DE60012893T2

DE60012893T2 - Chemische demulgator für entsalzung von rohöl

Info

Publication number: DE60012893T2
Application number: DE60012893T
Authority: DE
Inventors: Ramesh Varadaraj; William David SAVAGE; Hendrick Cornelius BRONS
Original assignee: ExxonMobil Research and Engineering Co
Current assignee: ExxonMobil Technology and Engineering Co
Priority date: 1999-02-26
Filing date: 2000-01-28
Publication date: 2005-07-14
Anticipated expiration: 2020-01-29
Also published as: JP2002537477A; WO2000050541A1; EP1157080A1; CA2361740A1; DE60012893D1; EP1157080B1; US6168702B1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft nicht-phenolische chemische Demulgatorformulierungen, die zum Entsalzen von Rohöl brauchbar sind.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Rohöle enthalten unterschiedliche Mengen anorganischer Salze. Die Anwesenheit dieser Salze führt zu Problemen während der Rohölverarbeitung, wie Korrosion von Ölverarbeitungsgerät. Um die Auswirkungen der Korrosion zu lindern, die aus der Anwesenheit von Salzen resultiert, ist es vorteilhaft, die Salzkonzentration auf den Bereich von 3 bis 5 Gew.ppm des Rohöls herabzusetzen. Diese Konzentration entspricht ungefähr 2 lb (= 907 g) anorganischen Salzen auf 1000 Barrel Rohöl.
Von den heutzutage verwendete Rohölentsalzungsverfahren wird oft elektrostatisches Entsalzen bei Rohölen verwendet, die 0,5 bis 2 % Wasser enthalten. Es wird Waschwasser zugesetzt, bis der Wassergehalt des Rohöls im Bereich von 4 bis 8 Vol.% liegt, und es wird chemischer Emulsionsbrecher zugesetzt, so dass die Öl- und die wässrige Phase zur Lagerung oder Weiterverarbeitung getrennt werden können. Wie hierin gebraucht, ist eine Rohölemulsion eine stabile Mischung aus Rohöl und suspendierter wässriger Phase, die in Form von Tröpfchen vorliegen kann, die durch natürlich vorkommende oberflächenaktive Verbindungen in dem Rohöl stabilisiert wird. Zudem können anorganische Feinteilchen wie Tonpartikel zu der Stabilisierung der Emulsion beitragen. Das Dispergieren von zugesetztem Waschwasser in dem Rohöl erhöht sowohl die durchschnittliche Tröpfchenzahldichte als auch die Tröpfchenober fläche, die zum Binden der oberflächenaktiven Komponenten zur Verfügung stehen. Das Erhöhen der Tröpfchenoberfläche führt zu einer Verringerung der Tröpfchenbedeckung durch die oberflächenaktiven Komponenten, dies führt zur Abnahme der Emulsionsstabilität und einem Anstieg der Tröpfchenkoaleszenz.
Bei der elektrostatischen Trennung koaleszieren schwächere Salzlösungströpfchen (Soletröpfchen) in der Mischung aus Rohöl, Waschwasser und chemischem Emulsionsbrecher zwischen Elektroden, die sich in der Ölphase befinden. Die koaleszierten wässrigen Tröpfchen setzen sich dann unter der öligen Rohölphase ab. Die Trennung kann in einem Separator erfolgen, wo eine Ausflusssalzlösung entfernt werden kann. Behandeltes Rohöl, das 3 bis 5 ppm anorganische Salze enthält, wird aus dem oberen Teil des Separators entfernt. Zwischen der Ölphase und der Salzlösungsphase befindet sich eine unerwünschte "Lumpenschicht", die eine stabile Öl-Wasser-Emulsion und Feststoffe umfasst. Die Lumpenschicht kann in dem Entsalzergefäß bleiben oder daraus zur Lagerung oder Weiterverarbeitung entfernt werden.
Elektrostatisches Entsalzen kann in unerwünschter Weise erfordern, dass dem Rohöl vor dem Entsalzen eine wesentliche Menge Waschwasser zugegeben wird. Zu diesem Zweck muss oft Wasser gekauft werden. Ein weiteres Problem beim elektrostatischen Entsalzen ergibt sich aus der Menge und Qualität der Ausflusssalzlösung, die mitunter selbst weiterbehandelt werden muss, bevor sie abgelassen werden kann.
