DE1965553A1 - Verfahren zur Bildung von OEl-in-Wasser-Emulsionen mit viskosen Rohoelen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Bildung von Öl-in-Wasser-Emulsionen mit viskosen Rohölen Die Erfindung bezieht sich auf eine Methode zum Transportieren von viskosen Rohölen und betrifft insbesondere die Verwendung von nach Maß angesetzten Gemischen aus oberflächenaktiven Mitteln, mit denen sioh solche bl-in-Wasser-Emulsionen zu leicht transportablen, gering viskosen Gemischen aus Öl und Wasser fertigen lassen, die in geeigneter Weise gehandhabt werden kannen, Es wurde früher schon gefunden, daß man aus hoch viskosem Rohöl Öl-in-Wasser-Emulsionen mit geringer Viskosität bilden kann. Bei einem dieser Verrahren, welches in der noch im Prüfungsverfahren befindlichen amerikanischen Patentanmeldung Ser.No. 518,124 beschrieben ist, wird eine stabile Ol-in-Wasser-Emulsion dadurch geschaffen, daß ein viskoses Rohöl in Anwesenheit eines auf das Rohöl emulgierend wirkenden Mittels mit Wasser und einer Base in Kontakt gebracht wird. Eine andere Arbeitsweise, bei der bl-in-Wasser-Gemische verwendet werden, ist in der noch im Prüfungsverfahren befindlichen amerikanischen Patentanmeldung Ser.No. 599,125 erläutert. Dieses Verfahren beschreibt eine Methode zum Transportieren eines viskosen Rohöls in Form eines niedrige Viskosität aufweisenden Ölr und Wasser-Gemisches, welches, während es sich in Bewegung befindet, eine relativ stabile l-in-Wasser-Emulsion darstellt, das Jedoch, wenn es nicht mehr bewegt wird, die Tendenz hat, in getrennte Phasen auf zurahmen. Die in die ser Anmeldung beschriebene Emulsion wird durch Zugabe eines nichtionischen oberflächenaktiven Mittels zu dem Rohöl zubereitet.
• Zwar sind die zuvor kurz erläuterten Methoden im allgemeinen recht erfolgreich, Jedoch wurde gefunden, daß dann, wenn "wachsartige" Rohöle als Öl-in-Wasser-Emulsionen gehandhabt werden sollen, noch gewisse Schwierigkeiten vorhanden sind. Es besteht daher ein echter Bedarf für eine Arbeitsweise, mit der auch solche Rohöle, die einen hohen Stockpunkt haben, verarbeitet werden können. Typischer weise liegt der Stockpunkt von "Wachsartigen" Rohölen oberhalb gebräuchlicher Produktionstemperaturen, und die Rohöle erstarren, wenn sie auf Temperaturen unterhalb des Stockpunktes abkühlen. Im allgemeinen weisen Wachs artige" Rohöle Stockpunkte oberhalb etwa 32 bis 380 c auf.
• Infolge der Wachsablagerungen in den Produktionsvorrichtungen treten dadurch beträchtliche Produktionsprobleme auf.
• Es wird demzufolge eine Methode benötigt, mit der 11wachsartige" Rohöle so emulgiert werden können, daß sie sich einfach und in geeigneter Weise sowohl in als auch aus dem Bohrloch und auf der Oberfläche bewegen lassen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Methode zu schaffen.
• Erfindungsgemäß werden zwei oder mehr nichtionische oberflächenaktive Mittel benutzt, um eine Öl-in-Wasser-Emulsion mit einem wachsartigen" Rohöl zu schaffen, die dem Gemisch die erwünschten Eigenschaften bringt. Zu den Eigenschaften eines Ol-Wasser-Systems, die eine erfolgreiche Durchftlhrurig des Verrahrens sichern, gehört die Fähigkeit des Gemisches, Stahl oberflächen wasserbenetzbar zu machen. Dementsprechend ist eine der charakteristischen Eigenschaften der erfindungsgemäß nach Maß gebildeten zusammengesetzten oberflächenaktiven Mittel deren Fähigkeit, mit dem in dem Gemisch vorhandenen Wasser bevorzugt Stahloberflächen, wie Gehäuse, Bohrgestänge und Produktions- oder Leitungs-Rohre, zu benetzen. Eine weitere bedeutende Eigenschaft der erfindungsgemäß benutzten zusammengesetzten oberflächenaktiven Mittel ist deren Fähigkeit, eine relativ stabile bl-in-Wasser-Emulsion zu bilden, Jedoch gleicherweise; der Emulsion eine solche Beschaffenheit zu geben, daß die Emulsion, wenn dies gewünscht ist, leicht gebrochen werden kann. Demzufolge muß das oberflächenaktive Mittel einerseits Eigenschaften aufweisen, die unter bestimmten Bedingungen eine relativ stabile Ol-in-Wasser-Emulsion garantieren, die Jedoch auch eine vergleichsweise leichte Auftrennung der Emulsion in getrennte tll- bzw. Wasser-Phasen unter anderen Bedingungen gestatten. Eine weitere sehr erwünschte Eigenschaft ist, speziell für die Verarbeitung von "wachsartigen" Rohölen, die Fähigkeit eines oberflächenaktiven Mittels, eine weichmachende Wirkung auf das in dem t)l vorhandene Wachs selbst bei Temperaturen unterhalb des Stockpunkts des öls auszuüben Einige oberflächenaktive Mittel haben die entsprechende FShigkeit-s relativ permanent erweichend auf das Wachs in einem waoheartigen Rohöl einzuwirken, wodurch das Rohöl selbst unterhalb des Stockpunkts des Rohöls viel leichter zu handhaben ist.
• Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird dementsprechend ein oberflächenaktives Mittel benutzt, welches eine Kombination aus zwei oder mehr oberflächenaktiven Substanzen darstellt, die wenigstens eine der zuvor erwähnten gewünschten Eigenschaften aufweisen. Eeispielsweise enthält ein für die erfindungsgemäßen Zwecke besonders vorteilhaftes zusammengesetztes oberflächenaktives Mittel ein Gemisch einer oberflächenaktiven Substanz, die die Fähigkeit hat, einem bl-Wasser-Gemisch die Eigenschaft zu geben, daß Stahloberflächen bevorzugt mit dem Wasser benetzt werden, mit einer anderen oberflächenaktiven Substanz, die unter bestimmten Bedingungen die Schaffung einer relativ stabilen bl-in-Wasser-Emulsion mit dem Rohöl ermöglicht, Jedoch unter anderen Bedingungen ein vergleichsweise leichtes Auftrennen des O15 und des Wassers in zwei getrennte Phasen erlaubt. Das zusammengesetzte oberflächenaktive Mittel gemäß der Erfindung enthält zweckmäßig auch noch eine solche oberflächenaktive Substanz, die die Fähigkeit hat, da Wachs in dem wachsartigen Rohöl zu erweichen und eine dementsprechend einfachere Handhabung des Rohöls zu erlauben. Es kann sich dabei um eine der zuvor erwähnten oberflächenaktiven Substanzen des GeJitsches oder um eine dritte oberflächenaktive Substanz handeln.
• Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden demzufolge eine oberflächenaktive Substanz, die einen hydrophilen Rest und einen hydrophoben Rest aufweist und den bl-in-Wasser-Emulsionen eine vergleichsweise gute Stabilität gibt, sowie eine oberflächenaktive Substanz, die einen hydrophilen Rest und einen hydrophoben Rest besitzt und die Wasserbenetzbarkeit von Stahloberflächen fordert, miteinander vermischt. Dieses Gemisch stellt dann ein zusammengesetztes oberflächenaktives Mittel dar, welches, wenn man es zum Emulgieren von Rohölen in Wasser verwendet, die oben erläuterten gewünschten Wirkungen bringt. Wenn das Rohöl hoch wachshaltig ist, wird erfindungsgemäß zweckmäßig dem Gemisch auch noch eine oberflächenaktive Substanz zugesetzt, die bei Temperaturen unterhalb des Stockpunktes des Rohöls eine weichmachende Wirkung auf das in dem Rohöl vorhandene Wachs auszuüben vermag.
• Im einzelnen wird beim erfindungsgemäßen Verfahren ein zusammengesetztes oberflächenaktives Mittel zubereitet aus einem Gemisch einer nichtionischen oberflächenaktiven Substanz, die in ihrem hydrophilen Rest mehr als 30 Xthylenoxyd-Gruppen enthält und als hydrophoben Rest eine 8 oder mehr Kohlenstoffatome enthaltende Kohlenwasserstoff-Gruppe besitzt, mit einer nichtionischen oberflächenaktiven Substanz, die in ihrem hydrophilen Rest zwischen 12 und 8 Äthylenoxyd-Gruppen ausweist und als hydrophoben Rest eine 8 oder mehr Kohlenstoffatome enthaltende Kohlenwasserstoff-Gruppe besitzt. Das Gemisch wird vorzugsweise 40 bis 60 Prozent jeder der beiden oberflächenaktiven Substanzen zubereitet und ergibt dann eine zusammengesetzte oberflächenaktive Verbindung, Gie erfindungsgemäß eingesetzt werden kann.
• Sorern das Rohöl besonders wachshaltig ist, setzt man vorteilhaft dem Gemisch außerdem eine oberflächenaktive Substanz zu, die eine weichmachende Wirkung auf das Wachs hat. In diesem Fall sollte in der zusammengesetzten Mischung die 30 oder mehr Äthylenoxyd-Gruppen aufweisende oberflä¢henaktive Substanz in einer Menge von 40 bis 60 Prozent vorhanden sein. Die oberflächenaktive Substanz mit 12 bis 8 fithylenoxyd-Oruppen sollte in einer Menge von 20 bis 35 Prozent, und die oberflächenaktive Substanz mit der das Wachs weicher machenden Wirkung sollte in einer Menge von 10 bis 25 Prozent vorhanden sein.
• Das erfindungsgemäße oberflächenaktive Mittel ist brauchbar bei der Zubereitung von Ol-in-Wasser-Emulsionen. Die erfindungsgemäßen Ol-in-Wasser-Emulsionen haben niedrige Viskosität, amiernd eine solche Viskosität, wie sie eine kontinuierliche Wasserphase aufweist, und die sehr verschieden ist von der hochviskosen und häufig unbeweglichen nicht-emulgierten blphase.
• Im allgemeinen enthält die Öl-in-Wasser-Emulsion etwa 50 bis 80 oder 85 Prozent Öl. Gewöhnlich setzt man das oberflächenaktive Mittel dem Wasser zu und vermischt dann zwecks Herstellung einer Öl-in-Wasser-Emulsion die wässrige, oberflächenaktives Mittel enthaltende Lösung mit dem Öl. Das erfindungsgemäße zusammengesetzte oberflächenaktive Mittel ist besonders gut brauchbar zum Emulgieren von Öl, das sich unten in einem Bohrloch befindet. Es entsteht dabei eine Emulsion, die sich leicht an die Oberfläche pumpen läßt.
• Das erfindungsgemäße zusammengesetzte oberflächenaktive Mittel ist auch sehr vorteilhaft zur Bildung von Öl-in-Wasser-Gemischen, die zum Transportieren des Öls auf der Oberfläche, zum Beispiel in Plpellnes und dergleichen dienen.
