BE1006034A3

BE1006034A3 - Procede de preparation d'emulsions d'hydrocarbures visqueux dans l'eau qui inhibent le vieillissement, et les emulsions correspondantes.

Info

Publication number: BE1006034A3
Application number: BE9200166A
Authority: BE
Inventors: Rivas Hercilio; Luisa Ventresca Maria; Sanchez Gerardo
Original assignee: Intevep Sa
Priority date: 1991-08-19
Filing date: 1992-02-18
Publication date: 1994-04-26
Also published as: GB2260088B; ES2038083B1; FR2680517B1; RU2021329C1; JPH0568870A; BR9200315A; CA2059312A1; JP2588338B2; MX9200166A; KR950001711B1; CN1069671A; CN1027866C; DK4192D0; FR2680517A1; NL9200214A; JPH08323190A; DK4192A; DE4220989A1; IT1256678B; US5505876A

Abstract

Ce procédé pour la préparation d'une émulsion hydrocarbure - dans - eau à partir d'hydrocarbure visqueux, le vieillissement de l'émulsion au cours du temps étant éliminé de façon substantielle, comprend la formation d'une émulsion concentrée caractérisée par une tenuer en eau inférieure ou égale à 15% en poids et une dimension moyenne de gouttelette d'huile inférieure ou égale à 4 microns, puis la formation d'une émulsion finale par dilution par de l'eau de l'émulsion hydrocarbure - dans - eau concentrée, de façon à obtenir une teneur en eau inférieure ou égale à 30% en poids, et l'agitation de ladite émulsion diluée de façon à obtenir une émulsion hydrocarbure - dans - eau finale ayant une dimension moyenne de gouttelette d'huile supérieure ou égale à 15 microns.

Description


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  PROCEDE DE PREPARATION D'EMULSIONS D'HYDROCARBURES VISQUEUX DANS L'EAU QUI INHIBENT LE VIEILLISSEMENT, ET LES EMULSIONS CORRESPONDANTES. 



   La présente invention porte sur un procédé pour la préparation d'une émulsion hydrocarbure-dans-eau à partir d'hydrocarbures visqueux, et, plus particulièrement, sur un procédé de préparation d'émulsions hydrocarbure-dans-eau de faible viscosité, à partir d'hydrocarbures visqueux, le vieillissement de l'émulsion au cours du temps étant éliminé de façon substantielle. 



   Les hydrocarbures visqueux (au-dessous de 12  API de densité) que l'on trouve au Canada, en Union Soviétique, aux Etats-Unis, en Chine et au Venezuela, sont des liquides ayant des viscosités allant de 10 000 à 500 000 centipoises à la température ambiante. Normalement ces hydrocarbures visqueux sont obtenus par un pompage mécanique seul, un pompage mécanique combiné avec une injection de vapeur d'eau, et grâce à des techniques minières. Pour rendre les hydrocarbures de cette sorte de plus grande valeur commerciale, il est nécessaire de développer des procédés pour augmenter l'efficacité et la rentabilité de leur transport et de leur stockage, facilitant ainsi leur utilisation ultérieure comme matières premières dans l'obtention d'autres produits dérivés ou dans d'autres applications.

   Des procédés ont été mis au point pour modifier ces hydrocarbures de façon à les transformer en une forme pompable et à rendre possible leur déplacement à travers des canalisations classiques. Parmi les procédés les plus courants, se trouve celui consistant à former des émulsions de ces hydrocarbures dans l'eau. 



  Les émulsions ont une viscosité très inférieure à celle de l'hydrocarbure seul et, de ce fait, peuvent être pompées à une vitesse supérieure à travers les canalisations avec un équipement de pompage classique. 

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   Les émulsions précitées sont préparées à l'aide d'agents tensio-actifs, lesquels peuvent être cationiques, anioniques et/ou non ioniques. 



  Leur préparation met en jeu un grand nombre de variables, à la fois physico-chimiques (couvrant la formulation de l'émulsion) et mécaniques (se rapportant au procédé et aux vitesses   d'agitation).   Ces variables sont très importantes, étant donné que la   stabilitée   l'émulsion, autrement dit le fait que les phases qui la composent ne se séparent pas, et le fait que leur viscosité reste constante au cours du temps, dépend ces variables. 



   Plusieurs méthodes ont été proposées pour former des émulsions d'hydrocarbures dans l'eau à l'aide d'additifs chimiques, réduisant ainsi la viscosité des hydrocarbures de façon à les rendre transportables. 



   Des procédés typiques sont décrits dans les brevets américains US-A-3 380 531 ; USA-3 467 159 ; US-A-3 487 844   ; US-A-3 006   354   ; US-A-   
 EMI2.1 
 3 425 429 ; US-A-3 467 195 ; US-A-3 519 006 ; US-A-3 943 954 ; US-A-4 099 537 ; US-A-4 108 193 ; US-A-4 239 052   ; US-A-4   249 554 ; US-A-4 627 458 et US-A-4 795 478. Ils mettent en jeu l'utilisation d'hydroxyde de sodium ou d'ammonium, d'agents tensio-actifs non ioniques, anioniques et cationiques, ou des combinaisons de ceux-ci. 