Andere mit dem elektrostatischen Entsalzen verbundene Probleme schließen Rohölunverträglichkeit und die Bildung unerwünschter Emulsionen ein. Elektrostatisches Entsalzen wird beispielsweise schwieriger, wenn die Konzentration eines Rohöls an Asphaltenen, Harzen, Wachsen und Naphthensäuren zunimmt (d. h. "schwere" oder "wachsartige (oder wachshaltige)" Röh öle). Lumpenschichten an der Wasser-Öl-Phasengrenze führen auch zu Verarbeitungsschwierigkeiten, die sich verschlimmern, wenn die Emulsion stabiler wird oder im Umfang zunimmt.
Es besteht somit ein Bedarf an einem Rohölentsalzungsverfahren, das die Bildung unerwünschter Emulsionen begrenzt, bei schweren und wachsartigen Rohölen wirksam ist, die Wassermenge minimiert, die vor der Rohölbehandlung zugegeben wird, und die Menge an Ausflusssalzlösung minimiert.
Einige konventionelle Entsalzungsverfahren verwenden einen Demulgator mit phenolischem Anteil. In einigen Fällen ist die Anwesenheit eines solchen Anteils unerwünscht, und es besteht daher Bedarf an einem Rohölentsalzungsverfahren, das keinen phenolhaltigen Demulgator verwendet.
Die vorliegende Anmeldung betrifft die Verwendung eines Tensids als chemischen Emulsionsbrecher beim Entsalzen von Rohöl, das Salzlösung aus Salz (Sole) und Wasser enthält. Das in der Verwendung eingesetzte Tensid ist in Anspruch 1 der Ansprüche definiert, die der Beschreibung der Erfindung folgen.
Optionale und/oder bevorzugte Merkmale der Verwendung sind in den von Anspruch 1 abhängigen Ansprüchen definiert, wobei sich die Ansprüche dieser Beschreibung anschließen.
Die vorliegende Anmeldung liefert auch eine Zusammensetzung, die Rohöl umfasst, das Salzlösung aus Salz und Wasser und chemische Demulgatorformulierung umfasst, wie in Anspruch 11 der Ansprüche definiert ist.
Die Erfindung wird nun näher erläutert.
In einer Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Verwendung ein Rohölentsalzungsverfahren, bei dem dem Rohöl chemische Demulgatorformulierung zugesetzt wird, wobei die chemische Demulgatorfomulierung in einer Menge im Bereich von 1 ppm bis 10 000 ppm, bezogen auf das Gewicht des Rohöls, vorhanden ist, und

(a) 10 Gew.% bis 80 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der chemischen Demulgatorformulierung, Tensid mit der Formel:
, in der R₁ H oder Alkoxid mit 5 bis etwa 20 Kohlenstoffatomen ist; x eine ganze Zahl von etwa 8 bis etwa 22, wenn
R₁ Wasserstoff ist, und etwa 2 bis etwa 5 ist, wenn R₁ Alkoxid ist;
R₂ unabhängig ausgewählt ist aus H, (CH₂CH₂O)_mH und (CH₂CH(CH₃)O)_mH;
R₃ unabhängig ausgewählt ist aus H, (CH₂CH₂O)_nH und (CH₂CH (CH₃)O)_nH;
m und n ganze Zahlen von 1 bis 50 sind;
und y und z ganze. Zahlen von 2 bis 10 sind, und
(b) etwa 90 Gew.% bis etwa 20 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der chemischen Demulgatorformulierung, Abgabelösungsmittel ausgewählt aus Dipropylenmonobutylether, aromatischem Naphtha, isoparaffinischem Lösungsmittel, cycloparaffinischem Lösungsmittel, aromatischem Lösungsmittel, Diethylenglykolmonobutylether, Benzylalkohol und Mischungen davon enthält.