• Eine bestimmte Anwendungsart des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, ein zusammengesetztes 5 oberflächenaktive 5 Mittel einzusetzen, welches die Bildung von Öl-in-Wasser-Emulsionen zur Handhabung Ton hochviskosen, einen hohen Stockpunkt aufweisenden wachshaltigen RohRllen ermöglicht.
• Weitere Anwendungsarten und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden speziellen Beschreibung ersiahtlich.
• Das zusammengesetzte oberflächenaktive Mittel wird nach M*ß im Hinblick auf das spezielle Rohöl, aus dem eineÖlin-Wasser-Emulsion gebildet werden soll, gefertigt so, daß diese Emulsion während ihres Transportes entweder aus einem Bohrloch oder durch eine Pipeline ihre vorteilhaften Eigenschaften beibehält, daß sie sich Jedoch nach Beendigung des Transportes leicht in getrennte Öl- bzw. Wasser-Phasen brechen läßt. Das zusammengesetzte oberflächenaktive Mittel wird dem Wasser in relativ geringen Mengen-zugesetzt, bevor die wässrige, das oberflächenaktiveMittel enthaltende Lösung mit dem Öl vermischt wird. Beispielsweise kann man das oberflächenaktive Mittel dem Wasser in einem so niedrigen Konzentrationsanteil wie etwa 0,04 Prozent bis zu einem so hohen Gehalt wie etwa 10 Prozent oder mehr, bezogen auf die Gesamtmenge an Wasser, beigeben, Das Wasser, welches das nichtionische oberflächenaktive Mittel enthält, wird mit dem O1 in einem Verhältnis von etwa 50 bis 80 - 90 Prozent Öl und etwa 50 bis 15 - 10 Prozent Wasser vermisdt, Das obere Öl-Wasser-Verhältnis wird durch die Menge an Wasser limitiert, die erforderlich ist, um eine geeignet verarbeitbare Ol-in-Wasser-Emulsion zu schaffen. Diese obere Verhältnismenge liegt für die meisten oberflächenaktiven Mittel und Rohöle zwischen etwa 80 bis 90 Prozent Öl und 20 bis 10 Prozent Wasser. Man kann eine Öl-in-Wasser-Emulsion auch mit niedrigeren Öl-Wasser-Verhältnissen bilden. Dies gilt insbesondere für den Fall, daß die Emulsion innerhalb eines Bohrlochs, angren&end an eine Pumpe, gebildet wird. Es kann dementsprechend irgendein beliebiges Öl-Wasser-Verhältnis, welches unterhalb der oberen Limitierung für das Wasser Verhältnis gelegen ist, mit dem sich eine Öl-in-Wasser-Emulsion bilden liest, für die erfindungsgemäßen Zwecke eingesetzt werden.
• Nicht alle oberflächenaktiven Substanzen weisen alle gewünschten Eigenschaften, die für die Gewinnung geeigneter Ol-in-Wasser-Emulsionen mit allen Rohölen notwendig sind, auf. Dies gilt insbesondere dann, wenn stark wachshaltige Rohöle verarbeitet werden sollen und wenn es erwünscht ist, die Gewinnung und Handhabung eines wachshaltigen Röhöls bei Temperaturen unterhalb dessen Stockpunkt zu erleichtern.
• Diejenigen Eigenschaften von oberflächenaktiven Substanzen, die insbesondere Bedeutung haben für die Gewinnung einer Öl-Wasser-Mischung sind: (1) Die Fähigkeit, Stahloberflächen durch die Emulsion wasserbenetzbar zu machen; (2) Stabilität der Ol-in-Wasser-Emulsion unter bestimmten Bedingungen in Abstimmung mit (3) einer leichten Aufspaltbarkeit in Öl und Wasser unter anderen Bedingungen; und (4) unter bestimmten Umständen die Fähigkeit, bei Temperaturen unterhalb des Stockpunkts das Wachs zu erweichen, welches in speziellen wadshaltigen Rohölen vorhanden ist.
• Es wurde gefunden, daß oberflächenaktive Substanzen, die mehr als 30 Xthylenoxyd-Gruppen in ihrem hydrophilen Rest enthalten und an ihren hydrophoben Resten Kohlenwasserstoff-Gruppen mit 8 oder mehr Kohlenstoffatomen aufweisen, besonders brauchbar sind, um Öl-in-Wasser-Emulsionen Stabilität zu verleihen Manchmal lassen sich Jedoch Emulsionen, die ausschließlich mit dieser Art von oberflächenaktiven Substanzen gebildet worden sind, nur schwierig in getrennte t)l- bzw. Wasser-Phasen aufrahmen, wenn dies gewünscht wird.
• Andererseits wirken solche oberflächenaktive Substanzen, mit denen sich Emulsionen zubereiten lassen, die die gewünschten Eigenschaften der Wasserbenetzbarkeit von Stahl oberflächen aufweisen, häufig nicht zur Erzelung der erforderlichen hohen Stabilität der Emulsionen. Die wasserbenetzbar-machenden oberflächenaktiven Substanzen sind solche, die in ihren hydrophilen Resten etwa 8 bis 12 Xthylenoxyd-Gruppen enthalten und deren hydrophobe Reste aus Kohlenwasserstoff-Gruppen mit 8 und mehr Kohlenstoffatomen gebildet sind. Weiterhin haben solche bl-in-Wasser-Emulsionen, die mit zwischen 8 und 12 Athylenoxyd-Gruppen in ihren hydrophilen Resten aufweisen den oberflächenaktiven Substanzen zubereitet worden sind, die Neigung, unter bestimmten Bedingungen vergleichsweise leichter in getrennte Ö1- bzw. Wasser-Phasen auf zurahmen.