   Les procédés précédents fournissent des émulsions stables du point de vue de la coalescence de leurs phases. Cependant, un problème qui   n'a   pas encore été résolu à ce jour est celui du contrôle ou de l'élimination du phénomène de vieillissement qui affecte ces émulsions. Par vieillissement, on entend l'augmentation progressive de la viscosité de l'émulsion au cours du temps. L'une des techniques utilisées pour empêcher le vieillissement met en jeu l'addition d'électrolytes, ce qui entraîne un coût supplémentaire du procédé de préparation des émulsions. 

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   Il va de soi qu'il serait très souhaitable de proposer un procédé de préparation d'émulsions hydrocarbure-dans-eau, à partir d'hydrocarbures visqueux, dans lequel le vieillissement de   l'émulsion   au cours du temps est éliminé de façon substantielle. 



   En conséquence, c'est le principal objectif de l'invention que de proposer un procédé pour la préparation d'émulsions hydrocarburedans-eau, à partir d'hydrocarbures visqueux, dans lequel le vieillissement de l'émulsion au cours du temps est éliminé de façon substantielle. 



   C'est le principal objectif de la présente invention que de proposer un procédé tel que   précité,   dans lequel l'émulsion finale manifeste une 
 EMI3.1 
 viscosité inférieure ou égale à 1 500 centipoises à 26, 7 C (80 F). 



   C'est un autre objectif de la présente invention que de proposer un procédé pour la préparation d'émulsions hydrocarbure-dans-eau, tel que précité, dans lequel la dimension moyenne de gouttelette d'huile dans l'émulsion finale obtenue comme produit est supérieure ou égale à 15 microns. 



   C'est encore un autre objectif de la présente invention que de proposer un procédé pour la préparation d'émulsions hydrocarburedans-eau, à partir d'hydrocarbures visqueux tel que précité, dans lequel l'hydrocarbure est le pétrole brut que l'on rencontre dans la nature, un goudron ou un autre hydrocarbure que l'on rencontre dans la nature ou un mazout résiduel caractérisé par une viscosité supérieure à 100 centipoises à 50    C (122  F)   et une densité API supérieure ou égale à   16 API.   



   D'autres objectifs et avantages de la présente invention apparaîtront dans ce qui suit. 

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   La présente invention concerne un procédé pour la préparation d'une émulsion hydrocarbure-dans-eau, à partir d'hydrocarbures visqueux, et, plus particulièrement, un procédé pour la préparation d'émulsions hydrocarbure-dans-eau de faible viscosité, à partir d'hydrocarbures visqueux, le vieillissement de l'émulsion au cours du temps étant éliminé de façon substantielle. 



   Le procédé conforme à la présente invention comprend les étapes consistant à former tout d'abord une émulsion concentrée par mélange d'un hydrocarbure visqueux avec un émulsifiant et de l'eau, de façon à obtenir une teneur en eau dans une quantité inférieure ou égale à 15% en poids. Le mélange précité est ensuite chauffé à une température comprise entre   49'C     (1200F)   et environ   93'C (200'F),   puis le mélange chauffé est agité dans des conditions contrôlées de façon à obtenir une émulsion hydrocarbure-dans-eau concentrée, ayant une dimension moyenne de gouttelette d'huile inférieure ou égale à 4 microns.

   Après obtention de l'émulsion concentrée, une émulsion finale est préparée tout d'abord par dilution par de l'eau de l'émulsion hydrocarbure-dans-eau concentrée, de façon à obtenir une teneur en eau inférieure ou égale à 30% en poids. Le mélange dilué est ensuite chauffé à une température comprise entre   60 C (140 F)   et environ   104 C     (220 F).   Le mélange dilué chauffé est ensuite agité dans des conditions contrôlées de façon à obtenir une émulsion hydrocarbure-dans-eau finale ayant une dimension moyenne de gouttelette d'huile supérieure ou égale à 15 microns, la viscosité de l'émulsion finale étant inférieure ou égale à 1500 centipoises à 1 s-1 et 26,   7 C     (80 F). 



  . L'émulsion hydrocarbure -   dans-eau obtenue par le procédé tel que précité conduit à une émulsion qui est non seulement stable mais encore sensiblement non sujette aux phénomènes de 

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 vieillissement, manifestés jusqu'ici par des émulsions hydrocarbure-dans-eau obtenues par les procédés de la technique antérieure. 



   BREVE DESCRIPTION DES DESSINS - La Figure 1 est un diagramme schématique montrant les étapes pour la préparation d'une émulsion hydrocarbure-dans-eau conformément au procédé de la présente invention ; - la Figure 2 est un graphe de trois courbes montrant l'effet de la dimension des gouttelettes d'huile sur le vieillissement des émulsions hydrocarbure - dans-eau, préparées conformément à l'Exemple II ; la Figure 3 est un graphe de trois courbes montrant l'effet de la dimension des gouttelettes d'huile sur le vieillissement des émulsions hydrocarbure - dans-eau préparées conformément à l'Exemple IV. 



   DESCRIPTION DETAILLEE 
Le procédé de la présente invention permet la préparation d'émulsions hydrocarbure - dans-eau, à partir d'hydrocarbures visqueux, le vieillissement des émulsions au cours du temps étant éliminé de façon substantielle. 