Menge im Bereich von etwa 1 ppm bis etwa 10 000 ppm vorhanden ist, bezogen auf das Gewicht des Rohöls, und

(a) etwa 10 Gew.% bis etwa 80 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der chemischen Demulgatorformulierung, Tensid mit der Formel:
, in der R₁ H oder Alkoxid mit 5 bis etwa 20 Kohlenstoffatomen ist;
x eine ganze Zahl von etwa 8 bis etwa 22, wenn R₁ Wasserstoff ist, und etwa 2 bis etwa 5 ist, wenn R₁ Alkoxid ist;
R₂ unabhängig ausgewählt ist aus H, (CH₂CH₂O)_mH und (CH₂CH (CH₃)O)_mH;
R₃ unabhängig ausgewählt ist aus H, (CH₂CH₂O)_nH und (CH₂CH(CH₃)O)_nH;
m und n ganze Zahlen von 1 bis 50 sind;
und y und z ganze Zahlen von 2 bis 10 sind, und
(b) etwa 90 Gew.% bis etwa 20 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der chemischen Demulgatorformulierung, Abgabelösungsmittel ausgewählt aus Dipropylenmonobutylether, aromatischem Naphtha, isoparaffinischem Lösungsmittel, cycloparaffinischem Lösungsmittel, aromatischem Lö sungsmittel, Diethylenglykolmonobutylether, Benzylalkohol und Mischungen davon enthält.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 zeigt eine dynamische Grenzflächenspannungsauftragung für eine Rohölprobe mit und ohne die chemische Demulgatorformulierung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung basiert auf der Feststellung, dass das Koaleszieren von Salzlösungströpfchen (Soletröpfchen) in Rohöl erhöht werden kann, indem der Rohölemulsion chemische Emulsionsbrecher zugesetzt werden und nachfolgend die Mischung elektrostatischem Entsalzen unterzogen wird. Salzlösungströpfchen werden in Rohöl in der Regel durch eine Mischung oberflächenaktiver Komponenten stabilisiert, wie Wachse, Asphaltene, Harze und Naphthensäuren, die elektrostatisch an die Tröpfchenoberfläche gebunden sind. Solche Komponenten sorgen für einen Grenzflächenfilm über den Salzlösungströpfchen, der zu hochelastischen Kollisionen zwischen Tröpfchen während der Verarbeitung führten, was zu verminderter Tröpfchenkoaleszenz führt.
Obwohl die Erfindung mit jedem Rohöl durchgeführt werden kann, das Salzlösung enthält, wird sie vorzugsweise mit schweren oder wachshaltigen Rohölen durchgeführt. Schwere oder wachsartige Rohöle haben eine oder mehrere der folgenden Charakteristika:

(a) Das Rohöl hat eine API-Dichte im Bereich von etwa 5 bis etwa 30.
(b) Das Rohöl hat eine hohe Naphthensäurekonzentration, gekennzeichnet durch eine hohe "TAN"-Zahl (die TAN-Zahl steht für die Anzahl der Milliäquivalent Kaliumhydroxid, die zum Neutralisieren von 1 Gramm Rohöl erforderlich sind).
(c) Die Fraktion des in n-Heptan löslichen Rohöls liegt im Bereich von etwa 0,5 Gew.% bis etwa 15 Gew.%.

Die Zugabe von Wasser zu dem Rohöl kann die Menge der oberflächenaktiven Komponenten auf der Oberfläche jedes Tröpfchens herabsetzen, weil die Anzahl der Tröpfchen ohne Erhöhung der Komponentenkonzentration erhöht wird. Es ist gefunden worden, dass die zum Entsalzen erforderliche zugesetzte Wassermenge minimiert werden kann, indem dem Rohöl chemischer Emulsionsbrecher zugesetzt wird, der in der Lage ist, die oberflächenaktiven Komponenten von den Salzlösungströpfchen zu verdrängen.
Zur Durchführung der Erfindung brauchbare chemische Emulsionsbrecher haben keine phenolischen Anteile. Die chemischen Emulsionsbrecher sind vorzugsweise dreischwänzige Tenside mit der Formel:

, in der R₁ H oder Alkoxid mit 5 bis etwa 20 Kohlenstoffatomen ist;
x eine ganze Zahl von etwa 8 bis 22, wenn R₁ = H ist, und etwa 2 bis 5 ist, wenn R₁ Alkoxid ist;
R₂ unabhängig ausgewählt ist aus H, (CH₂CH₂O)_mH und (CH₂CH(CH₃)O)_mH;
R₃ unabhängig ausgewählt ist aus H, (CH₂CH₂O)_nH und (CH₂CH(CH₃)O)_nH;
m und n ganze Zahlen von 1 bis 50 sind;
und y und z ganze Zahlen von 2 bis 10 sind.

Solche Tenside sind in US-A-5 672 739 beschrieben.