• Demzufolge ist es, wenn man die begehrtesten Eigenschaften bei einer vorgegebenen Öl-in-Wasser-Emulsion erreichen will, notwendig, ein zusammengesetztes oberflächenaktives Mittel aus zwei oder mehr oberflächenaktiven Substanzen zu bilden, welches die Fähigkeit hat, der Emulsion diese gewUnschten Eigenschaften zu geben.
• Als besonders zweckmäßig hat sich erwiesen, ein solches zusammengesetztes oberflächenaktives Mittel erfindungsgemäß zu verwenden, das besteht aus einem Gemisch von zwischen 40 und 60 Prozent Je einer oberflächenaktiven Substanz, die die Fähigkeit zur Bildung einer stabilen Öl-in-Wasser-Emulsion hat, und einer anderen oberflächenaktiven Substanz, die der Emulsion die Eigenschaft, Stahioberflächen wasserbenetzbar zu machen, zu verleihen vermag. Sofern spezielle Schwierigkeiten auftreten, weil das Rohöl eine extrem wachsartige Natur hat, ist es vorteilhaft, daß dem Rohöl ein oberflächenaktives Mittel beigegeben wird, welches bei einer Temperatur unterhalb des Stockpunkts das Wachs weichmacht. Zur Feststellung, welches oberflächenaktives Mittel ein bestimmtes Wachs unterhalb des Stockpunkts des Rohöls weichzumachen befähigt ist, kann man im Versuchsmaßstab eine Reihe von Vorversuchen vornehmen. Im allgemeinen weist eine für diesen Zweck in Betracht kommende oberflächenaktive Substanz zwischen etwa 8 und 12 Athylenoxyd-Qruppen auf 0 in einem Fall, der den Zusatz eines weichmachende Wirkung auf das Wachs in einem Rohöl aufweisenden oberflächenaktiven Mittels wünschenswert macht, sollte dieJenige oberflächenaktive Substanz, die 30 oder mehr Athylenoxyd-Oruppen aufweist, in einer Menge von 40 bis 60 Prozent in dem zusammengesetzten Gemisch vorhanden sein. Diejenige oberflächenaktive Substanz, die die wasserbenetzbar-machende Eigenschaft verleiht und die zwischen 8 und 12 Athylenoxyd-Oruppen enthält, sollte in einer Menge von 20 bis 35 Prozent vorhanden sein, und das oberflächenaktive Mittel, das die das Wachs weichmachende Fähigkeit besitzt, sollte in einer Menge von 10 bis 25 Proo zent vorhanden sein.
• Die Wirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens wurde unter Verwendung von oberflächenaktiven Substanzen und zusammengesetzten oberflächenaktiven Mitteln veranschaulicht bei der Produktion und Handhabung von Red Wash - Rohöl.
• Red Wash - Rohöl ist ein wachsartiges Rohöl, dessen Stockpunkt im Bereich von etwa 32,2 bis 40,5°C liegt. Bei diesen Versuchen wurde eine Anzahl von oberflächenaktiven Substanzen alleine und in Kombination miteinander eingesetzt.
• Zwecks Vereinfachung werden die oberflächenaktiven Substanzen mit A, B und C beezelchnet, Die oberflächenaktive Substanz A hat die allgemeine Formel C9H19 O(CH2CH2O)n-1CH2CH2OH, mit n = 50. Die oberflädenaktive Substanz B hat die allgemeine Formel C13H27O(CH2CH2O)n-1CH2CH2OH , mit n 3 10.
• Die oberflächenaktive Substanz C hat die allgemeine Formel C8H17 O(CH2CH2O)n-1CH2CH2OH, mit n = 9.
• Die verschiedenen zusammengesetzten oberflächenaktiven Mittel waren aus den oberflächenaktiven Substanzen A, B und C hergestellt worden und wurden bezeichnet als Mix W-l, Mix W-2, Mix W-3. In der nachstehenden Tabelle I sind die Bestandteile, aus denen die zusammengesetzten oberflächenaktiven Mittel zubereitet wurden, in Volum-Prozenten angegeben.
• Tabelle e Kompositionen der zusammengesetzten oberflächenaktiven Mit;tel KomDosition in Volum-Prozenten Oberflächenaktives Mittel Mix W-l Mix W-2 Mix W-3 Oberflächenaktive Sub. A 56,5 44,0 40,0 Oberflächenaktive Sub. B 15,5 23,5 40,0 Oberflächenaktive Sub. C 28,0 32,5 20,0 Zahlreiche Untersuchungen wurden durchgeführt, in denen die Fähigkeit der oberflächenaktiven Mittel, einer Öl-in-Wasser-Emulsion die gewünschten Eigenschaften zu verleiehen, wie zuvor erläutert, verglichen wurden. Diese Untersuchungen wurden mit Red Wash - Öl durchgeführt, und die Prüfmethoden, die zur Beurteilung der verschiedenen oberflächenaktiven Substanzen und zusammengesetzten oberflächenaktiven Mittel benutzt wurden, sind nachstehend im einzelnen erläutert.
