DE2301526A1 - Verfahren und mittel zur entfernung von oelen, fetten und dergleichen - Google Patents

Description

Patentanwälte Ditl.-Ing. R Vlickmainn,

Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. R A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH S6O82O

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

217,642/Dr. K.

Herschell J, McCunn

Verfahren und Mittel zur Entfernung von Ölen« Fetten und

dergleichen

In der US-Patentschrift 705 253 wird ein Verfahren zur Entfernung von Öl aus Wasser beschrieben, welches die Wiederverwendung des Wassers in Dampfmaschinen gestattet. Bei diesem Verfahren werden Magnesiumkörper, z.B. Magnesit, Dolomit, Serpentin, Olivin, Asbest und Chrysolit, verwendet. Diese Mineralien werden mit dem verunreinigten Wasser vermischt, wodurch sie sich mit dem Öl vereinigen und bewirken, daß sich dieses absetzt oder filtrierbar wird. Alle diese Mineralien sind unlöslich oder praktisch unlöslich und verursachen keine Kesselschäden durch Ausfällung von Ablagerungen.

Beim Problem der Verschmutzungskontrolle ist die gewünschte Löslichkeit der Körper umgekehrt, wie sie für die Reinigung

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von Kesselwasser benötigt wird. Es ist anzustreben, ein Mineral zu haben, das das Öl zum Sinken oder zum Aufsteigen bringt und das nach dem natürlichen chemischen und biologischen Abbau des Öls in Lösung geht und eine Status-quo-Bedingung zurückläßt. Das Mineral darf dem verwendeten Wasser gegenüber nicht toxisch oder lebenden Organismen gegenüber schädlich sein. Schließlich darf es zu keinem Verunreinigungsstoff werden.

Kanalisationssysteme, Ölraffinerien, technische Anlagen sowie' von der Küste abseits gelegene Ölherstellungsanlagen stellen schwerwiegende Quellen für Abstromwässer, die mit Öl verschmutzt sind, dar. Eine Emulsion aus Öl und Wasser strömt durch die besten Filter und Trennsysteme. Wenn die Emulsion einmal in dem Wasser verloren gegangen ist, dann bricht sie in Wasser und einen dünnen Ölfilm auf, der an die Oberfläche aufsteigt, wo er für die Ökologie schädlich sein kann. Auch Verschüttungen aus Tanker, Unfälle auf Raffinerieplattformen und dergleichen stellen Verschmutzungsquellen dar. Obgleich das Volumen des auf diese Weise freigesetzten Öls im Vergleich zu den industriellen und anderen Verschmutzungsquellen nicht so groß ist, sind doch die Verschüttungen spektakulär und die resultierenden Schlämme bewirken große örtliche Schaden. Es sind bereits Pulver bekannt, die das Öl zum Absinken bringen. Jedoch hat das Problem des Vermischens mit dem ausgeschütteten Öl bislang die erfolgreiche Verwendung verhindert.

Ziel der Erfindung ist es, ein Gemisch zu schaffen, das wenn es einmal auf einen Ölfleck bzw. eine Ölstelle aufgesprüht ist - bewirkt, daß sich das Öl mit dem Pulver vermischt, wodurch das Öl zum Sinken gebracht wird. Dabei soll das Gemisch der Ökologie gegenüber harmlos sein und das Gemisch soll sich nach dem bakteriellen Abbau des Öls lang-

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sam und ohne Schaden in dem Wirtsvrasser auflösen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Mittels und eines Verfahrens zur Flottierung von Öl von natürlich vorkommenden Teersanden. Dabei soll ein chemisches Gemisch zu dem Sand gegeben werden und der Sand sodann durch ein Wasserbad geleitet werden. Die Chemikalie soll sich dabei in Gegenwart von Wasser unter Bildung von Kohlendioxidgas umsetzen, welches die Öltröpfchen an die Oberfläche flottiert, wo das Öl von dem Wasser als ölreicher Schaum abgetrennt werden kann.

Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein Verfahren und ein Mittel zur Verfügung zu stellen, das die rasche und leichte Bewegung von Ölen, Fetten und Wachsen und anderen ähnlichen Materialien gestattet.

In der US-Patentschrift 3 422 000 wird ein Verfahren zum Abtrennen von Öl aus Teersand beschrieben, bei welchem eine besondere Natriumphosphatverbindung verwendet wird. Es bildet sich ein ölreicher Schaum, aus welchem das Öl abgetrennt wird. Dieses Verfahren verwendet Dampf mit einem Detergens, um den Sand auszuwaschen.

Es ist somit ein weiteres Ziel dieser Erfindung, ein kaltes chemisches Verfahren zur Gewinnung von öl aus Teersand zu schaffen.

