烃的混合物。本领域技术人员将清楚的是,工业级混合物仍然可能包含少量的芳香族或不饱和烃残余物。然而,芳香族和/或不饱和烃的含量通常应按重量计<1%,优选按重量计<0.5%,并且更优选按重量计<0.1%。饱和脂肪族溶剂的工业级混合物是可商购的,例如 D系列或 D系列的工业级混合物。
[0116] 在其他实施例中,溶剂可以是芳香族溶剂或溶剂混合物。优选的是沸点为至少175℃且优选地闪点≥60℃的高沸点芳香族烃。尤其可以使用芳香族烃的工业级混合物。芳香族溶剂的工业级混合物是可商购的,例如 A系列或 系列的工业级混合物。
[0117] 当然,除了聚合物石蜡抑制剂(X)和可选的有机水不混溶性溶剂外,石蜡抑制剂组分还可以包含其他成分。
[0118] 石蜡抑制剂组分(X)与和烃或烃混合物的混合比可以由本领域技术人员根据所希望的特性,尤其根据所希望的熔点来调节。
[0119] 在一个实施例中,石蜡抑制剂组分包含相对于石蜡抑制剂组分的总量按重量计从30%至100%、优选从按重量计30%至按重量计90%的聚合物石蜡抑制剂(X),和相对于石蜡抑制剂组分的总量按重量计从0%至70%、优选从按重量计10%至按重量计70%的烃或烃混合物。
[0120] 在另一个实施例中,石蜡抑制剂组分包含相对于石蜡抑制剂组分的总量按重量计从50%至90%、优选从按重量计60%至按重量计90%的聚合物石蜡抑制剂(X),和相对于石蜡抑制剂组分的总量从按重量计10%至按重量计50%、优选从按重量计10%至按重量计40%的烃或烃混合物。
[0121] 石蜡抑制剂组分(X)的量是基于水性分散体的所有组分的总量从按重量计10%至按重量计60%,或从按重量计20%至按重量计50%,优选从按重量计25%至按重量计35%。
[0122] 表面活性剂(S)
[0123] 根据本发明的水性分散体进一步包含至少一种表面活性剂(S)。
[0124] 表面活性剂(S)是阴离子型的并且包含至少一个选自磺酸根、硫酸根、膦酸根或磷酸根基团、优选选自磺酸根或硫酸根基团的阴离子基团。当然,也可以使用两种或两种以上不同表面活性剂(S)的混合物。
[0125] 合适的表面活性剂(S)的实例包括例如以下项的金属和铵盐:烷基硫酸酯、乙基化C8至C18烷醇(EO度为2至30)和乙氧基化C4至C12烷基酚(EO度为3至50)的硫酸单酯、C8至C18烷基磺酸和C9至C18烷基芳基磺酸。一些化合物例如从US 4 269 749以商品名为2A1(陶氏化学公司(Dow Chemical Company))已知。合适的表面活性剂还包括
以下项的碱金属和铵盐:烷基磷酸酯,如磷酸H3PO4和相应醇的单酯和二酯,其可以带有直链或支链C8至C20烷基,或C2至C4烷氧基化的C1至C20烷基或C4至C18烷基芳基。此外,表面活性剂包括C8至C18烷基膦酸酯的碱金属和铵盐。特别地,表面活性剂包括至少一种选自以下项的组的阴离子表面活性剂:乙氧基化烷醇的硫酸单酯的盐,其优选具有在从2至30范围内的乙氧基化度,如(聚)乙氧基化月桂醇的硫酸盐、(聚)乙氧基化异十三烷醇的硫酸盐、(聚)乙氧基化肉豆蔻醇的硫酸盐、(聚)乙氧基化鲸蜡醇的硫酸盐、和(聚)乙氧基化硬脂醇的硫酸盐。
[0126] 优选的表面活性剂的实例包括烷基苯磺酸盐、仲烷基磺酸盐、脂肪酸硫酸盐、和烷基醚硫酸盐
[0127] 在本发明的一个实施例中,阴离子表面活性剂至少包含具有通式(I)的烷基醚硫酸盐
[0128] R7‑O‑(CH2CHR8‑O)n‑SO3‑M+(I)
[0129] 其中R7是具有6至36个碳原子、优选从6至26个碳原子的直链、支链或环状烷基,R8是选自H、甲基或乙基的基团,M是一价平衡离子,并且n是从0至60、例如从2至50或从2至20的数。
[0130] 在本发明的一个实施例中,至少50mol%的基团R8是H,优选至少80mol%、更优选8
至少90mol%并且在一个实施例中所有的基团R都是H。
[0131] 支链烷基R7可以衍生自羰基合成醇或格尔伯特醇(Guerbet alcohol)。优选地,基7
团R是直链的。
[0132] 一价平衡离子可以选自H+,碱金属离子如Li+、Na+、K+,有机铵离子或NH4+。优选地,M+ + + + +选自Li、Na、K、NH4或有机铵离子的组,在一个实施例中,一价平衡离子是Na。
[0133] 在一个实施例中,其中R7具有8至20个碳原子,并且n是从2至20的数。
[0134] 在另一个实施例中,R7具有12至16个碳原子,R8是H,并且n是从2至6的数。
[0135] 当然,可以使用两种或两种以上不同表面活性剂(S)的混合物。例如,可以使用不7
同表面活性剂(S)的混合物,其中烷基R 衍生自脂肪醇的混合物,例如具有通式(I)的表面
7
活性剂,其中R是C12‑和C14烷基或C16和C18烷基。
[0136] 阴离子表面活性剂(S)的量相对于石蜡抑制剂组分的所有组分的总量是按重量计从1%至7%。优选地,该量为按重量计从2%至7%,或按重量计从2.5%至6.5%。在一个实施例中,该量为从按重量计3%至按重量计6.4%。
[0137] 除了上述量的阴离子表面活性剂(S)之外,可选地可以添加不同于表面活性剂(S)的其他表面活性剂。
[0138] 此类其他表面活性剂的实例包括非离子表面活性剂。非离子表面活性剂的实例包括聚环氧乙烷‑聚环氧丙烷–聚环氧乙烷嵌段共聚物(EO‑PO‑EO嵌段共聚物)。此类嵌段共聚物是可商购的,具有不同量的环氧乙烷和不同的摩尔质量,该摩尔质量典型地在从1,000g/mol至10,000g/mol的范围内。实例包括EO‑PO‑EO嵌段共聚物,其中PO嵌段具有约1750g/mol的摩尔质量并且EO的量是按重量计从40%至80%,或EO‑PO‑EO嵌段共聚物,其中PO嵌段具9
有约3250g/mol的摩尔质量并且EO的量是按重量计约50%。其他实例包括具有通式R O‑
9
(CH2CH2O)xH的烷基聚乙醇酸酯,其中R 是具有12至18个碳原子的烷基,并且x是从10至100
9 9
的数。例如,R可以是具有16和/或18个碳原子的直链烷基。在其他实施例中,R可以是衍生自羰基合成醇,例如衍生自C13羰基合成醇的烷基。
[0139]
[0140] 在本发明的一个实施例中,水性分散体至少包含
[0141] (A)连续水相,其包含按重量计20%至70%的水和按重量计30%至80%的水混溶性有机溶剂,该水混溶性有机溶剂选自乙二醇、二乙二醇、1,2‑丙二醇、1,3‑丙二醇、乙二醇单甲醚或丙二醇单甲醚的组,其中该量相对于水相上所有组分的总量,和
[0142] (B)分散相,其包含至少一种熔点为30℃至95℃的石蜡抑制剂组分,其中石蜡抑制剂组分的量相对于水性分散体的所有组分的总量是按重量计20%至50%,并且石蜡抑制剂组分至少包含
[0143] о相对于石蜡抑制剂组分的总量按重量计60%至90%的至少一种聚合物水不溶性石蜡抑制剂(X),其选自聚合物石蜡抑制剂(X1)、(X2)、(X3)、(X4)、(X5)和(X6)的组,优选(X1)、(X3)、(X4)、(X5)和(X6),最优选(X1),和
[0144] о相对于石蜡抑制剂组分的总量按重量计10%至40%的沸点为至少120℃的烃或烃混合物,
[0145] 其中通过动态光散射测量的分散相的D50粒度(体积尺寸分布)是从100nm至300nm,和