• Bestimmung der Stabilität von Öl-in-Wasser-Emulsionen Es wurde gefunden, daß man eine anscheinend stabile bl-in-Wasser-Emulsion in eine viskose, unerwünschte Wasser-inw Emulsion umkehren kann, wenn man auf die bl-in-Wasser-Emulsion mechanische Energie einwirken läßt. Dementsprechend kann man die Menge an mechanischer oder Misch-Energie, die erforderlich ist, um die Umkehrung der Öl-in-Wasser-Emulsion in eine Wasser-in-Öl-Emulsion zu bewirken, als ein Maß für die Stabilität der ursprUnglichen Öl-in-Wasser-Emulsion ansehen. Für die vorliegenden Untersuchungen wurden Proben von unter Verwendung verschiedener oberflächenaktiver Substanzen und zusammengesetzter oberflächenaktiver Mittel gebildeter Öl-in-Wasser-Emulsionen durch eine Verdrängerpumpe zirkuliert. Die zur Umkehrung der Emulsion erforderliche Misch-Energie wurde durch Aufzeichnung der Anzahl der Zirkulierungen, die die Emulsion durchführte, bevor die Umkehrung der Emulsion in eine Waaser-in-ol-Emulsion stattfand, bestimmt.
• Bei den speziellen Versuchen, die mit Red Wash - 01 durchgeführt wurden, waren die eingesetzten Emulsionen aus 210 ccm Red Wash - Öl und 90 ccm Red Wash Kompoundwasser bei einer Temperatur von etwa 500C zubereitet worden. Das Wasser enthielt 0,1 Volum-Prozent der ausgewählten oberflächenaktiven Substanz bzw. des nach Maß zusammengesetzten oberflächenaktiven Mittels, das geprüft werden sollte. Die Temperatur wurde bei etwa 50oC gehalten, und die Emulsion wurde mit einer Geschwindigkeit von 0,42 Durchgängen Je Sekunde durch eine Verdrängerpumpe zirkuliert, bis die Umkehrung erfolgte. Während des Durchpumpens wurde in dem fließenden Strom eine die elektrische Leitfähigkeit wiedergebende Meßsonde gehalten, an der der Zeitpunkt festgestellt wurde, an dem die Umkehrung stattfand. Die je Durchgang durch die Pumpe aufgewandte Misch-Energie ist theoretisch 2 äquivalent einem Fliefidruck-Abfail von o,56 kg/cm Die Ergebnisse der mit Red Wash - Öl durchgeführten Untersuchungen sind nachstehend in Tabelle II zusammengeSellt.
• Die am besten stabile Emulsion wurde mit der oberflächenaktiven Substanz A zubereitet und konnte mit 630 Durchgängen durch die Verdrängerpumpe zirkuliert werden, ohne daß Emulsions-Umkehrung stattfand. Die nächst bestens stabile Emulsion war die mit Mix W-2 gebildete. Diese Emulsion erlitt Umkehrung, nachdem sie 480 mal durch die Pumpe hindurch zirkuliert worden war. Die Stabilitäten der mit den oberflächenaktiven Substanzen und den Gemischen von oberflächenaktiven Substanzen zubereiteten Emulsionen waren im allgemeinen so ausreichend gut, daß die Stabilität der Emulsion keinen besonders kritischen Faktor bei der Auswahl eines oberflächenaktiven Mittels oder einer Kombination von oberflächenaktiven Mitteln für die Erleichterung der Handhabung von Red Wash- Rohöl darstellt. Wenn man Jedoch das Rohöl sehr häufig während der Handhabung und der Durchleitung durch Pipelines über eine oder mehrere Pumpstation schicken muß, dann ist es äußerst wtinschenswert, daß die Emulsion unter extremen Bedingungen stabil bleibt, und aus diesem Grund sollten dann nur die besseren oberflächenaktiven Substanzen und Gemische, die in Tabelle II veranschaulicht sind, eingesetzt werden.
• T a b e 1 1 e II Stabilität von 70/30 Red Wash - Öl / Red Wash - Wasser-Emulsionen bei ca, 500C (Konzentration an oberflächenaktivem Mittel = 0,1 Volum-Prozent der Wasserphase) Anzahl der Durchgänge durch Oberflächenätives Verdrängerpumpe, die erf order-Mittel in der Wasser- lich waren, bis Umkehrung einphase trat ohne Oberflächenaktive Sub.A 630 Oberflächenaktive Sub.B 400 Oberflächenaktive Sub.C 229 Mix W-1 360 Mix W-2 480 Mix W-3 310 Bestimmung der Fähigkeit eines oberflächenaktiven Mittels, Stahl oberflächen wasserbenetzbar zu machen Die Fähigkeit von wässrigen, oberflächenaktives Mittel enthaltenden Lösungen, bei etwa 500C Red Wash - Öl von Stahloberflächen zu verdrängen, wurde ermittelt. Bei diesen Versuchen wurden 20 g an Stahlkugeln mit einem Durchmesser von etwa 1,6 mm in eine Milch-Prüfflasche nach Babcock eingebracht und mit 1,5 ccm Red Wash - Öl gesättigt. Die PrUfflasche wurde dann mit Leitungswasser (annähernd 35 ccm), welches 0,02 Volum-Prozent der zu prüfenden oberflächenaktiven Substanz bzw. des zusammengesetzten oberflächenaktiven Mittels enthielt, aufgefüllt. Die Flaschen wurden während einer Zeitspanne von 30 Sekunden mit einer geringen Geschwindigkeit ( weniger als 75 G1 s) zentrifugiert, während sie bei etwa 500C gehalten wurden. Das Zentrifugier-Verfahren wurde nach Gutdünken so gewählt, daß der größte Anteil des Öls, Jedoch nicht alles, in einer vernünftigen Zeitspanne von den Stahlkugeln entfernt war. Das Volumen des entfernten Öls, welches sich in den kalibrierten Flaschenhälsen der Babcock-Flanschen sammelte, ergab ein Maß für die relative Fähigkeit der oberflächenaktive Mittel enthaltenden Lösungen, eine Stahloberfläche mit Wasser zu benetzen, Die charakteristischen Ergebnisse dieser Versuche sind nachstehend in Tabelle IIT zusammengefaßt. Die zur Entfernung des Öls von Stahlkugeln am besten wirksame einzelne oberflächenaktive Substanz war die oberfläohenaktive Substanz C. Gleich gut wirksam war das zusammengesetzte oberflächenaktive Mittel Mix W-2, welches die am besten geeignete Kombinationsmischung darstellte, die geprüft wurde.
