DE1644874A1 - Verfahren zum Befoerdern von zaehfluessigen Rohoelen durch Rohrleitungen - Google Patents

Verfahren zum Befoerdern von zaehfluessigen Rohoelen durch Rohrleitungen

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DE1644874A1
DE1644874A1 DE1967C0044046 DEC0044046A DE1644874A1 DE 1644874 A1 DE1644874 A1 DE 1644874A1 DE 1967C0044046 DE1967C0044046 DE 1967C0044046 DE C0044046 A DEC0044046 A DE C0044046A DE 1644874 A1 DE1644874 A1 DE 1644874A1
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Description

Hamburg, den 1β Dezember 1967
39167
Anmelder· Priorität USA 5. Dez. 1966
Anmelder. SeroNo. 599,125
Chevron Research Company
San Francisco, CaI., USA
Verfahren zum Befördern von zähflüssigen Rohölen durch Rohrleitungen
Die Erfindung "bezieht sich auf ein Verfahren zum Befördern von zähflüssigen Rohölen. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren, um zähflüssige Rohöle durch eine Rohrleitung zu fördern, indem ein leicht zersetzbares, jedoch für die Förderung stabiles und eine niedrige Viskosität aufweisendes Gemisch aus Öl und Wasser gebildet wird.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, die Viskosität von Rohölen erheblich dadurch zu verringern, daß aus dem Rohöl " eine Öl-in-Wasser-Emulsion gebildet wird. Ein älterer Vorschlag (deutsche Patentanmeldung C 41 115 XI/81a) sieht vor, daß eine stabile Öl-in-Wasser-Emulsion dadurch erzeugt wird, daß ein zähflüssiges Rohöl mit Wasser und einer Ba.se in Gegenwart eines für das Rohöl emulgierend wirkenden Mittels in Kontakt gebracht wird. Eine Schwierigkeit, die mit den bereits vorgeschlagenen Verfahren verbunden int, besteht darin, daß die Öl-in-Wasser-Emulsion äußerst stabil ist,
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so daß es schwierig ist, die Emulsion in getrennte Öl- und Wasserphasen zu zersetzen. Die Stabilität der entsprechend den älteren Vorschlägen gebildeten Emulsionen ist so groß, daß die Zersetzung am Endpunkt der Rohrleitung zu einer getrennten Öl- und Wasserphase auf v/endig und kostspielig ist, Zusätzlieh sind die Emulsionen nach den vorgeschlagenen Verfahren gewöhnlich in ihrem Ölgehalt auf etwa 70 bis 75 # beschränkt. Diese Emulsionen enthalten demnach gewöhnlich etwa 25 bis 30 $ Wasser» Dieser verhältnismäßig hohe Wassergehalt verringert notwendigerweise die durch die Rohrleitung geführte Ölmenge.
Nach der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren geschaffen, um ein zähflüssiges Rohöl in Gestalt eines Ölin-Wasser-Gemisches zu befördern, das eine verhältnismäßig stabile Öl-in-Wasser-Emulsion während der Bewegung darstellt, jedoch dazu neigt, sich im Ruhezustand in getrennte Phasen zu zersetzen, und das daher leicht, falls erforderlich, zersetzt werden kann. Das erfindungsgemäße Gemisch wird dadurch gebildet, daß dem Öl eine wässrige Lösung zugesetzt wird, die eine nicht-ionisierte oberflächenaktive Substanz (Surfactant) enthält. Die oberflächenaktive Substanz wird für ein spezielles Rohöl gewählt, um ein Gemisch zu bilden, das seine vorteilhaften Eigenschaften während der Beförderung behält, jedoch am Endpunkt der Rohrleitung leicht zersetzt werden kann. Die nicht-ionisierte oberflächenaktive Substanz wird dem Wasser in
