DD229136A1

DD229136A1 - Verfahren zur entwaesserung und entsalzung von erdoel

Info

Publication number: DD229136A1
Application number: DD22679881A
Authority: DD
Inventors: Werner Beithan; Peter Abendroth; Elisabeth Anton; Otto Urban
Original assignee: Buna Chem Werke Veb
Priority date: 1981-01-02
Filing date: 1981-01-02
Publication date: 1985-10-30

Abstract

Die Erfindung hat ein Verfahren zur chemischen Entwaesserung und Entsalzung von Erdoelen mit Demulgatoren auf der Basis von oligomerem a-Methylstyroldiol zum Inhalt. Das Ziel der Erfindung besteht darin, geeignete Demulgatoren zur Entwaesserung und Entsalzung von Erdoelen und hoher Effektivitaet zu finden, die den Wasser- und Salzgehalt des Erdoels sehr stark erniedrigen und eine hohe Geschwindigkeit der Entwaesserung und Entsalzung erreichen. Das wird dadurch erreicht, dass als Demulgatoren oligomeres a-Methylstyroldiol bzw. Polyglykolether der oligomeren a-Methylstyroldiole verwendet werden.

Description

Titel der Erfindung

Verfahren zur Entwässerung und Entsalzung von Erdöl

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entwässerung und Entsalzung von Erdöl mit Hilfe niohtionogener Tenside.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei der Gewinnung von Erdöl aus unterirdischen Lagerstätten werden in überwiegendem Maße Erdölemulsionen zutage gefördert. Erdölemulsionen sind innige Gemische von untereinander nicht mischbaren Flüssigkeiten wie Erdöl und Wasser. Das Wasser ist in feinsten Tröpfchen im Eohöl verteilt und die Emulsion durch die ebenfalls darin enthaltenen "natürlichen" Emulgatoren, die sich in der Grenzfläche anreichern, so stabilisiert, daß die beiden Phasen durch einen einfachen Absetzprozeß nicht in wirtschaftlich vertretbarer Weise getrennt werden können. « 2 -

Zum Spalten solcher Emulsionen bedient man sich in der Technik neben einfachem Erwärmen auf ca. 80 ⁰O und Schleudern oder Anlegen von elektrischen Spannungsfeldern in neuerer Zeit oberflächenaktiver Verbindungen, sogenannter Spalter, die man der stationären oder fliessenden Emulsion in geringen Mengen zusetzt.

Aus der Vielfalt der für diesen Zweck bereits vorgeschlagenen Substanzen haben unter anderen folgende Verbindungstypen in die Praxis Eingang gefunden. Alkylensulfate und Alkylarylsulfonate sowie Petroleumsulfonate in form der Aminsalze. Weiterhin wurden Anlagerungsprodukte des Bthylenoxids an geeignete Verbindungen mit aktivem Wasserstoff, wie z. B. Alkylphenole, Eicinusöl, Fettsäuren, Fettalkohol und Aldehydharze (N, Schönfeldt, Oberflächenaktive Anlagerungsprodukte des Ithylenoxids, Wiss. Verlagsges. MBH Stuttgart 1959 S. 275), Blockpolymerisate aus Propylenoxid und Ethylenoxid, wie sie durch Anlagerung von Ethylenoxid an Polypropylenglykole erhalten werden (US-PS 2 674 619 und DE-AS 1 018 179).

Die vorgenannten Spalter weisen mehr oder weniger starke Mängel auf und erfüllen die gewünschten Forderungen nur zum Teil. Entweder ist bei spontaner Anfangsspaltung die Gesamtabscheidung schlecht und der Salzaustrag mäßig oder der Spaltvorgang verläuft bei zwar guter Salz- und Wasserabscheidung zu langsam. Mitunter ist auch ihre Verwendung spezifisch an wenige Ölsorten gebunden.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Spaltung von Erdölemulsionen durch neue Demulgatoren wirksam zu verbessern bzw. Demulgatoren zu schaffen, die zur Spaltung der unterschiedlichsten Erdölarten mit hoher Effektivität geeignet sind, d. h. die den Wasser- und Salzgehalt

des Rohöles stark erniedrigen und die Entwässerung und Entsalzung mit hoher Geschwindigkeit bewirken.