Geringe Ölmengen (weniger als 100 ppm) werden auch von den besten mechanischen Abstreifungseinrichtungen, Sieben und chemischen Behandlungseinrichtungen nicht erfaßt und treten daraus aus. Die behördlichen Vorschriften in den USA erfordern aber, daß Abwässer, die in von der Küste abwärts gelegenen kontinentalen Schelfen abgegeben werden, nur 50 ppm oder weniger Öl enthalten dürfen.

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Bei Ölemulsionen, die mit kleinen Teilchen von Sand, Schlakke vend, basischen Sedimenten bei der Ölherstellung gebildet werden, treten Probleme auf* Das Öl flottiert nämlich beim Ablassen in das Meer weder noch sinkt es in diesem Zustand .ab, sondern flockuliert häufig und trennt sich von dem Sand etc. ab. Das Öl steigt als Ölfleck auf und die Feststoffe sinken ab. Zu anderer Zeit bleiben diese öligen Verunreinigungen in Suspension und schädigen die Atmungs- und Verdauungssysteme von Wasserorganismen. Es besteht daher ein Bedarf nach einem System, das flockuliert und das das Öl zum Flottieren bringt, wobei die Feststoffe absinken, so daß das Öl abgerahmt werden kann und anderweitig verworfen werden kann.

Die vorliegende Erfindung schafft nun ein Mittel und ein Verfahren zur Bewegung von Öl, Fett und anderen ähnlichen Substanzen mit einem solchen Mittel. Ein solches Mittel hat die Fähigkeit, die Entfernung von Ölen, Fetten, Wachsen und dergleichen von einer Stelle unter Zuhilfenahme von Wasser zu ermöglichen, wobei keine Dispergierung oder Emulgierung erfolgt oder die Entstehung von Materialien bewirkt wird, welche nur schwierig vollständig von dem Wasser abzutrennen sind. Das erfindungsgemäße Verfahren ist zum Reinigen von Ölabwässern, zum Reinigen von Oberflächen von Tanks, Auskleidungen etc., die ein Öl, z.B. ein genießbares Öl, enthalten haben, zur Wiedergewinnung von Öl aus Teersanden und zum Pelletisieren von Wachsen zum Pumpen als Aufschlämmung mit Wasser oder einem anderen fließfähigen Medium geeignet.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit dem Wasser eine geringe Menge von Natriumbicarbonat und Gips vermischt. Das Gemisch setzt sich unter Bildung von Kohlendioxid um, das sich an dem suspendierten Öl anhängt und dieses an die Oberfläche flottiert, wo es abge-

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streift werden kann. Der Gips ist ein "bewährtes Ton- und Schlacke- bzw. Schlammflockulierungsraittel, das bewirkt, daß sich die Feststoffe (Gips, Ton und/oder Schlacke bzw. Schlamm) rasch am Boden absetzen, wo sie abgezogen, gesiebt und zum späteren Verwerfen aufbewahrt werden können. Die Feststoffe können als Bodenkonditioniermittel verwendet werden, da sie für den Boden nicht schädlich sind, wenn sie in vernünftigen Mengen zugemischt werden. Das Wasser von den Feststoffen wird durch das Verfahren zurückgeführt. Es sollte nicht abgelassen werden. Die chemische Umsetzung von Gips und Natriumbiearbonat bildet Natriumsulfat, das gegenüber dem Leben in dem Meer harmlos ist, sowie Calciumhydroxid, das gleichfalls harmlos ist. Das Meer enthält im übrigen selbst beide Mineralien.

Der resultierende Ausstrom wird nach dem Abstreifen und nach der Ausfällung der Feststoffe aus der Lösung sodann in einen zweiten Tank geleitet, wo er mit einem Gemisch von Kalk und Meerwasser verdünnt wird. Dies erfolgt, damit umgeleitete Materialien oder öl von dem Wasser abgetrennt wird. Der erhöhte pH-Wert, der von der sehr geringfügigen Zugabe von Kalk herrührt^ und die Abkühlung des Abstroms durch Verdünnung bewirkt, daß sogar die feinsten Teilchen ihre ölhaltefähigkeit aufgeben, wodurch das Aufsteigen des Öls gestattet wird, wo es abgestreift werden kann. Die abgesunkenen Feststoffe werden gefangen und abgezogen, um verworfen zu werden. Das Wasser aus dem zweiten Tank sollte nur geringfügige Ölmengen enthalten, die innerhalb der annehmbaren Werte gemäß der USGS- und EPA-Richtlinien liegen. Das Wasser enthält auch fast keine basischen Sedimente, Sand, Schlamm oder Ton. Es kann ohne Schäden mit den Wirts-Meerwässern vermengt werden.