Der chemische Emulsionsbrecher wird vorzugsweise in Kombination mit Abgabelösungsmittel verwendet. Zur Durchführung dieser Erfindung brauchbare Abgabelösungsmittel schließen Diethylenglykolmonobutylether, Dipropylenglykolmonobutylether, aromatisches Naphtha, isoparaffinisches Lösungsmittel, cycloparaffinisches Lösungsmittel, aromatisches Lösungsmittel, oxygenierte Lösungsmittel wie Diethylenmonoisobutylether, Benzylalkohol und Mischungen davon ein. Die bevorzugte Formulierung umfasst etwa 10 Gew.% bis etwa 80 Gew.% chemischen Emulsionsbrecher und etwa 20 Gew.% bis etwa 90 Gew.% Diethylenglykolmonobutylether. Besonders bevorzugt ist eine Formulierung aus etwa 50 % chemischem Emulsionsbrecher und etwa 50 % Diethylenglykolmonobutylether.
Eine effektive Menge chemischer Emulsionsbrecher-Abgabelösungsmittel-Formulierung ("chemische Demulgatorformulierung") wird mit dem Rohöl kombiniert. Eine effektive Menge der Formulierung ist die Menge, die erforderlich ist, um die oberflächenaktive Komponente aus den Salzlösungströpfchen zu verdrängen und die Salzlösungströpfchen der Koaleszenz zugänglicher zu machen. Die effektive Menge liegt im Bereich von etwa 5 ppm bis etwa 10 000 ppm, bezogen auf das Gewicht des Rohöls, wobei etwa 20 ppm bis etwa 40 ppm bevorzugt sind.
In der bevorzugten Ausführungsform werden Rohöl und chemische Demulgatorformulierung kombiniert und dann unter elektrostatischen Entsalzungsbedingungen entsalzen. Elektrostatisches Entsalzen ist Fachleuten der Rohölverarbeitung bekannt.
Demnach wird das Rohöl in einem Gefäß mit Elektroden mit Potentialen im Bereich von etwa 10 000 Volt bis etwa 40 000 Volt Wechselspannung oder Gleichspannung entsalzen. Die in dem Gefäß vorhandenen Spannungsgradienten liegen im Bereich von etwa 500 Volt pro Zoll bis etwa 5000 Volt pro Zoll (2, 54 cm) , vorzugsweise auf einem Potential im Bereich von etwa 500 bis etwa 1000 Volt pro Zoll (2,54 cm). Die Rohöltemperatur liegt im Bereich von 220°F (104,4°C) bis etwa 300°F (148,9°C), und Verweilzeiten liegen im Bereich von etwa 1 bis etwa 60 Minuten, vorzugsweise etwa 1 bis etwa 15 Minuten.
Bei der Durchführung der Erfindung kann der Mischung der Rohölemulsion und chemischen Demulgatorformulierung Mischenergie zugeführt werden, um die Koaleszenzgeschwindigkeit der Salzlösungströpfchen zu erhöhen. Wenn Mischen verwendet wird, ist es wichtig, Mischgeometrie und Mischenergie sorgfältig zu kontrollieren. Das Mischen kann konventionell ("statisch") oder im Gegenstrom sein, und kann in dem gleichen Gefäß erfolgen wie das elektrostatische Entsalzen.
Beim Gegenstrommischen treffen zwei oder mehr gegenläufige Ströme der Mischung aus Rohölemulsion und chemischem Demulgator aufeinander und vermischen sich miteinander. Gegenläufige Propeller (oder Rührflügel) und gegenüberliegende Strahl – (oder Düsen)-Anordnungen sind nicht einschränkende Beispiele für Gegenstrommischen.
Bei der gegenläufigen Propellergeometrie tauchen mindestens zwei sich gegeneinander drehende Propeller in die Rohöl-Salzlösungs-Mischung ein, um innerhalb der Mischung gegenläufige Ströme zu erzeugen. Die Ströme der Mischung treffen in dem Volumen zwischen den Propellern aufeinander und vermischen sich. Die Propeller können sich in enger Nähe in dem gleichen Reservoir oder Gefäß, in unterschiedlichen Bereichen des gleichen Gefäßes, oder in verbundenen Gefäßen oder Reservoirs befinden, wobei Prallkörper oder Leitungen Führungsmittel zum Richten der Ströme in einen Bereich liefern, in dem Gegenstrommischen erfolgen kann. Parameter wie Propellerabstand, Propellerwinkelgeschwindigkeit und die Beschaffenheit jeglicher Führungsmittel können von Fachleuten im Bereich der Mischtechnik aus Mischungseigenschaften wie Viskosität und der gewünschten Mischenergie bestimmt werden.