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verhältnismäßig kleinen Mengen zugesetzt, z.B. kann die Substanz dem Wasser in einer Konzentration zugefügt werden, die so gering wie etwa 0,04 f° ist und "bis zu etwa 10 % undmehr betragen kania, bezogen auf den Wassergehalt, Das Wasser, das die nicht-ionisierte oberflächenaktive Substanz enthält, wird mit dem Öl in einem Verhältnis von etwa 70 bis 85 - 90 # Öl zu etwa 30 bis 15 - 10 ?6 Wasser gemischt werden. Der obere Wert des Öl-Wasser-Verhältnisses wird durch die Wassermenge begrenzt, die benötigt wird, um eine Öl-in-Wasser-Emulsion für die Rohrleitungsförderung herzustellen,, Dieser obere Wert des Verhältnisses liegt für die meisten oberflächenaktiven Substanzen und Rohöle zwischen 85 - 90 $6 Cl und 15 - 10 fo Wasser. Ein Öl-in-Wasser-Gemisch kann auch mit niedrigerem Öl-Wasser-Verhältnis gebildet werden. Demnach kann irgendein Öl-Wasser-Verhältnis mit kleinerem als dem oberen Grenzwert erfindungsgemäß verwendet werden. Obwohl es gewöhnlich erwünscht ist, mit einem Öl-Wasser-Verhältnis von über 70/30 zu arbeiten, wird es gelegentlich erforderlich, niedrigere Öl/Wasser-Verhältnisse, z.B. 25/751 vorzusehen. Das auf die Weise gebildete Gemisch wird als Emulsion durch eine Rohrleitung nach einer Empfangsstation befördert. Eine erfindungsgemäß hergestellte Emulsion läßt sich leicht dadurch zersetzen, daß die Emulsion auf eine entsprechende Temperatur erwärmt wird. Gewöhnlich ist eine Temperatur im Bereich von 200 bis 250° F (etwa 93,3 bis 1210O) geeignet, um die Zer-
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Setzung der Emulsion, in eine verhältnismäßig trockne Ölphase und eine Wasserphase auszulösen,,
Ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens, mit welchem ein für die Rohrleitungsförderung geeignetes Öl-in-Wasser-Gemisch hergestellt werden kann, wobei eine nicht-ionisierte oberflächenaktive Substanz in wässriger Lösung verwendet wird, und wobei ferner das Gemisch ein verhältnismäßig hohes Öl-Wasser-Verhältnis aufweist und sich leicht in getrennte Öl- und Wasserphasen, falls erforderlich, zersetzen läßt.
Weitere Vorzüge und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnung, in der eine bevorzugte Ausführungsform in Gestalt eines Flußschemas dargestellt ist.
Die vorliegende Erfindung liefert ein Verfahren zur Beförderung eines zähflüssigen Rohöls durch eine Rohrleitung, die von einer Ölquelle oder Zufuhrstelle aus nach einer stromabwärts gelegenen Empfangsstation führt. Pur die Beförderung desÖles ist es zunächst erforderlich, ein förderfähiges Öl-in-Wasser-Gemisch mit niedriger Viskosität herzustellen. Die Mischung wird derart zubereitet, daß eine während der Bewegung verhältnismäßig stabile Emulsion entsteht, die jedoch dazu neigt, sich bei Außentemperatur in getrennte Öl-und Wasserphasen zu zersetzen, wenn die
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Bewegung aufhört. Das G-emiscli ist jedoch derart, daß nach einer Stillegung eine Bewegung leicht wieder hergestellt werden kann, um dadurch erneut die Öl- und Wasser-Emulsion herzustellen und eine Beförderung der niedrigviskosen Emulsion mit verhältnismäßig geringem Druckabfall zu ermöglichen« Die Emulsion wird am Endpunkt der Rohrleitung durch ein einfaches Erwärmungsverfahren leicht zersetzt,,
Die bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Λ
Verfahrens wird mit Bezug auf die Zeichnungsfigur beschrieben, so daß die Erfindung allgemein verständlich wird, bevor besondere Einzelheiten des Verfahrens erläutert werden. Die in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform des Verfahrens bezieht sich auf Boscan-Rohöl,