Die erste Phase der Erfindung, d.h. diejenige des Absinkens der Öle oder der Ölverunreinigungen, sieht die Verwendung

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des gepulverten Sulfats von Calcium in Form von Gips vor. Die üblichen Namen sind: Stuckgips, Gipshemihydrat, Modelliergips, Tünchgips und Landwirtschaftsgips. Die Formel ist CaSO^·ηΗ₂0. Das gepulverte Sulfat von Calcium (Gips) bewirkt, wenn es zu öligen Abstromwässern zugesetzt wird, daß das Öl den Gips absorbiert. Der Gips vermischt sich leicht mit dem Öl selbst in Gegenwart von Wasser. Der Gips erhöht das spezifische Gewicht des Öls, das er berührt, wodurch bewirkt wird, daß das Öl auf den Boden absinkt. Wenn Bakterien das Öl abgebaut haben, dann löst sich der Gips langsam auf und eine Status-quo-Bedingung wird erzielt. Es kann zweckmäßig sein, das abgesunkene Öl zur Verwerfung abzuziehen.

In der zweiten Phase der Erfindung, d.h. derjenigen der Flottierung des Öls oder der ölverunreinigungen zu Reinigungszwecken, kann das gleiche Gemisch verwendet-.werden, mit der Ausnahme, daß eine geringe Menge Natriumbicarbonat (1 bis 60%) zu dem gepulverten hydratisieren Calciumsulfat (Stuckgips, Gipshemihydrat etc.) zugesetzt· wird. Das Natriumbicarbonat und der Gips setzen sich unter Bildung von Kohlendioxid gemäß folgender Gleichung um:

CaSOy.-2H₉O + 2NaHCO, » Ca(OH)-+Na₉SO,+2C0_ot+2H-O

Die Nebenprodukte dieser Reaktion sind Natriumsulfat und Calciumhydroxid. Beide Stoffe sind für die Ökologie harmlos und treten in nahezu allen Wässern natürlich auf.

Ähnliche Reaktionen werden mit Magnesiumbittersalzen und Alaun erhalten, die sich für alle Phasen der vorliegenden Erfindung als Teil des Mittels geeignet erwiesen haben. Die ablaufenden Reaktionen können durch folgende Gleichungen dargestellt werden:

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,· 6H_o0+6NaHC0,—*
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0+NaHCO₃—^Mg (OH) _L

Die Verwendung von Gips, Magnesiumbittersalzen oder Alaun kann durch die Verfügbarkeit und die jeweiligen Kosten bestimmt werden. Es wird jedoch in Betracht gezogen, daß jedes Mittel verwendet werden kann, welches jede beliebige Kombination von Gips, Magnesiumbittersalzen und Alaun einschließt.

Das Kohlendioxidgas bewirkt, daß sich das Pulver und das Öl gründlicher durchmischen. Das Gas trägt die Ölemulsion nach oben, wo es über einen bestimmten Zeitraum als schwerer Schaum flottiert. In diesem Zustand kann der Schaum abgestreift oder schwerkraftsabgetrennt werden. In wenigen Stunden entweicht das Kohlendioxid in die Atmosphäre und das Öl sinkt sodann auf den Boden ab. Auf ruhigen Wässern bleibt eine dünne Ansammlung des Niederschlags auf der Oberfläche zurück. Eine sehr geringe Wellendurchbewegung bewirkt aber, daß diese Ansammlung des Niederschlags aufbricht und ebenfalls absinkt. Bei solchen Anwendungszwecken, wo das erfindungsgemäße Mittel dazu bestimmt ist, um das Öl zum Absinken zu bringen, wird es bevorzugt, lediglich genügend Natriumbicarbonat zuzusetzen, daß ein angemessenes Mischen und die Bildung von genügend Kohlendioxid gewährleistet wird, daß die Viskosität des Öls vermindert wird, um zu gewährleisten, daß der Rest des Mittels mit dem Öl gründlich vermischt wird.

Das Gemisch aus Natriumbicarbonat und Gips kann auf den Ölflecken bzw. die Ölstelle als nasse Lösung aufgesprüht oder aus der Luft trocken aufgestäubt werden. Die Umsetzung mit dem Natriumbicarbonat bewirkt, daß das Öl und der Gips sich gleichmäßiger und vollständiger in mehreren Stunden vermischen. Wenn das Gas sich zerstreut, dann sinkt der Ölfleck auf den Boden ab. Dem Gemisch können Bakterien zuge-

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setzt xyerden, um eine raschere Zerstreuung des Öls in die natürliche Umgebung über die normale Geschwindigkeit für die natürlichen chemischen und biologischen Prozesse hinaus zu bewirken. Vermutlich steigert die Anwesenheit des erfindungsgemäßen Mittels die bakterielle Aktivität. In der Zwischenzeit ist das Öl außerhalb der Reichweite von windgetriebenen Strömungen, die das ausgeschüttete Öl auf die Küste drücken können.

