CH536799A - Verfahren zur Verhinderung der Abscheidung von wachsartigen Paraffinen in Rohölen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhinderung der Abscheidung von wachsartigen Paraffinen in Rohölen an Behälterwandungen, wie Rohrleitungen, Tankwänden usw.

Im Rohpetroleum sind stark wechselnde Mengen von schwerlöslichen, wachsartigen Paraffinen enthalten, die zwischen 35 und 700C schmelzen. Diese Paraffine neigen dazu, aus dem Rohöl auszukristallisieren und sich an den Innnenwänden von Rohrleitungen und Lagertanks in festhaftenden Schichten abzulagern. Da diese Erscheinung durch tiefe Temperaturen stark gefördert wird, können hochparaffinhaltige Rohöle in gemässigten oder kalten Klimazonen vielfach erst nach weitgehender Entparaffinierung durch Pipelines transportiert werden. Eine solche Massnahme ist unbequem und lässt sich oft gar nicht durchführen, wenn die Öllagerstätten in unbesiedelten, verkehrstechnisch unerschlossenen Gebieten liegen.Man sucht deshalb seit langem nach Zusatzstoffen zum Rohöl, die die Bildung paraffinischer Schichten an den Innenwänden von Rohren und Lagertanks verhindern, oder solange hinauszögern, dass eine Reinigung der Anlagen noch in wirtschaftlicher Weise durchgeführt werden kann.

Zum Zwecke der Verhinderung der Krustenbildung in Rohren und Lagertanks sind zahlreiche Zusatzstoffe für paraffinhaltige Rohöle vorgeschlagen worden. Hierzu gehöhen z.B. die Alkylphenole mit langen, unverzweigten Seitenketten, die Ester des Sorbits mit Talköl, Ölsäure und Linolensäure, Äthylenoxidkondensationsprodukte von Aminen, Alkylarylpolyätheralkohole, Natriumsilikate, Siloxancopolymere, Polyalkylenacrylate, Polyharnstoffe, sowie Mischungen dieser Verbindungen.

Die meisten der genannten Zusatzstoffe zeigen eine befriedigende Verhinderung der Wachsabscheidung bei Rohölen mit einem mittleren Gehalt an festen Paraffinen von 2-5% und bei Temperaturen zwischen 30 und 100C.

Bei hoch paraffinhaltigen Ölen mit 6-10% Wachsgehalt, die lange Zeit Temperaturen unter 10 C ausgesetzt sind, ist der Effekt der Zusätze ungenügend, oder aber es müssen so grosse Mengen dieser Hilfsstoffe eingesetzt werden, dass das Verfahren zu teuer wird. Berechnungen haben ergeben, dass selbst die billigsten Zusatzstoffe nur in Mengen von 0,1-5% bezogen auf die Rohölmenge eingesetzt werden können, um die Behandlung noch einigermassen wirtschaftlich zu gestalten.

Mit weniger Ausnahmen sind die bisher vorgeschlagenen Zusatzstoffe für paraffinhaltige Öle Polymerisationsprodukte, die nicht destilliert werden können, und die sich bei den bei der Rohöldestillation auftretenden Temperaturen von 400-5000C in unübersichtlicher Weise zersetzen. Die Zersetzungsprodukte gelangen in unkontrollierbarer Weise besonders in die hochsiedenden Petroleumfraktionen und können die Qualität der Raffinat öle beeinträchtigen.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, dass man die Abscheidung von wachsartigen Paraffinen in Rohölen, insbesondere Erdölen, an den Gefässwandungen, wie Rohrleitungen, Tankwänden usw. verhindern kann, wenn man dem Rohöl 0,1 - 10 Vol.-%0 eines Lactams der Formel I zu setzt,

worin R einen linearen oder verzweigten, aliphatischen Rest mit 1-18 C-Atomen und n die Zahl 5-11 bedeuten, und worin die Wasserstoffatome der CH2Gruppen ganz oder teilweise durch Alkylgruppen mit 1-4 C-Atomen ersetzt sein können.

Die Erfindung betrifft des weiteren das derart veredelte Rohöl selbst, also das Rohöl mit einem Gehalt von 0,1-10 Vol. > kc der Verbindung der Formel I.

Geeignete Vertreter dieser Lactame der Formel I sind N-Alkyllactame, z.B.: N-Methylcaprolactam N-Äthylcaprolactam N-Isopropylcaprolactam N-Nonylcaprolactam N-Dodecylcaprolactam N-Octadecylcaprolactam N-Methyl-4-methylcaprolactam N-Äthyl-3,3 ,5-tdmethylcaprolactam N-Methylönanthlactam N-Methylcapryllactam N-Methylcaprinlactam N-Methyllaurinlactam Die erfindungsgemäss zu verwendenden Lactame sind bei Raumtemperatur flüssige oder niedrigsehmelzende Verbindungen, die in paraffin-basischen Rohölen gut löslich sind. So hat z.B. das bevorzugte N-1Methylcaprolac- tam einen Schmelzpunkt von 120C, und es ist mit Roh ölen verschiedenster Herkunft und Zusammensetzung in jedem Verhältnis mischbar.

