DE4240396A1 - - Google Patents

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine stabile, niedrigviskose bimodale Öl-in-Wasser-Emulsion und insbesondere eine bimodale Öl-in-Wasser-Emulsion mit einer diskontinuierlichen Ölphase, die durch zwei verschiedene mittlere Öltröpfchendurchmesser gekennzeichnet ist. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer stabilen, niedrigviskosen bimodalen Öl-in- Wasser-Emulsion, deren Viskosität im Verlauf der Zeit nicht altert.
Es gibt reichliche Reserven an viskosen Kohlenwasserstoffen. In Venezuela, Kanada, der Sowjetunion und den Vereinigten Staaten gefundene viskose Kohlenwasserstoffe niedriger API- Dichte, haben Viskositäten im Bereich von 10 000 bis mehr als 500 000 Zentipoise (cP) bei Umgebungstemperaturen und API- Dichten von weniger als 15. Diese Ölreserven liegen im allgemeinen weit enfernt von den großen Ölverbrauchszentren der Welt.
Viskose Kohlenwasserstoffe des oben beschriebenen Typs werden gegenwärtig entweder durch Dampfdruck in Verbindung mit mechnischem Pumpen, mechanisches Pumpen alleine oder durch Bergbauverfahren gefördert. Durch die hohe Viskosität der viskosen Kohlenwasserstoffe ist es unmöglich, sie mit konventionellen Hilfsmitteln zu befördern. Die alternativen Verfahren, die für die Behandlung viskoser Kohlenwasserstoffe entwickelt wurden, sind sehr kostenintensiv.
Die Herstellung von Emulsionen aus viskosen Kohlenwasserstoffen-in-Wasser erlaubt ein besseres Behandeln der viskosen Kohlenwasserstoffe, da - unter bestimmten Bedingungen - die viskosen Öl-in-Wasser-Emulsionen niedrigere Viskositäten als die viskosen Kohlenwasserstoffe selbst haben. Es ist bekannter Stand der Technik viskose Kohlenwasserstoffe zu transportieren, indem zuerst eine viskose Kohlenwasserstoff-in-Wasser-Emulsion hergestellt und danach die Emulsion, die eine niedrigere Viskosität hat, durch konventionelle Rohrleitungen gepumpt wird. Allgemein enthalten die zum Transport in der oben beschriebenen Weise hergestellten viskosen Kohlenwasserstoff-in-Wasser-Emulsionen Emulsionen, deren Anteil disperser viskoser Ölphase weniger oder gleich 70 Gew.-% beträgt. Der Ölgehalt ist üblicherweise auf einen Maximalwert von 70 Gew.-% beschränkt, was von der Tatsache herrührt, daß die Viskosität der Emulsion um einen exponentiellen Faktor ansteigt, wenn die disperse Ölphase über 70 Gew.-% ansteigt. Außerdem werden bei viskosen Kohlenwasserstoff-in-Wasser-Emulsionen mit dispersen Ölphasenkonzentrationen über 70 Gew.-% und monomodaler mittlerer Tröpfchendurchmesserverteilung (monomodal mean diameter droplet size distribution) konventionelle Mittel für den Transport der Emulsionen unbrauchbar aufgrund der hohen Viskosität der Emulsionen und der Komplexität des rheologischen Verhaltens der Emulsionen als Folge der viskoelastischen Natur dieser Emulsionen. Es ist bekannter Stand der Technik, daß die rheologischen Eigenschaften der Öl-in-Wasser-Emulsionen stark von der Verteilung und dem mittleren Öltröpfchendurchmesser beeinflußt werden. Bei jedem bekannten viskosen Kohlenwasserstoff-zu-Wasser-Verhältnis in einer Öl-in-Wasser-Emulsion und bei jeder vorgegebenen mittleren Öltröpfchendurchmesserverteilung verringert sich daher die Viskosität der resultierenden Öl-in-Wasser- Emulsion, sobald die Öltröpfchenverteilung polydisperser wird. Anders gesagt: eine monodisperse Emulsion hat eine größere Viskosität als dieselbe Emulsion mit polydisperser Tröpfchenverteilung.