Das Gemisch von Natriumbicarbonat und gepulvertem hydratisierten Calciumsulfat hat die Fähigkeit, daß es Öl von Gegenständen entfernt. Es kann dazu verwendet werden, um Öl von Sand und anderen Sedimenten sowie von organischen und anorganischen Stoffen während einer Ölverschüttung zu entfernen. Es flottiert das Öl als schweren Schaum at>. Es kann auch dazu verwendet werden, Tanks und Kielräume von Schiffen zu reinigen. Das Gemisch kann als trockene Masse an Bord der Tanker und Schiffe gebracht werden und im Bedarfsfall mit dem Meerwasser vermischt werden. Es wird als ein Hochdruckstrom des Reinigungsmittels auf die verschmutzte Fläche aufgebracht. Der resultierende Abstrom könnte durch Schwerkraft abgetrennt werden oder auf dem Meer einfacherweise über Bord abgelassen werden, wobei das Öl auf den Boden absinken würde. Es würden sich keine Ölflecke ausbilden, wie es der Fall ist, wenn Tanker auf dem Meerj in Kanälen, Buchten oder Häfen gereinigt werden. Das Kohlendioxid würde die Feuergefahren vermindern, welche während des Reinigungsprozesses auftreten könnten.

Das gepulverte Gemisch von hydratisiertem Calciumsulfat und Natriumbicarbonat ist ein sicheres, nicht-toxisches und relativ billiges Material, das dazu verwendet werden kann, um Öl oder mit Öl verunreinigtes Wasser zu kontrollieren. Es bewirkt, daß das Öl absinkt oder aufsteigt, je nachdem, wie es zur Entfernung oder Verwerfung gewünscht wird.

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Das einzigartige Merkmal der Reinigungswirkung der erfindungsgemäßen Mittel führt dazu, daß eine Bewegung des Öls als mechanischer Prozeß anstelle eines Emulgierungs-, eines Lösungsmittels- oder Dispergierungsprozesses gestattet wird. Die Tatsache, daß der Prozeß in seiner Natur mechanisch ist, macht dieses nicht-verschmützend, da das Öl durch Abstreif-"bzw. Abschöpfeinrichtungen abgetrennt werden kann. Auch enthalten die Mittel keinen Phosphor oder Schwermetalle, wobei entsprechende Versuche gezeigt haben, daß ihr biochemischer Sauerstoffbedarf gleich null ist. Ferner arbeiten die Mittel bei einem nahezu normalen pH-Wert und sie erfordern keine Zugabe von starken Basen, wie es üblicherweise beim ölreinigen der Fall ist. Das Mittel arbeitet sehr -wirksam, wenn der pH-Wert zwischen 5,5 und 7,5 liegt. Es kann in einem pH-Bereich von 5,5 bis 9,5 arbeiten.

Ein besonders vorteilhaftes Merkmal der erfindungsgemäßen Mittel ist es, daß sie in Salzwasser geringfügig besser arbeiten, was vermutlich auf eine bessere Ionisierung zurückzuführen ist. Die gebildeten Salze sind wasserlöslich und für das Wasser nicht schädlich, da sie natürlich in allen Wässern als Ergebnis des Abbaus von Gesteinen durch Regenwasser auftreten. Ein Test des Natriumbicarbonat-Gips-Gemisches hai; ergeben, daß das tierische Leben ungefähr 20000 mg/l dieser Salze tolerieren kann. Ein solches Gemisch hat einen erheblich höheren Sättigungsgrad als alle Abströme hätten, die in Kanalisation und dergleichen abgelassen wurden.

Es wurde ein Emulgierungstest vorgenommen, bei welchem eine bekannte Menge von Rohöl und Sojabohnenöl in einen Behälter mit dem Reinigungsmittel gebracht wurde und stark durchbewegt wurde. Das Reinigungsmittel schäumte und flottlerte das Öl. Es wurde von der Oberseite der Flüssigkeit abgeflutet und entfernt. Der Abstrom wurde absetzen gelassen. Eine 1-1-Probe wurde durch ein unabhängiges Laboratorium

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auf den Öl- und Fettgehalt untersucht. Es enthielt 18 ppm Öl und Fett, was als in den Genauigkeitsbereich der Testeinrichtung fallend angesehen wird.

Die Ergebnisse zeigten, daß durch das Reinigungsmittel praktisch keine Emulgierung erfolgte.