[0146] (C)相对于石蜡抑制剂组分,按重量计2%至7%、优选按重量计2.5%至6.5%的至少一种阴离子表面活性剂(S),其包含至少一个选自磺酸根、硫酸根、膦酸根或磷酸根基团的阴离子基团。
[0147] 在水性分散体的一个实施例中,水相(A)中的水量是按重量计从40%至80%,并且水溶性有机溶剂的量是按重量计从20%至60%,在每种情况下基于水相的所有组分的量,并且石蜡抑制剂组分的量相对于水性分散体的所有组分的总量是按重量计从30%至50%。该实施例涉及更浓的分散体。
[0148] 在水性分散体的另一个实施例中,水相(A)中的水量是按重量计从20%至40%,并且水溶性有机溶剂的量是按重量计从60%至80%,在每种情况下基于水相的所有组分的量,并且其中石蜡抑制剂组分的量相对于水性分散体的所有组分的总量是按重量计从20%至35%。该实施例涉及更稀的分散体,并且水相中水溶性有机溶剂的量更高。通过这些措施,水相的熔点降低,并且分散体在低温下更稳定。因此,根据该实施例的分散体尤其适合在极寒地区使用。在一个实施例中,该分散体在‑40℃下也是液体,在其他实施例中,其甚至在低于‑40℃的温度下也是液体。
[0149]
[0150] 水性分散体基本上可以通过任何方法制备。下面将更详细地描述两种方法。方法A包括将预先制备的石蜡抑制剂组分分布在水相中,并且方法B包括将用于制备聚合物石蜡抑制剂的单体和可选的其他组分分布在水相中,随后进行聚合。
[0151] 方法A:
[0152] 在方法A中,本发明涉及一种用于生产如上所述的水性分散体的方法,该方法包括[0153] (a1)通过在高于石蜡抑制剂组分的熔点的温度下将石蜡抑制剂组分与至少水和一种或多种表面活性剂(S)混合并将其分布在水相中来提供水包油乳液,
[0154] (a2)通过选自均质器、超声处理、或转子定子分散器的组的手段将水包油乳液均质化,和
[0155] (a3)添加水混溶性有机溶剂,其中该添加可以在该方法的任何阶段进行。
[0156] 步骤(a1)
[0157] 在步骤(a1)的过程中,将如上所述的石蜡抑制剂组分与一种或多种表面活性剂(S)和至少水混合,并分布在水相中,从而获得水包油乳液,其中石蜡抑制剂组分作为液滴分布在连续水相中。例如,分布可以通过搅拌如螺旋桨搅拌器来进行。除了水之外,可以已经存在部分或全部的水混溶性有机溶剂。
[0158] 进行方法步骤(a1)的温度取决于石蜡抑制剂组分的熔点。如果熔点低于室温,则方法步骤(a1)可以在室温下进行。如果熔点高于室温,例如在从30℃至95℃的范围内,则有必要将石蜡抑制剂组分加热到高于其熔点的温度以将其与水相和一种或多种表面活性剂(S)混合。
[0159] 为了实施该方法,原则上可以考虑各种程序。例如,可以将石蜡抑制剂组分和一种或多种表面活性剂(S)混合并可选地加热,并且可以将水相添加到预混合的混合物中。也可以提供部分或全部量的水相,并且向其中添加石蜡抑制剂组分和一种或多种表面活性剂(S)。如果仅使用一部分水相,则剩余部分在稍后阶段添加。
[0160] 在本发明的某些实施例中,可以在步骤(a1)的过程中可选地添加其他组分。例如,如果石蜡抑制剂组分包含酸官能团,则可以添加中和剂。添加中和剂可以增加表面电荷,并且因此增加颗粒分散体的稳定性。使部分或全部酸基团去质子化所需的中和剂的量可以由熟练技术人员计算。
[0161] 加热所需的最低温度不可避免地受石蜡抑制剂组分的熔点影响。混合物的温度必须至少达到石蜡抑制剂组分的熔点。适当地,进行加热的温度比石蜡抑制剂组分的熔融温度高至少5℃、优选高至少10℃。如果使用熔点为45℃至65℃的优选石蜡抑制剂组分,则发现70℃至90℃的温度是有用的。
[0162] 步骤(a2)
[0163] 在步骤(a2)的过程中,将水包油乳液均质化。在均质化过程中,油相液滴的尺寸减小,以便获得具有如上所述的粒度的水性分散体。
[0164] 如实例中所示,水包油乳液中液滴的粒度大致对应于最终分散体中颗粒的粒度,因此,在步骤(a2)的过程中,将通过动态光散射测量的分散相(即液滴)的D50粒度(体积尺寸分布)调节至50nm至500nm、优选100nm至400nm是良好的措施,以满足最终分散体的粒度范围。如果需要,熟练技术人员可以通过一些测试容易地算出所需的粒度。
[0165] 用于使水包油乳液均质化的手段选自均质器、超声处理、或转子‑定子分散器的组,优选选自均质器和超声处理,并且最优选使用均质器。均质化可以连续或间歇地进行。
[0166] 转子‑定子分散器在本领域中是已知的,例如作为 转子在此以高圆周速度运动。这种旋转产生吸,将介质吸入转子并通过定子的齿将其向外推出。这使样品分散。
[0167] 均质器主要用于减小现有乳液的粒度并使其标准化。为此目的,粗乳液被迫通过一个或多个均质的间隙。阀座阀体之间的间隙是可调节的,并且通常仅为几微米。流体径向地流过间隙,流速显著升高。离开间隙之后,流体通常会撞击冲击环。压力通常由活塞泵产生,尤其是由具有多个活塞,例如具有3个活塞的活塞泵产生。用于该目的设备在本领域中是已知的。这例如描述于美国专利号5,108,654中。均质器如Gaulin均质器或微流化器是可商购的。
[0168] 为了避免在步骤(a1)的过程中产生的水包油乳液分离,建议继续混合水包油乳液直至其通过均质器。当均质器与容器连接以进行步骤(a1)时,通常搅拌容器就足够了。连接均质器和容器的管道中的湍流通常足以避免相分离。
[0169] 用于超声处理的手段在本领域中也是已知的。超声处理可以在搅拌样品的同时例如通过使用 H14的Hielscher声波发生器在400W下以100%功率进行。
[0170] 步骤(a3)
[0171] 步骤(a3)包括添加如上所定义的水混溶性有机溶剂,其中该添加可以在该方法的任何阶段进行。可以在该方法的一个点添加全部量的水混溶性溶剂,或者可以在该方法的不同点添加几份。
[0172] 在一个实施例中,水混溶性有机溶剂的至少一部分在步骤(a1)期间已经存在。当然,在步骤(a1)期间,全部量也可能已经存在。在一个实施例中,在步骤(a1)之前或期间添加一部分水混溶性有机溶剂,而另一部分在步骤(a2)之后或(如果存在的话)在步骤(a4)之后添加。
[0173] 步骤(a4)
[0174] 该方法可以可选地包括步骤(a4),如果石蜡抑制剂组分的熔点高于室温,例如在从30℃至95℃的范围内,则可以进行该步骤。在步骤(a4)的过程中,使如上所述的均质化的水包油乳液冷却到低于石蜡抑制剂组分熔点的温度。建议在搅拌或以其他方式混合的同时冷却水包油乳液。
[0175] 因此,在一个实施例中,本发明涉及一种用于生产如上所述的水性分散体的方法,该方法包括
[0176] (a1)通过将熔点在从30℃至95℃范围内的石蜡抑制剂组分在高于其熔点的温度下与一种或多种表面活性剂(S)和至少水混合并将其分布在水相中来提供水包油乳液,和[0177] (a2)通过选自均质器、超声处理、或转子‑定子分散器的组的手段将水包油乳液均质化,
[0178] (a3)添加水混溶性有机溶剂,其中该添加可以在该方法的任何阶段进行,和[0179] (a4)在搅拌的同时使步骤(a2)之后的混合物冷却到低于石蜡抑制剂组分的熔融温度的温度。
[0180] 方法B:
[0181] 在方法B中,本发明涉及一种用于生产如上所述的水性分散体的方法,其包括[0182] (b1)通过至少将用于形成聚合物油溶性石蜡抑制剂(X)的单烯属不饱和单体与一种或多种表面活性剂(S)和至少一部分水相混合来提供水包油乳液,和
[0183] (b2)通过均质器、超声处理、或转子‑定子分散器将水包油乳液均质化,和[0184] (b3)向均质化的水包油乳液中添加用于自由基聚合的引发剂并使其聚合,从而获得石蜡抑制剂组分,该石蜡抑制剂组分是在连续水相中的分散相。
[0185] 步骤(b1)
[0186] 在步骤(b1)的过程中,通过至少将用于形成聚合物油溶性石蜡抑制剂(X)的单烯属不饱和单体与一种或多种表面活性剂(S)和至少一部分水相混合来制备水包油乳液。此外,单烯属不饱和单体是油溶性的。
[0187] 用于形成聚合物油溶性石蜡抑制剂(X)的合适的单烯属不饱和单体在本领域中是已知的。方法B特别适合制备油溶性石蜡抑制剂(X2)和(X3)。
[0188] 用于形成聚合物油溶性石蜡抑制剂(X)的合适的油溶性单烯属不饱和单体的实例1 2 1 3
包括如上所述的单体H2C=C(R)‑COOR(I)和H2C=C(R)‑COOR(II)。其他实例包括苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基吡啶、基官能单体如DMAEMA或者还有酸性单体如(甲基)丙烯酸。
[0189] 单体可以原样使用,即所得水包油乳液的油相仅包含单体。在其他实施例中,在步骤(b1)的过程中,将单烯属不饱和单体与沸点为至少120℃的烃或烃混合物混合,然后将它们在水相中乳化。这些烃或烃混合物可以是脂肪族、脂环族和/或芳香族烃或烃混合物。优选的是使用闪点≥60℃的烃。此类烃或烃混合物的其他细节已经在上面披露。
[0190] 在其他实施例中,除了单烯属不饱和单体之外,另外使用疏水性聚合物。在这种情况下,获得接枝聚合物。合适的聚合物的实例包括乙烯‑乙烯基酯,例如乙烯‑乙酸乙烯酯共聚物。关于合适的乙烯‑乙烯基酯共聚物的细节已经在上面在关于石蜡抑制剂(X3)的章节中描述,并且我们参考所述段落。
[0191] 混合物当然可以包含其他组分,例如像链转移剂。
[0192] 本领域技术人员可以根据所希望的特性,尤其是根据所得聚合物石蜡抑制剂(X)的所希望的熔点来调节油溶性单烯属不饱和单体、可选的聚合物和其他添加剂与有机溶剂的混合比。然而,通常,单烯属不饱和单体、可选的聚合物和其他添加剂的比例基于单体混合物的所有组分的总和是按重量计至少50%,尤其是按重量计50%至按重量计90%。优选的单体混合物包含按重量计60%至按重量计80%的聚合物石蜡抑制剂(X)和按重量计20%至按重量计40%的有机溶剂。
[0193] 步骤(b2)
[0194] 在步骤(b2)的过程中,将步骤(b1)的过程中获得的水包油乳液均质化。在均质化的过程中,油相液滴的粒度减小。均质化可以连续或间歇地进行。
[0195] 用于使水包油乳液均质化的手段选自均质器、超声处理、或转子‑定子分散器的组,优选选自均质器和超声处理,并且最优选使用均质器。细节已经在上面的(a2)中描述,并且我们参考所述段落。
[0196] 如实例中所示,最终分散体中颗粒的粒度比单体的水包油乳液中单体液滴的尺寸略小。然而,熟练技术人员可以通过一些测试容易地算出所需的粒度以满足最终分散体的所希望的粒度。
[0197] 步骤(b3)
[0198] 在步骤(b3)的过程中,将用于自由基聚合的引发剂添加到单烯属不饱和单体、可选的聚合物和其他添加剂的水包油乳液中,并引发聚合,从而获得包含连续水相和分散相的水性分散体,该分散相包含含有聚合物石蜡抑制剂(X)的石蜡抑制剂组分。
[0199] 步骤(b4)
[0200] 该方法可以可选地包括步骤(b4),如果石蜡抑制剂组分的熔点高于室温,例如在从30℃至95℃的范围内,则可以进行该步骤。在步骤(b4)的过程中,使如上所述的均质化的分散体冷却到低于石蜡抑制剂组分熔点的温度。建议在搅拌或以其他方式混合的同时冷却水包油乳液。
[0201] 因此,在一个实施例中,本发明涉及一种用于生产如上所述的水性分散体的方法,该方法包括
[0202] (b1)通过至少将用于形成熔融温度是从30℃至95℃的聚合物油溶性石蜡抑制剂(X)的单烯属不饱和单体与一种或多种表面活性剂(S)和至少一部分水相混合来提供水包油乳液,和
[0203] (b2)通过均质器、超声处理、或转子‑定子分散器将水包油乳液均质化,和[0204] (b3)向均质化的水包油乳液中添加用于自由基聚合的引发剂并使其聚合,从而获得石蜡抑制剂组分,该石蜡抑制剂组分是在连续水相中的分散相,和
[0205] (b4)在搅拌的同时使混合物冷却到低于石蜡抑制剂组分的熔融温度的温度。
[0206]
[0207] 石蜡抑制剂的水性分散体可以用于各种目的。例如,它们可以用作原油或其他烃流体如燃料油或柴油的石蜡抑制剂或倾点下降剂。
[0208] 下面更详细地描述某些实施例。
[0209] 作为原油的倾点下降剂的用途
[0210] 通过将本发明的水性分散体添加到原油中,该水性分散体可以用作倾点下降剂。
[0211] 为此目的,可以原样使用上述水性分散体。在另一个实施例中,当然还可以在使用前例如用水和/或用水混溶性溶剂稀释本发明的组合物。
[0212] 这些组合物也可以与其他组分一起配制。其他组分的实例包括缓蚀剂或阻垢剂。
[0213] 添加到原油中的水性分散体的量由本领域技术人员判断,从而实现所希望的倾点降低,对于本领域技术人员显而易见的是,所需的量取决于原油的性质。另一方面,出于经济原因,希望使用最少量的倾点下降剂。
[0214] 水性分散体的量通常使得聚合物石蜡抑制剂(X)的量基于原油是50至3,000ppm、特别是50至1,500ppm。其量优选是100至1,000ppm、更优选是250至800ppm、并且例如是300至600ppm。
[0215] 在此建议在最初石蜡晶体形成之前将水性分散体添加到原油中。最初形成石蜡晶体的温度也称为WAT(“蜡出现温度”)。因此,在本发明的一个实施例中,在高于WAT、优选在高于WAT至少10℃的温度下添加水性分散体。
[0216] 将水分散体添加到原油中的位置由本领域技术人员合适地选择。添加可以例如在地层中、在井中、在井口或管线处进行。
[0217] 在一个实施例中,将水性分散体注入原油管线中。注入可以优选在油田,即在原油管线的起点处进行,但注入当然也可以在另一位置进行。例如,管线可以是从海上平台通向陆地的管线。如果原油在管线中输送或在维护期间关闭的过程中冷却,则水性分散体可以防止管线堵塞。当管线处于寒冷环境(例如北极环境)中时,这种险自然特别显著。
[0218] 在本发明的其他实施例中,将水性分散体注入生产井中。在一个实施例中,生产井可以是海上生产井。例如,可以在石油流出地层进入生产井的位置处进行注入。以此方式,可以防止原油在生产井中和在下游输送管线中凝固、其粘度过度增加以及石蜡沉积物引起的管道横截面收缩。
[0219] 在本发明的一个实施例中,注入可以以脐带方式进行。这包括将柔性柱轴向地引入井或管线中,该柔性柱包括至少一个管线和可选的在保护壳中的电线或控制线。水分散体可以通过柔性柱中的管线精确地注入到所希望的位置。