Die lig. zeigt schematisch die Ausführung des Verfahrens, Wie dargestellt, wird ein Boscan-Rohöl von einem Behälter, einem Tankschiff oder einer Ölquelle bei irgendeiner Temperatur zwischen 85 und 16O0JP (29f4 und 71,1 C) entnommen und in eine Rohrleitung eingeführt. Eine wässrige Lösung einer oberflächenaktiven Substanz wird hergestellt und dem Rohöl zugesetzt, um ein Öl-in-Wasser-Gemisch zu bilden, da3 bei Bewegung eine Öl- und Wasser-Emulsion bildet. Geeignete Verhältnisse und Arten der oberflächenaktiven Substanzen sind in der Tabelle 2 weiter unten
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angegeben. Das derart gebildete Gemisch wird durch das Rohrleitungssystem gefördert, das Zwischenstationen und zwischengeschaltete Lagerbehälter, falls erforderlich, enthalten kann. Am Rohrleitungsendpunkt wird das Gemisch auf eine höhere Temperatur von wenigstens 93»30C erwärmt und in einen Separator eingespeisto Das entwässerte Rohöl wird an der Oberseite des Separators abgezogen, und das Wasser, das, falls erforderlich, wieder verwendet werden kann, wird vom Boden abgenommen,,
Herstellung des Öl-in-Wasser-Gemisches
Nach der Erfindung wird ein Öl-in-Wasser-Gemisch dadurch hergestellt, daß ein Rohöl mit einer verdünnten wässrigen Lösung eines oberflächenaktiven Stoffes gemischt wird. Die obere Ölgrenze der Mischung wird durch die geringste, für die Bildung einer kontinuierlichen Wasserphase erforderliche Wassermenge bestimmt. Für die meisten Öle liegt die obere Grenze bei etwa 85 bis 90 $> für stabile Rohrleitungsverhältnisse. Demnach kann mit nur etwa 10 bis 15 $> Wasser eine kontinuierliche wässrige Phase hergestellt· werden. Bs ist äußerst wichtig, daß das Gemisch eine Öl-in-Wasser-Emulsion bei Bewegung bildet und nicht eine Wasser-in-Öl-Emulsion, da die letztere äußerst unerwünschte Eigenschaften für den erfindungsgemäßen Zweck hätte»
Eine wässrige Lösung des oberflächenaktiven Stoffes wird
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dem Öl zur Bildung des gewünschten Gemisches zugesetzt. Wie erwähnt, kann die Wassermenge nur etwa 10 bis 15 % betragen. Die oberflächenaktive Substanz wird dem Wasser zugesetzt, bevor das Wasser mit dem Öl vermischt wird. Nach der vorliegenden Erfindung werden nicht-ionisierte oder ionenfreie oberflächenaktive Stoffe verwendet. Nichtionisierte oberflächenaktive Stoffe, die für die vorliegende Erfindung verwendbar sind, können aufgrund der Bindungen in fünf Grundtypen eingeteilt werden, siehe "Emulsion Theory and Practice" von P. Becher, AOS Monograph, No. 162, 1965, Reinhold Publishers, New York. Diese fünf !Typen sind Äther-Bindung, Ester-Bindung, gemischte Bindung und Mehrfach-Bindung. Für die Verwendung nach der vorliegenden Erfindung werden nicht-ionisierte oberflächenaktive Stoffe mit Äther-Bindung bevorzugt. Die bevorzugt erfindungsgemäß zu verwendenden Stoffe werden aus einer Gruppe gewählt, die die folgenden allgemeinen Formeln umfaßt:
R-/~~Vo- (OH2OH2O)n H
-0- (CH2CH2O)n H
Darin sind R^ und Rg irgendwelche Kohlenwasserstoffgruppen und n,. und n2 = 4 bis 100.
Wie oben erwähnt, können andere oberflächenaktive Stoffe,
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wie z.B, mit Esterbindung und Amidbindung, erfindungsgemäß verwendet werden. Die allgemeine Formel für die Stoffe mit Esterbindung ist:
0
R-C-O- (CH2CH2OXnH
worin R eine !Fettsäuregruppe und η = 4 bis 100 ist.
Die allgemeine Formel für die oberflächenaktiven Stoffe mit Amidbindung lautet:
0 (CH0CH0O) H
η i ά ά η1
R = -C-O-N
wobei R irgendeine Kohlenwasserstoff-Gruppe und n^ und n2 = 4 bis 100 ist.