In einer Anlage für Speiseöl wurde ein Fe.ldtest durchgeführt. Das Gips-Natriumbicarbonatgemisch wurde dazu verwendet, um drei Eisenbahntankwagen von Speiseöl zu reinigen. Gemische von 0,45 bis 0,91 kg (1 bis 2 pounds) Reinigungsmittel Je 3,8 1 (1 gallon) heißes Wasser (65,6°C - 150⁰F) wurden durch ein Tankwagenreinigungssystem (Kapazität 7570 2000 gals.) geleitet, wobei eine Standard-Hochdruck-Drehreinigungsdüse bei einer Geschwindigkeit von 568 1 (150 gals.) Je Minute und einem Druck von 10,5 kg/cm (150 psi) verwendet wurde. Das Gemisch reinigte nicht nur die Innenseiten der Tanks auf Werte unterhalb der USDA-BeStimmungen, sondern auch an der Außenseite des Wagens altes erhärtetes Öl sowie restliches öl von einer Beton-Dockanlage unterhalb der Wagen, wodurch diese in einer ölfreien Bedingung zurückblieben. Bodenstellen, die mit Speiseölflächen versehen waren, wurden im Inneren der Anlage gereinigt. Das erfindungsgemäße Gemisch saugte das Öl besser auf als die bislang verwendeten alkalischen Detergensprodukte. Das Gemisch griff Jedoch die Bodenmaterialien nicht an, wie es bei den bislang Verwendeten Reinigungsmitteln der Fall war. Das mit öl durchweichte Gips-Natriumbicarbonat-Gemisch würde von dem Öl abgetrennt, als es mit Wasser gewaschen wurde, und die Öle konnten in Fettfallen der Anlage aufgefangen werden. Das Produkt, das derzeit zur Reinigung der Anlage verwendet wurde, emulgierte das öl und leitete es in eine städtische Abwasseranlage mit hohen Verunreinigungsgraden.

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Es wurde eine beschränkte Untersuchung mit einem Rohöl vom Bunker-"C"-Typ durchgeführt. Solche Öle wurden durch das Reinigungsmittel aufgeschäumt, um einen Transport des Öls durch verschiedene Anlagen zu fördern. Ein Gemisch von Rohöl und Wachs wurde ebenfalls durch Verwendung des wäßrigen Natriumbicarbonat-Gips-Gemisches aufgeschäumt und sodann erhärten gelassen. Das resultierende, erhärtete bläschenförmige Wachs wurde sodann zum Transport als Aufschlämmung von Wachsklinkern und Wasser leicht aufgebrochen. Auf diese Weise wird ein schwieriges Tankerbeladungsproblem überwunden, das auf die Wachsabsetzung oder Abscheidung in Leitungen, Pumpen und Tanks zurückzuführen ist, das beim Abkühlen während des Entladens auftritt.

Es wurde ein Feldtest durchgeführt, bei welchem eine Stelle eines öldurchweichten Bodens, umgeben von einer Grasnarbe, mehrere Wochen stehengelassen wurde, während welcher Zeit kein Gras ausgebreitet wurde, um die^nit Öl durchweichte Stelle zu bedecken. Ein 50/50-Gemisch von Gips und Natriumbicarbonat wurde in die öldurchweichte Stelle mit einem VoIumen von 0,45 kg je 0,09 m (1 pound ^e square foot) mit einer Tiefe von 7,6 cm (3 inches) eingepflügt. Sodann wurde die Stelle mit Wasser geflutet. Das Gemisch setzte sich um und entfernte erfolgreich einen hohen Prozentteil des Öls. Es brach auch die Luftbeschränkungseigenschaften des Öls durch Bewegung des Gases durch den Boden auf und gab der verschmutzten Stelle die Fertilität im allgemeinen wieder. Innerhalb weniger Wochen bedeckte Gras die Stelle, als Erdenbakterien rasch das restliche Öl abbauten, da die Luftblockierungsschicht des Öls unterbrochen worden war.

Es wurden ITersuche zur Flockulierung und Filterung von ÖlherStellungs-Abwässern durchgeführt, wobei Klinker von porösem Gips verwendet wurden, welche aus einem Gemisch von 99,5/o Gips (calciniert) und 0,5% Natriumbicarbonat ge-

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bildet worden waren. Die Klinker aus diesem Gemisch ergaben gute Ölfilterungsbettmaterialien. Die öldurchweichten Klinker können pulverisiert und in die Pipeline zum Transport an die Küste von außerhalb der Küste gelegenen Plattformen oder ähnlichen Anlagen gegeben werden. Das Gips-Natriumbicarbonat-Gemisch ist feuerbeständig und kann von dem Öl in der Raffinerie entfernt werden. Es kann sodann als Erdkonditioniermittel oder als Landfüllmasse verwendet werden. Es könnte auch in einer Raffinerie-Wasserbehandlungsanlage verwendet werden oder zur Wiederherstellung von Klinkern wiederverwendet werden.

Federn und Wolle, die stark mit Öl verunreinigt worden waren, wurden mit dem erfindungsgemäßen Mittel bestäubt. Dieses entfernte das meiste des freien Öls und gab den eingeschlossenen Fasern ihre Freiheit zurück. Beim Eintauchen in warmes oder lauwarmes Wasser reagierte das restliche, mit dem Öl durchweichte Pulver und entfernte das restliche Öl sehr zufriedenstellend.

