DE1030951B

DE1030951B - Process for reducing the tendency of crude oils to form sludge deposits during storage

Info

Publication number: DE1030951B
Application number: DEB36273A
Authority: DE
Inventors: Percy Meyer; Graham Neville Griffiths
Original assignee: BP PLC
Current assignee: BP PLC
Priority date: 1954-06-29
Filing date: 1955-06-27
Publication date: 1958-05-29

Description

Verfahren zur Verringerung der Neigung von Rohölen zur Schlammablagerung beim Lagern Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verringerung der Neigung zur Schlammbildung von Rohölen.Process for reducing the tendency of crude oils to form sludge deposits in storage The invention relates to a method of reducing the inclination for sludge formation of crude oils.

Es ist bekannt, daß bestimmte Rohöle vom paraffinischen oder vom paraffinisch-asphaltischen Typ beim Lagern einen wachEshaltigen Schlamm ablagern. It is known that certain crude oils are derived from paraffinic or from paraffinic-asphaltic type deposit a waxy mud when storing.

Diese Ablagerung bedeutet Materialverluste und hat außerdem zur Folge, daß Vorratsbehälter an Land oder an Bord eines Schiffes von Zeit zu Zeit gereinigt werden müssen.This deposition means material losses and also has the consequence that storage containers on land or on board a ship cleaned from time to time Need to become.

Im Patent 962 013 wird ein Verfahren zur Behandlung von Rohölen zur Verringerung ihrer Neigung zur Schlammbildung beschrieben. Dieses Verfahren besteht im wesentlichen darin, daß die Rohöle von tieferen auf höhere Temperaturen, die sich entsprechend der Herkunft des verwendeten Oeles ändern, erwärmt werden. Die so behandelten Öle lagern bei nachfolgender Kühlung und Lagerung nur wenig oder überhaupt keinen Schlamm ab. Mit dem Ausdruck »tiefe Temperatur« wird in der Beschreibung eine Temperatur unter 380 C und vorzugsweise nicht über 210 C bezeichnet. Die »höhere Temperatur« wird für Rohöle jeder Quelle durch folgenden Versuch bestimmt: Eine Probe des Rohöls wird in einer druckfesten Bombe auf 1000 C erwärmt und 1 Stunde auf dieser Temperatur gehalten. Es wird dann auf 160 C abgekühlt. (Wenn die Probe frisch aus einem Abscheider an der Quelle oder einem Stabilisator entnommen worden ist, kann die Heizstufe ausgelassen werden, da ihr einziger Zweck darin besteht, etwaige vorhergegangene thermische Behandlungen der Probe rückgängig zu machen.) Die Probe wird dann bei 160 C in mehrere Anteile geteilt, die 1 Stunde zwischen 16 und 1000 C, vorzugsweise in Abständen von etwa 80 C, auf verschiedene Temperaturen erwärmt werden. Die Anteile werden dann auf 160 C abgekühlt, 12 Stunden stehengelassen und dann 15 Minuten lang zentrifugiert. Man stellt fest, daß eine minimale Schlammenge bei auf bestimmte Temperaturen erhitzten Anteilen sich abgelagert hat. Man erhitzt dann weitere Anteile in engeren Abständen um diese bestimmte Temperatur oder Temperaturen, um genauer den erhöhten Temperaturbereich zu finden, bei dem die geringste Neigung zur Schlammablagerung vorhanden ist. In the patent 962 013 a process for the treatment of crude oils for Reduction of their tendency to form sludge described. This procedure exists essentially in the fact that the crude oils from lower to higher temperatures, the change according to the origin of the oil used, be heated. the Oils treated in this way store little or no after subsequent cooling and storage no mud at all. With the expression "low temperature" in the description denotes a temperature below 380 C and preferably not above 210 C. The »higher one Temperature «is determined for crude oils of any source by the following experiment: One The sample of the crude oil is heated in a pressure-tight bomb to 1000 C and 1 hour kept at this temperature. It is then cooled to 160.degree. (If the sample freshly taken from a separator at the source or a stabilizer the heating stage can be omitted as its only purpose is to to reverse any previous thermal treatment of the sample.) The sample is then divided into several parts at 160 C with 1 hour between 16 and 1000 C, preferably at intervals of about 80 C, to different temperatures be heated. The portions are then cooled to 160 ° C. and left to stand for 12 hours and then centrifuged for 15 minutes. It is found that a minimal amount of sludge has deposited on parts heated to certain temperatures. One heats up then further proportions at closer intervals around this specific temperature or temperatures, to more precisely find the elevated temperature range at which the slightest slope is present for sludge deposition.