   La Figure 1 est un diagramme schématique montrant les étapes de préparation d'une émulsion hydrocarbure-dans-eau, à partir d'un hydrocarbure visqueux conformément au procédé de la présente invention. Le procédé de la présente invention est particulièrement approprié pour des hydrocarbures visqueux ayant les propriétés physiques et chimiques suivantes : 
 EMI5.1 
 'API de densité compris entre 1 et 16 ; - viscosité à 50'C (122 OF) comprise entre 100 000 e 500 000 centipoises ; 

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 - viscosité à   99 C     (210 F)   comprise entre 10 000 et 16 000 centipoises ; - teneur en asphaltènes comprise entre 5 et 25% en poids ; teneur en résines comprise entre 3 et 30% en poids ; teneur en carbone comprise entre 78,2 et 85, 5% en poids ;

   - teneur en hydrogène comprise entre 9,0 
 EMI6.1 
 et 10, 8% en poids ; - teneur en oxygène comprise entre 0,25 et 1,1% en poids ; teneur en azote comprise entre 0,5 et 0,7% en poids ; teneur en soufre comprise entre 2,0 et 4, 5% en poids ; - teneur en vanadium comprise entre 50 et 1000   ppm ;   - teneur en nickel comprise entre 20 et 500 ppm ; - teneur en fer comprise entre 5 et 100 ppm ; teneur en sodium comprise entre 10 et 500 ppm ; et teneur en cendres comprise entre 0,55 et 0,3% en poids. 



   Les hydrocarbures visqueux peuvent se présenter sous la forme d'huiles brutes lourdes, de bitumes que l'on rencontre dans la nature, de goudrons que l'on rencontre dans la nature, de résidus lourds, et similaires. 



   Conformément au procédé de la présente invention, on prépare   l'émulsion   hydrocarbure - dans-eau non sujette au vieillissement, en formant tout d'abord une émulsion concentrée. Si l'on se réfère à la    Figure 1,   on peut voir que l'émulsion hydrocarburedans-eau concentrée est formée par mélange d'un 

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   hydrocarbure visqueux avec de l'eau et un additif émulsifiant. La quantité d'eau en mélange avec l'hydrocarbure et l'additif émulsifiant est telle qu'elle assure que la teneur en eau dans llériulsion concentrée est inférieure ou égale à 15% en poids d'eau. L'additif émulsifiant est ajouté dans une quantité comprise entre 0,1 et 5,0% en poids, de préférence, entre 0,1 et 1,0% en poids, sur la base du poids total de l'émulsion hydrocarbure - dans - eau concentrée.

   L'additif émulsifiant préféré pour être utilisé dans le procédé de la présente invention comprend un mélange soit d'un agent tensio-actif non ionique, soit d'un agent tensio-actif anionique, avec une résine phénol-formaldéhyde éthoxylée. 



  La résine phénol-formaldéhyde éthoxylée est combinée avec l'agent tensio-actif dans une quantité comprise entre 1 et 10% en poids, de préférence entre 1 et 5% en poids, sur la base du poids total de l'additif émulsifiant. 



  Des agents tensio-actifs non ioniques utiles pour être utilisés dans le procédé de la présente invention comprennent les alkyl phénols éthoxylés, les alcools éthoxylés, et les esters de composés de sorbitan éthoxylés. De préférence, les agents tensio-actifs non ioniques doivent présenter une balance hydrophile-lipophile (HLB) supérieure à 13. Des agents tensio-actifs non ioniques préférés comprennent les alkyl phénols éthoxylés. Des agents tensio-actifs anioniques particulièrement utiles comprennent les alkyl aryl sulfonates et les alkyl aryl sulfates et les agents tensio-actifs issus d'acides carboxyliques à longue chaîne. Les agents tensic-actifs anioniques préférés comprennent ceux ayant un HLB de plus de 13, par exemple, les alkyl aryl sulfonates d'ammonium, tels que le dcdécylbenzène sulfonate.

   La résine phénol-formaldéhyde éthoxylée pcssède, de préférence, de 3 à 7 unités éthoxy. 



  L'hydrocarbure visqueux, l'eau et l'additif émulsifiant, en mélange, sont ensuite chauffés à une température comprise entre environ 490 C   

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   (120 F)   et   93"C (200"F),   et le mélange chauffé est ensuite agité dans des conditions contrôlées de façon à former une émulsion hydrocarbure-dans-eau concentrée, ayant une dimension moyenne de gouttelette d'huile inférieure ou égale à 4 microns. Conformément à la présente invention, le mélange chauffé est agité dans un mélangeur à vitesse élevée, à une vitesse de rotation inférieure ou égale à 2000 tpm et, de préférence, comprise entre 1000 et 1500 tpm. 



    L'émulsion hydrocarbure -   dans-eau concentrée est ensuite diluée avec de l'eau de façon à obtenir une teneur en eau comprise entre 20 et 30% en poids, de préférence de 28% en poids. Le mélange dilué est ensuite chauffé à une température comprise entre environ   60 C   (140 F) et 104 C   (220 F),   de préférence entre   82 C     (180 F)   et   104 C     (220 F).   