Die ganz besonders, für die Verwendung nach der Erfindung zu bevorzugenden nicht-ionisierten oberflächenaktiven Stoffe sind Nonylphenoxypoly-(äthylenoxy)-Äthanole. Besonders günstige Ergebnisse sind mit oberflächenaktiven Substanzen erzielt worden, die 10 bis 15 Mole Äthylenoxid pro Mol Nonylphenol enthalten. Diese oberflächenaktiven Stoffe zeigen mit ansteigender Temperatur abnehmende Wasserlöslichkeit. Emulsionen, die mit diesen Arten von oberflächenaktiven Stoffen gebildet worden sind, haben
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haben eine gute Stabilität bis zu 16O0F (71f1° 0) und genügende Stabilität im Bereich von 160 - 175° F (71»1 bis 79,40G).Bei Temperaturen im Bereich von 200° F
(95,3° C) erfolgt die Trennung von Öl und Wasser schnell, und durch Schweretrennung kann Öl mit einem niedrigen Restwassergehalt hergestellt werden.
Besonders geeignete oberflächenaktive Substanzen werden aus einer Gruppe ausgewählt, die Stoffe mit den allgemeinen Formeln
R-/ Vo- (CH2GH2O ),nH und
-(CH2GH2O)nH
enthält, wobei R, R^ und R2 irgendwelche Alkylradikale sind und η = 4 bis 100 ist.
Nachstehend wird eine Aufstellung der besonders zu bevorzugenden oberflächenaktiven Stoffe gegeben:
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Tabelle I CO 430 C12H25
C12H25 		η
CO 530 C9H19 14
6
4
CA 630 6
Hersteller-Bezeichnung R CO 710 C9If1 g 9
NIW -
ΝΙΟ -
IGEPAL		 CO 730 C9H 9 10 - 11
IGEPAL CO 850 CqH 15
IGEPAL co 887 °9H19 20
IGEPAL co 990 C9H19 30
IGEPAL DM 710 2,4-Dinonyl 100
IGEPAL DM 970 2,4-Dinonyl 10 - 11
IGEPAL Gemisch chemisch
gleichartig wie
IGEPAL CO 887		 50
IGEPAL
IGEPAL
IGEPAL
DME
Geeignete oberflächenaktive Substanzen mit Esterbindung enthalten z.B. Stoffe mit den folgenden allgemeinen Formeln:
( M)
C-(C6H11Og)-(C2H4O)20H und
Die Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse bei einer Anzahl von Versuchen, die mit verschiedenen Kombina.tionen von Öl-Wasser-Verhältnissen, oberflächenaktiven Stoffen und Prozentsätzen dieser Stoffe ausgeführt worden sind und die
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sich als brauchbar für die Bildung förderfähiger Emulsionen nach der Erfindung erwiesen haben« Die Ergebnisse zeigen, daß geeignete Gemische mit Wasser erzielt werden können, das 0,05 io des oberflächenaktiven Stoffes, bezogen auf das zugesetzte Wasser, enthält. Allgemein wird jedoch bevorzugt, das Gemisch mit wenigstens etwa 0,1 f» des oberflächenaktiven Stoffes, bezogen auf das zugesetzte Wasser 9 herzustellen. Der durch die Bildung des förderfähigen Gemisches erzielte Vorteil ergibt sich deutlich im Fall des Boscan-RohöleSo Die Zähflüssigkeit von reinem Boscan-Rohöl beträgt 80.000 Centipoise bei 700F (21,10O). Die Zähflüssigkeit einer Emulsion,die 75$ Boscan-Rohöl und 25 96 Wasser enthält, beträgt jedoch nur 50 Centipoisen bei 700F (21,10O). Die Tabelle 2 zeigt Eigenschaften der verschiedenen Gemische aus Boscan-Rohöl, Wasser und oberflächenaktiven Stoffen.