In der nebenstehenden Tabelle werden die Ergebnisse einer solchen Bestimmung bei einem Mittelost-Rohöl angeführt. The results of such a Determination given for a Middle Eastern crude oil.

Die Versuche in Abständen von 8 bis 110 C in der oberen Hälfte der Tabelle zeigen an, daß eine minimale Schlammablagerung beim Erwärmen auf Temperaturen von etwa 630 C erfolgt. Weitere Versuche in Abständen von 2 bis 30 C um diesen Wert zeigten. daß die optimale erhöhte Temperatur etwa 660 C beträgt und daß die Neigung des Öles zur Schlammbil- Temperatur der letzten Vollprozent des beim Zen- Wärmebehandlung, oc trifugieren bei 160C sich ab- lagernden Schlammes 16 3,8 27 3,6 35 3,4 46 3,3 54 3,2 63 0,7 71 3,8 79 3,8 51 2,6 60 1,8 66 0,3 68 3,0 dung wesentlich verringert wird, wenn man auf Temperaturen zwischen 60 und 660 C erwärmt. In diesem Fall scheint die obere Temperaturgrenze kritisch zu sein, da bei einer Temperatursteigerung auf 680 C praktisch überhaupt keine Verringerung der Neigung zur Schlammbildung erfolgt.The tests at intervals of 8 to 110 ° C in the upper half of the table indicate that there is minimal sludge deposition when heated to temperatures of about 630 ° C. Further tests at intervals of 2 to 30 C around this value showed. that the optimal elevated temperature is about 660 C and that the tendency of the oil to form sludge Temperature of the last full percent of the Heat treatment, oc centrifugation at 160C stored sludge 16 3.8 27 3.6 35 3.4 46 3.3 54 3.2 63 0.7 71 3.8 79 3.8 51 2.6 60 1.8 66 0.3 68 3.0 dung is significantly reduced when heated to temperatures between 60 and 660 C. In this case, the upper temperature limit appears to be critical, since with a temperature increase to 680 C there is practically no reduction in the tendency to sludge formation.

Die großtechnische -Durchführung dieses Verfahrens zeigt beträchtliche Schwierigkeiten. Die nahelie gend&te Kraftquelle für das Verfahren ist das sich von dem Rohöl an der Quelle abscheidende natürliche Gas, und das Verfahren sollte daher immer auf den Ölfeldern durchgeführt werden, wenn die Bildung von Schlamm in Schiffstanks und Lagerbehältern auf dem Lande vermieden werden soll. In vielen ölliefernden Ländern, beispielsweise in den Ländern des Mittelkastens, liegt jedoch das Öl während des ganzen Jahres oder zumindest in der meisten Zeit des Jahres mit hohreren Temperaturen als 210 C vor der bevofzugten oberen Temperaturgrenze der tieferen Temperatur. The large-scale implementation of this process shows considerable Trouble. The obvious source of strength for the process is itself natural gas separating from the crude oil at the source, and the process should therefore always in the oil fields be carried out when the formation of sludge in ship tanks and storage containers on land should be avoided. In many oil-supplying countries, for example in the countries of the middle box, however, the oil lies throughout the year or at least most of the time of the year with temperatures higher than 210 C before the preferred upper temperature limit the lower temperature.

Das Öl muß daher in den meisten Fällen zunächst gekühlt werden, ehe es auf die erhöhte Temperatur erwärmt wird. Wesentlich ist weiter, daß das Ö1 nach dem Erwärmen auf eine erhöhte Temperatur oder Temperaturen abgekühlt wird, die zum Transport oder zur Lagerung bei atmosphärischen Bedingungen geeignet sind. Die Anlage von Öfen zum Erwärmen von großen Ölmengen stellt darüber hinaus eine beträchtliche Kostenerhöhung für das Verfahren dar.In most cases, the oil must therefore first be cooled before it is heated to the elevated temperature. It is also essential that the Ö1 after the heating is cooled to an elevated temperature or temperatures suitable for Transport or storage under atmospheric conditions. The attachment of furnaces for heating large quantities of oil is also a considerable one Increases the cost of the procedure.

Aus den vorstehend angeführten Gründen war es daher zwar leicht möglich, das Verfahren mit kleinen Ölmengen durchzuführen, jedoch konnte man auf wirtschaftlicher Basis mit großen Mengen nicht arbeiten. For the reasons given above, it was therefore easily possible To carry out the process with small amounts of oil, however, it was more economical Base does not work with large quantities.