  L'émulsion diluée chauffée est ensuite soumise à un cisaillement dans un mélangeur haute-vitesse, à des vitesses allant jusqu'à 4500 tpm et, de préférence, comprises entre 3500 et 4500 tpm, de façon à obtenir une émulsion hydrocarbure-dans-eau finale comme produit, ayant une dimension moyenne de gouttelette d'huile supérieure ou égale à 15 microns et une viscosité inférieure ou égale à 1500 centipoises à 26,   7'C     (80 F).   



   L'émulsion hydrocarburedans-eau non sujette au vieillissement, formée conformément au procédé de la présente invention, comprend, de préférence, d'environ 70 à 80% en poids d'huile, d'environ 20 à 30% en poids d'eau, d'environ 0,1 à 5% en poids d'un agent émulsifiant, une dimension moyenne de gouttelette d'huile supérieure ou égale à 15 microns, et une viscosité inférieure ou égale à 1500 centipoises à 1   s-l   et 26,   7 C     (80 F).   Le facteur de vieillissement de l'émulsion hydrocarbure-dans-eau non sujette au vieillissement est une variation moyenne de viscosité de moins de 100 centipoises par mois et, de préférence, de moins de 100 centipoises par an.

   Par 

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 "facteur de vieillissement", on entend la variation de viscosité à une température donnée, au cours du temps. 



  Conformément au mode de réalisation préféré de la présente invention, l'émulsion hydrocarbure-dans-eau non sujette au vieillissement contient un agent émulsifiant, qui comprend un mélange soit d'un agent tensio-actif non ionique avec une résine phénolformaldéhyde éthoxylée, soit un mélange d'un agent   tensio-actif   anionique avec une résine phénolformaldéhyde éthoxylée, la résine phénol-formaldéhyde éthoxylée étant combinée avec l'agent tensio-actif dans une quantité comprise entre 1 et 10% en poids, de préférence, entre 1 et 5% en poids, sur la base du poids total de l'additif émulsifiant.

   Les émulsions hydrocarbure-dans-eau non sujettes au vieillissement, obtenues conformément au procédé de la présente invention, éliminent de façon substantielle les phénomènes de vieillissement qui perturbent fortement les émulsions hydrocarbure-dans-eau formées par d'autres procédés connus. Les caractéristiques de non vieillissement des émulsions hydrocarbure-dans-eau formées par le procédé de la présente invention seront clarifiées par les exemples illustratifs suivants. 



   EXEMPLE I 
Pour démontrer l'effet de procédé de la présente invention pour la production d'une émulsion hydrocarbure-dans-eau, dans laquelle le vieillissement de l'émulsion au cours du temps est éliminé de façon substantielle, un hydrocarbure visqueux que l'on rencontre dans la nature a été mélangé avec de l'eau et un additif émulsifiant. L'hydrocarbure visqueux que l'on rencontre dans la nature était un goudron Cerro Negro provenant de la région   0rinoco   oil Belt du Venezuela. Les propriétés physiques et chimiques du 

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 goudron Cerro Negro employé dans cet exemple sont énoncées ci-dessous. 
 EMI10.1 
 
<tb> 
<tb> 



  Densité <SEP> API <SEP> (15, <SEP> 6 C-60 F).............. <SEP> 8,4
<tb> Saturés <SEP> % <SEP> en <SEP> poids <SEP> 11,8
<tb> Aromatiques <SEP> % <SEP> en <SEP> poids <SEP> 45,8
<tb> Résines <SEP> % <SEP> en <SEP> poids <SEP> 30,9
<tb> Asphaltènes <SEP> % <SEP> en <SEP> poids <SEP> 11,5
<tb> Acidité, <SEP> mg <SEP> KOH/g <SEP> de <SEP> bitume <SEP> 3,07
<tb> ppm <SEP> d'azote <SEP> totaux <SEP> 5561
<tb> Soufre <SEP> % <SEP> en <SEP> poids <SEP> 3,91
<tb> ppm <SEP> de <SEP> nickel, <SEP> 105,9
<tb> ppm <SEP> de <SEP> vanadium <SEP> 544,2
<tb> 
 
L'additif émulsifiant comprenait un agent   tensio-actif   non ionique sous la forme d'un composé d'alkyl phénol éthoxylé, commercialisé sous la marque de fabrique INTAN-100R, qui est une marque de fabrique d'Intevep, S.

   A., et une résine phénolformaldéhyde éthoxylée ayant 5 unités d'oxyde d'éthylène. 



  La composition émulsifiante comprenait 97% en poids de l'agent tensio-actif non ionique et 3% en poids d'une résine phénol-formaldéhyde éthoxylée. Le mélange comprenait 93% en poids de goudron Cerro Negro, 6, 7% en poids d'eau distillée, et 0,3% en poids de la composition émulsifiante décrite ci-dessus. Le mélange a été chauffé à une température de   75 oC (167OF)   et soumis lentement à un pré-mélange. Le mélange a été ensuite agité avec une palette en spirale à une vitesse de 1200 tpm, afin d'obtenir une première émulsion concentrée. Quatre échantillons du premier concentré ont été prélevés après des temps d'agitation de respectivement 2 min., 4 min., 4 min. et 4 min.

   Le diamètre moyen de la dimension de gouttelette d'huile des quatre échantillons de la première émulsion concentrée a été mesuré, et les résultats sont énoncés ci-dessous dans le Tableau I. 