Es ist sehr wünschenswert, beim Transport dieser hochdispersphasigen konzentrierten viskosen Kohlenwasserstoff-in-Wasser-Emulsionen durch eine Rohrleitung oder mit einem Tankschiff über weite Entfernungen hinweg, die innere dispersviskose Kohlenwasserstoffphase auf einen maximal möglichen Wert zu erhöhen. Durch Maximierung des Gehaltes an viskosem Kohlenwasserstoff der Emulsion verringern sich die Kosten pro Einheit viskosen Kohlenwasserstoffes. Darüberhinaus führt - wenn diese viskosen Kohlenwasserstoff-in-Wasser-Emulsionen direkt als Brennstoffe in Kraftwerken genutzt werden - die höhere Konzentration viskosen Kohlenwasserstoffs in der Emulsion zu einer entsprechend größeren Energieleistung je Volumeneinheit der Emulsion.
Daher ist die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, eine viskose Kohlenwasserstoff-in-Wasser-Emulsion bereitzustellen, die durch eine hohe innere Phasenkonzentration des viskosen Kohlenwasserstoffes, eine relativ niedrige und im Verlauf der Zeit stabile Viskosität gekennzeichnet ist.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine wie oben beschriebene viskose Kohlenwasserstoff-in-Wasser- Emulsion bereitzustellen, die durch eine unterschiedlich bimodal disperse viskose Kohlenwasserstoff-Ölphase gekennzeichnet ist.
Ein noch weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine wie oben beschriebene viskose Kohlenwasserstoff-in- Wasser-Emulsion bereitzustellen, wobei die Viskosität der Emulsion ohne weiteres Abtrennen oder Scheren (shearing) des Emulsionsproduktes einfach eingestellt und verändert werden kann.
Ein weiteres Hauptziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zum Herstellen einer stabilen, bimodalen viskosen Kohlenwasserstoff-in-Wasser-Emulsion niedriger Viskosität, die im Verlauf der Zeit alterungsbeständig ist und Viskositätsmodifikationen bis zu jedem gewünschten Grad haben kann, um jedes gewünschte Endverbrauchserfordernis zu erfüllen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorgenannten Aufgaben und Vorteile werden durch die vorliegende Erfindung erreicht, die eine stabile, niedrigviskos bimodale viskose Kohlenwasserstoff- in-Wasser Emulsion und ein Verfahren zu deren Herstellung bereitstellt.
Erfindungsgemäß enthält die stabile, niedrigviskos bimodale viskose Kohlenwasserstoff-in-Wasser-Emulsion der vorliegenden Erfindung eine kontinuierliche Wasserphase und eine diskontinuierliche Ölphase, wobei das Gewichtsverhältnis des Kohlenwasserstoffs zu Wasser bei etwa 70 : 30 bis 85 : 15 liegt. Gemäß einer kritischen Eigenschaft der erfindungsgemäßen Emulsion, ist die diskontinuierliche viskose Kohlenwasserstoff-Ölphase durch zwei verschiedene Ölphasen mit mittleren Tröpfchengrößen DL bzw. DS charakterisiert, wobei DL etwa 15 bis 30 Mikron und DS weniger oder gleich 5 Mikron beträgt. Gemäß der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung beträgt der mittlere Öltröpfchendurchmesser DS weniger oder gleich 3 Mikron. Die erfindungsgemäße Kohlenwasserstoff-in-Wasser-Emulsion ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von DL/DS größer oder gleich 5 und bevorzugt größer oder gleich 10 ist, wobei etwa 45 bis 85 Gew.-%, bevorzugt 70 bis 80 Gew.-% des viskosen Kohlenwasserstoffes einen mittleren Öltröpfchendurchmesser von DL haben. Entsprechend einem weiteren bevorzugten Merkmal der vorliegenden Erfindung zeigt die stabile, niedrigviskos bimodale viskose Kohlenwasserstoff-in-Wasser-Emulsion überlegenere Alterungseigenschaften im Verlauf der Zeit, wenn der maximale Salzgehalt der Kohlenwasserstoff-in-Wasser-Emulsion unter 30 ppm gehalten wird.
