CA2587634A1 - Method for treating viscous hydrocarbon by in situ inerting of asphaltenes - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne une méthode de traitement d'un hydrocarbure visqueux contenant des asphaltènes, dans laquelle on effectue les étapes suivantes: on précipite au moins une partie des asphaltènes par l'ajout dans l'hydrocarbure d'un solvant approprié ; on ajoute dans l'hydrocarbure des produits de polymérisation adaptés à encapsuler les asphaltènes précipités de façon à les inerter. The present invention relates to a method of treating a hydrocarbon viscous mixture containing asphaltenes, in which the steps are carried out following: at least part of the asphaltenes are precipitated by the addition in the hydrocarbon of a suitable solvent; the hydrocarbon is added polymerization products suitable for encapsulating the precipitated asphaltenes of way to inerter them.
Description
WO 2006/06148 WO 2006/06148
2 PCT/FR2005/002943 MÉTHODE DE TRAITEMENT D'UN HYDROCARBURE
VISQUEUX PAR INERTAGE IN SITU DES ASPHALTENES
La présente invention concerne le domaine de la production et du transport d'effluents visqueux, notamment les bruts dits "lourds", par exemple à cause de leur teneur en asphaltènes.
On connaît des procédés de transport des bruts visqueux qui consistent à fluidifier le brut par chauffage, mélange avec un produit fluidifiant, ou traitement préalable au transport, par exemple la mise en émulsion aqueuse.
Cependant ces techniques sont coûteuses en énergie, ou mettent en uvre des procédés complexes nécessitant des infrastructures importantes qui pénalisent l'exploitation des gisements.
Dans la présente description, on désigne par "slurry" une suspension, ou une dispersion, de particules solides dans un liquide pouvant être mis en circulation, notamment par pompage. Ce type d'écoulement en "slurry" est déjà
couramment utilisé au cours d'opérations de dragage d'estuaires, de rivières, ainsi que dans l'industrie minière. L'intérêt est de transporter un maximum de déblais solides avec le moins d'énergie de pompage possible. En ce qui concerne le secteur pétrolier, le transport en "slurry" est employé pour enrichir des carburants fuels avec des particules de charbon et augmenter de cette façon leur pouvoir calorifique. La teneur en solide peut atteindre 60% en masse tout en gardant des propriétés d'écoulement acceptables.
La présente invention s'applique de préférence aux bruts lourds. Elle s'applique aussi aux bruts extra lourds, aux bitumes, sables bitumineux, ou équivalents. Elle consiste donc à modifier l'organisation structurelle du brut lourd qui se comporte comme une suspension colloïdale visqueuse, pour obtenir une suspension de particules de viscosité plus faible. Les particules concernées par cette transformation sont, dans le cadre d'une réalisation préférée de la présente invention, les asphaltènes. Les asphaltènes sont les molécules de plus haut poids moléculaire contenues dans certains bruts pétroliers. Elles sont caractérisées par leur forte polarité et la présence de noyaux aromatiques polycondensés. Le recouvrement de ces particules déployées dans le brut est grandement responsable de la forte viscosité des bruts lourds. Ce recouvrement peut être supprimé en maintenant les asphaltènes sous forme de particules solides encapsulées dans le brut. Ce changement de configuration peut être atteint en combinant, dans le brut, une précipitation et un inertage des asphaltènes, puis en dispersant les asphaltènes encapsulés dans le liquide de base, notamment sous forte agitation mécanique. Un mode opératoire, nullement limitatif, a été mis au point et il a été vérifié que le changement de morphologie du brut sous forme de suspension qui en résulte, donne bien lieu à
une diminution de la viscosité.
Avantageusement, selon l'invention, on transporte les particules d'asphaltènes sous forme solide, par le liquide de base du brut dans lequel ces 2 PCT / FR2005 / 002943 METHOD OF TREATING A HYDROCARBON
VISCOUS BY INTEGRATION IN SITU ASPHALTENES
The present invention relates to the field of production and transport of viscous effluents, in particular so-called "heavy" crudes, for example because of their asphaltenes content.
Methods of transporting viscous crudes which consist of fluidizing the crude by heating, mixing with a fluidifying product, or pre-transport treatment, for example aqueous emulsification.