• Es sei noch vermerkt, daß alle drei zusammengesetzten oberflächenaktiven Mittel die Stahloberfläche besser benetzten als die oberflächenaktive Substanz A.
• T a b e 1 1 e III Verdrängung von Red Wash - Öl von einer Stahloberfläche bei ca. 500C (Konzentration des oberflächenaktiven Mittels = 0,02 Volum-Prozent der Wasserphase) Prozent an Öl, welches nach Oberflächenaktives Mittel 30 Sekunden langem Zentriin der Wasserphase fugieren entfernt war ohne 49 Oberflächenaktive Sub. A 80 Oberflächenaktive Sub. B 90 Oberflächenaktive Sub. C 95 Mix W-1 90 Mix W-2 95 Mix W-3 93 Bestimmung der Fähigkeit der oberflächenaktiven Mittel zum Weichmachen von Rohöl bei Temperaturen unterhalb des Stookpunkts Die Fähigkeit verschiedener oberflächenaktiver Mittel, Red Wash - Rohöl bei Temperaturen unterhalb seines bei etwa 32,2 bis 40,5°C liegenden Stockpunkts zu erweichen, wurden ermittelt. Diese Eigenschaft, weichmachende Wirkung auf das Wachs bei Temperaturen unterhalb des Stockpunkts des Öls auszuüben, ist wichtig für nicht geheizte Fließ-Leitungen und trägt mit dazu bei, daß nach einer Betriebsstörung oder Stillegung waohshaltiges Öl wieder zu fließen beginnt.
• Es wurde bei ca. 50°C ein 50/50 Gemisch aus Red Wash - Rohöl und Red Wash - Kompoundwasser zubereitet. Das Wasser enthielt 0,1 Volum-Prozent der zu prüfenden oberflächenaktiven Substanz bzw. des zusammengesetzten oberflächenaktiven Mittels.
• Das Gemisch wurde mit einem elektrischen Rührer gerührt, und man ließ es unter fortwährendem Rühren abkühlen, bis es fest zu werden begann. Dann ließ man das Gemisch ungestört auf Zimmertemperatur abkühlen. Nachdem es bei Zimmertemperatur, bei annähernd 21°C, 15 bis 20 Stunden lang gestanden hatte, wurde das O1 visuell und physikalisch durch Prüfung mit einem Glasstab auf seinen Weichheitsgrad untersucht. Die qualitativen Ergebnisse sind in Tabelle IV zusammengefaßt. Das weicheste Red Wash - Rohöl, das unter Verwendung der oberflächenaktiven Substanz B allein erhalten worden war, hatte eine Textur, die ähnlich derJenigen von geschlagener Margarine war. Die Ergebnisse mit Mix W-2, die besten der untersuchten Mischungen, waren erheblich besser als dieJenigen, die unter Verwendung der oberflächenaktiven Substanzen A, bzw. C alleine erzielt werden konnten.
• T a b e 1 1 e IV Erweichung von Red Wash - Rohöl bei Temperaturen unterhalb dessen Stockpunkt (Konzentration an oberflächenaktivem Mittel = 0,1 Volum-Prozent der WasserPhase) Ob-erflächenaktives Mittel Ölerweichungs-Fähigkeit in der Wasserphase ohne am schlechtesten Oberflächenaktive Sub. A schlecht Oberflächenaktive Sub B bestens Oberflächenaktive Sub. C schlecht Mix W-l ziemlich gut Mix W-2 gut Mix W-3 schlecht Bestimmung der bl-Wasser-Auftrennung in getrennte Phasen Es wurden Trenn-Untersuchungen zur Bestimmung der Wirkung der verschiedenen oberflächenaktiven Substanzen und zusammengesetzten oberflächenaktiven Mittel auf den Restwasser-Gehalt des Red Wash - Rohöls durchgeführt. Die Fähigkeit, unter bestimmten Bedingungen die Ol-in-Wasser-Emulsion in getrennte Phasen aufzurahmen, ist eine wichtige Zusatzbedingung zu der Funktion der oberflächenaktiven Substanz bzw.
• des zusammengesetzten oberflächenaktiven Mittels, unter anderen Bedingungen eine stabile bl-in-Wasser-Emulsion zu bilden. Die Vorgänge und Ergebnisse dieser Untersuchungen sind nachstehend in den Fußnoten zu Tabelle V angegeben. Es wurden keine nennenswerten Unterschiede hinsichtlich des Restwasser-Gehaltes der Ölphase nach Auftrennung der Emulsionen, die unter Verwendung der oberflächenaktiven Substanzen A, B bzw. C alleine gebildet worden waren, gefunden. Insgesamt wurde die gegenüber dem Einsatz einzelner oberflächenaktiver Substanzen bessere Wasserabscheidung bei Verwendung irgend eines beliebigen der drei zusammengesetzten oberflächenaktiven Gemische, Mix W-l, Mix W-2 bzw. Mix W-3 erzielt. Von den untersuchten zusammengesetzten oberflächenaktiven Mittel ergab Mix W-1 den niedrigsten durchschnittlichen Restwasser-Schnitt.
• T a b e 1 1 e V Wasser-Abtrennung von Red Wash - Rohöl Oberflächenaktives Restwasser - Gehalt der Ölphase n.Abtr.