Bei der Geometrie mit gegenläufigem Strahl wird die Rohöl-Salzlösungs-Mischung in mindestens zwei Ströme getrennt. Führungsmittel wie Leitungen werden verwendet, um die Ströme in eine Gegenstromanordnung zu lenken. Demnach sind die Längsachsen (die Achsen in Strömungsrichtung) und die Auslässe der Leitungen so orientiert, dass die Ströme in einem Bereich zwischen den Auslässen aufeinandertreffen und sich vermischen. Vorzugsweise werden zwei gegenüberliegende Rohre verwendet, und die Längsachsen der Rohre bilden miteinander einen Winkel von etwa 180°. Die Auslässe können in Form von Düsen oder Strahlen sein. Wie bei der Geometrie mit gegenläufigem Propeller können Parameter wie Oberfläche der Rohrleitungen, Strömungsgeschwindigkeit der Mischung in den Rohrleitungen, Größe und Form jeglicher verwendeten Düse oder jeglichen verwendeten Strahls und Abstand zwischen den Auslässen durch Fachleute der Mischtechnik aus Mischungseigenschaften wie Mischungsviskosität und der gewünschten Mischenergie bestimmt werden.
Wenn Mischen verwendet wird, ist es wichtig, dass die Mischenergierate auf einen Bereich geregelt wird, in dem Koaleszenz der Salzlösungströpfchen erfolgt. Eine zu große Mischenergie würde zum Aufbrechen der feinen Tröpfchen führen, und eine zu niedrige Mischenergie würde zu zu wenigen Kollisionen der Salzlösungströpfchen führen. Die Mischenergieraten (Mischkraft) liegen im Bereich von etwa 0, 1 PS je 1000 Gallonen der Mischung aus Rohölemulsion und chemischem Demulgator bis etwa 3 PS je 1000 Gallonen, wobei etwa 0,2 PS (149 W) je 1000 Gallonen (3750 Liter) bis etwa 0,5 PS (373 W) je 1000 Gallonen (3750 Liter) der bevorzugte Bereich sind. Die Erfindung kann durchgeführt werden, wenn die Temperatur der Mischung im Bereich von etwa 20 bis 150°C liegt und die Viskosität im Bereich von etwa 1 bis etwa 250 mm²/s (1 bis 250 cP) liegt. Die Temperatur der Mischung liegt vorzugsweise im Bereich von etwa 80°C bis etwa 130°C, und die Viskosität liegt im Bereich von etwa 1 bis 75 mm²/s (1 bis 75 cP). Es sollte auch darauf geachtet werden, unerwünschtes Verdampfen von Wasser während des Mischens zu verhindern. Wasserverdampfen kann durch Erhöhen des Mischdrucks wesentlich verringert oder verhindert werden.
Es ist möglicherweise in einigen Fällen erwünscht, eine geringe Menge Waschwasser zu der Salzlösung-Rohöl-Mischung zu geben, um die Koaleszenzgeschwindigkeit zu optimieren und Salz zu extrahieren, das nicht in einer Salzlösungsphase vorliegt. Wenn Waschwasser verwendet wird, liegt die Menge des zugefügten Waschwassers im Bereich von etwa 0,5 bis etwa 8,0 Vol.% Wasser, bezogen auf das Gesamtvolumen des Rohöls, vorzugsweise etwa 0,5 bis etwa 3,0 Vol.%.
Ohne sich auf irgendeine Theorie festlegen zu wollen, wird angenommen, dass effiziente Koaleszenz von Salzlösungströpfchen stattfindet, wenn die Tröpfchenkollisionsfrequenz erhöht wird und wenn individuelle Tröpfchen dazu gebracht werden können, mit einer ausreichend großen Energie zu kollidieren, um die Grenzflächenoberflächenspannung der Tröpfchen zu überwinden, so dass nach der Kollision ein größeres Tröpfchen gebildet wird. Wenn Mischen verwendet wird, sollte die Mischenergie den Punkt nicht überschreiten, an dem zwei Tröpfchen unter Bildung von drei oder mehr Tröpfchen kollidieren. Die Mischenergie sollte nicht so gering sein, dass die Tröpfchen lediglich kollidieren und sich, ohne zu koaleszieren, wieder von einander wegbewegen, wie es im Fall unzureichender Mischenergie passieren würde. Die Anwesenheit von oberflächen- oder grenzflächenaktiven Spezies auf den Tröpfchenoberflächen kann die Oberflächen- oder Grenzflächenenergie des Tröpfchens erhöhen oder erniedrigen. Die Anwesenheit von Behandlungslösungen, die diese Spezies beeinflussen, kann die Grenzflächenenergie der Tröpfchen weiter verändern. Mischenergie unter Gegenstrombedingungen kann demnach bei der Durchführung der Erfindung in Abhängigkeit von der Anwesenheit von Behandlungslösungen oder Stabilisierungsspezies variieren.