However these techniques are expensive in energy, or implement complex processes requiring significant infrastructures that penalize exploitation of deposits.
In the present description, "slurry" is a suspension, or a dispersion of solid particles in a liquid which can be circulation, especially by pumping. This type of flow in "slurry" is already commonly used during dredging operations of estuaries, rivers, as well as in the mining industry. The interest is to carry a maximum of solid cuttings with the least possible pumping energy. With regard to concerned the oil sector, "slurry" transport is used to enrich two fuels fuels with coal particles and increase this way their calorific value. The solid content can reach 60% by mass all keeping the flow properties acceptable.
The present invention is preferably applied to heavy crudes. She also applies to extra heavy crudes, bitumens, tar sands, or equivalents. It therefore consists in modifying the structural organization of the crude which behaves like a viscous colloidal suspension, to obtain a suspension of particles of lower viscosity. The particles concerned by this transformation are, as part of a preferred embodiment of the present invention, asphaltenes. Asphaltenes are the molecules of more high molecular weight contained in some petroleum crudes. They are characterized by their strong polarity and the presence of aromatic nuclei polycondensed. The recovery of these particles deployed in the crude is largely responsible for the high viscosity of heavy crudes. This recovery can be removed by maintaining the asphaltenes in the form of solid particles encapsulated in the crude. This configuration change can be achieved by combining, in the crude, precipitation and inerting asphaltenes and then dispersing asphaltenes encapsulated in the liquid basic, especially under strong mechanical agitation. A procedure, in no way limiting, has been developed and it has been verified that the change of morphology of the crude oil in the form of suspension which results, gives rise to a decrease in viscosity.
Advantageously, according to the invention, the particles are transported of asphaltenes in solid form, by the base liquid of the crude in which these
3 asphaltènes sont dispersés de façon telle que le liquide obtenu soit plus fluide que le brut d'origine. Ainsi, le transport par pompage dans les conduites est facilité jusqu'aux unités de raffinage. Dans ces unités de raffinage, le "slurry"
est soit introduit tel quel dans ces unités de traitements, soit après une phase de séparation des particules solides en suspension, les asphaltènes, ce qui peut simplifier les procédés en aval.
Ainsi, la présente invention concerne une méthode de traitement d'un hydrocarbure visqueux contenant des asphaltènes, dans laquelle on effectue les étapes suivantes:
- on précipite au moins une partie des asphaltènes par l'ajout dans l'hydrocarbure d'un solvant approprié, - on ajoute dans l'hydrocarbure des produits de polymérisation adaptés à
encapsuler les asphaltènes précipités de façon à les inerter.
Selon la méthode, on peut précipiter les asphaltènes avec du n-alcane.
On peut ajouter des produits de polymérisation pour former une membrane autour des particules d'asphaltènes par polycondensation interfaciale.
On peut ajouter de la di ou triamine, ou leur mélange, et un dichlorure d'acyle pour former un polyamide aromatique à la surface des particules 2o d'asphaltènes, pour former une membrane.
On peut ajouter des résines alkydes adaptées à réticuler à la surface des particules d'asphaltènes.
On peut ajouter un siccatif comme agent favorisant de la réticulation. 3 Asphaltenes are dispersed in such a way that the resulting liquid is more fluid than the original crude. Thus, the pumped transport in the pipes is facilitated up to the refining units. In these refining units, the "Slurry"
is introduced as such into these treatment units, or after a phase solid particles in suspension, the asphaltenes, which can simplify downstream processes.
Thus, the present invention relates to a method of treating a viscous hydrocarbon containing asphaltenes, in which the following steps:
at least a part of the asphaltenes is precipitated by the addition in the hydrocarbon of a suitable solvent, polymers are added to the hydrocarbon which are suitable for encapsulate the precipitated asphaltenes so as to inert them.
Depending on the method, the asphaltenes can be precipitated with n-alkane.
Polymerization products can be added to form a membrane around asphaltene particles by polycondensation interfacial.
We can add di or triamine, or their mixture, and a dichloride of acyl to form an aromatic polyamide on the surface of particles 2o asphaltenes, to form a membrane.
Alkyd resins suitable for crosslinking can be added to the surface of the asphaltene particles.
A siccative may be added as a crosslinking promoting agent.
4 L'invention concerne également l'application de la méthode pour obtenir une diminution de viscosité d'un hydrocarbure visqueux asphalténique.