Darlegung des Wesens der Erfindung

- Die technische Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Entwässerung und Entsalzung von Erdölen durch den Einsatz von nichtionogenen Tensiden gemäß dem Ziel der Erfindung zu entwickeln.

- Merkmale der Erfindung

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Demulgatoren oligomeres <*—Methylstyroldiol oder Polyglykolether des oligomeren <* -Methylstyroldiols folgender Formel

CHo

- - CH-CH₂- - CH-CH₂-O-[C₂H₄Oj -H

verwendet werden, wobei a: O bis 15 Ethylenoxideinheiten und b: O bis 6, vorzugsweise 2 bis 4 oC. -Methylstyroleinheiten bedeuten und das oC Methylstyroldiol eine Funktionalität zwischen 1 und 2, vorzugsweise zwischen 1,5 und 2 besitzt.

Es wurde überraschenderweise gefunden, daß oligomeres oL-Methylstyroldiol bzw. oxalkylierte oligomere styroldiole solche Demulgatoren in ihrer ϊ/irksamkeit übertreffen, die in der Praxis bisher mit gutem Ergebnis eingesetzt werden wie Dissolvan 44-11 oder der Demulgator R 11.

Der -wesentliche Vorteil von oxalkylierten oligomeren oi -Methylstyroldiolen besteht in der schnelleren Auftrennung von Erdölemulsionen in Öl und wäßrige Phase, dem erhöhten Spaltgrad und dem geringen Bestwassersowie Salzgehalt des demulgierten Öls im Vergleich zur Behandlung mit den bekannten Demulgatoren.

Die vorgeschlagenen Demulgatoren werden durch die Anlagerung von Ethylenoxid an oligomeresot-Methylstyroldiol, das über den Weg der anionischen Polymerisation von<*--Methylstyrol und anschließende Hydrolyse des Alkoholates erhalten wurde, hergestellt.

Es ist überraschend, daß derartige Verbindungen, die gegenüber den konventionellen Blockcopolymeren aus Polypropylenglykol- und Polyethylenglykoleinheiten wesentlich niedrigere Molekulargewichte besitzen, eine bessere Wirksamkeit zeigen. Offensichtlich ist das niedrigere Molekulargewicht und die !Datsache, daß die hydrophoben und die hydrophilen Gruppen im Molekül sehr streng ausgeprägt sind, die Ursache dafür, daß die Verbindungen sehr schnell an die Grenzfläche diffundieren und deshalb ihre volle Wirksamkeit sehr schnell entfalten können, überraschend dabei ist, daß selbst oligomeres^-Methylstyroldiol, das nicht mit Ethylenoxid umgesetzt wird, ebenfalls die grenzfläohenaktiven Eigenschaften besitzt, die für eine gute Wirksamkeit als Demulgator zur Entwässerung und Entsalzung von Erdöl nötig sind.

Jedoch wird durch die Anlagerung von Ethylenoxid die Wirksamkeit bei der Entwässerung und Entsalzung von Erdöl noch verbessert. Auch über den vorgeschlagenen Oxethylierungsbereich hinaus besitzen diese Verbindungen noch die Fähigkeit, bei der Entwässerung und Entsalzung von Erdöl wirksam zu sein, jedoch schwächt sich diese Wirksamkeit mit zunehmendem Oxethylierungsgrad ab.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die erfindungsgemäßen Demulgatoren auf die unterschiedlichsten Roherdölarten angewendet werden können, wie das z· B. für devonische und carbonische Erdöle zutrifft.

Die vorgeschlagenen Demulgatoren stellen vorwiegend 81-lösliche Verbindungen dar, die den Vorteil haben, daß sie keine Umweltprobleme durch die Abwasserbelastung nach sich ziehen. Ihr Verbleiben im Erdöl wirkt sich nicht nachteilig auf die weitere Verarbeitung aus. Im Gegenteil, bei nachfolgenden Auswaschprozessen während der weiteren Verarbeitung ist ihre Wirksamkeit noch von Nutzen.