Konventionelles statisches Mischen ist bei der Durchführung der Erfindung nicht so effektiv wie Mischen im Gegenstrom, vermutlich erfolgen Tröpfchenkollisionen zu selten und mit zu geringer Energie, um Koaleszenz herbeizuführen. Beim konventionellen Mischen sind die benachbarten Tröpfchen in Ruhe oder bewegen sich in Bezug zueinander mit geringen Geschwindigkeiten, wobei die Mischenergie in Richtung makroskopischer Fluidbewegung geht.
Es sei darauf hingewiesen, dass Mischen im Gegenstrom sogar in solchen Fällen zu Koaleszenz zu einem Salzlösungströpfchen führt, wenn die Rohöl-Salzlösungs-Mischung keinen Demulgator oder irgendwelche andere Behandlungslösung enthält. Mischen im Gegenstrom kann daher zur Entfernung von Tröpfchen aus jeglicher unerwünschten flüssigen Verunreinigung verwendet werden, die in einer kontinuierlichen Phase einer zweiten Flüssigkeit suspendiert ist. Zusätzlich zu Rohöl-Salzlösungs-Mischungen schließen solche Mischungen Rohölprodukte, die Prozesswasserverunreinigungen enthalten, Tröpfchen in Rohölprodukten, die aus der Verwendung flüssiger hydrophiler Katalysatoren resultieren, Mischungen, die aus der Neutralisation von saurem Rohöl oder von Rohöl abgeleiteten Produkten stammen, oder Mischungen ein, die aus der Alkalibehandlung von Rohölprodukten und Polyharnstoff stammen. Es ist vorteilhaft, Gegenstrommischen zur Erhöhung der Tröpfchenkoaleszenz in Mischungen zu verwenden, die keinen Demulgator oder keine Behandlungslösung enthalten, wenn die Anwesenheit eines solchen Demulgators oder einer solchen Behandlungslösung mit der Mischung unverträglich wäre oder sie anderweitig nachteilig beeinflussen würde.
Chemische Demulgatorformulierungen und Gegenstrommischen sind wie gesagt allein oder in Kombination zur Verbesserung elektrostatischer Entsalzungsverfahren brauchbar. Es ist zudem gefunden worden, dass solches Mischen und solche Formulierungen allein oder in Kombinationen brauchbar zur Verbesserung anderer üblicher Formen von Salzlösung-Rohöl-Trennung sind, wie Trennung durch Gravitation (Absetzen) und Zentrifugieren. Bei der Gravitationstrennung verkürzt beispielsweise die erhöhte Salzlösungströpfchengröße, die aus der Verwendung chemischer Demulgatorformulierungen, Gegenstrommischen oder beiden resultiert, die für die Entsalzung erforderliche Retentionszeit.
BEISPIELE
Zur Veranschaulichung der Erfindung wurde ein Mitglied der Tensidklasse synthetisiert. Ein Amin mit C₁₈-Kohlenwasserstoffkettenlänge mit 10 Mol Ethylenoxid wurde mit 0,5 Moläquivalent sulfonierter Ölsäure neutralisiert, um zu dem Dreifachschwanztensid zu führen. Bei dem in diesen Beispielen verwendeten Tensid war R₁ H, R₂ und R₃ waren (CH_ZCH₂O)₁₀H, x war 18, y war 18 und z war 7. Der chemische Demulgator enthielt 50 Gew.% des Tensids und 50 Gew.% Dipropylenglykol-n-butylether als Abgabelösungsmittel. Ein schweres Rohölgemisch {1:4 San Joaquin Valley (SJV): Alaskan North Slope (ANS)} wurde gewählt, um die Erfindung zu demonstrieren.