Das oben beschriebene Verfahren zur Herstellung einer stabilen, niedrigviskos bimodalen viskosen Kohlenwasserstoff- in-Wasser-Emulsion beinhaltet die Bereitstellung eines dehydrierten Kohlenwasserstoffausgangsmaterials mit einem Salzgehalt von weniger als 15 ppm und danach die Herstellung zweier getrennter viskoser Kohlenwasserstoff-in-Wasser- Emulsionen, wobei eine der viskosen Kohlenwasserstoff-in- Wasser-Emulsionen eine dispers viskose Kohlenwasserstoffphase mit einem mittleren Tröpfchendurchmesser unter 5 Mikron und die andere viskose Kohlenwasserstoff-in-Wasser-Emulsion eine disperse Phase viskosen Kohlenwasserstoffes mit einer mittleren Öltröpfchengröße von zwischen 10 bis 40 Mikron, bevorzugt zwischen 15 bis 30 Mikron aufweist, wobei das Verhältnis von viskosem Kohlenwasserstoff zu Wasser in den Emulsionen etwa 70 : 30 bis etwa 85 : 15 Gew.-% beträgt. Danach werden die beiden verschiedenen viskosen Kohlenwasserstoff- in-Wasser-Emulsionen miteinander in einem solchen Verhältnis gemischt, daß man etwa 45 bis 85 Gew.-%, bevorzugt 70 bis 80 Gew.-% des Öls in der mittleren Öltröpfchengröße von zwischen 10 bis 40 Mikron, bevorzugt zwischen 15 bis 30 Mikron, erhält und dabei eine letztendliche Kohlenwasserstoff-in-Wasser- Endemulsion herstellt mit einer Viskosität unter 1500 cP bei 1 sec-1 und 30°C, wobei die viskose Kohlenwasserstoffphase als zwei unterschiedliche, definierbare mittlere Tröpfchendurchmesserverteilungen besteht.
Das erfindungsgemäße Verfahren führt zu einer stabilen, niedrigviskos bimodalen viskosen Kohlenwasserstoff-in-Wasser- Emulsion, die durch eine hohe innere Ölphasenkonzentration und eine relativ niedrige und im Verlauf der Zeit stabile Viskosität gekennzeichnet ist. Das erfindungsgemäße Produkt einer vikosen Kohlenwasserstoff- in-Wasser-Emulsion kann leicht mit konventionellen Mitteln - wie Rohrleitung und/oder Tankschiff - transportiert werden und zeigt hervorragende Alterungseigenschaften. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt das Einstellen (adjusting) der Viskosität der viskosen Kohlenwasserstoff-in-Wasser-Emulsion, ohne daß Emulsion einem weiteren Shearing zu unterziehen wäre.
Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus den nachfolgenden Ausführungen ersichtlich.
Detailierte Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine stabile, niedrigviskos bimodale viskose Kohlenwasserstoff-in-Wasser- Emulsion (low viscosity bimodal viscous hydrocarbon in water emulsion), die sich durch niedrige Viskosität und überlegene Alterungseigenschaften auszeichnet. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung solch einer bimodalen viskosen Kohlenwasserstoff-in-Wasser-Emulsion.
