DD298811A5 - Nichtionogener emulsionsspalter - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen nichtionogenen Emulsionsspalter zur Spaltung von Erdoelemulsionen, der bei Temperaturen unter 60C wirksam ist und eine hohe Anfangsspaltgeschwindigkeit aufweist. Der Emulsionsspalter besteht aus einem Gemisch von 80 bis 99,5 Gewichtsteilen eines Diethylentriaminpolyalkylenoxid mit oligomerem Aminotriazinrest der Struktur I und 20 bis 0,5 Gewichtsteilen eines Polyalkylenoxids mit oligomerem Aminotriazinrest der Struktur II{Emulsionsspalter; Demulgator; Erdoelemulsion; Erdoelemulsionsspaltung; Niedrigtemperaturemulsionsspaltung; Emulsionsspaltgeschwindigkeit; Ethylenoxid-Propylenoxid-Anlagerungsprodukt; Aminotriazinrest, oligomer; Demulgatorgemisch}

Description

und 20,0 bis 0,5 Gewichtsteilen Verbindungen der Struktur Il

R3-O-(-C₂H4O-)_r-(-C3H₆O-)₈-(-C₂H₄O-)_r-R4 wobei

r =8 bis 28

s =6 bis 25

R3/ R4 = statistisch verteiltes Gemisch eines oligomeren Aminotriazinrestes und -H, wobei im Mittel pro Molekül mindestens ein oligomerer Aminotriazinrest vorliegt

sein kann, besteht.

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen nichtionogenen Emulsioi sspalter zur Spaltung von Erdölemulsionen.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Bei der Förderung von Erdöl aus unterirdischen Lagerstätten werden im erheblichen Maße Erdölemulsionen gefördert. Durch natürliche im Erdöl enthaltene Emulgatoren, wie z. B. Naphthenate und andere grenzflächenaktive Verbindungen werden diese Emulsionen stabilisiert. Im Erdöl vorhandene Metallsulfide und Tone oder andere feinverteilte mineralische Bestandteile stabilisieren ebenfalls diese Emulsionen.

Für eine technische Verarbeitung des Erdöls ist die Spaltung dieser primär geförderten Emulsionen notwendig. In Spaltanlagen werden die Emulsionen im Temperaturbereich von 20°C-85°C unter Zusatz von 10-300 ppm grenzflächenaktiver Stoffe, Demulgatoren, gespalten. Das abgetrennte weitgehend salz- und wasserfreie Erdöl wird danach als sogenanntes Handelserdöl zur Verarbeitung in die Raffinerien geliefert.

Es liegt in der Natur der Sache, daß die Stabilisierung der Erdölemulsionen entsprechend den geologischen Bedingungen des Erdölvorkommens und der chemischen Zusammensetzung des Erdöls auf die vielfältigste Art und Weise erfolgt. Entsprechend verschiedene Demulgatoren sind zur Aufarbeitung des Erdöls notwendig, da ein spezieller Demulgator nicht jede Erdölemulsion effektiv spaltet.

Besonders die nichtionogenen Tenside haben sich für diesen Einsatzzweck bewährt.

Oxyethylen-Oxypropylen-Blockcopolymere, Gemische wasserlöslicher und -unlöslicher Polyalkylenglycole, die mit aliphatischen oder aromatischen Diisocyanaten umgesetzt wurden, sind nach der DE-PS 1127082 und DE-PS 1495827 bekannt. Die US-PS 3202614 und 3202615 nennt gemeinsame Umsetzungsprodukte von Oxyethylen-Oxypropylen-Blockcopolymeren oder Alkylphenol-Harzoxalkylate mit Dicarbonsäuren bzw. deren Anhydriden, wie Diglycolsä'ure und Maleinsäureanhydrid. Oxalkylate des N,N"-Tetra-(5-oxypropylpropylol)-N'-(2-oxypropyl)-diethylentriamins werden in der DD-PS 151175 beschrieben. In der DD-PS 229136 wird ein Verfahren zur Entwässerung und Entsalzung von Erdöl unter Einsatz von Oligomeren des alpha-Methylstyroldiols oder dessen Polyglycolether beschrieben. Diurethane der allgemeinen Formel