Tabelle II Chemischer Zu
satz VoI^
Name in Wasser		 0,10 Viskosität
d.Gemisch»
0C ep		 93 io Wasser,
die in bei
93,3°C abge-
tr.Öl bleibe
Muster
Nr.		 Öl/Wasser-
Verhältnis		 CO 710 0,10 47,2 78 11,7
1 75/25 CO 710 0,10 44,4 55 2,0
2 75/25 CA 630 0,10 46,7 67 10,8
3 75/25 CA 630 0,10 42,2 60 2,0 -
4 75/25 DM 970 0,10 49,4 69 12,5
5 75/25 DM 970 0,10 42,2 91 2,4
6 75/25 DME 0,10 42,8 100 10,5
7 75/25 DME 0,10 40,0 59 3,9
8 75/25 NIW 0,10 48,9. 56
9 75/25 NIW 0,10 50,0 46 10,6
10 75/25 NIW 46,7 2,1
11 75/25
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Tabelle II (Fortsetzung)
Ohemischer ZuMuster Öl/Wasser- satz Yolfo Nr. Verhältnis Name in Wasser
Viskosität d.Gemisch, 0O cp
ia Wasser, die in bei 93,30O abgetr.Ö'1 bleiben
12
13
14
15
16
17
18
80/20
80/20
75/25
75/25
80/20
85/15
80/20
75/25
80/20
75/25
80/20
75/25
80/20
75/25
80/20
80/20
75/25
80/20
80/20
80/20
75/25
75/25
75/25
75/25
75/25
75/25
75/25
NIW
NIW
NIW
NIW
NIW
NIW
σο 710
OO 730
σο 730
OO 850
00 850
OO 887
OO 887
OO 436
σο 436
OA 630
DM 710
DM 710
DM 970
DME
NIW
NIW
' Visco-1111
Visco-1111
Visco-NIW
Visco-1111
σο 730
Visoo-1111
OO 850
0,10
0,10
0,05
0,05
0,05
0,05
0,10
0,10
0,10
0,10
0,10
0,10
0,10
0,10
0,10
0,10
0,10
0,10
0,10
0,10
0,15 0,20 0,20
0,05 0,05
0,05 0,05
0,05 0,05 52,8
48,9
47,8
48,9
50,6
50,6
46,1
46,7
43,3
43,9
44,4
47,2
39,4
47,2
43,3
48,9
48,9
46,7
45,6
0,30 41,1
49 48 11
43 26
97
92
147
142
187
102
188
104
149
48
64 55 93 159 68 72 45
81 45
95 89
10,0
10,3 11,0
10,2
8,6
8,0
11,9
12,0
12,0
11,0
8,7
11,6
8,0
9,0
10,5
9,7
11,0
11,0
15,0
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Die Torteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind auch mit einer Anzahl von anderen Rohölen demonstriert worden. Die Tabelle III zeigt die Eigenschaften von Gemischen, die mit kalifornischen Rohölen hergestellt worden sind, wobei Süßwasser und verschiedene oberflächenaktive Substanzen benutzt werden. Die kalifornischen Rohöle sind mit A9 B und C bezeichnet worden. Das Α-Rohöl hat eine API-Schwere von 12,17 und eine Viskosität von 14.000 Centipoisen bei 7o°0 (21,10O)* Das B-Rohöl hat eine API-Schwere von 12,17 und eine Viskosität von 19.000 Centipoisen bei 70° F (21,10C). Das O-Rohöl hat eine API-Schwere von 10,15 und eine Viskosität von 70.000 Centipoisen bei 700F (21,10C).
Tabelle III 75/25 Zu
satz		 Zusatz-
Konzen-
tr„in Wass„
VoI.-#		 Emulsionsvisko-
sität
Tempera- Viskosi-
tur 0C tat cp		 20
Öl/Wassa?-
Ölförder- Verhält
gebiet nis		 75/25 NIW 0,10 36,7 75
B 75/25 CO 850 0,10 37,2 24
B 75/25 DM 710 0,10 36,1 -
B 75/25 NIW 0,10 - 17
A 75/25 CO 850 0,10 47,2 20
A 75/25 DM 710 0,10 36,7 -
A ' 75/25 NIW 0,10 — 25
0 75/25 CO 850 0,10 37,8 — ■
0 DM 710 0,10 -
0
In Tabelle IV sind die Eigenschaften von Mischungen wiedergegeben, die mit den kalifornischen Rohölen A, B und C und
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wässrigen Lösungen, die aus IG-EPAL CO 850 hergestellt worden sind. Wie die Tabelle zeigt, wird das Gemisch sowohl mit Süß- als auch mit gefördertem Wasser hergestellt» Geeignete Mischungen wurden mit 0,04 % des oberflächenaktiven Stoffes gebildet.