La méthode peut s'appliquer au transport d'un hydrocarbure visqueux asphaltènique par conduite.
La présente invention sera mieux comprise et ses avantages apparaîtront plus clairement à la lecture des exemples suivants de modes de réalisation, nullement limitatifs, illustrés par les figures ci-après annexées, parmi lesquelles:
- la figure 1 montre les résultats d'un mode de réalisation selon l'invention, - la figure 2 montre la tenue dans le temps de la méthode selon l'invention.
Selon l'invention, on peut décrire au moins deux modes de polymérisation pour encapsuler des asphaltènes contenus dans un hydrocarbure visqueux afin de les inerter.
L'invention montre comment l'encapsulation des asphaltènes au sein d'un brut lourd permet de diminuer de façon durable la viscosité de tels pétroles.
L'invention n'est pas limitée à ces deux modes d'encapsulation.
Le premier mode de réalisation de l'invention est une polymérisation qui consiste en une polycondensation interfaciale. Il s'agit de réaliser une synthèse de matériau polymère à l'interface solide-liquide entre les asphaltènes et leur environnement. Cette méthode repose sur la sélection de deux monomères appropriés, l'un soluble dans la phase liquide et l'autre présentant de fortes affinités avec les asphaltènes. On note que le polymère obtenu forme une membrane autour des asphaltènes et ne doit pas être soluble dans la phase 4 The invention also relates to the application of the method for obtaining a viscosity decrease of a viscous asphaltenic hydrocarbon.
The method can be applied to the transport of a viscous hydrocarbon asphaltenic by pipe.
The present invention will be better understood and its advantages appear more clearly on reading the following examples of realization, in no way limiting, illustrated by the figures below annexed, among:
FIG. 1 shows the results of an embodiment according to the invention, FIG. 2 shows the behavior over time of the method according to the invention.
According to the invention, at least two modes of polymerization to encapsulate asphaltenes contained in a viscous hydrocarbon to inert them.
The invention shows how the encapsulation of asphaltenes within a heavy crude can permanently reduce the viscosity of such oils.
The invention is not limited to these two modes of encapsulation.
The first embodiment of the invention is a polymerization which consists of interfacial polycondensation. It's about making a synthesis of polymer material at the solid-liquid interface between the asphaltenes and their environment. This method is based on the selection of two monomers appropriate, one soluble in the liquid phase and the other affinities with asphaltenes. It is noted that the polymer obtained forms a membrane around asphaltenes and should not be soluble in the phase
5 liquide. Le protocole du mode opératoire préféré met en Ceuvre la synthèse de polyamides aromatiques obtenus à partir de la réaction entre une di ou triamine et un dichlorure d'acyle. De par sa forte polarité, la di ou triamine se situe préférentiellement à la surface des asphaltènes. Le dichlorure d'acyle, en revanche, est soluble dans le milieu environnant des asphaltènes. Le polyamide obtenu est bien insoluble dans la phase liquide et se forme à la surface des particules d'asphaltènes. Il fait partie de la famille des polyaramides dont la structure aromatique est connue pour leur conférer une résistance à la température, de fortes propriétés mécaniques et une bonne tenue aux solvants et aux agents oxydants [Odian: "Principles of Polymerization" 3rd ed., John Wiley & Sons, Inc, 1994.].
Le mode opératoire mis au point permet de modifier l'organisation structurelle du brut lourd, en le faisant passer à une suspension de particules encapsulées non colloïdales de viscosité fortement, et durablement, réduite.
Ce protocole se réalise in situ; il ne nécessite pas au préalable de désasphaltage 2o du brut avec extraction, traitement et réincorporation des asphaltènes. La méthode d'encapsulation décrite ne requiert simplement que l'ajout préliminaire d'un n-alcane en quantité contrôlée afin de précipiter les asphaltènes. La réaction d'encapsulation est alors directement mise en uvre sur les asphaltènes précipités sans qu'il y ait besoin de les filtrer, puis de les 5 liquid. The protocol of the preferred procedure implements the synthesis of aromatic polyamides obtained from the reaction between a di or triamine and acyl dichloride. Due to its strong polarity, di or triamine himself preferentially located on the surface of asphaltenes. Acyl dichloride, in however, is soluble in the surrounding environment of asphaltenes. The polyamide obtained is insoluble in the liquid phase and is formed at the surface of asphaltene particles. He is part of the family of polyaramids whose aromatic structure is known to give them a resistance to temperature, strong mechanical properties and good resistance to solvents and oxidizing agents [Odian: "Principles of Polymerization "3rd ed., John Wiley & Sons, Inc., 1994.].