[0220] 在本发明的一个实施例中,在使用之前,将水性分散体用另外量的水混溶性有机溶剂稀释。合适的水混溶性有机溶剂(包括优选实施例)已经在上面描述。
[0221] 添加另外的水混溶性有机溶剂降低了水性分散体的熔点,使其可以在更寒冷的地区使用。稀释可以在使用场所进行,但也可以在生产过程中进行,从而将更稀的水性分散体提供到使用场所。
[0222] 作为石蜡抑制剂的用途
[0223] 在本发明的其他实施例中,上述水性分散体用于防止蜡沉积在与原油、矿物油和/或矿物油产品接触的表面上。这些优选是与原油接触的表面。
[0224] 通过将所述水性分散体添加到原油中来进行使用。使用方式类似于用作倾点下降剂。除了本发明的水性分散体之外,当然可以使用其他石蜡抑制剂。
[0225] 作为屈服应力改进剂的用途
[0226] 在其他实施例中,水性分散体可以用于降低原油、特别是在管线中输送的原油的屈服应力。
[0227] 屈服应力是油开始流动(例如在管线中)所需的应力。如果通过管线进行的油输送例如由于泵的故障而被中断,则蜡可能从油中结晶,从而损害其流动特性,并且特别是增加其屈服应力。这种情况尤其可能发生在海上管线中,其中原油在静置较长时间后冷却到海底的水温(可能为4℃)。在最坏的情况下,当恢复输送时,泵产生的压力不足以克服原油的屈服应力。
[0228] 添加上述水性分散体降低了屈服应力,并且因此易于重新开始通过管线输送原油。
[0229] 为了降低原油、特别是在管线中输送的原油的屈服应力,将水性分散体添加到原油中。
[0230] 水性分散体的量通常使得聚合物石蜡抑制剂(X)的量基于原油是50至3,000ppm、特别是50至1,500ppm。其量优选是100至1,000ppm、更优选是250至800ppm、并且例如是300至600ppm。
[0231] 作为燃料和燃料油的添加剂的用途
[0232] 在本发明的一个实施例中,如上所述的水性分散体用作燃料和燃料油的添加剂。
[0233] 在另一个实施例中,本发明涉及一种包含至少一种如上所述的水性分散体的燃料或燃料油、优选燃料油,其中水性分散体的用量使得石蜡抑制剂(X)的浓度基于燃料油是按重量计从10ppm至3,000ppm。
[0234] 在本发明的上下文中,术语“燃料”应意指任何种类的化石、植物或动物来源的燃料,包括但不限于汽油和柴油。“燃料油”应理解为意指化石、植物或动物来源的中间馏分燃料生物燃料油(“生物柴油”)以及此类中间馏分燃料和生物燃料油的混合物。
[0235] 中间馏分燃料(以下也简称为“中间馏分”)尤其应理解为意指通过蒸馏原油作为第一方法步骤获得的并且在从120℃至450℃的范围内沸腾的燃料。此类中间馏分燃料尤其用作柴油燃料、取暖油或油,特别优选的是柴油燃料和取暖油。中间馏分优选具有按重量计低于28%、尤其按重量计低于20%的芳香族化合物含量。正构石蜡的含量在按重量计5%与按重量计50%之间、优选在按重量计10%与35%之间。
[0236] 在本发明的上下文中,中间馏分燃料在此也应理解为意指可以间接地衍生自化石来源如矿物油或天然气,或者由生物质通过气化和随后的氢化生产的那些燃料。间接衍生自化石来源的中间馏分燃料的典型实例是通过费托合成获得的GTL(“气制油”)柴油燃料。中间馏分油由生物质制备,例如通过BTL(“生物质制油”)工艺,并且可以单独或与其他中间馏分混合用作燃料。中间馏分还包括通过脂肪和脂肪油的氢化获得的烃。它们主要包含正构石蜡。
[0237] 取暖油和柴油燃料的品质更详细地描述于例如DIN 51603和EN 590(也参见Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry[乌尔曼工业化学百科全书],第5版,第A12卷,第617页及后续页)。
[0238] 在优选的实施例中,燃料是柴油燃料(不含任何添加剂),其具有0℃至‑15℃、优选0℃至‑10℃、并且更优选‑5℃至‑10℃的根据ASTM D2500/ASTM D97的CP值,和/或优选具有按重量计从10%至30%、更优选按重量计从15%至25%、并且最优选按重量计从17%至
23%的正构石蜡含量。
[0239] 除了其在所述化石、植物或动物来源的中间馏分燃料(基本上为烃混合物)中的用途之外,水性分散体还可以用于生物燃料油以及所述中间馏分和生物燃料油的混合物中,以便改进低温流动特性。这种混合物是可商购的,并且通常包含少量的生物燃料油,基于化石、植物或动物来源的中间馏分和生物燃料油的总量,该量典型地是按重量计1%至30%、尤其是按重量计3%至10%。
[0240] 生物燃料油通常基于脂肪酸酯,优选基本上基于衍生自植物和/或动物油和/或脂肪的脂肪酸的烷基酯。烷基酯优选应理解为意指低级烷基酯,尤其是C1‑至C4‑烷基酯,其可通过低级醇例如乙醇或特别是甲醇将植物和/或动物油和/或脂肪中存在的甘油酯、尤其是甘油三酯进行酯交换获得(“FAME”)。基于植物和/或动物油和/或脂肪并可用作生物燃料油或其组分的典型低级烷基酯是例如HVO(氢化植物油)、向日葵甲酯、棕榈油甲酯(“PME”)、大豆油甲酯(“SME”),并且尤其是菜籽油甲酯(“RME”)。
[0241] 通常将水性分散体以使得石蜡抑制剂(X)的浓度为按重量计从10至10,000ppm的量添加到中间馏分燃料中。
[0242] 通过使用根据本发明的水性分散体,可以改进许多燃料特性。这里仅通过举例提及作为浊点下降剂(CPD)或作为促进剂与流动改进剂一起用于进一步改进CFPP的另外效果。
[0243] 在一个实施例中,燃料或燃料油另外包含选自低温流动改进剂、石蜡分散剂、电导率改进剂、防腐蚀添加剂、润滑添加剂、抗氧化剂、金属钝化剂、消泡剂、破乳剂、洗涤剂十六烷值改进剂、溶剂或稀释剂、染料和香料的组的其他添加剂。
[0244] 在本发明的上下文中,流动改进剂应理解为意指改进中间馏分燃料的低温特性的所有添加剂。除了实际的低温流动改进剂(“MDFI”)之外,它们也是成核剂(也参见Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry[乌尔曼工业化学百科全书],第5版,第A16卷,第719页及后续页)。
[0245] 当存在低温流动改进剂时,除了本发明的共聚物之外,本发明的中间馏分燃料还包含以典型地按重量计1至2,000ppm、优选按重量计5至1,000ppm、尤其是按重量计10至750ppm并且特别是按重量计50至500ppm、例如按重量计150至400ppm的量的低温流动改进剂。这种低温流动改进剂描述于例如WO 2007/147753中,特别是其中的第13页第1行至第16页第32行,其通过引用特此并入本披露中。
[0246] 优选的流动改进剂是如WO 99/29748中所述的乙烯‑乙酸乙烯酯共聚物,或如WO 2004/035715中所述的梳形聚合物,并且与具有石蜡分散剂功能的本发明的共聚物一起形成用于中间馏分燃料、尤其是用于具有一定比例的生物柴油的那些的有效且通用的低温稳定体系。
[0247] 更优选地,流动改进剂是乙烯与至少一种其他烯属不饱和单体的共聚物,该其他烯属不饱和单体优选选自羧酸烯基酯、(甲基)丙烯酸酯、马来酸二烷基酯、富马酸二烷基酯和烯烃。