Tabelle IV
ÖL/Wasser Wasser zentiation" Emulsionsviskosität Visko-
Öl- Verhältnis in Wass.VoI^ Tempera sit, ep
förder- gefördert. tur O
gebiet 75/25 gefördert. 0,10 97
B 75/25 geförderte 0,10 35,6 13
A 75/25 Süßwasser 0,10 37,8 ■"- "
σ 75/25 Süßwasser 0,10 — 19.
A 75/25 Süßwasser 0,08 43,3 15
A 75/25 Süßwasser 0,06 37,8 35
A 75/25 Süßwasser 0,04 28,9 12
A 75/25 Süßwasser 0,02 37,8 —
A 75/25 gefördert. 0,01 — —
A 75/25 gefördert« 0,10 - 14
A 75/25 gefördert. 0,08 34,4 9
A 75/25 Süßwasser 0,04 33,9 11
A 75/25 0,06 36,1 23
A 27,8
Wie sich aus den in den Tabellen II, III und IV dargestellten Daten ergibt, wird eine sehr starke Verbesserung mit Bezug auf die Viskosität dadurch erzielt, daß förderfähige Emulsionen aus den zähflüssigen Rohölen nach der Erfindung gebildet werden.
Wie oben erwähnt, ist die obere Grenze für das Öl/Wasser-Verhältnis durch die Wassermenge bestimmt, die zur Erzeugung
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einer geeigneten Öl-in-Wasser-Emulsion für Rohrleitungsförderung benötigt wird. Die obere Grenze für Öl liegt in den meisten Gemischen aus Rohöl und Lösung des oberflächenaktiven Stoffes zwischen etwa 85 und 90 %. Demnach beträgt die kleinste Menge Wasser, die erfindungsgemäß benötigt wird, zwischen 10 und 15 %. Die Tabelle V unten zeigt die Wirkung der allmählichen Verringerung des Wassergehaltes in dem wässrigen, die oberflächenaktive Substanz enthaltenden Gemisch. Das in Tabelle V verwendete Rohöl war ein kalifornisches Rohöl vom Typ A, das auf 1400P (600C) gehalten wurde. Die wässrige Lösung des oberflächenaktiven Stoffes bestand aus 0,1 # IGEPAL 00 850 in Förderwasser bei 720P (22,20C).*Es ist offensichtlich, daß die Öl-in-Wasser-Emulsionen bei den 75 : 25 bis zu 85 : 15-Gemischen gebildet wurden, weil die Gemische wässrig naß waren und elektrische Leitfähigkeit aufwiesen.
Tabelle V Wasserbenatzung
einer Glas		 Elektr.
Leitfähig		 Dispersion in Toluol
0/W fläche keit Wasser nein
da da da nein
75/25 da da da langsam
80/20 da da langsam langsam
85/15 nein nein sehr
90/10 langsam langsam
nein nein sehr
95/5 langsam
Tabelle TI zeigt die Wirkung der Veränderung des Öl/Wasser-Verhältnisses in Gemischen mit kalinfomischem Rohöl D.
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Das D-Rohöl hatte eine Temperatur von 1100F (43,3°C) und wurde mit einer wässrigen Lösung des oberflächenaktiven Stoffes gemischt, die aus 0,1 % IM 970 bei 720F (22,20O) gebildet wurde.
Tabelle VI
O/W Wasserbenetzung
einer Glas		 Elektr.