Zur Verarbeitung viskoser Kohlenwasserstoffe, insbesondere schwerer und sehr schwerer viskoser Rohöle, natürlicher Bitumina oder Raffinerierückstände, kann eine viskose Kohlenwasserstoff-in-Wasser-Emulsion minimaler Viskositätswerte hergestellt werden, indem man eine Emulsion mit zwei verschieden dispersen Ölphasen ansetzt, wobei jede der Ölphasen einen genau definierten mittleren Öltröpfchendurchmesser hat und wobei jede Größe in einem bestimmten Verhältnis zueinander vorhanden ist. Es wurde festgestellt, daß zur Erzeugung einer stabilen, niedrigviskos bimodalen Kohlenwasserstoff-in-Wasser-Emulsion, bei der die diskontinuierliche Ölphase innerhalb der kontinuierlichen Wasserphase ein Öl-zu-Wasser-Verhältnis von etwa 70 : 30 bis etwa 80 : 15 Gew.-% hat, die diskontinuierliche Ölphase in zwei verschiedenen und definierbaren Öltröpfchengrößen vorhanden sein sollte, wobei eine einen großen mittleren Öltröpfchendurchmesser (DL) und eine einen kleinen mittleren Öltröpfchendurchmesser (DS) hat. Erfindungsgemäß beträgt die kleine mittlere Öltröpfchendurchmesserverteilung (DS) weniger oder gleich 5 Mikron und bevorzugt weniger oder gleich 3 Mikron sowie die große mittlere Öltröpfchendurchmesserverteilung (DL) etwa 10 bis 40 Mikron, bevorzugt 15 bis 30 Mikron. Um in der letztendlichen Kohlenwasserstoff-in-Wasser-Endemulsion sehr niedrige Viskositäten zu erhalten, hat es sich als günstig erwiesen, daß das Verhältnis der großen Öltröpfchendurchmesser DL zu den kleineren Öltröpfchendurchmessern DS größer oder gleich 5, bevorzugt größer oder gleich 10, sein sollte. Um zudem die niedrigst mögliche Viskosität in der erzeugten Kohlenwasserstoff-in-Wasser-Emulsion zu erhalten, sollten außerdem 45 bis 85 Gew.-%, bevorzugt 70 bis 80 Gew.-%, der viskosen Kohlenwasserstoff-in-Wasser-Emulsion eine Öltröpfchengröße DL - d. h. 15 bis 30 Mikron - aufweisen. Um eine Kohlenwasserstoff-in-Wasser-Emulsion herzustellen, die alterungsbeständig ist, d. h. deren Viskosität im Verlauf der Zeit nicht ansteigt, sollte der maximale Salzgehalt der Emulsion weniger oder gleich 15 ppm betragen.
Das stabile Kohlenwasserstoff-in-Wasser-Emulsionsprodukt der vorliegenden Erfindung wird hergestellt, indem zwei verschiedene viskose Kohlenwasserstoff-in-Wasser-Emulsionen mit den oben beschriebenen bevorzugten Öltröpfchengrößen DL/DS hergestellt und danach in bevorzugten Mengen gemischt werden, um ein Endprodukt zu erhalten, das den benötigten Gewichtsanteil Öl an großer Tröpfchengröße DL enthält. Das Öl-zu-Wasser-Verhältnis jeder der hergestellten Kohlenwasserstoff-in-Wasser-Emulsionen sollte zwischen etwa 70 : 30 und etwa 85 : 15 liegen. Die Emulsionen werden mit einer im US-Patent 49 34 398 beschriebenen HIPR-Technik hergestellt. Die bei diesem Verfahren benutzten viskosen Kohlenwasserstoffe sind durch API-Dichten von weniger als 15 bzw. spezifischen Dichten über 0,966 g/cm3 und Viskositäten von 100 000 cP oder mehr bei 30°C gekennzeichnet.
Um gute Alterungseigenschaften der erzeugten Kohlenwasserstoff-in-Wasser-Emulsion zu sichern, sollte der zur Herstellung der erfindungsgemäßen Emulsionen eingesetzte viskose Kohlenwasserstoff dehydriert und auf einen Salzgehalt von weniger als 40 ppm entsalzt sein. Durch Kontrolle des Salzgehaltes der Endemulsion können Stabilität und überlegene Alterungseigenschaften der Emulsion erreicht werden.
Durch die vorliegende Erfindung kann die Viskosität der erzeugten Emulsionen angepaßt werden, indem die Menge des Öls in der Emulsion in Form der jeweiligen Öltröpfchengröße DL und DS kontrolliert wird. Die Modifikation der Viskosität kann daher ohne Modifizierung des Kohlenwasserstoff-zu- Wasser-Verhältnisses und ohne Beeinträchtigung der Stabilität der Emulsion geändert werden als Folge des Scherens (shearing) und der Energiebeanspruchung (stressing energies), die normalerweise zur Viskositätsveränderung bei Emulsionen benötigt werden. Um die Viskosität der bimodalen (eine bimodale Verteilung erfaßt zwei Größenbereiche von Partikelgrößen, eine monomodale Verteilung bedeutet eine einheitliche Verteilung der Partikelgröße in einer Substanz od. dgl.) erfindungsgemäßen Emulsion zu modifizieren, braucht man nur das Verhältnis von großen Tröpfchengrößen DL zu kleinen Tröpfchengrößen DS der dispersen viskosen Kohlenwasserstoffphase zu verändern.