[0248] 最优选地,流动改进剂是乙烯和至少一种羧酸烯基酯和与至少一种其他烯属不饱和单体的三元或四元共聚物,该其他烯属不饱和单体优选选自(甲基)丙烯酸酯、马来酸二烷基酯、富马酸二烷基酯和烯烃。
[0249] 合适的烯烃是例如具有3至10个碳原子并且具有1至3个、优选具有1或2个、尤其具有一个碳‑碳双键的那些。在后一种情况下,碳‑碳双键可以是末端(α‑烯烃)或内部的。然而,优选的是α‑烯烃,特别优选具有3至6个碳原子的α‑烯烃,例如丙烯、1‑丁烯、1‑戊烯和1‑己烯。
[0250] 合适的(甲基)丙烯酸酯是例如(甲基)丙烯酸与C1‑至C10‑烷醇,尤其是与甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、异丁醇、叔丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇、2‑乙基己醇、壬醇和癸醇的酯。
[0251] 合适的羧酸烯基酯是例如具有2至20个碳原子的羧酸的乙烯基酯和丙烯基酯,其中烃基可以是直链或支链的。其中,优选的是乙烯基酯。在具有支链烃基的羧酸之中,优选的是其中支链在羧基的α位的那些,α碳原子更优选是叔碳原子,这意味着羧酸是所谓的新羧酸。然而,羧酸的烃基优选是直链的。
[0252] 合适的羧酸烯基酯的实例是乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、2‑乙基己酸乙烯酯、新戊酸乙烯酯、己酸乙烯酯、新壬酸乙烯酯、新癸酸乙烯酯和相应的丙烯基酯,优选的是乙烯基酯。特别优选的羧酸烯基酯是乙酸乙烯酯;由此得到的典型共聚物是乙烯‑乙酸乙烯酯共聚物(“EVA”),其用于大规模和柴油燃料。更优选地,烯属不饱和单体选自羧酸烯基酯。
[0253] 马来酸二烷基酯和富马酸二烷基酯的实例是马来酸或富马酸的甲酯、乙酯、正丙酯、异丙酯、正丁酯、仲丁酯、异丁酯、正戊酯、正己酯、2‑乙基己酯和2‑丙基庚酯,这些是混合的或优选相同的酯,即在烷基的情况下是相同的。
[0254] 包含共聚形式的两种或更多种不同羧酸烯基酯的共聚物也是合适的,这些共聚物在烯基官能团方面和/或在羧酸基团方面不同。同样合适的是这样的共聚物,除了一种或多种羧酸烯基酯以外,其还包含共聚形式的至少一种烯烃和/或至少一种(甲基)丙烯酸酯。
[0255] 烯属不饱和单体在共聚物内以基于整体共聚物优选1mol%至50mol%、尤其是10mol%至50mol%并且特别是5mol%至20mol%的量共聚。
[0256] 共聚物优选具有1,000至20,000、更优选1,000至10,000并且尤其是1,000至6,000的数均分子量Mn。
[0257] 除了其在所述化石、植物或动物来源的中间馏分燃料(基本上为烃混合物)中的用途之外,水性分散体还可以用于生物燃料油以及所述中间馏分和生物燃料油的混合物中,以便改进低温流动特性。这种混合物是可商购的,并且通常包含少量的生物燃料油,基于化石、植物或动物来源的中间馏分和生物燃料油的总量,该量典型地是按重量计1%至30%、尤其是按重量计3%至10%。
[0258] 生物燃料油通常基于脂肪酸酯,优选基本上基于衍生自植物和/或动物油和/或脂肪的脂肪酸的烷基酯。烷基酯优选应理解为意指低级烷基酯,尤其是C1‑至C4‑烷基酯,其可通过低级醇例如乙醇或特别是甲醇将植物和/或动物油和/或脂肪中存在的甘油酯、尤其是甘油三酯进行酯交换获得(“FAME”)。基于植物和/或动物油和/或脂肪并可用作生物燃料油或其组分的典型低级烷基酯是例如HVO(氢化植物油)、向日葵甲酯、棕榈油甲酯(“PME”)、大豆油甲酯(“SME”),并且尤其是菜籽油甲酯(“RME”)。
[0259] 在一个实施例中,通过至少将如上所述的水性分散体添加到燃料中,本发明的水性分散体用于减少燃料或燃料油中、优选燃料油中石蜡晶体的结晶。石蜡抑制剂(X)的典型添加量已经在上面提到。
[0260] 在另一个实施例中,通过至少将如上所述的水性分散体添加到燃料油中,这些水性分散体用于改进燃料或燃料油、优选燃料油的低温流动特性,和/或用于改进燃料或燃料油、优选燃料油的可滤性。石蜡抑制剂(X)的典型添加量已经在上面提到。
[0261] 本发明的优势
[0262] 这种分散体的优点在于它具有好得多的EHS分布,更容易处理和储存。此外,与基于纯有机溶剂的溶液相比,它允许以更高的浓度、更低的粘度计量添加活性添加剂,尤其是在低温下。
[0263] 以下实例被认为是对本发明的进一步说明:
[0264]
[0265] 粒度分布
[0266] 测量均质化或超声处理之后的乳液和最终产物的粒度分布。
[0267] 这里对于聚合物颗粒指示的粒度/颗粒直径或颗粒半径是颗粒直径,并且通过光子相关光谱法(PCS),也称为准弹性光散射(QELS)或动态光散射来测定。
[0268] 在本发明中,通过使用来自Microtrac(Microtrac Retsch GmbH,德国哈恩)的NANO‑Flex粒度仪,使用780nm激光(3mW)以180°散射测定粒度。测量是在室温下用软化水将样品稀释至由设备测定的所需浓度来进行的。当将大约3滴样品分散在10ml软化水中时,典型地达到设备的可测量浓度。所报告的值是颗粒群基于其体积尺寸分布的以nm计的D50值(50%的颗粒≤D50值)。
[0269] 动态粘度
[0270] 分散体的动态粘度使用布氏粘度计(DV‑E型)测定。使用恒温浴使150ml样品达到所希望的温度(20℃或23℃)。将属于待测范围的LV型锭子与布氏粘度计连接并缓慢浸入样品中,直到锭子上的标记与待测液体的表面处于同一水平。测量速度设定在50至100rpm的范围内。开始测量并记录显示器上示出的值。
[0271] 分子量测定
[0272] 在Agilent 1260Infinitiy设备上,在5mg/ml THF溶液中,在2个连续的PolyPore 300mm x 7,5mm Agilent柱上,在40℃和1ml/min流速下,相对于聚苯乙烯标准物测量GPC。
通过折射率检测信号,并且使用Agilent GPC/SEC软件1.2版处理数据。
[0273]
[0274] 起始材料
[0275]
[0276]
[0277] 实例1:
[0278] 由4wt.‑%的阴离子表面活性剂稳定的马来酸酐和C20/24烯烃的酯化共聚物(石蜡抑制剂类型(X1))在 150ND(聚合物溶剂75/25wt/wt)中的水性分散体(分散体中25wt.‑%的聚合物)
[0279] (百分比是相对于所有组分的总量)
[0280] 石蜡抑制剂组分的合成
[0281] 在第1步中,在约140℃的温度下,通过在5小时的时间段内添加11.2g二叔丁基过氧化物使271g马来酸酐和829g可商购的C20至C24α‑烯烃的混合物自由基聚合,从而获得马来酸酐和C20/24α‑烯烃的共聚物。
[0282] 在第2步中,在145℃的温度下,将775.5g 150ND和1347.3g丙烯酸山嵛酯添加到第1步中获得的预聚物中,并且将混合物搅拌约8小时。使醇与马来酸酐基团在开环下反应,从而产生马来酸酯基团。
[0283] 产物包含75wt.‑%的马来酸酯‑烯烃共聚物(Mw约为18,000克/摩尔),并且剩余部分是 ND 150。混合物的熔点为约40℃。
[0284] 水性分散体的制备