In der dritten Phase der Erfindung wird ein Gemisch (50-50) aus Gips und Natriumbicarbonat zu einem zerkleinerten Aggregat von Teersand gegeben. Der Sand sollte zuerst mit einem leichten Grad eines Lösungsmittelöls behandelt werden, um die Viskosität des Öls mit niedriger Gravität zu erniedrigen, das an den Sandkörnern haftete. Hierzu kann z.B. Kerosin oder Treiböl etc. verwendet werden. Das Gemisch wird sodann in ein Wasserbad geleitet, wo der Gips und das Natriumbicarbonat sich unter Bildung von Kohlendioxid umsetzen. Das Kohlendioxid hat eine Affinität für den Kohlenwasserstoff und haftet an dem Öl, wodurch bewirkt wird, daß das Öl nach oben unt.er Bildung eines ölreichen Schaums auf der Oberfläche flottiert v/ird. Der Schaum kann abgeschöpft bzw. abgestrichen werden und durch ein Wasserbad geleitet werden, um

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Abscheidungen oder Feststoffe, die sich in dem Öl angesammelt haben können, zu entfernen. Die zurückbleibenden Feststoffe können sodann durch eine Flottationseinheit geleitet werden, wo restliches Öl und Kohlendioxid durch Rühren abgetrieben werden können.

Der gereinigte Sand kann zu der Entfernungsstelle zurückgeleitet werden und das Wasser kann zurückgeführt oder freigesetzt werden. Die verwendeten Materialien sind keine Verschmutzungsstoffe, wobei nur Ca(OH)₂ (Kalk) und Na₂SO^ (Natriumsulfat) gebildet \\rerden. Keiner dieser Stoffe ist für die Ökologie schädlich. Die beschriebenen Materialien sind billiger als die derzeit verwendeten Phosphate. Die Detergentien benötigen eine Heißwasser- und Wasserdampfphase für die Reinigung und Schaumbildung, was einen weiteren Energiebedarf erforderlich macht. Diese Phase wird bei dem kalten chemischen Prozeß nicht benötigt, wodurch die Kosten vermindert werden. Dieser chemische Prozeß arbeitet jedoch schneller in warmem Wasser oder in salzigem Wasser als in kaltem frischen Wasser.

Zusammenfassend kann gesagt werden, daß das gepulverte Gemisch aus hydratisiertem Sulfat von Calcium, Magnesium oder Aluminium und Natriumbicarbonat sicher und billig ist, um Öl von Teersanden abzutrennen.

Schwere oder viskose Öle und Wachse stellen bei der Verschiffung, der Lagerung, der Raffinierung und Produktion Probleme dar. Solche Öle und Wachse erhärten, wenn sie abkühlen, und dichten sämtlichen Strom durch Leitungen und Pumpen ab. Die erfindungsgemäßen Mittel können mit diesen Ölen und Wachsen verwendet werden, um ihre Handhabung zu vereinfachen. Die Mittel setzen Kohlendioxid frei, das bewirkt, daß diese Öle und Wachse schaumig werden. Solange

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das schaumige Öl bei mäßigem Druck gehalten %irird, kann es wie die herkömmlichen Rohprodukte gehandhabt werden. Die Wachse werden, wenn sie dem Kohlendioxid ausgesetzt werden, in ihrem schaumigen Zustand abgekühlt, da die Reaktion des Mittels endotherm ist. Solche Wachse werden schwach und spröde. Sie können durch einen Hochdruckwasserstrahl aufgebrochen werden und zur Lagerung als Wachsklinker in einer wäßrigen Aufschlämmung gepumpt werden, ohne daß die Gefahr einer Abscheidung in den Leitungen und Pumpen besteht.

Es wird angenommen, daß, wenn das Wachs in Gegenwart des Gemisches abgekühlt wird, beispielsweise wenn es von einem Brunnen abgepumpt wird, es auf den Abkühlungsplatten auf kleine Mineralteilchen abscheidet, welche zu größeren Wachspellets wachsen, wenn die Abscheidung des Wachses weiter fortschreitet. Die Pellets strömen zu der Oberfläche mit den Froduktionsflüssigkeiten als eine Aufschlämmung und sie können rasch davon abgetrennt werden. Bei einer solchen PeI-letisierung erfolgt in den Produktionseinrichtungen keine Abscheidung.