Leitfähig- .		 Dispersion in Α oluol
fläche keit Wasser nein
75/25 da da da nein
80/20 da da da nein
85/15 da da da nein
90/10 da da da da
95/5 nein nein nein
Die in den Tabellen Y und VI angefügten Daten zeigen, daß in den meisten Gemischen aus Rohöl und wässriger Lösung die obere Grenze für* Öl zwischen etwa 85 und 90 % liegt, um eine geeignete Mischung für die Rohrleitungsförderung herzustellen. Es ist zu beachten, daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verhältnismäßig hohe Öl/Wasser-Gemische im Bereich von 75 : 25 bis 90 : 10 hergestellt werden können,
Das Wasser, mit welchem die erfindungsgemäßen Gemische gebildet werden, braucht nicht destilliertes oder trinkbares Wasser zu sein. Die nicht-ionisierten oberflächenaktiven Stoffe werden nicht durch Salze beeinflußt, die im Wasser gelöst sind. Aus diesem Grunde können Lagerstättenwasser und sogar Seewasser zur Herstellung der erfindungsgemäßen Gemische verwendet werden. Dies ist eine besonders vorteilhafte Eigenschaft für den Feldbetrieb, da es unwirt-
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schaftlich sein kann, große Mengen von verhältnismäßig frischem Wasser zur Verwendung für das Verfahren bereit zu stellen. Tabelle VII zeigt die Eigenschaften eines Gemisches aus einem Boscan-Rohöl und einer wässrigen Lösung des oberflächenaktiven Stoffes für den Fall, daß das verwendete Wasser 100 $ Seewasser ist. Zwei Emulsionen wurden mit verschiedenen oberflächenaktiven Stoffen und mit Seewasser hergestellt, das unmittelbar aus dem Meer bei Huntington Beach, Kalifornien, entnommen wurde.
Tabelle VII
O/W-Verhältnis
ÖltemperaturF(0C)
Seewassertemperatur 0F (0C)
Oberflächenaktiver Zusatz
Zusatz Konzentration im Seewasser, VoIjS Dispergiert in Wasser elektrisch leitend Emulsionsviskosität
Trennung nach einstündigem
Stehenlassen bei 2000F (93,3 C) ^8 Volumen^ des im Rohöl zurück- ^1 bleibenden Wassers
Beförderung de3 Gemisches
Nachdem das Gemisch in der beschriebenen Weise hergestellt worden ist, kann es durch ein übliches Rohrleitungssystem gefördert werden. Während der Bewegung bildet das Gemisch eine Emulsion, welche sich wie stabile, homogene Flüssigkeit verhält, in der der Druckabfall während des Fließens
75/25 0) 95 75/25 0)
140 (60, 0) 41 (35, 0)
50 (10, ( 5, 111
CO 730 Visco 1
0,1 0,1
Da Da
Da D"a 200
183 ep b
F (36		 ,70C)
98°:
unter
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in Beziehung steht zu den normalen flüssigkeitsdynamischen Parametern der Viskosität, Dichte, dem Rohrleitungsdurchmesser, der Rohrleitung^ länge und der Strömungsgeschwindigkeit. Eine Erwärmung der Rohrleitung ist nicht erforderlich.
Bei einer durch Notfall verursachten Stillegung neigt das Öl/Wasser-Gemisch nach der vorliegenden Erfindung zur Zersetzung in getrennte Phasen. Die Ölleitung kann jedoch leicht wieder angefahren werden, ohne daß übermäßiger Anfahrdruck "benötigt wird, wobei sich die Emulsion ohne Schwierigkeiten erneut "bildet. Öl-in-Wasser-Gemische nach der Erfindung sind in einer Rohrleitung über Zeitspannen von "bis zu 64 Stunden stehengelassen worden. Am Ende dieser Zeit war das Anfahren normal, und es traten keine Schwierigkeiten auf. Der Emulsionsfluß wurde wiederhergestellt, und ungewöhnliche Anfahrdrucke wurden nicht beobachtete Chargenweiser Betrieb einer Rohrleitung, bei welchem eine erfindungsgemäß hergestellte Emulsion mit zwischenliegenden ladungen eines üblichen Niedrigviskosität-Öles verwendet wird, bildet ebenfalls keine Schwierigkeiten. Die erfindungsgemäß hergestellte Emulsion netzt die Rohrleitungswand mit einem Wasserfilm; das emulgierte Rohöl bleibt nicht an der Rohrleitungswand haften, Daher ist kein besonderer Räumvorgang erforderlich, bevor die Rohrleitung für ein andersartiges Öl verwendet wird.