Beispiel 1 - dynamische Grenzflächentensiometrieleistung
Dynamische Grenzflächentensiometrie wurde verwendet, um die dynamische Effektivität der Demulgatorformulierung zu ermitteln. Es ist erwünscht, die Rohöl-Salzlösungs-Grenzflächenspannung innerhalb von etwa 2 Sekunden Kontaktieren der wässrigen und Ölphasen auf einen Wert < 5 Dyne herabzusetzen.
1 zeigt das Grenzflächenspannung-gegen-Zeit-Profil des SJV/ANS-Rohölgemisches ohne Demulgator und mit 20 ppm der dreischwänzigen Tensiddemulgatorformulierung, gemessen gegen Salzlösung. Wir haben beobachtet, dass die Emulgatorformulierung nicht nur die Rohöl-Salzlösung-Grenzflächenspannung auf einen Wert < 5 Dyne/cm verringert, sondern auch die Gleichgewichtsgrenzflächenspannung innerhalb von 3 Sekunden nach Einbringung von Seewasser in Rohöl erreicht wird, das den Demulgator enthält. Die Effektivität der Demulgatorformulierung zur raschen Herabsetzung der Grenzflächenspannung ist ein Anzeichen für potentiell gute Demulgierleistung.
Beispiel 2 – Entsalzungsleistung
In einer 500 ml Polyethylenflasche wurde ein Rohölgemisch hergestellt, das 50 g San Joaquin Valley (SJV) und 200 g Alaskan North Slope (ANS) umfasste. Die Mischung wurde etwa 20 Minuten in einem konventionellen Taumelfarbmischer gemischt. Dieses Ausgangsgemisch wurde auf Feuchtigkeit und Chloridgehalt analysiert (Eintrag Nr. 1, Tabelle 1).
Zu dem Gemisch wurden 20 ppm chemischer Demulgator gegeben, und die resultierende Mischung wurde etwa 20 Minuten im Taumelmischer gemischt, bevor sie in zwei Unterproben aufgeteilt wurde.
Unterprobe 1 wurde bei 80°C für 30 Minuten elektrostatischem Entsalzen unterzogen. Das behandelte Rohöl wurde auf Feuchtigkeit und, Chlorid analysiert (Eintrag Nr. 2, Tabelle 1).
Unterprobe 2 wurde vor dem elektrostatischen Entsalzen Gegenstrommischen wie nachfolgend beschrieben unterzogen. Das behandelte Rohöl wurde auf Feuchtigkeit und Chlorid analysiert (Eintrag Nr. 3, Tabelle 1).
Gegenstromturbulenzverfahren
200 g Unterprobe 2 wurden in einen 300 ml Autoklaven gegeben, der mit zwei Laborschiffspropellermischern (1" (2,54 cm) Schaufel) ausgestattet war. Um gegenläufige Flüssigkeitsströme zu erzeugen, wurde der Schraubengang des oberen Propellers in Bezug auf den Schraubengang der unteren Schaufel umgekehrt. Diese Anordnung, richtet den Flüssigkeitsstrom der oberen Schaufel nach unten und dem aufwärtsgerichten Flüssigkeitsstrom der unteren Schaufel entgegen. Der Abstand zwischen den Schaufeln betrug etwa 2 Zoll (5,08 cm). Die Mischung wurde mit Stickstoff auf etwa 700 kPa unter Druck gesetzt, um Wasserverdampfung zu minimieren. Die Unterprobe wurde 30 Minuten mit etwa 400 UpM, 80°C bei einem Druck von etwa 1000 kPa gemischt. Die Mischung wurde mit eiskaltem Wasser, das den Autoklaven umgab, auf Raumtemperatur abgekühlt, während die Mischergeschwindigkeit 200 UpM betrug und der Heizer abgeschaltet war.
Als Kontrolle wurde das Rohölgemisch ohne Zugabe von chemischer Demulgatorformulierung im Vergleich zu Unterproben 1 und 2 elektrostatischer Demulgierung unterzogen. Das behandelte Rohöl wurde auf Feuchtigkeit und Chlorid analysiert (Eintrag Nr. 4, Tabelle 1).
Elektrostatisches Entsalzen wurde in einem elektrostatischen Dehydratisierungs- und Ausfällungstestgerät Modell EDPT-128^TM durchgeführt, das von INTER-AV, INC., San Antonio, Texas, USA, erhältlich ist. Demulgierung wurde mit einem Potential von 830 V/Zoll (326,8 V/cm) 30 Minuten bei einer Temperatur von 80°C durchgeführt.