Derzeit werden Riesenmengen von Ölen mit niedriger Viskosität produziert bzw. es bestehen Planungen zu ihrer Herstellung. Derzeit werden Glycerin und heißes Wasser in die Bohrlöcher hinabgepumpt, um das Rohprodukt auf die Oberfläche zu bringen. Dabei müssen diese erhitzt gehalten werden, um die Bewegung zu erleichtern. Das Mittel aus Gips und Natriumbicarbonat kann in mäßig heißem Wasser hinabgepumpt werden und es verändert die Viskosität und den Tropfpunkt des Öls, wenn es aus dem Bohrloch herausströmt. Die Warmhaltung des Öls bei einem Druck, der die Freisetzung von Kohlendioxid verhindert, gestattet, daß das Öl wie ein herkömmliches Rohprodukt bev/egt wird. Das Kohlendioxid trägt .auch als Sicherheitsfaktor zur Handhabung der Öle bei, da

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hierdurch die Wahrscheinlichkeit der Bildung von explosiven Dämpfen vermindert wird. Das Mittel kann ■wiederverwendet werden, wenn das Öl durch einen Separator geleitet wird. Es könnte jedoch vorteilhaft sein, eine geringe Menge der Aufschlämmung mit dem Öl zu bewegen, um eine Abscheidung des Öls in Tanks und Pipelines zu verhindern. Das Mittel arbeitet in gebildetem Salzwasser sowie in Frischwasser. Das Wasser wird mit dem Öl nicht emulgiert, wie es bei dem wasserlöslichen Glycerin der Fall ist.

Wie in dem vorgenannten Bodentest gezeigt wurde, können ölige Böden durch Verwendung der erfindungsgemäßen Mittel wiederverwendet werden. Ölschlammgruben, alte Raffineriestellen und Öltanklagerungsstellen sowie zufällige Ölflecken verunreinigen den Boden mit Wasser. Das Öl bildet eine Luftblockierung über der Oberfläche des Bodens, wodurch verhindert wird, daß die das' Pflanzenleben unterhaltenden Bakterien wachsen, wodurch der Boden abstirbt. Dies ist ungefähr die gleiche Situation, wie wenn man Wachs über Gelees und Marmeladen gießt, um das Wachstum von Schimmel zu verhindern, und auf diese Weise das Produkt ruiniert. Das Mittel kann trocken oder naß mit dem öldurchweichten Boden vermengt werden. Dort wirkt es in der Weise, daß eine erhebliche Menge des Öls in das Waschwasser getragen wird. Dieses Wasser kann abgeschöpft und an den verunreinigten Flecken zurückgepumpt werden. Das zurückbleibende Öl stellt nicht langer eine undurchlässige luftdichte Blockierung dar. Es wird durch die Kohlendioxidgasbildung aufgebrochen und die Gasbewegung bildet wieder die Permeabilität aus, um eine Luftzirkulierung durch den Boden zu gestatten. Wenn dies einmal bewerkstellig ist, dann werden die Erdbakterien rasch mit dem restlichen Öl fertig und der Boden ist wiederum fruchtbar. In sehr stark verunreinigten Stellen kann diese Behandlung wiederholt werden, bis sie zufriedenstellend ist.

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Abgetrenntes Wasser aus Öl-Bohrungen enthält geringe Mengen von Öl. In küstenabwärts gelegenen Produktionsplattformen sind daher erhebliche Verschmutzungsquellen vorhanden. Weiterhin liegen ernstliche Probleme vor, wenn das Wasser zum Einspritzen in eine Wasserflutung oder einen Abwasserbrunnen verwendet wird. Diese geringfügigen Ölmengen bilden eine Blockierung an der Oberfläche der Formation und erfordern eine Behandlung.des Brunnens, um den Abbruch aufzuheben. Bei küstenabwärts gelegenen Vorgängen müssen, wenn eine Filterung von dem V/asser erfolgt, die Filter häufig gereinigt werden, wobei die entfernten Materialien, z.B. Öle, Schlämme und dergleichen, Abfallprobleme mit sich bringen. Ein Filterbett kann aus erhärteten Klinkern hergestellt v/erden, wie es zuvor erwähnt wurde. Das Produktionswasser kann flockuliert werden, indem eine geringe Menge von Kalk und Gips zugesetzt wird, und sodann durch das poröse Klinkerbett filtriert werden. Die Klinker sind geringfügig wasserlöslich und, wenn das Öl verunreinigt und verstopft, dann sollten die Klinker auch genügend v/eggelöst werden, daß die Permeabilität durch das Bett aufrechterhalten wird. Eine verunreinigte Klinkerschicht bildet sich auf der Oberseite des Betts aus. Dieses Material wird periodisch entfernt und durch frischen Klinker ersetzt. Der verunreinigte Klinker kann pulverisiert und in die Ölpipeline zur Küste gegeben werden. Der Gips ist feuerbeständig und fällt aus, wie es weiter oben erläutert wurde. Am Festland kann er für Ölstraßen oder als Bodenfüllung verwendet werden. Das Filtersystem wäre gegenüber derzeit vorliegenden Filtern vorteilhaft, da es keine Rückspülung und Reinigung benötigt. Daher ergeben sich keine Probleme mit verstopften Filtern und deren Verwerfung sowie mit rückgefluteten Abströmen, die in Installationen auf dem Festland ein Einholen erfordern. Das Rückfluten kann jedoch mit Natriumbicarbonat und Wasser bewerkstelligt werden.