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   TABLEAU I Emulsion concentrée 
 EMI11.1 
 
<tb> 
<tb> Echantillon <SEP> Temps,
<tb> Minutes <SEP> Diamètre <SEP> moyen
<tb> Microns
<tb> 1 <SEP> 2 <SEP> 8,6
<tb> 2 <SEP> 4 <SEP> 3,8
<tb> 3 <SEP> 4 <SEP> 3,9
<tb> 4 <SEP> 4 <SEP> 3,5
<tb> 
 
Chacun des quatre échantillons de la première émulsion concentrée a ensuite été dilué avec de l'eau distillée, de façon à obtenir une teneur en eau de 28% en poids. L'émulsion diluée a ensuite été chauffée à une température de 80    C     (176 F)   et agitée à une vitesse de 4000 tpm. Les quatre échantillons ont été agités pendant des temps de respectivement 1 min., 2 min., 3 min., et 4 min.

   Les émulsions refroidies finales ont été stockées à 26,   7 C     (80 F)   pendant 24 heures, et le diamètre moyen des gouttelettes d'huile a été mesuré, de même que la viscosité de chacun des échantillons. Les mesures de la viscosité ont été effectuées à nouveau au bout de 48 heures. Les résultats sont énoncés dans le Tableau II ci-dessous. 



   TABLEAU II
Emulsion diluée 
 EMI11.2 
 
<tb> 
<tb> Echantillon <SEP> Temps,
<tb> Minutes <SEP> Diamètre
<tb> Moyen
<tb> Microns <SEP> Viscosité <SEP> (cPs) <SEP> 1 <SEP> s-1
<tb> et <SEP> 26, <SEP> 7 C <SEP> (80oF) <SEP> au
<tb> bout <SEP> de <SEP> :
<tb> 24 <SEP> heures <SEP> 48 <SEP> heures
<tb> 1-1 <SEP> 16 <SEP> 18, <SEP> 610 <SEP> 20 <SEP> 000
<tb> 2 <SEP> 2 <SEP> 7 <SEP> 7,280 <SEP> 7 <SEP> 300
<tb> 3 <SEP> 3 <SEP> 10 <SEP> 4,124 <SEP> 4 <SEP> 100
<tb> 4 <SEP> 4 <SEP> 15 <SEP> 500 <SEP> 250
<tb> 
 

 <Desc/Clms Page number 12> 

 
La Figure 2 met en évidence l'effet de la dimension du diamètre des gouttelettes d'huile dans l'émulsion concentrée et dans l'émulsion diluée finale, sur la viscosité de l'émulsion finale.

   Le Tableau II montre que les échantillons 2,3 et 4, qui présentaient un diamètre moyen de gouttelette d'huile de moins de 4 microns, ne montrent pratiquement pas de vieillissement de l'émulsion finale obtenue comme produit, alors que l'échantillon 1, qui présentait un diamètre moyen de gouttelette d'huile de 8,6 microns dans l'émulsion concentrée, a vieilli lorsqu'il a été transformé en une émulsion finale comme produit. De plus, on peut voir qu'au fur et à mesure que le diamètre moyen des gouttelettes d'huile augmentait dans l'émulsion finale obtenue comme produit des échantillons 2,3 et 4, la viscosité finale du produit était fortement réduite. 



  Non seulement la viscosité des émulsions diluées finales s'améliorait avec une augmentation de la dimension des gouttelettes d'huile, mais encore les caractéristiques de non-vieillissement des émulsions augmentaient de la même façon avec une augmentation du diamètre des gouttelettes d'huile. Cet exemple met clairement en évidence le caractère critique de la dimension du diamètre des gouttelettes d'huile à la fois dans l'émulsion concentrée et dans l'émulsion diluée finale, pour obtenir une émulsion hydrocarbure-dans-eau de faible viscosité, non sujette au vieillissement, dans l'émulsion finale comme produit.

   Le Tableau II permet de montrer qu'il est préféré que l'émulsion concentrée ait une dimension moyenne de gouttelette d'huile inférieure ou égale à 4 microns, et que l'émulsion finale obtenue comme produit ait une dimension moyenne de gouttelette d'huile supérieure ou égale à 15 microns. 

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   EXEMPLE II 
Cinq échantillons supplémentaires ont été préparés d'après le même mode opératoire que celui décrit ci-dessus à l'Exemple I, en ne faisant varier que le temps d'agitation, de façon à obtenir des dimensions différentes de diamètre de gouttelette d'huile dans les émulsions concentrées et les émulsions diluées finales. Le Tableau III ci-dessous met en évidence le diamètre moyen des gouttelettes d'huile pour les émulsions concentrées et diluées pour chacun des trois échantillons. 



   TABLEAU III 
 EMI13.1 
 
<tb> 
<tb> Echantillon <SEP> Diamètre <SEP> Moyen,
<tb> Microns
<tb> Emulsion <SEP> Concentrée <SEP> Diamètre
<tb> Moyen,
<tb> Microns
<tb> Emulsion
<tb> Diluée
<tb> 1 <SEP> 5,7 <SEP> 19
<tb> 2 <SEP> 3,7 <SEP> il
<tb> 3 <SEP> 3,5 <SEP> 20
<tb> 4 <SEP> 4, <SEP> 0 <SEP> 21
<tb> 5 <SEP> 4,0 <SEP> 22
<tb> 
 
Les échantillons ont été stockés à 26,   7 C     (80 F),   et la viscosité des émulsions a été mesurée à des intervalles de temps réguliers pendant dix jours, de façon à déterminer les caractéristiques de non-vieillissement des émulsions. Les résultats sont résumés sur la Figure 2.