Die Ergebnisse in Tabelle 1 zeigen die Effektivität der chemischen Demulgatorformulierung. Die Formulierung ist effektiv zum Dehydratisieren (80 %) und Entsalzen (< 5 ppm Chlorid) des Rohölgemisches, wenn es elektrostatischer Demulgierung unterzogen wird.
Tabelle 1

Claims

Verwendung von Tensid als chemischer Emulsionsbrecher beim Entsalzen von Rohöl, das eine Salzlösung aus Salz und Wasser enthält, wobei das Tensid die Formel
hat, in der R¹ H oder Alkoxid mit 5 bis 20 Kohlenstoffatomen ist; x eine ganze Zahl von 8 bis 22, wenn R¹ Wasserstoff ist, und 2 bis 5 ist, wenn R¹ Alkoxid ist; R² unabhängig ausgewählt ist aus H, (CH₂CH₂O)_mH und (CH₂CH(CH₃)O)_mH; R³ unabhängig ausgewählt ist aus H, (CH₂CH₂O)_nH und (CH₂CH(CH₃)O)_nH; m und n ganze Zahlen von 1 bis 50 sind; und y und z ganze Zahlen von 2 bis 10 sind.
Verwendung nach Anspruch 1, bei der das Tensid in einer Kombination verwendet wird, die Abgabelösungsmittel umfasst.
Verwendung nach Anspruch 2, bei der die Kombination 10 bis 80 Gew.% Tensid und 20 bis 90 Gew.% Abgabelösungsmittel ausgewählt aus Dipropylenmonobutylether, aromatischem Naphtha, isoparaffinischem Lösungsmittel, cycloparaffinischem Lösungsmittel, aromatischem Lösungsmittel, Diethylenglykolmonobutylether, Benzylalkohol und Mischungen davon umfasst.
Verwendung nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, bei der die Kombination in einer Menge im Bereich von 1 bis 10 000 ppm verwendet wird, bezogen auf das Gewicht des Rohöls.
Verwendung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei der die Salzlösung von dem Rohöl abgetrennt und die Kombination für eine Zeit im Bereich von 15 bis 30 Minuten unter elektrostatischen Entsalzungsbedingungen auf einer Temperatur im Bereich von 104, 4°C (220°F) bis 148, 9°C (300°F) auf einem elektrostatischen Potential im Bereich von 500 bis 5000 Volt pro 2,54 cm (1 Zoll) gehalten wird.
Verwendung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei der Waschwasser zu dem Rohöl gegeben wird, bis die Konzentration des Waschwassers in dem Rohöl im Bereich von 1 bis 8 Vol.% liegt, bezogen auf das Volumen des Rohöls, und dann die Salzlösung von dem Rohöl und der Kombination unter elektrostatischen Entsalzungsbedingungen abgetrennt wird.
Verwendung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, bei der Rohöl und die Kombination unter Gegenstrombedingungen bei einer Temperatur im Bereich von 20 bis 150°C für eine Zeit im Bereich von 1 Minute bis 50 Stunden und einer Viskosität im Bereich von 1 bis 250 mm²/s (1 bis 250 cP) gemischt werden.
Verwendung nach Anspruch 7, bei der die Mischkraft unter den Gegenstrombedingungen im Bereich von 74,6 bis 2237,1 W (0,1 bis 3 PS) auf 3785 Liter (1000 Gallon) liegt.
Verwendung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, bei der das Abgabelösungsmittel Diethylenglykolmonobutylether ist.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der R¹ H ist, R² und R³ (CH₂CH₂O)₁₀H sind, x 18 ist, y 8 ist und z 7 ist.
Zusammensetzung, die Rohöl umfasst, das Salzlösung aus Salz und Wasser sowie chemische Demulgatorformulierung enthält, wobei die Formulierung in einer Menge von 1 bis 10 000 Gew.ppm vorhanden ist, bezogen auf das Gewicht des Rohöls, wobei die chemische Demulgatorformulierung umfasst: i. 10 bis 80 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der chemischen Demulgatorformulierung, Tensid mit der in Anspruch 1 angegebenen chemischen Formel; und ii. 90 bis 20 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der chemischen Demulgatorformulierung, Abgabelösungsmittel ausgewählt aus Dipropylenmonobutylether, aromatischem Naphtha, isoparaffinischem Lösungsmittel, cycloparaffinischem Lösungsmittel, aromatischem Lösungsmittel, Diethylenglykolmonobutylether, Benzylalkohol und Mischungen davon.