R,: aromatischer, aliphatischer oder cycloaliphatischer Rest mit wenigstens 6 C-Atomen

a: 10bis40Oxypropyleneinheiten

b: 5bis45Oxyethyleneinheiten

b/a: 0,3 bis 1,9

R₂: 4 bis 12 C-Atomen

bedeuten, . ^

werden in der DD-PS 231948 als wirksame Demulgatoren unterhalb 30⁰C beschrieben. In der DE-PS 2434545 werden

Mischungen oxalkylierter Phenolharze, Glycolester, Polyole, Polyalkylenglycole, Alkyl/Arylsulfonate, oxalkylierte Amine oder

kurzkettige Dicarbonsäuren und hochmolekulare Polyole mit Alkylethersulfaten als Emulsionsspalter erwähnt. Polyimineunterschiedlichster Struktur werden als Demulgatoren z.B. in den DE-PS 3404538, DE-PS 2 227 546 und DE-PS 2719978genannt.

Nach der DE-PS 3404538 wird ein Polyimin der Struktur

H-(-CHj-CHT-m-).-(-CHr-CH₂-y-)_b-H

X = -(-CH₂-CH₂-NH-Ic-H

a und b unabhängig 0 bis 600, a + b = 50 bis 600 c = 0 bis

mit einem Alkylierungsmittel der Struktur

A-Z-A

⁷ = direkte Bindung oder-C_nH_2n-

Y = Cl, Br, J, OH, Sulfonyloxy-Rest

umgesetzt und das Reaktionsprodukt zur Spaltung von Ölabwasser dampfgefluteter Erdöllagerstätten eingesetzt. In einer Vielzahl von Patenten werden oxalky.'ierte Formaldehydharze, deren Mischungen bzw. deren nachträgliche Umsetzungsprodukte mit Diisocyanaten als wirkungsvolle Demulgatoren beschrieben (DE-PS 2445873, DE-PS 3223629, DE-PS 32236yi, DE-PS 1642825). Dan Demulgatoren entsprechend dem Stand der Technik haften die Nachteile an, daß sie entweder bei Temperaturen unterhalb von 60°C unzureichend spalten, sie nur nach aufwendigen Synthesen herstellbar sind bzw. die Ökonomie ihrer Herstellung durch niedrige Raum-Zeit-Ausbeuten gemindert ist.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, neue nichtionogene Emulsionsspalter zur Spaltung von Erdölemulsionen zur Verfügung zu stellen, die mit hoher Raum-Zeit-Ausbeute im Eintopfverfahren herstellbar sind.

Darlegen des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, nichtionogene Emulsionsspalter zur Spaltung von Erdölemulsionen auf der Basic von oligomeren Polyetheralkoholen zu entwickeln, die bei Temperaturen unter 60°C Erdölemulsionen spalten und eine hohe Anfangsspaltgeschwindig \eit haben.

Erfiiidungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der nichtionogene Emulsionsspalter aus einem Gemisch von 80 bis 99,5 Gewich»steilen Verbindungen der Struktur I

^Rl ^Rl

N-CH₂CH₂-N-CH₂CH₂-N

Ri = -(-C₃H_eC>-)_x-(-C₂H4O-)_y-R₂ χ = 6 bis 20 y = 3 bis 25

R₂ = statistisch verteiltes Gemisch eines oligomeren Aminotriazinrestes und -H, wobei im Mitte, pro Molekül mindestens ein oligomererAminotriazinrest vorliegt

und 20,0 bis 0,5 Gewichtsteilen Verbindungen der Struktur Il

R_r-0~(-C,H₄0-)-(-C,H_eO-).-(-C₂H₄0-)-R4 wobei

r = 8bis2P

s = 6bisi.5

R3, R4 = statistisch verteiltes Gamisch eines oligomeren Aminotriazinrestes und -H, wobei im Mittel pro Molekül mindestens ein oligomerer Aminotriazinrest vorliegt

sein kann,

gegebenenfalls in Lösung besteht.