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Trennung von Öl und Wasser
Nachdem das Öl- und Wasser-Gemisch in Gestalt einer Emulsion zum Bestimmungspunkt befördert worden ist, wird eine Trennung einfach durch Erwärmung herbeigeführt. Z.B. können Emulsionen, die bei 800P (26,70C) hergestellt werden und stabil bleiben, durch Erwärmung auf 2000P (93,30O) zersetzt werden, wodurch dem Öl und dem Wasser ermöglicht wird, sich zu trennen. Ein Gemisch aus Boscan-Rohöl und Wasser ist nach diesem Verfahren so getrennt worden, daß weniger als 3 Volumen- λ Prozente Wasser im Rohöl blieben«
Das von dem Öl abgetrennte Wasser ist vollkommen für die Wiederverwendung in dem ursprünglichen Öl-Wasser-Mischvorgang geeignet. Palis die Rückführung des Wassers nicht erwünscht ist, kann das Wasser durch übliche Verfahren zur Beseitigung von Raffinerie-Abwässern ebenfalls beseitigt werden.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    Verfahren zum Befördern zähflüssigen Rohöls durch eine Rohrleitung, dadurch gekennzeichnet. daß das Rohöl in Berührung mit Wasser, das ein ionenfreies oberflächenaktives Mittel enthält, zur Herstellung eines Öl- und Wasser-Gemisches gebracht wird, welches in bewegtem Zustand eine Öl-in-Wasser-Emulsion bildet und im Ruhezustand zur Trennung der beiden Phasen neigt, wobei die Wassermenge mindestens ausreichend für die Bildung einer kontinuierlichen Wasserphase gewählt wird, worauf das Gemisch zur Bildung einer Emulsion bewegt wird, die durch die Leitung gefördert und nach der Beförderung in Öl und Wasser getrennt wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dai3 das nicht-ionisierte oberflächenaktive Mittel aus einer Gruppe gewählt wird, die aus oberflächenaktiven Stoffen mit Ätherbindung, Esterbindung und Amidbinciunr be
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    94
    3. Verfahren nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß das V/asser wenigstens 0,04 # des nicht-ionisierten oberflächenaktiven Stoffes enthält,
    4. Verfahren nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht-ionisierte oberflächenaktive Stoff aus einer Gruppe gewählt wird, die aus
    R- / Vo- (CH2 CH2O Ϊ^Η. und
    -0-(CIH9OH0OL H.
    besteht, wobei R, R^ und R2 ein Kohlenwasserstoffrest und η und n^ = 4 bis 100 ist.
    5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser wenigstens 0,05 eines nicht-ionisierten oberflächenaktiven Stoffes enthält, welcher die allgemeine Formel R-O-(CH2CH2O)nH hat, in der R ein Alkylrest von CgH..,, bis C^2H21- . . und η den Molen Äthylenoxyd entspricht und eine Zahl von 4 bis 100 ist,
    6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
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    der nicht-ionisierte oberflächenaktive Stoff aus einer Gruppe mit der allgemeinen Formel
    R-/N-O-(CH2CH2O)nH
    gewählt wird, in welcher R ein Alkylrest von C8H1^ bis C-|2H25 *s^ und n ^en ^0-1-811 etthylenoxyd entspricht und eine Zahl von 4 bis 100 ist.
    7ο Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichw net, daß das Verhältnis von Rohöl zu Wasser im Bereich von 75 : 25 bis etwa 90 :10 liegt„
    8, Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Rohöl zu Wasser im Bereich von 75 : 25 bis 85 : 15 liegt.
    9· Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß für die Trennung von Öl und Wasser die Emul-
    sion auf eine Temperatur von etwa 93,3 C oder mehr erwärmt wird.
    10. Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß das Öl und das Wasser durch Schwereeinfluß unter Erwärmung auf etwa 93*30C bis 1210C getrennt werden«
    H/cm
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