• Mittel in der (c) (d) (e) Wasserphase Vers.lvaZVers.2 Vers.3 Vers.4 Vers.5 D.
• Oberfl.Sub. A 3,7% 3,0% 6,0% 3,5% 6,5% 4,8% Oberfl.Sub. B 3,5 Oberfl.Sub. C 3,5 Mix W-l 2,5 4,0 O 3,9 3.5 3,5 Mix W-2 2,4 4,0 3,7 6,5 4,2 Mix W-3 2,6 3,2 3,8 6,5 4,0 (a) Es wurden ein 50/50 Gemisch von Red Wash - Öl und Leitungswasser bei ca, 500C leicht vermischt und, während man es auf Zimmertemperatur abkühlen ließ, aufrahmen gelassen. Die Konzentration an oberflächenaktivem Mittel in dem Wasser betrug 0,2 Volum-Prozent.
• (b) Es wurde ein 50/50 Gemisch aus Red Wash - Öl und Red Wash - Wasser bei ca. 50°C leicht vermischt und zum Aufrahmen zwei Stunden lang in ein ca. 700C warmes Bad eingesetzt. Die Konzentration an oberflächenaktivem Mittel in dem Wasser betrug 0,1 Volum-Prozent.
• (c) Es wurde unter den gleichen Bedingungen wie bei (b) gearbeitet, mit dem Unterschied, daß das Ol-wasser-Gemisch vor dem Auf trennen 5 Minuten lang von Hand stark geschüttelt wurde.
• (d) Es wurde unter den gleichen Bedingungen wie bei (b) gearbeitet, mit dem Unterschied, daß das Öl-Wasser-Gemisch vor dem Auftrennen 10 Minuten lang mit einem elektrischen Rührer gerührt wurde, (e) Es wurde unter den gleichen Bedingungen wie bei (b) gearbeitet, mit dem Unterschied, daß das Öl-Wasser-Gemisch vor dem Auftrennen 20 Minuten lang mit einem elektrischen Rührer gerührt wurde.
• (r) Dies sind die Durchschnittswerte von (b), (c), (d) und (e) zum Vergleich der Ergebnisse der kombinierten oberflächenaktiven Mittel gegenüber denJenigen der oberflächenaktiven Substanz A.
• Die relative Bewertung der Gebrauchseigenschaften der oberflächenaktiven Substanz A, derjenigen oberflächenaktiven Substanz, die bisher zur Verarbeitung von Red Wash - Ölen gebräuchlicherweise benutzt wurde, gegenüber den zusammengesetzten oberflächenaktiven Mitteln hinsichtlich Jeder Eigenschaft des Öl-Wasser-Systems ist nachstehend in Tabelle VI wiedergegeben. Man erkennt, daß mit Mix W-2 die besten Gebrauchseigenschaften insgesamt erhalten wurden0 Im Durchschnitt gesehen verhielten sich alle drei Gemische, Mix W-l, Mix W-2 und Mix W-3 besser als die oberflächenaktive Substanz A.
• Tabelle VI Relatives Gebrauchsverhalten der zusammengesetzten oberflächenaktiven Mittel und der oberflächenaktiven Sub. A Eigenschaften des Relattve Bewertung der Gebrauchseig.
• Öl-Wasser-Systems Sub. A Mix W-l Mix W-2 Mix W-3 Wasserbenetzung von Stahloberfl. 4 3 1 2 Stabilität der Ol-in-Wasser-Emulsion 1 3 2 4 Wachs-Weichmachung 3-4 2 1 3-4 Öl-Wasser-Separation 4 1 3 2 Unter Zugrundelegung der Ergebnisse dieser Prüfungen besteht das für die Behandlung eines wachsartigen Rohöls der Art Red Wash bevorzugt zu verwendende zusammengesetzte oberflächenaktive Mittel aus etwa 40 bis 6o Prozent einer oberflächenaktiven Substanz der allgemeinen Formel C9H19 O(CH2CH2O)n-1CH2CH2OH, mit n in der Bedeutung einer ganzen Zahl von 40 bis 100, 10 bis 25 Prozent einer oberflächenaktiven Substanz der allgemeinen Formel C13H27O(CH2CH2O)n-1CH2CH2OH, worin n eine ganze Zahl von 8 bis 12 bedeutet, und 25 bis 35 Prozent einer oberflächenaktiven Substanz der allgemeinen Formel C8H17 O(CH2CH2O)n-1CH2CH2OH, mit n in der Bedeutung einer ganzen Zahl von 8 bis 12.
• Man kann irgendein beliebiges Gemisch verwenden, das eine Öl-in-Wasser-Emulsion ergibt. Im allgemeinen ist dies dann der Fall, wenn wenigstens 20 Prozent an das zusammengesetzte oberflächenaktive Mittel enthaltendem Wasser vorhanden sind.
• Gewöhnlich ist es erwUnscht, daß noch zusätzliches Wasser anwesend ist. Das zuvor beschriebene zusammengesetzte oberflächenaktive Mittel sollte in der Wasser-Lösung in Mengen von etwa 0,02 bis 5,0 Volum-Prozent vorhanden sein, Vorzugsweise enthält das Wasser wenigstens 0,1 Volum-Prozent an zusammengesetztem oberflächenaktivem Mittel.