The operating procedure developed makes it possible to modify the organization of heavy crude, by moving it to a suspension of particles encapsulated non-colloidal viscosity strongly, and durably, reduced.
This protocol is performed in situ; it does not require prior deasphalting 2o crude with extraction, treatment and reincorporation of asphaltenes. The encapsulation method described simply requires that the addition of a n-alkane in a controlled quantity in order to precipitate the asphaltenes. The encapsulation reaction is then directly implemented asphaltenes precipitated without the need to filter them, then to the
6 disperser. Une fois la membrane polymère formée, le n-alcane est évaporé pour être éventuellement recyclé. En outre, une partie de l'alcane peut être laissée en place. Egalement, une coupe pétrolière légère peut être ajoutée pour ajuster la valeur de la viscosité.
Exemple de mode o-pératoire Le n-alcane sélectionné est ajouté suivant la quantité choisie au brut.
Après agitation mécanique de 20 minutes au cours de laquelle les aphaltènes précipitent, la di ou triamine est introduite, suivant la proportion choisie en masse par rapport à la quantité d'asphaltènes. De la tributylamine est également ajoutée. Elle a pour but de neutraliser l'acide chlorhydrique qui se dégage lors de la réaction entre un groupe amine et une fonction de chlorure d'acyle. Le mélange est agité pendant une heure au cours de laquelle la di ou triamine se fixe sur les particules d'asphaltènes précipitées. Le dichlorure d'acyle est ensuite introduit suivant la proportion en moles choisie par rapport à la di ou triamine. L'encapsulation se produit alors par la synthèse du polyamide entre la di ou triamine et le dichlorure d'acyle à la surface des asphaltènes. La réaction est initiée par un léger chauffage entre 30 et 35 C, qui est maintenu sous reflux pendant une heure. Le n-alcane est ensuite évaporé. Une suspension à l'aspect granuleux est obtenue, la taille des particules atteignant plusieurs centaines de microns.
Essai 1 : Influence de la quantité de n-alcane ajoutée Trois échantillons ont été préparés pour l'encapsulation des asphaltènes d'un brut lourd qui en contient 17% en masse. Les monomères choisis pour 6 disperse. Once the polymer membrane has been formed, the n-alkane is evaporated to possibly recycled. In addition, some of the alkane may be left in place. Also, a light oil cut can be added for adjust the value of the viscosity.
Example of o-operative mode The selected n-alkane is added according to the selected amount of crude.
After mechanical stirring for 20 minutes during which the aphaltenes precipitate, the di or triamine is introduced, according to the chosen proportion in mass relative to the amount of asphaltenes. Tributylamine is also added. Its purpose is to neutralize the hydrochloric acid that evolves during the reaction between an amine group and a chloride function acyl. The mixture is stirred for one hour during which the di or triamine binds to precipitated asphaltene particles. Dichloride of acyl is then introduced in the molar proportion chosen by report to di or triamine. Encapsulation occurs then by the synthesis of the polyamide between di or triamine and acyl dichloride on the surface of asphaltenes. The reaction is initiated by a light heating between 30 and 35 C, which is kept under reflux for one hour. The n-alkane is then evaporated. A suspension with a grainy appearance is obtained, the size of particles reaching several hundred microns.
Test 1: Influence of the amount of n-alkane added Three samples were prepared for encapsulation of asphaltenes a heavy crude that contains 17% by mass. The monomers chosen for
7 donner lieu à la réaction de polycondensation interfaciale sont la mélamine (par exemple fournie par Sigma-Aldrich) et le dichlorure de sebacoyle (fourni par VWR). La triamine est introduite à hauteur de 5% en masse des asphaltènes. La quantité de dichlorure d'acyle est fixée à 1,7 moles pour 1 mole de mélamine. Le n-alcane choisi pour précipiter les particules d'asphaltènes est le pentane. Sa quantité est connue pour influencer à la fois la taille des particules et le rendement de précipitation. On fait varier ce paramètre entre 10, 15 et 20 ml/g de brut. Dans chaque cas, après réaction de polycondensation interfaciale et évaporation du pentane, les échantillons sont observés en microscopie optique et leur viscosité est mesurée à l'aide d'un rhéomètre à
contrainte imposée. Dans cet exemple, la taille des capsules évolue avec la quantité de pentane, variant respectivement pour les échantillons préparés avec 10, 15 et 20 ml/g de brut respectivement de 300, 700 et 50 }zm.