[0285] 为了制备稳定的油/水乳液,将249.6g熔融的石蜡抑制剂组分置于65℃的预热反应器中。在搅拌的同时,缓慢添加32.2g阴离子表面活性剂1的水溶液(31wt.‑%),随后添加129g水和92g 1,2‑丙二醇。搅拌15分钟之后,缓慢添加3.2g固体KOH在130g水和104g 1,2‑丙二醇中的预热(60℃)溶液,并且再搅拌15分钟。
[0286] 随后,将温热的预乳液倒入Gaulin型均质器(APV 1000SPX Flow)的加料漏斗中,并且在漏斗中搅拌的同时,在500巴阀设置和60℃下直接处理一次,产生D50液滴尺寸为246nm的稳定乳液,将其通过出口管从均质器收集到输送烧瓶中。
[0287] 将温热的乳液直接放回反应器中,并且在搅拌下在一小时内冷却到室温。
[0288] 然后通过125μm过滤器将其过滤到容器中。没有发现凝结物。获得呈白色不透明、稍粘稠的液体的最终分散体。
[0289] 所得分散体的粒度D50在269nm处为单峰,并且pH为6.9。水性分散体的动态粘度为40mPas(在23℃下)。
[0290] 所获得的分散体包含(数值是相对于水性分散体的所有组分的总量):
[0291]石蜡抑制剂组分(聚合物+有机溶剂) 33.7wt.‑%
聚合物(75wt.‑%的石蜡抑制剂组分) 25.3wt.‑%
阴离子表面活性剂 1.3wt.‑%
水 38.0wt.‑%
丙二醇 26.5wt.‑%
KOH 0.4wt.‑%
[0292] 相对于石蜡抑制剂组分(包含聚合物和有机溶剂(参见上文)),阴离子表面活性剂的量为4wt.‑%。水/丙二醇的比例(wt./wt.)为59:41。
[0293] 实例2:
[0294] 由4wt.‑%的阴离子表面活性剂稳定的马来酸酐和C20/24烯烃的酯化共聚物(石蜡抑制剂类型(X1))在 150ND(聚合物/溶剂75/25wt/wt)中的水性分散体(分散体中35wt.‑%的聚合物)
[0295] (百分比是相对于所有组分的总量)
[0296] 石蜡抑制剂组分的合成
[0297] 合成如实例1中那样进行。
[0298] 水性分散体的制备
[0299] 为了制备稳定的油/水乳液,将328g熔融的石蜡抑制剂组分1置于65℃的预热反应器中。在搅拌的同时,缓慢添加42.3g阴离子表面活性剂1的水溶液(31wt.‑%),随后添加134g水和110g 1,2‑丙二醇。搅拌15分钟之后,缓慢添加4.19g固体KOH在41.9g水和41.9g 
1,2‑丙二醇中的预热(60℃)溶液,并且再搅拌15分钟。
[0300] 随后,将温热的预乳液倒入Gaulin型均质器(APV 1000SPX Flow)的加料漏斗中,并且在漏斗中搅拌的同时,在500巴阀设置和60℃下直接处理一次,产生D50液滴尺寸为280nm的稳定乳液,将其通过出口管从均质器收集到输送烧瓶中。
[0301] 然后通过125μm过滤器将其过滤到容器中。没有发现凝结物。获得呈白色不透明、稍粘稠的液体的最终分散体。
[0302] 将温热的乳液直接放回反应器中,并且在搅拌下在一小时内冷却到室温。
[0303] 所得分散体的粒度D50在278nm处为单峰,并且pH为7.0。水性分散体的动态粘度为100mPas(在23℃下)。
[0304] 所获得的分散体包含(数值是相对于水性分散体的所有组分的总量):
[0305] 石蜡抑制剂组分(聚合物+有机溶剂) 46.7wt.‑%聚合物(75wt.‑%的石蜡抑制剂组分) 35wt.‑%
阴离子表面活性剂 1.9wt.‑%
水 29.2wt.‑%
丙二醇 21.6wt.‑%
KOH 0.6wt.‑%
[0306] 相对于石蜡抑制剂组分(包含聚合物和有机溶剂(参见上文)),阴离子表面活性剂的量为4.0wt.‑%。水/丙二醇的比例(wt./wt.)为57:43。
[0307] 实例3
[0308] 由4wt.‑%的阴离子表面活性剂稳定的马来酸酐和C20/24烯烃的酯化共聚物(石蜡抑制剂类型(X1))在 150ND(聚合物/溶剂60/40wt/wt)中的水性分散体(分散体中25wt.‑%的聚合物)
[0309] 石蜡抑制剂组分的合成
[0310] 合成如实例1中那样进行。
[0311] 水性分散体的制备
[0312] 在第一步中,将62.4g熔融的石蜡抑制剂组分置于70℃的预热反应器中并且添加15.6g 150ND,从而获得包含60wt.‑%的聚合物和40wt.‑% 150ND的
更稀的石蜡抑制剂组分。
[0313] 在搅拌的同时,缓慢添加10.1g阴离子表面活性剂1的水溶液(31wt.‑%),随后添加27.1g水和22.6g 1,2‑丙二醇。搅拌15分钟之后,缓慢添加0.8g固体KOH在26.8g水和19.6g 1,2‑丙二醇中的预热(60℃)溶液,并且再搅拌15分钟。
[0314] 随后,将温热的预乳液倒入200ml的烧杯中,添加搅拌棒并且保持在60℃下,以便使用具有Sonotrode H14的Hielscher超声波发生器UP400S(400瓦,24kHz)在125μm的最大振幅下进行超声处理。将超声探头的尖端浸入液体中2cm深,并且启动磁力搅拌器发动机以确保有效的均质化。将预乳液在50%功率下处理20分钟,并且这产生稳定的乳液。此后,停止搅拌器并将温热的乳液放回反应器中,并且在搅拌下在一小时内冷却到室温。然后通过125μm过滤器将其过滤到容器中。没有发现凝结物。获得呈白色不透明、稍粘稠的液体的最终分散体。
[0315] 所得分散体的粒度D50在160nm处为单峰。
[0316] 所获得的分散体包含(数值是相对于水性分散体的所有组分的总量):
[0317] 石蜡抑制剂组分(聚合物+有机溶剂) 42.2wt.‑%聚合物(60wt.‑%的石蜡抑制剂组分) 25.3wt.‑%
阴离子表面活性剂 1.7wt.‑%
水 32.9wt.‑%
丙二醇 22,8wt.‑%
KOH 0.4wt.‑%
[0318] 相对于石蜡抑制剂(包含聚合物和有机溶剂(参见上文)),阴离子表面活性剂的量为4wt.‑%。水/丙二醇的比例(wt./wt.)为59:41。
[0319] 实例4:
[0320] 由4wt.‑%的阴离子表面活性剂稳定的用末端山嵛酸基团改性的超支化聚酯(石蜡抑制剂类型(X6))在 150ND(聚合物/溶剂50/50wt/wt)中的水性分散体(分散体中23wt.‑%的聚合物)。
[0321] 石蜡抑制剂组分的合成
[0322] 第1步
[0323] 在第一步中,生产超支化聚酯。用氮气吹扫反应器。
[0324] 首先将二羟甲基丙酸(DMPA,375.48g,2.80mol)和三羟甲基丙烷(TMP,1.88g,0.014mol)(均以固体形式)引入反应器中。将74.72g(0.01868mol)平均分子量Mn为约
4000g/mol的聚丙二醇和1.44g甲磺酸在单独的容器中预混合并添加到反应器中。然后,在搅拌下将反应器加热到160℃。一旦温度达到130℃,就将压力降低到250至500mbar。通过酸值控制反应。将反应器保持在160℃下,直到酸值为22mg KOH/g。
[0325] 第2步
[0326] 在第2步中,将超支化聚酯的末端OH‑基团用山嵛酸(包含作为主要组分的85wt.%至90wt.%的山嵛酸(直链C22羧酸)、约10wt.%的C20羧酸和约5wt.%的C18羧酸的工业混合物)酯化。