Es wurde nun ein Verfahren gefunden, das großtechnisch wirtschaftlich durchgeführt werden kann und für das die gesamte erforderliche Energie gewünschtenfalls aus den vom Rohöl auf den Ölfeldern abgetrennten natürlichen Gasen gewonnen werden kann. A process has now been found that is economically viable on an industrial scale can be performed and for that all of the energy required if desired are extracted from the natural gases separated from the crude oil in the oil fields can.

Gemäß der Erfindung wird bei dem Verfahren zur Verringerung der Neigung von Rohölen zur Schlammbildung das Öl durch Auflösen komprimierter Dämpfe, die durch Selbstkühlung des Oles entstehen, in dem Öl von tieferen auf erhöhte Temperaturen erwärmt. According to the invention, the method for reducing the inclination from crude oils to sludge the oil by dissolving compressed vapors that pass through Self-cooling of the oil arise in the oil from lower to higher temperatures warmed up.

Liegt das aus den Quellen oder Gasabscheidern stammende Öl anfangs mit tiefen Temperaturen vor, dann erwärmt man es durch Auflösen in seinen komprimierten Dämpfen, die sich durch anschließende Selbstkühlung des erwärmten Öles auf seine Anfangstemperatur entwickeln, auf höhere Temperaturen. Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß wesentlich ist, daß das Öl schließlich auf Temperaturen abgekühlt wird, die für anschließende Lagerung und Transport geeignet sind.Does the oil coming from the wells or gas separators initially lie with low temperatures before, then one warms it up by dissolving it in its compressed Vapors that result from the subsequent self-cooling of the heated oil on its Develop initial temperature to higher temperatures. It has already been pointed out that it is essential that the oil is finally cooled to temperatures which are suitable for subsequent storage and transport.

Wenn das Öl anfangs eine höhere Temperatur hat als dile niedrigere Temperatur des Verfahrens, ein Zustand, der bei Mittelost-Ölfeldern sehr oft eintritt, bei denen die Umgebungstemperatur meistens über 210 C und häufig über 300 C liegt, wird es zunächst durch Selbstkühlung auf diese tiefere Temperatur abgekühlt, die in dieser Stufe entstehenden Dämpfe komprimiert und wieder in dem Öl aufgelöst, um einen Teil der oder die gesamte zum Erwärmen auf die höhere Temperatur erforderliche Wärme zu liefern. If the oil initially has a higher temperature than the lower one Process temperature, a condition that occurs very often in Middle Eastern oil fields, where the ambient temperature is mostly above 210 C and often above 300 C, it is first cooled to this lower temperature by self-cooling the vapors produced in this stage are compressed and redissolved in the oil, some or all of that required for heating to the higher temperature To deliver heat.

Die Selbstkühlung des Öles kann in Verdampfern erfolgen, die unter Vakuum stehen. Das Vakuum wird in den Gefäßen für die Selbstkühlung durch Axialkompressoren mit Zwischenstufenkühlung aufrechterhalten. Ein Teil der oder die gesamten komprimierten Dämpfe werden durch indirekte Wärmeaustauscher geleitet, in denen ein Teil der Wärme der Dämpfe an Wasser abgegeben wird, das in einem Kühlturm umläuft. The self-cooling of the oil can take place in evaporators that are below Stand vacuum. The vacuum is created in the vessels for self-cooling by means of axial compressors Maintained with interstage cooling. Part or all of the compressed Vapors are passed through indirect heat exchangers in which some of the heat the vapors are released into water circulating in a cooling tower.

Die für den Kreislauf des Öles durch das System erforderlichen Kompressoren und Pumpen werden geeigneterweise durch Gasturbinen betätigt. Von dem Rohöl an der Quelle abgeschiedene natürliche Gase können als Kraftquelle zur Betätigung der Kompressoren und Pumpen verwendet werden. Die Erfindung wird in dem nachfolgenden Beispiel mit Bezug auf die Zeichnung erläutert. The compressors required to circulate the oil through the system and pumps are suitably operated by gas turbines. From the crude oil to the Source separated natural gases can be used as a source of power to operate the compressors and pumps can be used. The invention is illustrated in the following example Explained with reference to the drawing.

Die Anlage wurde zur Behandlung eines Mittelost-Rohöl es unter sommerlichen Bedingungen bei Umgebungstemperaturen von etwa 380 C verwendet, und für gute Ergebnisse war es daher wünschenswert, auf 210 C abzukühlen, ehe auf die erhöhte Temperatur erwärmt wurde, die etwa 60 bis 660 C betrug. The plant was used to treat a Middle Eastern crude oil there under summer Conditions used at ambient temperatures of around 380 C, and for good results it was therefore desirable to cool down to 210 C before the elevated temperature was heated, which was about 60 to 660 ° C.