La figure 1 donne la viscosité V des échantillons (en Pa.s) en fonction de la quantité de pentane ajouté Q (en ml/g). Les résultats montrent que les échantillons encapsulés sont moins visqueux que le brut lourd d'origine et qu'il existe une teneur optimum de n-alcane pour mieux réduire la viscosité. Cet optimum (ici entre 10 et 15 ml/g) est à calibrer en fonction de la nature du brut lourd, c'est-à-dire de l'état de solvatation et de la concentration de ses asphaltènes.
Essai 2 : Influence de la quantité de monomères sur la diminution de viscosité des échantillons encapsulés 7 give rise to interfacial polycondensation reaction are melamine (eg provided by Sigma-Aldrich) and sebacoyl dichloride (supplied by VWR). The triamine is introduced at a level of 5% by mass of asphaltenes. The amount of acyl dichloride is set at 1.7 moles for 1 mole melamine. The n-alkane chosen to precipitate the asphaltene particles is pentane. Its quantity is known to influence both the size of particles and precipitation yield. This parameter is varied between 10, 15 and 20 ml / g of crude. In each case, after polycondensation reaction interface and evaporation of pentane, the samples are observed in optical microscopy and their viscosity is measured using a rheometer at imposed constraint. In this example, the capsule size changes with the amount of pentane, varying respectively for prepared samples with 10, 15 and 20 ml / g of crude respectively of 300, 700 and 50 μm.
FIG. 1 gives the viscosity V of the samples (in Pa.s) as a function of the amount of pentane added Q (in ml / g). The results show that encapsulated samples are less viscous than the original heavy crude and it there is an optimum content of n-alkane to better reduce the viscosity. This optimum (here between 10 and 15 ml / g) is to be calibrated according to the nature of the gross that is to say, the solvation state and the concentration of its asphaltenes.
Test 2: Influence of the amount of monomers on the decrease of viscosity of the encapsulated samples
8 Afin d'observer l'influence de la quantité de monomères sur la qualité
des produits encapsulés, quatre échantillons ont été préparés à partir de 2,5;
5;
et 20% en masse de mélamine par rapport aux asphaltènes. La quantité de dichlorure de sébacoyle est toujours fixée à 1,7 moles par mole de mélamine 5 introduite. Les essais mettent en oeuvre le pentane comme n-alcane avec comme teneur 15 ml/g de brut. Dans chaque cas, après réaction de polycondensation interfaciale et évaporation du pentane, les échantillons sont observés en microscopie optique et leur viscosité est mesurée à l'aide d'un rhéomètre à contrainte imposée. Les clichés de microscopie optique permettent 10 de visualiser l'excès de polymère formé avec les concentrations importantes en monomère, polymère dont la présence en excès entraîne une viscosité élevée.
Le tableau 1 signale que la viscosité augmente avec la quantité de monomères.
Pour observer la tenue en température de ces échantillons, les analyses microscopiques ont été reprises après leur chauffage à80 C pendant 1 heure.
L'ensemble des résultats montrent que pour obtenir un bon compromis entre le niveau de la viscosité et la tenue en température, la teneur de 5% en mélamine est préférée.
2.5% monoinères 5% inonomères 10% mononaères 20% naonomères Viscosité 35 Pa.s 45 Pa.s 100 Pa.S 150 Pa.s Tab.1 : Viscosité à 20 C des échantillons encapsulés par polycondensation inteifaciale avec différentes quantités de rnononzères.