   Comme on peut le voir sur la Figure 2, à nouveau la dimension initiale des gouttelettes d'huile dans l'émulsion concentrée est importante pour obtenir une émulsion hydrocarbure-dans - eau non sujette au vieillissement. De plus, on peut voir que le diamètre final des gouttelettes d'huile est important pour l'obtention d'emulsions hydrocarbure- 

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 dans-eau de faible viscosité non sujettes au vieillissement. 



   EXEMPLE III 
L'Exemple II a été à nouveau répété à l'exception que la composition émulsifiante était un mélange de 97% en poids de dodécylbenzène sulfonate d'ammonium et de 3% en poids de la même résine de formaldéhyde que celle utilisée à l'Exemple II. Le diamètre moyen des gouttelettes d'huile a été à nouveau mesuré pour chacun des échantillons, après la formation de l'émulsion concentrée et de l'émulsion diluée finale. Les émulsions diluées finales ont été à nouveau refroidies à 26, 7   (80 F),   et les viscosités ont été mesurées au bout de 24 et 48 heures. 



  Les résultats sont énoncés ci-dessous dans le Tableau IV. 



   TABLEAU IV 
 EMI14.1 
 
<tb> 
<tb> Echantillon <SEP> Diamètre <SEP> Diamètre
<tb> Moyen <SEP> Moyen
<tb> Microns <SEP> Microns <SEP> viscosité <SEP> (cPs)
<tb> 1 <SEP> s-1
<tb> Emulsions <SEP> Emulsions <SEP> au <SEP> bout <SEP> de
<tb> Concentrées <SEP> Diluées <SEP> 24 <SEP> heures <SEP> 48
<tb> heures
<tb> 1 <SEP> 4 <SEP> 15 <SEP> 600 <SEP> 8
<tb> 700
<tb> 2 <SEP> 5 <SEP> 87 <SEP> 200 <SEP> 7
<tb> 700
<tb> 3 <SEP> 8 <SEP> 15 <SEP> 8 <SEP> 700 <SEP> 9
<tb> 300
<tb> 
 
A nouveau, on peut observer nettement le caractère critique de l'obtention d'une dimension de gouttelette d'huile dans l'émulsion concentrée, inférieure ou égale à 4 microns, pour réduire la viscosité de l'émulsion hydrocarbure-dans-eau finale, 

 <Desc/Clms Page number 15> 

 de même que les caractéristiques de non-vieillissement de l'émulsion hydrocarbure-dans-eau finale. 



   EXEMPLE IV 
Deux échantillons supplémentaires ont été préparés à l'aide de la composition émulsifiante de l'Exemple III et en suivant le même mode opératoire que l'Exemple II décrit cidessus. La dimension moyenne du diamètre des gouttelettes d'huile pour les émulsions concentrées et diluées de chacun des exemples est énoncée ci-dessous dans le Tableau V. 



   TABLEAU V 
 EMI15.1 
 
<tb> 
<tb> Echantillon <SEP> Diamètre <SEP> Moyen, <SEP> Diamètre <SEP> Moyen
<tb> Microns <SEP> Microns
<tb> Emulsion <SEP> Concentrée <SEP> Emulsion <SEP> Diluée
<tb> 1 <SEP> 6 <SEP> 15
<tb> 2 <SEP> 4 <SEP> 15
<tb> 
 
Les émulsions ont été à nouveau refroidies à 26,   7 C     (80 F),   et les viscosités ont été mesurées au bout de 1 jour, 3 jours et 5 jours. Le comportement des émulsions au cours du temps de stockage est résumé sur la Figure 3. A nouveau, il est clairement mis en évidence que la dimension des gouttelettes d'huile sous forme d'émulsion concentrée est critique pour obtenir une émulsion hydrocarbure-dans-eau de faible viscosité, non sujette au vieillissement. 



   Cette invention peut être mise en oeuvre suivant d'autres formes ou effectuée suivant d'autre manières sans que l'on s'écarte de son esprit ou de ses caractéristiques essentielles. Le présent mode de réalisation doit donc être considéré 

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 comme étant, sous tous ses aspects, illustratif et nonrestrictif, le domaine de protection de   11 invention   étant délimité par les revendications annexées, et toutes les modifications qui entrent dans leur définition et plage d'équivalence étant destinées à être englobées dans celles-ci.

Claims

REVENDICATIONS 1-Procédé pour la préparation d'une émulsion hydrocarbure-dans-eau, de faible viscosité, non sujette au vieillissement, à partir d'un hydrocarbure visqueux, le vieillissement de l'émulsion au cours du temps étant éliminé de façon substantielle, ledit procédé étant caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes consistant à : (a) former une émulsion concentrée par : (1) mélange dudit hydrocarbure visqueux avec un additif émulsifiant et de l'eau, la teneur en eau étant inférieure ou égale à 15% en poids ;
2-Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit <Desc/Clms Page number 18> mélange est chauffé à une température comprise entre 49 C (120 F) et 82*C (180 F) à l'étape (a) (2).