Die Lactame sind ausserordentlich temperaturbeständig und können bei Atmosphärendruck oder leicht vermindertem Druck ohne Zersetzung destilliert werden. Entsprechend ihrer hohen Siedepunkte erscheinen die Lactame bei der Rohöldestillation in der Dieselöl- oder Kerosenfraktion. Da die Lactame rückstandsfrei mit nichtrussender Flamme verbrennen, wird die Qualität der Brennstoffe für Diesel- oder Jet-Motoren nicht beeinträchtigt.

Im Gegenteil, es entsteht noch eine nützliche Nebenwirkung dieser Zusatzstoffe dadurch, dass die Lactame den Gefrierpunkt von Wasser stark herabsetzen. Bekanntlich bilden sich geringe Mengen von Wasser in Brennstofftanks durch Temperaturschwankungen und Kondensation von Luftfeuchtigkeit. Durch die Anwesenheit von Lactamen wird die Eisbildung in Rohrleitungen, Pumpen und Ventilen bei Temperaturen bis - 400C verhindert.

Definitionsgemäss werden die erfindungsgemäss zu verwendenden Lactame der Formel I in Mengen von 0,1 bis 10 Vol.-6/60 dem Rohöl zugemischt. Bevorzugt wird eine Konzentration von 1 Vd.%c. Es können sowohl einheitliche Lactame als auch Mischungen dieser Verbindungen eingesetzt werden.

Die Zumischung zum Rohöl geschieht am besten direkt im Bohrloch vor der Förderpumpe, indem das Lac- tam aus einem Vorratsbehälter mittels einer Dosierpumpe kontinuierlich dem Rohpetroleum im Volumen-Verhältnis von vorzugsweise 1:1000 zugefügt wird. Falls in den Rohölsammeltanks eine Vor-Entparaffinierung beabsichtigt ist, kann das Lactam auch in gleicher Weise vor der ersten Pumpstation der Pipeline zugefügt werden. Um eine gleichmässige Verteilung des Lactams im Rohöl zu erreichen, ist es oft zweckmässig, das Zusatzmittel in einer Mischkammer mit einem Teil des Rohöls im Volumen Verhältnis 1:10 bis 1: 50 vorzumischen und diese Mischung dem Hauptstrom des zu transportierenden Öles zuzuleiten.

Die überraschende Wirkung der erfindungsgemäss zu verwendenden Lactame auf die Wachsausscheidung aus hochparaffinhaltigen gelagerten und fliessenden Rohölen wird durch die nachfolgenden Beispiele näher erläutert: Beispiel 1 Je 100 ml eines afrikanischen Rohöls mit einem Gehalt von 10-11% an festen, wachsartigen Paraffinen werden in zwei Reagenzgläser von 25 mm Durchmesser und 30 cm Länge eingefüllt. Zum Rohöl im Glase A werden 0,1 ml N-Methylcaprolactam gegeben und gut vermischt, während das öl im Glase B zu Vergleichszwecken ohne Zusatz bleibt.

Die beiden Gläser werden luftdicht verschlossen und in ein Kühlbad von - 200C getaucht. Nach 24 Stunden hat sich an der inneren Rohrwand des Glases B eine dünne Schicht von wachsartigem Paraffin abgeschieden, während im Glase A keine derartige Abscheidung beobachtet wird.

Beispiel 2 Ein Fass enthaltend 300 Liter des gleichen Rohöles wie in Beispiel 1 wird über eine Pumpe an ein spiralförmig gebogenes Rohr von 1 Zoll lichter Weite und 1,5 m Länge angeschlossen, so dass ein geschlossener Kreislauf entsteht. Die Rohrspirale befindet sich in einem Kühlbad das auf - SOC eingestellt ist. Das Rohöl wird kontinuierlich umgepumpt, so dass im Spiralrohr eine Strömungsgeschwindigkeit von 2 m/sec aufrechterhalten wird. Nach zweiwöchiger Betriebszeit hat sich an der innenwand des Rohres eine festhaftende Schicht dunkler, paraffinischer Bestandteile des Rohöls abgelagert Die Rohrspirale wird ausgebaut, gereinigt u. wieder eingesetzt.Ein frisches Fass mit 300 Liter des gleichen Rohöles wird mit 300 ml N-Isobutylcaprolactam versetzt und in der oben beschriebenen Weise während zwei Wochen bei - 5C umgepumpt. Nach dem Ausbau des Rohres ist dessen Innenwand völlig frei von paraffinischen Ablagerungsprodukten.

PATENTANSPRUCH I Verfahren zur Verhinderung der Abscheidung von wachs artigen Paraffinen in Rohölen insbesondere Erd ölen, an den Gefässwandungen, wie Rohrleitungen, Tankwänden, dadurch gekennzeichnet, dass man dem Rohöl 0,1-10 Vol.-S0 eines Lactams der Formel I zusetzt,

worin R einen linearen oder verzweigten aliphatischen Rest mit 1-18 C-Atomen und n die Zahl 5-11 bedeuten, und worin die Wasserstoffatome der CAH2-Gruppen ganz oder teilweise durch Alkylgruppen mit 1-4 C-Atomen ersetzt sein können.

UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man dem Rohöl 1 Vol.-%0 der Verbindung der Formel I zusetzt.

2. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als Verbindung der Formel I N-Methyl-caprolactam verwendet.

PATENTANSPRUCH II Rohöl, behandelt nach dem Verfahren gemäss Patent

Claims (1)

1. anspruch 1.