Essai 3 : Tenue dans le temps des échantillons encapsulés par polycondensation interfaciale 8 In order to observe the influence of the quantity of monomers on the quality encapsulated products, four samples were prepared from 2.5;
5;
and 20% by weight of melamine relative to asphaltenes. The quantity of Sebacoyl dichloride is always fixed at 1.7 moles per mole of melamine 5 introduced. The tests use pentane as n-alkane with as content 15 ml / g of crude. In each case, after reaction of interfacial polycondensation and evaporation of pentane, the samples are observed under optical microscopy and their viscosity is measured using a constrained rheometer. Optical microscopy snapshots To visualize the excess of polymer formed with the important concentrations in monomer, the polymer whose presence in excess causes a high viscosity.
Table 1 indicates that the viscosity increases with the amount of monomers.
To observe the temperature behavior of these samples, the analyzes microscopic were repeated after heating at 80 C for 1 hour.
The overall results show that to obtain a good compromise between the level of the viscosity and the temperature resistance, the content of 5%
melamine is preferred.
2.5% monointers 5% inonomers 10% mononaers 20% naonomers Viscosity 35 Pa.s 45 Pa.s 100 Pa.S 150 Pa.s Tab.1: Viscosity at 20 C of the polycondensation-encapsulated samples inteifaciale with different amounts of rononzères.
Test 3: Resistance in time of the samples encapsulated by interfacial polycondensation
9 Afin de vérifier la tenue dans le temps des bruts contenant des asphaltènes encapsulés par polycondensation interfaciale, la viscosité d'un échantillon a été mesurée à différents intervalles de temps. Il s'agit de l'échantillon préparé à partir de 5% en masse de mélamine, 1,7 moles/mole de dichlorure de sébacoyle, et la précipitation des asphaltènes étant obtenue avec du pentane introduit à hauteur de 15 ml/g de brut. Les mesures rhéologiques sont présentées à la figure 2 qui donne la viscosité V (en Pa.s) en fonction du taux de cisaillement t(s 1). La courbe 1 concerne le brut, la courbe 2 après encapsulation, la courbe 3 40 jours après, et la courbe 4 après 66 jours. Les courbes montrent la stabilité du produit dans le temps.
Le second mode proposé pour encapsuler les asphaltènes d'un brut est de provoquer à leur surface la réticulation de résines alkydes. Les résines alkydes sont des polyesters insaturés (présence de doubles liaisons) obtenus à
partir de polyol et d'acides gras naturels. Elles se caractérisent par leur teneur en huile végétale, appelée longueur en huile. Cette dernière leur confère un pouvoir siccatif c'est-à-dire une capacité à polymériser en présence d'oxygène.
Ce processus de réticulation implique plusieurs mécanismes physico-chimiques selon que les doubles liaisons intervenant sont simples ou conjugués [Marshall 2o et al., Polymer, 28, 1093, 1987.], [Solomon, "The chemistry of organic film formers" Wiley-Intersciences, New-York, 19671.
Il peut faire appel suivant le cas à l'ajout d'un siccatif dont le rôle est d'accélérer la réticulation en favorisant l'apport d'oxygène. Ce sont le plus souvent des oxydes métalliques. Comme pour le premier mode de polymérisation par polycondensation interfaciale décrite précédemment, le mode opératoire mis au point pour cette seconde méthode permet de modifier l'organisation structurelle du brut lourd, le faisant passer à une suspension de 5 particules encapsulées de viscosité fortement et durablement réduite. Ce protocole se réalise in situ; il ne nécessite pas au préalable le désasphaltage du brut avec extraction, traitement et réincorporation des asphaltènes. La méthode d'encapsulation décrite ne requiert simplement que l'ajout préliminaire d'un n-alcane en quantité contrôlée afin de précipiter les 9 In order to check the durability of the crudes containing asphaltenes encapsulated by interfacial polycondensation, the viscosity of a sample was measured at different time intervals. It is the sample prepared from 5% by weight of melamine, 1.7 mol / mol of sebacoyl dichloride, and the precipitation of asphaltenes being obtained with pentane introduced at a level of 15 ml / g of crude. Rheological measurements are shown in Figure 2 which gives the viscosity V (in Pa.s) depending of shear rate t (s 1). Curve 1 relates to the crude, curve 2 after encapsulation, curve 3 40 days after, and curve 4 after 66 days. The curves show the stability of the product over time.