[0327] 将反应器中的温度保持在160℃下,并且逐份添加807.36g(2.40mol)固体形式的山嵛酸。通过酸值控制反应。约6小时之后,酸值达到15mg KOH/g,反应结束。
[0328] 最后,在160℃下在搅拌的同时将聚合物倒入相同量的 150ND中,以获得石蜡抑制剂组分,该石蜡抑制剂组分包含按重量计50%的石蜡抑制剂X5和按重量计50%的 150ND,熔点为37℃。最终聚合物的Mw:约16000g/mol。
[0329] 水性分散体的制备
[0330] 为了制备稳定的油/水乳液,将90.0g如上所述制备的熔融的石蜡抑制剂组分置于65℃的预热反应器中。在搅拌的同时,缓慢添加11.25g阴离子表面活性剂1的水溶液(31wt.‑%),随后添加48.1g水和43.8g1,2‑丙二醇。
[0331] 在60℃下搅拌15分钟之后,将温热的预乳液倒入250ml的烧杯中,添加搅拌棒并且保持在60℃下,以便使用具有Sonotrode H14的Hielscher超声波发生器UP400S(400瓦,24kHz)在125μm的最大振幅下进行超声处理。将超声探头的尖端浸入液体中2cm深,并且启动磁力搅拌器发动机以确保有效的均质化。将预乳液在50%功率下处理10分钟,并且这产生稳定的乳液,在搅拌下在一小时内将其冷却到室温。然后通过125μm过滤器将其过滤到容器中。没有发现凝结物。获得呈白色不透明的粘稠液体的最终分散体。
[0332] 所得分散体的粒度D50在154nm处为单峰。
[0333] 所获得的分散体包含(数值是相对于水性分散体的所有组分的总量):
[0334]石蜡抑制剂组分(聚合物+有机溶剂) 46.6wt.‑%
聚合物(50wt.‑%的石蜡抑制剂组分) 23.3wt.‑%
阴离子表面活性剂 1.8wt.‑%
水 28.9wt.‑%
乙二醇 22.7wt.‑%
[0335] 实例5:
[0336] 由4wt.‑%的阴离子表面活性剂稳定的接枝EVA聚合物(石蜡抑制剂类型(X3))在150ND和 D70(聚合物/溶剂1/溶剂2=50/25/25wt/wt/wt)中的水性
分散体(分散体中23wt.‑%的聚合物)
[0337] 石蜡抑制剂组分的合成
[0338] 将乙烯‑乙酸乙烯酯共聚物( Ultra UL 02133EN2)(60.45g)溶解在高沸点脂肪族烃溶剂( D70)(144.3)和丙烯酸硬脂酯(246.48g)中,在95℃下加热
约30至60分钟。在乙烯‑乙酸乙烯酯共聚物完全溶解之后,将溶液冷却到75℃,并且添加叔十二烷基硫醇(1.3656g)以产生大约70wt%溶液。在通过用N2鼓泡单体溶液(30分钟)去除O2之后,将叔丁基过氧化物在有机溶剂中的9wt.%溶液(7.633g)在5小时内逐步进料到反应溶液中。添加引发剂之后,将反应器加热到90℃并且将另外量的叔丁基过氧化物在有机溶剂中的9wt.%溶液(3.816g)在1小时内进料到反应容器中并且在90℃下再搅拌1.5小时。在后聚合阶段之后,将高沸点芳香族烃( 150ND)(154.66g)和MEHQ(0.062g,
100ppm)添加到反应容器中,在90℃下搅拌30分钟,并且在持续搅拌下将最终产物冷却到室温。最终产品包含在Shellsol D70(约25wt%)和Solvesso 150ND(约25wt%)中的约
50wt.%的石蜡抑制剂(具有至少部分地接枝于EVA的聚丙烯酸硬脂酯的EVA)。
[0339] 水性分散体的制备
[0340] 为了制备稳定的油/水乳液,将90.0g如上所述的熔融的石蜡抑制剂组分置于60℃的预热反应器中。在搅拌的同时,缓慢添加11.25g阴离子表面活性剂1的水溶液(31wt.‑%),随后添加48.1g水和43.8g 1,2‑丙二醇。
[0341] 在55℃下搅拌15分钟之后,将温热的预乳液倒入250ml的烧杯中,添加搅拌棒并且保持在55℃下,以便使用具有Sonotrode H14的Hielscher超声波发生器UP400S(400瓦,24kHz)在125μm的最大振幅下进行超声处理。将超声探头的尖端浸入液体中2cm深,并且启动磁力搅拌器发动机以确保有效的均质化。将预乳液在50%功率下处理10分钟,并且这产生稳定的乳液,在搅拌下在一小时内将其冷却到室温,并且然后通过125μm过滤器过滤到容器中。没有发现凝结物。获得呈白色不透明、稍粘稠的液体的最终分散体。
[0342] 所得分散体的粒度D50在331nm处为单峰。
[0343] 所获得的分散体包含(数值是相对于水性分散体的所有组分的总量):
[0344]石蜡抑制剂组分(聚合物+有机溶剂) 46.6wt.‑%
聚合物(50wt.‑%的石蜡抑制剂组分) 23.3wt.‑%
阴离子表面活性剂 1.8wt.‑%
水 28.9wt.‑%
丙二醇 22.7wt.‑%
[0345] 实例6
[0346] 由4wt.‑%的阴离子表面活性剂稳定的乙烯和乙酸乙烯酯的共聚物EVA‑2(石蜡抑制剂类型X3)在 150ND(聚合物/溶剂70/30wt/wt)中的水性分散体(分散体中30wt.‑%的聚合物)
[0347] (百分比是相对于所有组分的总量)
[0348] 石蜡抑制剂组分的合成
[0349] 根据WO 99/29748A1的第7页中的实例制备乙烯‑乙酸乙烯酯共聚物,其乙酸乙烯酯含量为30wt.%并且在120℃下的熔体粘度=大约70mPas。
[0350] 水性分散体的制备
[0351] 为了制备稳定的油/水乳液,将40g熔融的石蜡抑制剂组分EVA‑2(X3)置于65℃的预热反应器中,并且将其与17.10g Solvesso 150ND混合。在搅拌的同时,缓慢添加7.5g阴离子表面活性剂1的水溶液(31wt.‑%),随后添加35.5g水和33.0g乙二醇。将该预乳液在60℃下再搅拌15分钟。
[0352] 将预乳液倒入250ml的烧杯中,添加搅拌棒并且保持在60℃下,以便使用具有Sonotrode H14的Hielscher超声波发生器UP400S(400瓦,24kHz)在125μm的最大振幅下进行超声处理。将超声探头的尖端浸入液体中2cm深,并且启动磁力搅拌器发动机以确保有效的均质化。将预乳液在50%功率下处理10分钟,并且这产生稳定的乳液,在搅拌下在一小时内将其冷却到室温。然后通过125μm过滤器将其过滤到容器中。没有发现凝结物。获得呈白色不透明的粘稠液体的最终分散体。
[0353] 所得分散体的粒度D50在335nm处为单峰,并且具有38,2%的固含量。
[0354] 所获得的分散体包含(数值是相对于水性分散体的所有组分的总量):
[0355]
[0356]
[0357] 相对于石蜡抑制剂组分(包含聚合物和有机溶剂(参见上文)),阴离子表面活性剂的量为4.1wt.‑%。水/乙二醇的比例(wt./wt.)为55:45。
[0358] 对比实例C1
[0359] 由4wt.‑%的非离子乳化剂稳定的马来酸酐和C20/24烯烃的酯化共聚物(石蜡抑制剂类型(X1))在 150ND(聚合物/溶剂75/25wt/wt)中的水性分散体(25wt.%聚合物)
[0360] 对比实例C1如实例1那样进行,不同之处在于阴离子表面活性剂1被三种非离子表面活性剂:非离子表面活性剂1(1.67wt.‑%)、非离子表面活性剂2(1.67wt.‑%)和非离子表面活性剂3(0.67wt.‑%)的混合物取代。使用如WO 2018/104071 A1所建议的三种非离子表面活性剂的混合物。获得呈白色不透明、稍粘稠的液体的最终分散体。