Weitere Einzelheiten und Vorteile des erfindungsgemäßen Produktes und Verfahrens werden aus den folgenden veranschaulichenden Beispielen ersichtlich.
Beispiel 1
Emulsionen wurden unter Verwendung des im US-Patent 49 34 388 beschriebenen HIPR-Verfahrens (high internal phase ratio) und mit dem natürlichen Cerro Negro-Bitumen aus einem venezuelanischen Ölfeld namens CERRO NEGRO hergestellt. Die in Tabelle I ersichtlichen Emulsionen wurden mit der wäßrigen Lösung eines auf der Formel namens INTAN-100® basierenden Tensides, eines eingetragenen Warenzeichens der INTEVEP S.A., hergestellt, das ein alkyl-phenol ethoxylierter Emulgator ist. Das anfängliche Öl-zu-Wasser-Verhältnis betrug 93/7, 90/10, 85/15, 80/20 Gew.-%. Die Mischung wurde auf 60°C erhitzt und mit veränderlichen Mischgeschwindigkeiten und -zeiten gerührt, so daß eine durchschnittliche Tröpfchengrößenverteilung von 2, 4, 4, 20 und 30 Mikron und monomodale Tröfpchengrößenverteilung erreicht wurden. Die einmal so hergestellten Emulsionen mit der gewünschten Tröpfchengröße wurden mit Wasser verdünnt, um ein Öl-zu- Wasser-Verhältnis von 70/30, 75/25, 80/20 Gew.-% zu erreichen.
Alle Emulsionen wurden mit 3000 mg/l INTAN-100® (non ionic surfactant) bezüglich des Öls stabilisiert, außer denen, deren Tröpfchengröße weniger als 3 Mikron betrug und die etwa 5000 mg/l INTAN-100® Emulgator benötigten.
Die Eigenschaften der Emulsion sind in Tabelle I dargestellt.
Tabelle I
Emulsionen 2 und 3, die ein Öl-zu-Wasser-Verhältnis von 70 : 30 und eine durchschnittliche Tröpfchenverteilung von 4,3 und 20,7 Mikron hatten, wurden miteinander in verschiedenen Verhältnissen vermischt und die Viskositäten der entstandenen bimodalen Emulsionen gemessen. Die Ergebnisse sind aus Tabelle II ersichtlich.
Tabelle II
Tabelle II zeigt, daß eine Beziehung zwischen der Fraktion der Ölphase der Emulsion mit großer Tröpfchengrößenverteilung (20,7 Mikron) und kleiner Tröpfchengrößenverteilung (4,3 Mikron) besteht. Um den niedrigsten Viskositätswert zu erreichen, müssen beide Tröpfchenfraktionen genau als zwei identifizierbare und verschiedene Größenverteilungen bestimmt sein. Die Beziehung zwischen dem Gewichtsverhältnis des großen Tröpfchendurchmessers und des kleinen Tröpfchendurchmessers, bei denen die niedrigste bimodale Emulsionsviskosität festgestellt wurde, liegt bei etwa 25 Gew.-% der kleinen Tröpfchen und 75 Gew.-% der großen Tröpfchen.
Beispiel 2
Bimodale Emulsionen mit 75 Gew.-% einer Großtröpfchenemulsion DL und 25 Gew.-% einer Kleintröpfchenemulsion DS in einem gesamten Öl-zu-Wasser-Verhältnis in der Endemulsion von 70:30 wurden aus den Emulsionen von Tabelle I - wie in Tabelle III unten beschrieben - hergestellt.
Tabelle III
Tabelle III zeigt die Beziehung zwischen der Viskosität einer bimodalen Emulsion und der Wirkung des Verhältnisses der großen Tröpfchen zu kleinen Tröpfchen (DL/DS) bei Emulsionen mit einem Öl-zu-Wasser-Verhältnis von 70 : 30 Gew.-%. Es ist ersichtlich, daß die Viskosität der bimodalen Emulsion ansteigt, sobald die Fraktion der kleinen Tröpfchendurchmesser ansteigt. Jedoch liegen alle Viskositätswerte für die Emulsionen F, G und H weit unter den monomodalen Emulsionen mit 70 Gew.-% Öl als disperser Phase (s. Tabelle I).