• Besonders vorteilhaft hat sioh fUr die Verwendung bei der Behandlung von wachsartigem Rohöl des Typs Red Wash das zusammemgesetzte oberflichenaktive Mittel Mix W-2 erwiesen, welches etwa 44,0 Volum-Prozent einer oberflächenaktiven Substanz der Formel C9H19 O(CH2CH2O)49CH2CH2OH , 23,5 Volum-Prozent einer oberflächenaktiven Substanz der Formel C13 7o(CH2CH2o)9CHCH2oHs und 32,5 Volum-Prozent einer oberflächenaktiven Substanz der Formel C8H17 O(CH2CH2O)8CH2CH2OH enthält. Dieses zusammengesetzte oberflächenaktive Mittel-wird mit Wasser in einer Menge von wenigstens 0,02 Volum-Prozent, vorzugsweise in einer Menge von wenigstens 0,1 Volum-Prozent vermischt. nie wässrige, das oberflächenaktive Mittel enthalten Lösung wird dann mit dem Öl zusammengemischt.
• Die Men ge an wässrigem oberflächenaktivem Mittel enthaltender Lösung ist so ausreichend, daß eine Öl-in-Wasser-Emulsion entsteht. Diese Menge liegt üblicherweise bei wenigstens 20 Prozent der Gesamtmischung.
• Es sind zwar nur spezielle Ausführungsformen und Anwendungsarten der vorliegenden Erfindung beschrieben worden, Jedoch ist die Erfindung nicht nur auf diese Ausführungsformen beschränkt, sondern im Umfang der nachstehenden Ansprüche zu verstehen.

Claims (8)

Patent ansprüche

1. Verfahren zur Verbesserung der Beweglichkeit eines wachsartigen Rohöls, dadurch gekennzeichnet, dass eine Öl-in-Wasser-Emulsion aus Öl und Wasser und einem zusammengesetzten oberflächenaktiven Mittel gebildet wird, welches zubereitetworden ist aus einem Gemisch einer nichtionischen oberflächenaktiven Substanz, die mehr als 3 o Äthylenoxyd-Gruppen in ihrem hydrophilen Rest und als hydrophoben Rest eine 8 oder mehr Kohlenstoffatome aufweisende Kohlenwasserstoff-Gruppe enthält, und einer nichtionischen oberflächenaktiven Substanz, die in ihrem hydrophilen Rest 8 bis 12 Äthylenoxyd-Gruppen enthält und als ihren hydrophoben Rest eine 8 oder mehr Kohlenstoffatome aufweisende Kohlenwasserstoff-Gruppe besitzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede der oberflächenaktiven Substanzen in einer Menge von 40 bis 60 Prozent enthalten ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die eine der oberflächenaktiven Substanzen eine solche der allgemeinen Formel CgHlg 0 ( CH2CH20 ) n-lCH2CH2°H uns die andere der oberflächenaktiven Substanzen eine solche der allgemeinen Formel C13H27O(CH2CH2O)n-1CH2CH2OH oder C8H17 O(CH2CH2O)n-1CH2CH2OH ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zusammengesetzte oberflächenaktive Mittel 40 bis 60 Prozent einer oberflächenaktiven Substanz der allgemeinen Formel CgH19 O(CH2CH2O)n-1CH2CH2OH, worin n eine ganze Zahl von 40 bis loo bedeutet, lo bis 25 Prozent einer oberflächenaktiven Substanz der allgemeinen Formel C13H27O(CH2CH2O)n-1CH2CH2OH, worin n eine ganze Zahl von 8 bis 12 wiedergibt, und 25 bis 35 Prozent einer oberflächenaktiven Substanz der allgemeinen Formel a8H17 O(CH2CH2O)n-1CH2CH2OH, worin n eine ganze Zahl von 8 bis 12 bedeutet, enthält.

5. Ol-in-Wasser-Emulsion aus einem wachsartigen Rohöl, Wasser und einem oberflächenaktiven Mittel, dadurch gekennzeichnet, dass das oberflächenaktite Mittel ein zusammengesetztes oberflächenaktives Mittel ist, welches zubereitet worden ist aus einem Gemisch einer nichtionischen oberflächenaktiven Substanz, die mehr als 3o Äthylenoxyd-Gruppen in ihrem hydrophilen Rest enthält, und als ihren hydrophoben Rest eine 8 oder mehr Kohlenstoffatome aufweisende Kohlenwasserstoff-Gruppe besitzt, und einer nichtionischen oberflächenaktiven Substanz, die in ihrem hydrophilen Rest 8 bis 12 Äthylenoxyd-Gruppen enthält und als ihren hydrophoben Rest eine 8 oder mehr Kohlenstoffatome aufweisende Kohlenwasserstoff-Gruppe besitzt.

6. Öl-in-Wasser-Emulsion nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jede der oberflächenaktiven Substanzen in einer Menge von 40 bis 60 Prozent enthalten ist.

7. Öl-in-Wasser-Emulsion nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die eine der oberflächenaktiven Substanzen eine solche der allgemeinen Formel C9H19 O(CH2CH2O)n-1CH2CH2OH und die andere der oberflächenaktiven Substanzen eine solche der allgemeinen Formel C13H27O(CH2CH2O)n-1CH2CH2O oder C8H17 O(CH2CH2O)n-1CH2CH2OH ist.

8. Öl-in-Wasser-Emulsion nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zusammengesetzte oberflächenaktive Mittel 40 bis 60 Prozent einer oberflächenaktiven Substanz der allgemeinen Formel C9H19 O(CH2CH2O)n-1CH2CH2OH, worin n eine ganze Zahl von 40 bis loo bedeutet, lo bis 25 Prozent einer oberflächenaktiven Substanz der allgemeinen Formel C13H27O(CH2CH2O)n-1CH2CH2OH, worin n eine ganze Zahl von 8 bis 12 wiedergibt, und 25 bis 35 Prozent einer oberflächenaktiven Substanz der allgemeinen Formel C8H17 O(CH2CH2O)n-1CH2CH2OH, worin n eine ganze Zahl von 8 bis 12 bedeutet, enthält.