Produkte dieser Zusammensetzung sind wirksame Demulgatoren, die schon bei Spalttemperaturen von 20°C die Zerstörung der Roherdölemulsionen bewirken. Es ist ein besonderer Vorzug dieser Demulgatoren, daß sie schon nach einer Einwirkungszeit von etwa 10 Minuten die Roherdölemulsionen spalten, während Demulgatoren gemäß Stand der Technik häufig erst nach einer Einwirkungszeit von mindestens 30 Minuten nennenswert wirken.

Vorteilhaft ist ferner, daß die mehr oleophilen Produkte die Solubilisierung von Erdöl im aus der Emulsion abgetrennten Salzwasser nicht begünstigen und damit eine umweltfreundliche Technologie einfacher zu realisieren ist.

Schwerspaltbare Erdölemulsionen, die mit Demulgatoren gemäß Stand der Technik kaum spaltbar sind, können mit den neuen Demulgatoren aufgearbeitet werden.

Ausführungsbeispiele

Das Demulgiervermögen der beschriebenen erfindungsgemäßen Demulgatoren wurde an künstlichen Remulsionen aus chemisch nicht behandeltem Roherdöl und Salzwasser überprüft. Der Salzwassergehalt der Remulsionen ist dem aufgeführten Beispiel zu entnehmen. Die Demulgatoren wurden als 1%ige Lösungen in Xylen/Isopropanol (3:1) eingesetzt. Die praktische Durchführung erfolgte analog dem Bottle-Test. Es wurden folgende Demulgatoren geprüft:

Nr. Zusammensetzung

1 88%l,x= 10,y = 10 12%ll,r = 20,s = 8

2 81 % l,x= 6,y= 5 19%ll,r= 15,s= 4

3 90%l,x= 18,y = 22 10%ll,r = 25,s = 20

4 95%l,x= 12,y=16 5%ll,r = 18,s = 15

5 92%l,x= 14,y= 12 5%ll,r = 21,s = 10

Zur besseren Erläuterung der erfindungsgemäßen Demulgatoren wurden einige stickstoffhaltige Polyetheralkohole vom Typ III

N-CH₂CH₂-N-CH₂CH₂-N

^Rl

R, = -(-C₃H_ea-)_x-(-C₂H4O-)/-H χ = 6bis20 y = 3bis25

und die eine Ausgangskomponente der Demulgatoren sind, zusätzlich mit in die Prüfungen einbezogen:

6 X= 6,y= 5

7 x = 18,y = 22

8 x = 10,y=10

Durchgeführte Untersuchungen:

Spaltversuch A

Erdöl Nr.6,35Vol.-% Salzwassergehalt, Demulgatorkonzentration 35ppm, Spalttemperatur 20⁰C

	Spaltergebnis in %	0,5 h	1h
Produkt-Nr.:	10min	61	82
1	45	78	85
2	65	77	91
3	50	78	88
4	58	63	79
5	44	1	3
6	0	22	54
7	11	4	11
8	1

Claims (1)

1. Nichtionogener Emulsionsspalter zur Spaltung von Erdölemulsionen, gekennzeichnet dadurch, daß er aus einem Gemisch von 80 bis 99,5 Gewichtsteilen Verbindungen der Struktur I

   ^Rl —- ^- ^Rl

   N-CH₂CH₂-N-CH₂CH₂-N

   R₁ = -(-C₃H₆O-)_x-(-C₂H₄O-)_v-R₂
   χ =6 bis 20
   y =3 bis 25

   R₂ = statistisch verteiltes Gemisch eines oligomeren Aminotriazinrestes und-H, wobei im Mittel pro Molekül mindestens ein oligomerer Aminotriazinrest vorliegt