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Es ist zu beachten, daß bei annehmbaren Konzentrationen das Calciumhydroxid rasch aus der Lösung ausfallen kann. In solchen und anderen Situationen, wo erhebliche Mengen von Calciumhydroxid gebildet werden, kann das Calciumhydroxid leicht wiedergewonnen und als Nebenprodukt verwendet werden.

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Claims (18)

Patentansprüche

1. Verfahren zur Entfernung von Öl und dergleichen aus Gemischen von Öl und Wasser, dadurch gekennzeich net, daß man über das Öl-Wasser-Gemisch gepulvertes hydratisiertes Calciumsulfat ausbreitet, um eine Vermischung des Öls mit dem Pulver und ein Absinken zu bewirken.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gemisch verwendet, welches 1 bis 6C$ Natriumbicarbonat enthält, um eine Flottierung des Öls zu bewirken.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Öl abstreift bzw. abschöpft, das durch das Kohlendioxid flottiert worden ist, welches aus dem Natriumbicarbonat freigesetzt worden ist.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3* dadurch gekennzeichnet, daß man das Kohlendioxid von dem Öl und dem hydratisierten Calciumsulfatgemisch entweichen und das Öl absinken läßt.

5. Verfahren zur Entfernung eines Ölfleckens bzw. einer Ölstelle von einer Wasseroberflache, dadurch gekennzeichnet, daß man auf dem Ölflecken bzw. der Ölstelle ein Gemisch von Natriumbicarbonat und Gips zur Abscheidung bringt, das gebildete Gas sich zerstreuen und das Öl-Gips-Gemisch absinken läßt, dem Gemisch Bakterien zusetzt, um die Zersetzung des Öls in den natürlichen Umweltsbedingungen des Wassers zu beschleunigen.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß man das Gemisch von Natriumbicarbo-

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nat und Gips auf dem ölverschmutzten Wasser als eine naße Lösung aufbringt.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gemisch von Natriumbicarbonat und Gips auf das ölverschmutzte Wasser durch trockenes Bestäuben von der Luft aufbringt.

8. Mittel zum Wegreinigen von Öl von Gegenständen, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Gemisch von Natriumbicarbonat und gepulvertem hydratisierten Calciumsulfat darstellt.

9. Mittel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Natriumbicarbonats 1 bis 6C$ des Gemisches von Natriumbicarbonat und gepulvertem hydratisierten Calciumsulfat' ausmacht.

10. Verfahren zur Entfernung von Öl von natürlich vorkommenden Teersanden, dadurch gekennzeichnet , daß man ein Gemisch von Gips und Natriumbicarbonat auf das zerkleinerte Aggregat von Teersand aufbringt, welcher zuvor mit einem Leichtgrad-Öllösungsmittel aus der Gruppe Kerosin und Brenn- bzw. Treiböl behandelt worden ist, und daß man das Gemisch einem Wasserbad unterwirft, um Kohlendioxid zu bilden, das an dem Öl haftet, und dieses an die Oberfläche flottiert.

11. Verfahren zur Entfernung von Öl von natürlich vorkommenden Teersanden, dadurch gekennzeichnet , daß man eine zerkleinerte Menge eines Aggregats von Teersand einem Wasserbad unterwirft und daß man in dem Bad chemisch Kohlendioxid herstellt, welches an dem Öl haftet und dieses an die Oberfläche flottiert.

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12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man das Kohlendioxid chemisch durch Umsetzung von Wasser mit einem Gemisch von Gips und Natriumbicarbonat herstellt.

13* Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß man den Gips und das Natriumbicarbonat in im wesentlichen gleichen Teilen verwendet. -

14. Verfahren zur Entfernung von Ölen und Fetten, dadurch gekennzeichnet , daß man in das Öl ein Gemisch aus Natriumbicarbonat und wenigstens einem der hydratisierten Sulfatsalze von Calcium, Magnesium und Aluminium einführt und daß man das Gemisch mit dem Öl kombinieren läßt, um das Öl zu entfernen.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß man das Öl und das Gemisch von der Stelle des Öls mit einer anderen Flüssigkeit strömen läßt.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Flüssigkeit Wasser ist.

17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Flüssigkeit eine Brunnenproduktionsflüssigkeit ist.

18. Mittel, um Öle, Fette und Wachse leicht bewegbar zu machen, dadurch gekennzeichnet , daß es Natriumbicarbonat und wenigstens ein hydratisiertes Sulfatsalz der Elemente Calcium, Magnesium und Aluminium enthält.

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