Die Erfindung wird an den nachstehenden Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Ausführungsbeispiele Beispiel 1:

Die Demulgierfähigkeit der vorgeschlagenen Reagenzien wurde an reemulgierten Erdölamulsionen mit Erdöl der Lagerstätte Reinkenhagen (DDR) bestimmt. 70,7 g des Erdöls (Wassergehalt kleiner als 0,5 %) wurden unter Rühren in einem 150 ml Becherglas im Thermostaten auf 60 ⁰C erwärmt. Anschließend wurden 20 ml auf 60 ⁰O erwärmtes destilliertes Wasser zugegeben und 5 Minuten mit dem Erdöl vermischt. 4,5 Minuten nach der Wasserzugabe wird der Demulgator als 2%ige Lösung in Toluol zugegeben. Nach Beendigung des Rührens werden 50 ml der Erdölemulsion in einen im Wasserbad auf 60 ⁰O erwärmeten Meßzylinder gefüllt, dieser mit einem Stopfen verschlossen und 2 Stunden bei 60 ⁰C im Wasserbad belassen. Die im Meßzylinder abgesetzte Wassermenge wird nach 2 Stunden bestimmt und in Prozent auf die zugesetzte Gesamtwassermenge berechnet.

- 6 -

Es wurden folgende Demulgatoren als 2%ige Lösungen in Toluol in Konzentrationen von 20, 40, 100 und 200 ppm (berechnet auf 100 % Aktivsubstanz) eingesetzt und ausgetestet s

1. Polyglykolether des oligomeren <& -Methylstyroldiols (Substanz S 1), hergestellt aus 1 Mol oligomerem oO-Methylstyroldiol und 15,7 MpI Ethylenoxid mit folgenden physikalisch-chemischen Kenndaten: Hydroxylzahl (mg KOH/g) 73 Molekulargewicht 1310 Trübungspunkt (1%ig in Wasser) 40 ⁰G Brechungsindex bei 50 ⁰G 1,5143

2. Demulgator R 11 aus Japan

3. Dissolvan 441 aus der BRD

Die erhaltenen Ergebnisse sind in nachfolgender Tabelle enthalten. '

Verarbei	Verbrauch	abgeschiedene Wassermenge (%)	Demulgatoz E 11	: Dissolvan 4411
tungstem peratur (⁰G)	an Reagenz (ppm)	3 1	0	0
60	0	0	84,7	81,7
	20	80,2	78,8	79,6
	40	95,3	83,7	83,4
	100	97,3	79,8	88,5
	200	90,3

Beispiel 2s

Wie Beispiel 1, jedoch mit dem Unterschied, daß das Erdöl im Thermostaten auf 40 ⁰G erwärmt, auf 40 ⁰G erwärmtes destilliertes Wasser zugegeben und nach dem Vermischen mit Erdöl 2 Stunden bei 40 ⁰G im Wasserbad belassen wurde. Es wurden folgende Demulgatoren als

ο ο co

2%ige Lösungen in Toluol in Konzentrationen von 20, 40, 100 und 200 ppm (berechnet auf 100 % Aktivsubstanz) eingesetzt und ausgetestet.

1. Oligomeres tXr-Methylstyroldiol (Substanz S 2) mit folgenden physikalisch-chemischen Kenndaten: Hydroxylzahl (mg KOH/g) 140 Molekulargewicht 680 Funktionalität 1,7

2. Polyglykolether des oligomeren ^-Methylstyroldiols (Substanz 1), hergestellt aus 1 Mol Oligomerem oO-Methylstyroldiol (Substanz S 2) und 15,7 Mol Ethylenoxid mit den im Beispiel 1 angegebenen physikalisch-chemischen Kenndaten.