(2) chauffage dudit mélange dilué à une température comprise entre environ 60 C (140 F) et environ 104'C (220'F) ; et (3) agitation dudit mélange chauffé dans des conditions contrôlées de façon à obtenir une émulsion hydrocarbure-dans-eau finale, ayant une dimension moyenne de gouttelette d'huile supérieure ou égale à 15 microns, la viscosité de l'émulsion finale étant inférieure ou égale à 1500 centipoises à 1 s-1 et 26, 7 C (80 F).

(2) chauffage dudit mélange à une température comprise entre environ 49 C (120 F) et environ 93'C (200 F) ; et (3) agitation dudit mélange chauffé dans des conditions contrôlées de façon à obtenir une émulsion hydrocarbure-dans-eau concentrée, ayant une dimension moyenne de gouttelette d'huile inférieure ou égale à 4 microns ; (b) former un émulsion finale par : (1) dilution par de l'eau de ladite émulsion hydrocarbure-dans-eau concentrée, de façon à obtenir une teneur en eau inférieure ou égale à 30% en poids ;
3-Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit mélange chauffé est agité à une vitesse comprise entre 1000 et 1500 tpm à l'étape (a) (3).
4-Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit EMI18.1 mélange dilué est chauffé à une température comprise entre environ 82 C (180 F) et environ 104'C (220 F) à l'étape (b) (2).
5-Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit mélange dilué chauffé est agité à une vitesse comprise entre 3500 et 4500 tpm à l'étape (b) (3).
6-Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit hydrocarbure visqueux a les propriétés physiques et chimiques suivantes : API de densité comprise entre 1 et 16 ; - viscosité à 50 OC (122 F) comprise entre 100 000 et 500 000 centipoises ; - viscosité à 99'C (210 F) comprise entre 10 000 et 16 000 centipoises ; - teneur en asphaltènes comprise entre 5 et 25% en poids ; - teneur en résines comprise entre 3 et 30% en poids ; - teneur en carbone comprise entre 78, 2 et 85, 5% en poids ; teneur en hydrogène comprise entre 9,0 et 10,8% en poids ; teneur en oxygène comprise entre 0,25 et 1-, 1% en poids ; - teneur en azote comprise entre 0,5 et 0, 7% en poids ;

<Desc/Clms Page number 19> - teneur en soufre comprise entre 2,0 et 4, 5% en poids ; teneur en vanadium comprise entre 50 et EMI19.1 1000 ppm ; - teneur en nickel comprise entre 20 et 500 ppm ; - teneur en fer comprise entre 5 et 100 ppm ; - teneur en sodium comprise entre 10 et 500 ppm ; et - teneur en cendres ccmprise entre 0,55 et 0, 3% en poids.
7-Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit additif émulsifiant est présent dans l'émulsion (concentrée ou finale) dans une quantité comprise entre 0,1 et 5% en poids, sur la base du poids total de l'émulsion (concentrée ou finale).
8 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit additif émulsifiant comprend un agent tensio-actif non ionique et une résine phénol-formaldéhyde éthoxylée, dans laquelle ladite résine phénol-formaldéhyde éthoxylée est présente dans une quantité comprise entre 1 et 5% en poids, sur la base du poids total de l'additif émulsifiant.
9-Procédé selon la revendication 8, caractérisé par le fait que ladite résine phénol-formaldéhyde éthoxylée est présente dans une quantité comprise entre 1 et 2% en poids, sur la base du poids total de l'additif émulsifiant.
10-Procédé selon la revendication 8, caractérisé par le fait que ledit agent tensio-actif non ionique a une balance hydrophilelipophile supérieure à 13, et ladite résine phénolformaldéhyde éthoxylée possède de 3 à 7 unités éthoxy. <Desc/Clms Page number 20>
11-Procédé selon la revendication 8, caractérisé par le fait que ledit agent tensio-actif non ionique est choisi dans le groupe constitué par les alkyl phénols éthoxylés, les alcools éthoxylés, et les esters de composés de sorbitan éthoxylés.
12-Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit additif émulsifiant comprend un agent tensio-actif anionique et une résine phénol-formaldéhyde éthoxylée, ladite résine phénol-formaldéhyde éthoxylée étant présente dans une quantité comprise entre 1 et 5% en poids, sur la base du poids total de l'additif émulsifiant.
13-Procédé selon la revendication 12, caractérisé par le fait que ladite résine phénol-formaldéhyde éthoxylée est présente dans une quantité comprise entre 1 et 2% en poids, sur la base du poids total de l'additif émulsifiant.
14-Procédé selon la revendication 12, caractérisé par le fait que ledit agent tensio-actif anionique est choisi dans le groupe constitué par les acides carboxyliques et les acides sulfoniques.
15-Procédé selon la revendication 14, caractérisé par le fait que ledit. agent tensio-actif anionique comprend le dodécylbenzène sulfonate d'ammonium.
16-Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit additif émulsifiant comprend un alkyl phénol éthoxylé et une résine phénol-formaldéhyde éthoxylée.
17-Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit additif émulsifiant comprend un dodécylbenzène sulfonate d'ammonium et une résine phénol-formaldéhyde éthoxylée. <Desc/Clms Page number 21>
18-Emulsion hydrocarbure - dans-eau-de faible viscosité, non sujette au vieillissement, formée à partir d'un hydrocarbure visqueux, caractérisée par le fait qu'elle comprend : - d'environ 70 à 80% en poids d'huile - d'environ 20 à 30% en poids d'eau ; - d'environ 0,1 à 5,0% en poids d'un agent émulsifiant ; et qu'elle a une dimension en moyenne de gouttelette d'huile supérieure ou égale 15 microns, ladite émulsion étant en outre caractérisée par une viscosité inférieure ou égale à 1500 centipoises à 26, 7 C (80 F) et une absence substantielle de vieillissement au cours du temps.
19-Emulsion hydrocarbure - dans-eau selon la revendication 18, caractérisée par le fait que ledit hydrocarbure visqueux a les propriétés EMI21.1 physiques et chimiques suivantes : 'API de densité compris entre 1 et 16 ; viscosité à 50 C (122 F) comprise entre 100 000 et 500 000 centipoises ; - viscosité à 99'C (210'F) comprise entre 10 000 et 16 000 centipoises ; - teneur en asphaltènes comprise entre 5 et 25% en poids ; - teneur en résines comprise entre 3 et 30% en poids ; teneur en carbone comprise entre 78,2 et 85,5% en poids ; - teneur en hydrogène comprise entre 9,0 et 10,8% en poids ; - teneur en oxygène comprise entre 0,25 et 1,1% en poids ; - teneur en azote comprise entre 0,5 et 0, 7% en poids ; - teneur en soufre comprise entre 2,0 et 4, 5% en poids ;