[0361] 所得分散体的粒度D50在632nm处为单峰。
[0362] 实例C2:
[0363] 由7.5wt.%的非离子乳化剂稳定的马来酸酐和C20/24烯烃的酯化共聚物(石蜡抑制剂类型(X1))在 150ND(聚合物/溶剂75/25wt/wt)中的水性分散体(25wt.%聚合物)
[0364] 对比实例C2如实例1那样进行,不同之处在于阴离子表面活性剂1的量增加到7.5wt.‑%。
[0365] 获得呈白色不透明、稍粘稠的液体的最终分散体。
[0366] 所得分散体的粒度D50在265nm处为单峰。
[0367]
[0368] 实例7
[0369] 由6.5wt.‑%的阴离子表面活性剂1稳定的乙烯‑乙酸乙烯酯共聚物和丙烯酸硬脂酯的接枝聚合物(石蜡抑制剂(X3))在 D70(聚合物/溶剂64/36wt/wt)中的水性分散体(聚合物27wt.‑%)
[0370] 在反应器中,在95℃下在贫空气气氛(5%O2)下将15.0g乙烯‑乙酸乙烯酯共聚物EVA‑1和60.0g丙烯酸硬脂酯溶解在41.5g D70中持续一小时,以获得澄清溶液。
[0371] 为了制备稳定的油/水乳液,将上述溶液冷却到75℃,并且添加0.57g叔十二烷基硫醇以及24.6g阴离子表面活性剂1的水溶液(39wt.%)、51.6g 1,2‑丙二醇和48.1g水的预温热(50℃)溶液。在搅拌的同时,将所得预乳液在超声设备中以50%功率如实例3中所述处理10分钟,始终保持温度高于70℃。这产生D50液滴尺寸为272nm的稳定乳液。
[0372] 将乳液转移到配备有顶置式搅拌器、氮气入口、温度计、加热套和注射泵的反应器中。使乳液达到60℃并且在氮气气氛下惰性化。将22.2g叔丁基过氧化物(10%水溶液)添加到反应器中。随后,在60℃下,通过注射泵在2.5小时的时间段内将12.0g基于亚磺酸的还原剂( FF6M)(30%水溶液)添加到反应混合物中。
[0373] 添加之后,将反应混合物通过机械搅拌器连续搅拌,并且在60℃下保持一小时,然后冷却到室温并通过125μm过滤器过滤。没有发现凝结物。获得呈白色不透明、稍粘稠的液体的最终分散体。
[0374] 所得分散体的粒度D50在215nm处为单峰,并且Mw为9040g/mol(多分散性Mw/Mn 4.6)。石蜡抑制剂组分的熔点为约8℃
[0375]石蜡抑制剂组分(聚合物+有机溶剂) 42.3wt.‑%
聚合物(64.3%的石蜡抑制剂组分) 27.2wt.‑%
阴离子表面活性剂 2.8wt.‑%
水 33.2wt.‑%
丙二醇 18.7wt.‑%
引发剂体系 3.0wt.‑%
[0376] 相对于PPD2(包含聚合物和有机溶剂(参见上文)),阴离子表面活性剂的量为6.5wt.‑%。水/丙二醇的比例(wt./wt.)为59:41。
[0377]
[0378] 水性分散体的稳定性
[0379] 在三种不同温度下测试分散体的稳定性:‑20℃、室温(21℃至23℃)和50℃。
[0380] 为了测定稳定性,将20ml的每种分散体在玻璃瓶中在三种不同温度下储存至少4周。在所述储存之后,目视检查分散体。检查它们是否显示出分离或乳状液分层/沉淀。为了量化分散体的稳定性,制定了以下标准:
[0381]
[0382] 结果总结在下表1中:
[0383]
[0384] 表1:稳定性测试的结果
[0385] 备注:
[0386] 尽管实例1‑3和7在任何温度下持续至少4周都没有显示出变化,但对比实例C1和C2在至少一个温度下显示出相分离。相分离可能导致管线堵塞,并且无法均匀计量添加,即使产品仍可泵送。由于活性成分在油相中,所以计量添加水相将不会导致倾点降低或石蜡结晶减少,而计量添加油相将导致高于所需的添加剂添加量,这在一些情况下甚至也可能是有害的。
[0387] 倾点测试
[0388] 倾点和不流动点是用
[0389] 来自PSL(哈茨山麓奥斯特罗德,德国)的倾点测试仪45150测定的。倾点是根据ASTM D5985测量的。
[0390] 将装有原油的2升瓶加热到80℃持续30分钟。在加热过程中,反复摇动瓶子以使原油均质化。然后,将50ml原油转移到100ml塑料瓶中。将瓶子再次加热到80℃持续15分钟。然后,将含有500ppm活性PPD的分散体添加到原油中。然后,摇动具有分散体的原油。最后,将样品再次加热到80℃持续15分钟。然后将大约30ml的样品转移到倾点测试仪的杯中,使其充满校准线。将杯插入倾点测试仪中,将传感头放入样品中并开始测量。在倾点测量开始之前,首先将样品加热到70℃。
[0391] 改变表2中描述的原油来源和特性、石蜡抑制剂(倾点下降剂;PPD)类型和石蜡抑制剂使用的溶液类型,进行了若干测试。结果总结在表3中。
[0392]
[0393] 表2:用于应用测试的原油的描述
[0394]
[0395] 冷指(蜡抑制)测试
[0396] 使用冷指沉积测试来测定分散体的蜡抑制特性。通过在存在和不存在抑制剂的情况下将原油暴露于冷金属指
[0397] 表面来测定蜡抑制。使用沉积在冷金属指上的蜡的量和类型来确定结蜡趋势。
[0398] 通过加热到80℃并保持30分钟以去除热历史来调节油样品,开始测试。调节冷指设备上的水浴,从而将油温保持在30℃。将冷指保持在15℃并且将冷指插入油样品中。测试进行6小时。去除冷指,并且用纸巾收集其上的蜡沉积物。对蜡沉积物进行称重。在存在和不存在本发明分散体的情况下重复蜡测试。与基线(即,在没有蜡抑制剂的情况下测量)相比,根据石蜡抑制剂的性能计算功效百分比。
[0399] 改变所用的原油并改变倾点下降剂(PPD)的量,进行了若干测试。结果总结在下表中:
[0400]
[0401] 屈服应力测试
[0402] 进行应力斜坡测试以测定在样品开始流动之前必须施加到样品上的应力大小。
[0403] 通过在WAT以上10℃或在80℃下均质化原油来调节样品,随后在45℃下以10s‑1的剪切速率加热均质化样品10分钟,开始测试。然后,冷却样品。在不剪切的情况下,将样品以1℃/min的速率从45℃冷却到‑5℃,随后在不剪切的情况下,将样品在‑5℃下保持16小时。
[0404] 在给定温度下通过施加逐渐增加的剪切应力测试制备的样品。剪切应力从1Pa增加到850Pa。
[0405] 进行测试以比较以下项的屈服点:原油(条目1,表5)、与石蜡抑制剂类型X6的基于有机溶剂的溶液混合的原油(条目2,表5)和与石蜡抑制剂类型X6的水性分散体混合的原油(条目3,表5)。结果总结在下表中:
[0406]
[0407] 冷滤点测试
[0408] 冷滤点(CFPP)是当在某些条件下冷却时,给定体积的矿物油在指定时间内仍通过标准化过滤装置的最低温度。该测试给出了石油在某些管道系统中无故障流动的最低温度的估计。这很重要,因为在寒温带国家,冷滤点高会更容易堵塞管道。
[0409] CFPP是根据欧洲标准DIN EN 116测量的。在两种不同的矿物油中测试含有不同类型的石蜡抑制剂的两种水性分散体。所用矿物油的特性总结在表6和表7中,并且根据欧洲标准DIN EN 590测量。CFPP结果总结在表8中。
[0410]