Rohöl aus einem Gas abschei der an der Quelle trat durch Leitung 10 in das System ein und wurde durch Pumpe 11 in den ersten Kühler 12 gepumpt, der aus einem senkrecht angeordneten zylindrischen Gefäß bestand, das einen gefüllten, etwa 1,8 m großen Abschnitt 13 enthielt, der zum Erreichen eines geringen Druckabfalls mit 7,6 cm starken, gezackten Stäben oder anderen geeigneten Füllungen gefüllt war. Die Kühlung des Öles in dem Kühler 12 wurde durch Selbstkühlung erzielt, wobei ein Partialvaknum durch den Kompressor 14 aufrechterhalten wurde. Der Druck im Kühler 12 wurde entsprechend der Temperatur des eintretenden Öles auf etwas unter 760 mm Hg abs. eingestellt, um das Öl auf 210 C abzukühlen. Crude oil from a gas separator which entered at the source by pipe 10 entered the system and was pumped into the first cooler 12 by pump 11, the consisted of a vertically arranged cylindrical vessel that contained a filled, contained about 1.8 m large section 13, the to achieve a low pressure drop was filled with 3 inch jagged bars or other suitable fillings. The cooling of the oil in the cooler 12 was achieved by self-cooling, with a Partial vacuum was maintained by the compressor 14. The pressure in the cooler According to the temperature of the incoming oil, 12 was slightly below 760 mm Hg abs. set to cool the oil to 210C.

Das gekühlte 01 wurde durch den Kühler 12 über Leitung 15 durch die Pumpe 16 gepumpt. Die während der Selbstkühlung des Öles in dem Kühler 12 entwickelten Dämpfe wurden über Leitung 36 abgezogen und durch den Axialkompressor 14, der aus einer Anzahl Stufen mit Zwischenstufenkühlung besteht, komprimiert. Durch den Kompressor können wechselnde Mengen Dampf bei verschiedenen Saugdrucken geleitet werden. Die den Kompressor 14 verlassenden komprimierten Dämpfe wurden durch die mit Ventilen versehenen Leitungen 17 und 18 geführt und in dem durch die Leitung 15 geleiteten Öl wieder aufgelöst.The cooled 01 was through the cooler 12 via line 15 through the Pump 16 pumped. Those developed during the self-cooling of the oil in the cooler 12 Vapors were withdrawn via line 36 and through the axial compressor 14, the consists of a number of stages with interstage cooling, compressed. By the compressor varying amounts of steam can be directed at different suction pressures. the the compressed vapors leaving the compressor 14 were valved by the valve provided lines 17 and 18 and routed through line 15 in the Oil redissolved.

Die durch Leitung 18 geleiteten Dämpfe gelangten in den Wärmeaustauscher 19, in dem sie gekühlt und durch indirekten Wärmeaustausch mit Kühlwasser teilweise kondensiert wurden. Durch die Ventile 20 und 21 können die durch die Leitungen 17 und 18 eintretenden Dampfmengen geregelt werden, wobei der Wärmegehalt der Dämpfe, die in Lösung in dem Öl in Leitung 15 gebracht werden, derart eingestellt werden kann, daß dadurch die Temperatur des Öles erhöht werden kann. Geeigneterweise wird in dieser Stufe die Öltemperatur um 60 C, d. h. von 21 auf 270 C erhöht.The vapors passed through line 18 entered the heat exchanger 19, in which it is cooled and partially through indirect heat exchange with cooling water were condensed. Through the valves 20 and 21, the lines 17 and 18 entering steam quantities are regulated, whereby the heat content of the steam, which are brought into solution in the oil in line 15 can be so adjusted can that thereby the temperature of the oil can be increased. Appropriately will in this stage the oil temperature by 60 C, d. H. increased from 21 to 270 C.