<Desc/Clms Page number 22> - teneur en vanadium comprise entre 50 et 1000 ppm ; - teneur en nickel comprise entre 20 et 500 ppm ; et teneur en fer comprise entre 5 et 100 ppm EMI22.1 .

- teneur en sodium comprise entre 10 et 500 ppm ; et - teneur en cendres comprise entre 0,55 et 0,3% en poids.
20-Emulsion hydrocarbure - dans-eau selon la revendication 18, caractérisée par le fait que ledit additif émulsifiant comprend un agent tensio-actif non ionique et une résine phénolformaldéhyde éthoxylée, ladite résine phénol-formaldéhyde éthoxylée étant présente dans une quantité comprise entre 1 et 5% en poids, sur la base du poids total de l'additif émulsifiant.
21-Emulsion hydrocarbure - dans-eau selon la revendication 18, caractérisée par le fait que ladite résine phénol-formaldéhyde éthoxylée est présente dans une quantité comprise entre 1 et 2% en poids, sur la base du poids total de l'additif émulsifiant.
22-Emulsion hydrocarbure - dans-eau selon la revendication 18, caractérisée par le fait que ledit agent tensio-actif non ionique a une balance hydrophile-lipophile supérieure à 13, et que ladite résine phénol-formaldéhyde éthoxylée possède de 3 à 7 unités éthoxy.
23-Emulsion hydrocarbure - dans-eau selon la revendication 18, caractérisée par le fait que ledit agent tensio-actif non ionique est choisi dans le groupe constitué par les alkyl phénol éthoxylés, les alcools éthoxylés, et les esters de composés de sorbitan éthoxylés. <Desc/Clms Page number 23>
24-Emulsion hydrocarbure - dans-eau selon la revendication 18, caractérisée par le fait que ledit additif émulsifiant comprend un agent tensio-actif anionique et une résine phénol-formaldéhyde éthoxylée, ladite résine phénol-formaldéhyde éthoxylée étant présente dans une quantité comprise entre 1 et 5% en poids, sur la base du poids total de l'additif émulsifiant.
25-Emulsion hydrocarbure - dans-eau selon la revendication 18, caractérisée par le fait que ladite résine phénol-formaldéhyde éthoxylée est présente dans une quantité comprise entre 1 et 2% en poids, sur la base du poids total de l'additif émulsifiant.
26-Emulsion hydrocarbure - dans-eau selon la revendication 18, caractérisée par le fait que ledit agent tensio-actif non ionique a une balance hydrophile-lipophile supérieure à 13, et que ladite résine phénol-formaldéhyde éthoxylée possède de 3 à 7 unités éthoxy.
27-Emulsion hydrocarbure - dans-eau selon la revendication 18, caractérisée par le fait que ledit agent tensio-actif anionique est choisi dans le groupe constitué par les acides carboxyliques et les acides sulfoniques.
28-Emulsion hydrocarbure - dans-eau selon la revendication 18, caractérisée par le fait que ledit agent tensio-actif anionique comprend le dodécylbenzène sulfonate d'ammonium.
29-Emulsion hydrocarbure - dans-eau selon la revendication 18, caractérisée par le fait que ledit additif émulsifiant comprend un alkyl phénol éthoxylé et une résine phénol-formaldéhyde éthoxylée.
30 - Emumlsion hydrocarbure - dans-eau selon la revendication 18, caractérisée par le fait ledit additif émulsifiant comprend un <Desc/Clms Page number 24> dodécylbenzène sulfonate d'ammonium et une résine phénol- formaldéhyde éthoxylée.