Beispiel 3
Mit den gemäß Beispiel 1 hergestellten Emulsionen, deren Eigenschaften in Tabelle I aufgeführt sind, wurden bimodale Emulsionen mit 75 Gew.-% einer Großtröpfchenemulsion DL und 25 Gew.-% einer Kleintröpfchenemulsion DS in einem gesamten Öl-zu-Wasser-Verhältnis in der Endemulsion von 75 : 25 hergestellt, wie in Tabelle IV gezeigt.
Tabelle IV
Tabelle IV zeigt die Beziehung zwischen Viskosiät und dem Verhältnis von großer mittlerer Tröpfchengröße zu kleiner mittlerer Tröpfchengröße (DL/DS) bei bimodalen Emulsionen mit einem Öl-zu-Wasser-Verhältnis von 75 : 25 Gew.-%.
Es ist ersichtlich, daß eine Viskosität von unter 1500 cP bei /sec-1 und 30°C erreicht werden kann, sobald das Verhältnis von großer mittlerer Tröpfchengröße zu kleiner mittlerer Tröpfchengröße (DL/DS) größer oder gleich 5 wäre.
Beispiel 4
Mit nach Beispiel 1 hergestellten Emulsionen, deren Eigenschaften in Tabelle I aufgeführt sind, wurden weitere bimodale Emulsionen mit verschiedenen Verhältnissen von (DL/DS) und mit 75 Gew.-% einer Großtröpfchenemulsion DL und 25 Gew.-% einer Kleintröpfchenemulsion DS in einem gesamten Öl-zu-Wasser-Verhältnis in der Endemulsion von 80 : 20, wie in Tabelle V gezeigt, hergestellt, wobei das Öl-zu-Wasser- Verhältnis der Emulsion 80 : 20 betrug.
Tabelle V
Tabelle V zeigt die Beziehung zwischen Viskosität und dem Verhältnis von großer mittlerer Tröpfchengröße zu kleiner mittlerer Tröpfchengröße (DL/DS) bei bimodalen Emulsionen mit einem Öl-zu-Wasser-Verhältnis von 80 : 20 Gew.-%. Es ist ersichtlich, daß bei einer bimodalen Emulsion mit einem Öl- zu-Wasser-Verhältnis von 80 : 20, d. h. 80% disperse Ölphase, das erforderliche Verhältnis von großer mittlerer Tröpfchengröße zu kleiner mittlerer Tröpfchengröße (DL/DS) größer oder gleich 10 betragen sollte, um eine gewünschte niedrige Viskosität von unter 1500 cP bei 1 sec-1 und 30°C zu erhalten.
Beispiel 5
Mit den gemäß Beispiel 1 hergestellten Emulsionen, deren Eigenschaften in Tabelle I dargestellt sind, wurden weitere bimodale Emulsionen mit verschiedenen Gewichtsverhältnissen von Großtröpfchenemulsion DL über Kleintröpfchenemulsion DS, wie in Tabelle VI gezeigt, hergestellt.
Tabelle VI
Tabelle VI zeigt die Beziehung zwischen Viskosität und Gewichtsverhältnis der kleinen mittleren Tröpfchengröße zu großer mittlerer Tröpfchengröße (DL/DS) bei bimodalen Emulsionen mit einem Öl-zu-Wasser-Verhältnis von 80 : 20 Gew.-%. Es ist ersichtlich, daß die Viskosität einer bimodalen Emulsion mit einem Öl-zu-Wasser-Verhältnis von 80 : 20 - anders ausgedrückt: 80% disperse Ölphase in 20% kontinuierlicher Ölphase - verändert bzw. modifiziert werden kann, indem nur das Gewichtsverhältnis des Öls in kleinen und großen mittleren Tröpfchengrößen geändert wird. Gibt es einen Anstieg des Wertes beim Verhältnis der kleinen mittleren Tröpfchen, sinkt die Viskosität und steigt danach an.
Die Erfindung kann auch in anderen Ausführungsformen verkörpert oder auf andere Weise ausgeführt werden, ohne von ihrer Wesensart oder wesentlichen Eigenschaften davon abzuweichen. Die vorliegende Ausführungsform soll daher in jeglicher Hinsicht erläuternder Art und nicht einschränkend sein; der Umfang der Erfindung ist in den nachstehenden Ansprüchen dargestellt und jegliche Abänderungen, die innerhalb des Inhalts und Umfanges einer Äquivalenz liegen, sollen darin erfaßt sein.