The second mode proposed for encapsulating the asphaltenes of a crude is to cause on their surface the crosslinking of alkyd resins. Resins alkyds are unsaturated polyesters (presence of double bonds) obtained at from polyol and natural fatty acids. They are characterized by their content in vegetable oil, called length in oil. The latter gives them a drying power, that is to say an ability to polymerize in the presence oxygen.
This crosslinking process involves several physicochemical mechanisms depending on whether the double bonds involved are simple or conjugate [Marshall 2o et al., Polymer, 28, 1093, 1987.], [Solomon, "The chemistry of organic film trainers "Wiley-Intersciences, New York, 19671.
It can appeal as appropriate to the addition of a desiccant whose role is to accelerate the crosslinking by promoting the supply of oxygen. These are the most often metal oxides. As for the first mode of interfacial polycondensation polymerization described above, the procedure developed for this second method allows to modify the structural organization of heavy crude, moving it to a suspension of 5 encapsulated particles of strongly reduced viscosity and durably reduced. This protocol is performed in situ; it does not require the deasphalting crude with extraction, treatment and reincorporation of asphaltenes. The encapsulation method described simply requires that the addition of a n-alkane in a controlled quantity in order to precipitate the
10 asphaltènes. Les résines alkydes vont préférentiellement se placer à la surface des asphaltènes. La réaction de réticulation se produit alors directement sur les asphaltènes précipités. Une fois la membrane formée, le n-alcane est évaporé pour être éventuellement recyclé. En outre, une partie de l'alcane peut être laissée en place. Egalement une coupe pétrolière légère, ou un solvant, peut être ajoutée pour ajuster la valeur de la viscosité.
Exemnle de mode opératoire Le n-alcane sélectionné est ajouté suivant la quantité choisie au brut.
Après agitation mécanique de 15 minutes au cours de laquelle les asphaltènes précipitent, les résines alkydes, le siccatif éventuel et un dispersant sont introduits. Une agitation mécanique est maintenue sous chauffage à 35 C
pendant deux heures. Le n-alcane est enfin évaporé. Une suspension à l'aspect lisse est obtenue. Asphaltenes. The alkyd resins will preferentially be placed at the area asphaltenes. The crosslinking reaction then occurs directly on precipitated asphaltenes. Once the membrane is formed, the n-alkane is evaporated for possible recycling. In addition, some of the alkane can to be left in place. Also a light petroleum cut, or a solvent, can be added to adjust the viscosity value.
Exemption of procedure The selected n-alkane is added according to the selected amount of crude.
After mechanical stirring for 15 minutes during which the asphaltenes precipitates, the alkyd resins, the possible siccative and a dispersant are introduced. Mechanical stirring is maintained under heating at 35 ° C.
during two hours. The n-alkane is finally evaporated. A suspension with the appearance smooth is obtained.
11 Essai 4 : Influence de la quantité de résines alkydes sur la diminution de viscosité
Afin d'observer l'influence de la quantité de résines alkydes sur la qualité des produits encapsulés, trois échantillons ont été préparés à partir de 4, 6 et 8% en masse de Synolac 6883 (fourni par la société DSM) par rapport aux asphaltènes. La proportion de siccatif (Combi QS de la société Nuodex)) est fixée à 4% en masse par rapport à la résine et la quantité de dispersant (Montane 80 de la société Seppic)) s'élève à 1% en masse de l'alcane ajouté.
Les essais mettent en osuvre le pentane comme n-alcane avec comme teneur 10 ml/g de brut. Dans chaque cas, après réaction de réticulation et évaporation, la viscosité des échantillons est mesurée à l'aide d'un rhéomètre à
contrainte imposée. Les résultats du tableau 2 montrent que le plus bas niveau de viscosité est obtenu pour 6% en résines.
4% nzonomères 6% monomères 8% monomères Viscosité 75 Pa.s 50 Pa.s 70 Pa.S
Tab.2 : Viscosité à 20 C des échantillons encapsulés par des résines alkydes réticulées.