3. Polyglykolether des oligomeren ^-Methylstyroldiols (Substanz S 3), hergestellt aus 1 Mol oligomerem oL -Methylstyroldiol (Substanz S 2) und 10,7 Mol Ethylenoxid mit folgenden Kenndaten: Hydroxy lzahl (mg KOH/g) 91,4

Brechungsindex bei 50 ⁰C 1,5566

Molekulargewicht 1049,5

4. Demulgaiior Dissolan 441

5. Demulgator R 11

Ergebnisse sind in folgender labeile enthalten#

Verarbei	Verbrauch
tungstem	an Reagenz
peratur	(ppm)
(⁰O)
40	20
	40
	100
	200

abgeschiedene Wassermenge (%)

S 1 S 2 S3 Demulga- Dissol-

tor R 11 van

4411

42,3 56,9 47,8 71,8 13,5

71,5 59,2 74,6 67,3 75,1

84,2 72,5 81,5 72,4 68,6

86 78,8 89 80,5 41,6

Beispiel 3:

Wie Beispiel 2, jedoch wird die abgeschiedene Wassermenge nach 10, 30, 60 und 120 Minuten bestimmt. Es wurden folgende Demulgatoren als 2%ige Lösungen in üoluol in Konzentrationen von 40 und 100 ppm (berechnet auf 100 % Aktivsubstanz) eingesetzt und ausgetestet

1. Polyglykolether des oligomerendKrMethylstyroldiols (Substanz S 1), hergestellt aus 1 Mol oligomerem £X.-Methylstyroldiol (Substanz S 2) und 15,7 Mol Ethylenoxid mit den im Beispiel 1 angegebenen Kenndaten.

2. Polyglykolether des oligomerenX-Methylstyroldiols (Substanz S 3), hergestellt aus 1 Mol oliogerem sc-Methylstyroldiol (Substanz S 2) und 10,7 Mol

Ethylenoxid mit den im Beispiel 2 angegebenen Kenndaten.

3. Demulgator Dissolvan 441

Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle enthalten.

Verarbei	Verbrauch	Absetz	abgeschiedene	(%)	Wassermenge
tungstem	an Eeagenz	zeit		S 2
peratur	(ppm)	(min)	S 1		Dissolvan
(⁰O)				0	4411
40	40	10	0	67,8	24
		30	63,6	74,5	54,2
		60	71,4	74,5	63,6
		120	71,4	0	75,1
	100	10	0	81,4	29,7
		30	84,3	81,4	48,2
		60	84,3	81,4	64,8
		120	84,3	68,6

Beispiel 4;

Zur Bestimmung des EestSalzgehaltes im demulgierten Erdöl wurden öle 24 Stunden nach ihrer Behandlung mit den Substanzen S 1, S 2, S3, Demulgator R 11 und Bissolvan 4411 untersucht. Dazu wurden jeweils 50 ml Erdöl mit 40 ml Benzol und 100 ml kochendem Wasser versetzt, 10 min. geschüttelt und die wäßrige Phase im Scheidetrichter abgetrennt. Die Extraktion mit Wasser wurde noch dreimal wiederholt und die angefallenen wäßrigen Fraktionen in einem Maßkolben vereinigt. Darauf wurden 100 ml dieses wäßrigen Extraktes mit 0,1 η Quecksilbernitratlösung gegen Diphenylcarbacid bis zum Umschlag nach Blom titriert und die Salzmenge als Natriumchlorid berechnet. Ergebnisse sind in folgender Tabelle aufgeführt.

Verwendeter Demulgator Bestsalzgehalt nach bei einer Konzentration 24 Stunden in mg/1 von 40 ppm

Demulgator E 11 321

Dissolvan 4411 335

S 1 193

S 2 386

S 3 287

- 10 -

Claims

Erfind ungsanspr uoh

Verfahren zur Entwässerung und Entsalzung von Erdölemulsionen durch Spaltung der Emulsionen mit nichtionogenen !»emulgatoren, gekennzeichnet dadurch, daß als Demulgatoren oligomeres ©i-Methylstyroldiol oder Polyglykolether des oligomeren «ak-Methylstyroldiols folgender Formel

OH

-0-OH-CH₀ 4- OH-CH, a ι 2

CH

CH

Κ-«

verwendet werden, wobei a = O bis 15 Bthylenoxideinheiten und b = O bis 6, vorzugsweise 2 bis 4·,

einheiten bedeuten und das d.-^ilethylstyroldiol eine Funktionalität zwischen 1 und 2, vorzugsweise zwischen

1,5 und 2, besitzt.