Claims (7)

1. Stabile, niedrigviskos bimodale Öl-in-Wasser-Emulsion, mit einem Emulgator, einer kontinuierlichen Wasserphase und einer diskontinuierlichen Ölphase eines Öl-zu- Wasser-Verhältnisses von etwa 70 : 30 bis etwa 85 : 15 Gew.-%, wobei die diskontinuierliche Ölphase zwei unterschiedliche Öltröpfchengrößen DL und DS aufweist, deren eine (DL) etwa 10 bis 40 Mikron und deren andere (DS) höchstens 5 Mikron beträgt.
2. Öl-in-Wasser-Emulsion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der größeren Tröpfchengröße DL zur kleineren Tröpfchengröße DS größer oder gleich 4 ist und etwa 45 bis 85 Gew.-% des Öls in der größeren Öltröpfchengröße (DL) vorhanden sind.
3. Öl-in-Wasser-Emulsion nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Tröpfchengröße DL etwa 15 bis 30 Mikron, Tröpfchengröße DS höchstens 3 Mikron, das Verhältnis der größeren Tröpfchengröße DL zur kleineren Tröpchengröße DS größer oder gleich 10 ist und etwa 70 bis 80 Gew.-% des Öls in der größeren Tröpfchengröße D vorhanden sind.
4. Öl-in-Wasser-Emulsion nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Salzgehalt der bimodalen Endemulsion weniger oder gleich 30 ppm beträgt.
5. Öl-in-Wasser-Emulsion nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die disperse Ölphase ein viskoser Kohlenwasserstoff mit einer API-Dichte von weniger oder gleich 15 bzw. einer spez. Dichte von 0,966 g/cm3 oder mehr und einer Viskosität bei /sec-1 und 30°C über 5000 cP ist.
6. Verfahren zum Herstellen einer stabilen, niedrigviskos bimodalen Öl-in-Wasser-Emulsion, insbesondere einer Emulsion nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die alterungsbeständige Emulsion ein Öl-zu- Wasser-Verhältnis von etwa 70 : 30 bis etwa 85 : 15 Gew.-% aufweist sowie wobei die diskontinuierliche Phase durch einen viskosen Kohlenwasserstoff, wie schweres und extra schweres Rohöl, Bitumen oder Raffinerierückstände, wobei die Kohlenwasserstoffe eine Viskosität von über 5000 cP bei 30°C und /sec-1 haben, mit folgenden Verhaltensschritten:
  • a) Bereitstellung eines Ausgangsmaterials aus wasserfreiem, viskosem Kohlenwasserstoff mit einem Salzgehalt von höchstens 40 ppm;
  • b) getrennte Herstellung von zwei Öl-in-Wasser- Emulsionen, wobei eine Öl-in-Wasser-Emulsion eine disperse Öltröpfchenphase von weniger als 5 Mikron (DS) und die andere Öl-in-Wasser-Emulsion eine disperse Öltröpfchenphase von etwa 10 bis 40 Mikron (DL) aufweist sowie das Öl-zu-Wasser-Verhältnis in den Emulsionen im Bereich von etwa 70 : 30 bis etwa 85 : 15 liegt;
  • c) Vermischen der beiden Emulsionen in einem solchen Verhältnis, daß eine Öl-in-Wasser-Endemulsion mit einer Viskosität von weniger als 1500 cP bei 30°C und sec-1 sowie eine disperse viskose Phase, aus zwei identifizierbaren und verschiedenen Tröpfchengrößenverteilungen DL und DS entstehen.
7. Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Tröpfchengröße DL von etwa 15 bis 30 Mikron, eine andere Tröpfchengröße DS von höchstens 3 Mikron, ein Verhältnis DL/DS größer oder gleich 10, wobei etwa 70 bis 80 Gew.-% des Öls in der Öltröpfchengröße DL vorhanden ist.
DE19924240396 1991-12-02 1992-12-01 Öl-in-Wasser-Emulsion und Verfahren zu ihrer Herstellung Expired - Fee Related DE4240396C2 (de)

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