Essai 5: Tenue en température des échantillons réticulés Afin de vérifier la tenue en température des produits réticulés, la viscosité d'un échantillon a été mesurée après son chauffage à 50 et 80 C
pendant 1 heure. Il s'agit de l'échantillon préparé à partir de 6% en masse de résines alkydes Synolac 6883 (cf essai 4). Les mesures rhéologiques sont présentées au tableau 3 et montrent une bonne stabilité du produit. Malgré le traitement thermique important, notamment à 80 C, la viscosité du brut n'est pas atteinte. 11 Test 4: Influence of the amount of alkyd resins on the decrease of viscosity In order to observe the influence of the quantity of alkyd resins on the quality of the encapsulated products, three samples were prepared from of 4, 6 and 8% by weight of Synolac 6883 (supplied by DSM) compared with asphaltenes. The proportion of drying agent (Combi QS from Nuodex) is fixed at 4% by mass relative to the resin and the amount of dispersant (Montane 80 from Seppic)) amounts to 1% by weight of the added alkane.
The tests use pentane as n-alkane with 10 ml / g of crude. In each case, after crosslinking reaction and evaporation, the viscosity of the samples is measured using a rheometer at imposed constraint. The results in Table 2 show that the lowest level viscosity is obtained for 6% of resins.
4% monomonomers 6% monomers 8% monomers Viscosity 75 Pa.s 50 Pa.s 70 Pa.S
Tab.2: Viscosity at 20 C of the samples encapsulated by alkyd resins crosslinked.
Test 5: Temperature resistance of crosslinked samples In order to check the temperature resistance of the crosslinked products, the viscosity of a sample was measured after heating at 50 and 80 C
for 1 hour. This is the sample prepared from 6% by mass of Synolac 6883 alkyd resins (see test 4). Rheological measurements are presented in Table 3 and show good stability of the product. Despite the important heat treatment, especially at 80 ° C., the viscosity of the crude oil is not not reached.
12 sans traitement thermi ue après 1h à 50 C après 1h à 50 C
essai avec siccatif 50 Pa.s 60 Pa.s 80 Pa.s Tab.3 : Tenue en température des échantillons encapsulés par réticulation de résines alkydes, viscosité
mesurée à 20 C.
Essai 6: Influence du siccatif.
Afin d'observer l'influence de l'ajout du siccatif, un échantillon a été
préparé à partir de 6% de résines Synolac sans introduire de siccatif. Sa viscosité à été mesurée après élaboration et après chauffage de 50 et 80 C
pendant 1 heure. Les résultats montrent que l'échantillon sans siccatif a la même viscosité que l'échantillon équivalent avec siccatif (50 Pa.s). En revanche, l'échantillon sans siccatif se montre beaucoup moins résistant au traitement thermique important comme celui à 80 C (cf. tableau 4).
sans traiteinent thermique après 1h à SO C après 1h à 50 C
essai sans siccatif 50 Pa.s 60 Pa.s 180 Pa.s Tab.4 : Tenue en température des échantillons encapsulés par réticulation de résines alkydes, influence du siccatif, viscosité mesurée à 20 C. 12 without heat treatment after 1 hour at 50 ° C. after 1 hour at 50 ° C.
try with siccative 50 Pa.s 60 Pa.s 80 Pa.s Tab.3: Temperature resistance of the samples encapsulated by cross-linking of alkyd resins, viscosity measured at 20 C.
Trial 6: Influence of the drying agent.
In order to observe the influence of the addition of the desiccant, a sample was prepared from 6% Synolac resins without introducing siccatives. Her viscosity was measured after elaboration and after heating 50 and 80 C
for 1 hour. The results show that the non-drying sample has the same viscosity as the equivalent sample with siccative (50 Pa.s). In However, the non-drying sample is much less resistant to important heat treatment like that at 80 C (see Table 4).
without heat treatment after 1h at 50 ° C after 1h at 50 ° C
test without drying agent 50 Pa.s 60 Pa.s 180 Pa.s Tab.4: Temperature resistance of the samples encapsulated by crosslinking alkyd resins, influence of siccatif, viscosity measured at 20 C.
Claims (8)
- on précipite au moins une partie des asphaltènes par l'ajout dans l'hydrocarbure d'un solvant approprié, - on ajoute dans l'hydrocarbure des produits de polymérisation adaptés à
encapsuler les asphaltènes précipités de façon à les inerter. 1) Method of treating a viscous hydrocarbon containing asphaltenes, in which the following steps are carried out:
at least a part of the asphaltenes is precipitated by the addition in the hydrocarbon of a suitable solvent, polymers are added to the hydrocarbon which are suitable for encapsulate the precipitated asphaltenes so as to inert them.
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