Das Öl in Leitung 15 wurde dann weiter auf 60 bis 660 C erhitzt, indem man darin die Dämpfe aus Leitung 22 auflöste, die durch Selbstkühlung des Öles in sekundären Kühlern 23 und 24 entwickelt wurden. In den Kühlern 23 und 24 wird das Öl von 60 bis 660 C auf die Temperatur abgekühlt, mit der es in die Anlage eintrat, d. h. auf die Temperatur, mit der es die Abscheider verließ. Die Kühler 23 und 24 arbeiten parallel und sind wie der Kühler 12 konstruiert. Sie werden durch einen Kompressor 25 unter Vakuum gehalten. Der tatsächliche Verfahrensdruck in den Kühlern23 und 24 wird entsprechend dem erforderlichen Grad der Kühlung eingestellt. Die während der Selbstkühlung des Öles in den Kühlern 23 und 24 entwickelten Dämpfe wurden durch den Axialkompressor 25 komprimiert, der aus einer Anzahl Stufen mit Zwischenstufenkühlung besteht und durch den wechselnde Mengen Dampf bei verschiedenen Saugdrucken geleitet werden können. Die den Kompressor 25 verlassenden Dämpfe wurden durch die mit Ventilen versehenen Leitungen 26 und 27 geführt und dann in dem durch Leitung 15 geführten Öl in Lösung gebracht. Die durch Leitung 26 geführten Dämpfe wurden gekühlt und im Wärmeaustauscher 28 teilweise kondensiert. Durch die Ventile 29 und 30 können die Dampfmengen, die durch die Leitungen 26 und 27 eintreten, eingestellt werden, wobei die Wärmemenge in den Dämpfen, die in Leitung 15 in Lösung in dem Öl geführt werden, derart eingestellt werden kann, daß die Temperatur des Öles auf 60 bis 660 C erhöht wird. Durch die Pumpe 31 wird Kühlwasser für die Wärmeaustauscher 19 und 28 über einen Kühlturm 32 umlaufen gelassen. Das behandelte Öl wurde durch Pumpen 33 und 34 aus den Kühlern 23 und 24 gepumpt und durch Leitung 35 aus der Anlage bei oder unterhalb der Temperatur, mit der es durch Leitung 10 eingetreten ist, abgezogen. The oil in line 15 was then further heated to 60 to 660 C, by dissolving in it the vapors from line 22, which were caused by the self-cooling of the Oil in secondary coolers 23 and 24 were developed. In coolers 23 and 24 the oil is cooled from 60 to 660 C to the temperature at which it enters the system entered, d. H. the temperature at which it left the separator. The coolers 23 and 24 work in parallel and are constructed like cooler 12. You will go through a compressor 25 kept under vacuum. The actual procedural pressure in the Coolers 23 and 24 are set according to the required degree of cooling. The vapors developed in the coolers 23 and 24 during the self-cooling of the oil were compressed by the axial compressor 25, which consists of a number of stages with There is intermediate cooling and the varying amounts of steam at different Suction pressures can be conducted. The vapors leaving the compressor 25 were passed through the valved lines 26 and 27 and then through Line 15 brought oil into solution. The vapors passed through line 26 were cooled and partially condensed in heat exchanger 28. Through the valves 29 and 30 can control the amounts of steam flowing through lines 26 and 27 enter, be adjusted, the amount of heat in the vapors in line 15 in solution are guided in the oil, can be adjusted so that the temperature of the Oil is increased to 60 to 660 C. The pump 31 supplies cooling water for the heat exchangers 19 and 28 circulated via a cooling tower 32. The treated oil was through Pumps 33 and 34 from the coolers 23 and 24 and pumped through line 35 from the Plant at or below the temperature at which it entered through line 10 is withdrawn.

In der beschriebenen Anlage kann fast jedes Rohöl behandelt werden. Wenn das in die Anlage eintretende Öl bereits Temperaturen unter 210 C hat, braucht die erste Kühlstufe nicht angewendet zu werden. Almost any crude oil can be treated in the plant described. If the oil entering the system is already at temperatures below 210 C, need the first cooling stage should not be used.

Claims

PATENT CLAIMS 1. Process for reducing the propensity of crude oils for sludge deposition during storage, characterized in that oil with temperatures of not above 210 C by dissolving its compressed vapors by subsequent Self-cooling of the heated oil has been developed to its initial temperature, is heated to a higher temperature, which for each oil is occasionally through experiments is determined.

2. The method according to claim 1, characterized in that oil with Temperatures above the lower ren process temperature at the beginning by self-cooling cooled to this lower temperature and then to the determined higher temperature is heated, with at least a portion of that required for the heating step Heat through compression of the vapors developed by the self-cooling and their Redissolving in the oil is delivered.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that in in the first stage the oil is cooled to lower temperatures by self-cooling, heated in the next stage from the lower to the higher determined temperature, then cooled back to the initial oil temperature by self-cooling, which is achieved by the self-cooling stages compressed vapors and formed after the first cooling stage in the oil to develop some or all of the heat for heating of the oil can be dissolved from the lower to the determined higher temperature.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the Self-cooling stage in evaporators is carried out by axial compressors be kept under vacuum with interstage cooling.

5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that the Natural gases separated from the crude oil at the source as a source of power for the Procedures are used.