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Verfahren zur Entwässerung von Roherdöl-Emulsionen Roherdöle treten
oft nicht als wasserfreie Öle zutage, sondern als Emulsionen, in, denen Wasser mehr
oder weniger fein verteilt ist. Das Wasser kann aus der Lagerstätte stammen:, in
der es neben dem Öl vorkommt und mit -zutage gefördert wird; es kann aber auch durchUndiehtigkeiten
der Sonden in das Rohöl gelangen. Das: Wasser vermischt sich dann sehr innig mit
dem, Ö1 in dem Steigrohr, vor ablem, wenn die Sonde nicht mehr frei fließt, sondern
das. Öl hochgepumpt werden muß. Dann kann sch das Wasser unter dem Einfluß von in,
dem Rohöl vorhandenen, meist nicht näher bekannten Stoffen in dem Öl- sö fein verteilen
und so beständige Emulsionen bil'd'en, da3 es auch bei sehr langem Stehen bei gewöhnlichen
oder höheren Temperaturen nicht mehr aus, dein Öl, abgeschieden werden kann. Selbst
durch Schleudern mit sehr rasch laufenden Zentrifugen gelingt dann oft die Trennung
nicht, so daß m-an zu anderen Verfahren greifen muß, um das. Öl für die nachfolgende
Raffinatio@n von dem, Wasser zu befreien. In den Des.tillationsworrichtungen stört
nämlich das Wasser sehr, vor al@liem, wenn es Salze enthält. Im wesentlichen bestehen
die Salze aus. Kochsalz, daneben kommen auch Chlorcalcium und Chlormagnesium vor.
Mitunter
gelingt zwar die Trennung solcher stabiler Emulsionen im elektrischen Hochspannungsfeld,
meist aber greift man dann zu dem °infacher@n und in den Erdölgewinnungsbetrieben
sich besser einordnenden chemischen Spaltungsverfahren. Soldre Verfahren bestehen
darin, daß ein die Trennung in Wasser und Öl veranlassendes oder erleichterndes
Mitte der Rollerdöl-Emulsion zugesetzt und gilt eingemischt wird und daß die Mischung
dann sich selbst überlasen wird, und zwar bei höherer Temperatur. z. B. 5o bis So=.
Je nach den besonderen Bedingungen w:rd die Emulsion dann nach einigen wenigen biszuetwa24.Stunden
gespalten. Bei richtiger Arbeitsweise gelingt so eine weitgehende Entwässerung des
Rohöls, das dann unbedenklich in die Destillatiottsanlagen gesclticl@t «-erden kann.
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Als Zusatzmittel für die Spaltung sind schon eine ganze Reifte voll
Sulfonierun:gserzeugnissen vorgeschlagen «-orden. so z. B. Erdölsulfonate und sulfoniertes
Rizinusöl, ferner sulfonierte Derivate von Fettsäureamiden der allgemeinen Formeln
wobei R-C O den Rest einer höheren Fettsäure darstellt, V ein Wasserstoffatom, einen
Alkvl-, Aryl- oder Aralkylrest und: R' einen Alkyl-, Aryl- oder Arally lrest, der
eine Sulfogruppe Z in. Formeiner freien Säure oder eines Salzes trägt.
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(II) Verbindungen der allgemeinen Formel (I ), in der aber nun Y und
R' verwickeltere, teilweise sulfonierte Kohlenwasserstoffreste darstellen, von denen
wenigstens einer eine Hcdroxvlgruppe enthält.
wobei ;i und ;c' die Zahlen i oder 2 bedeuten, D einen Alkyl-, Aryl- oder Arallcylrest,
der einen oder zwei Substituenten tragen kann, Z ein Wasserstoffatom, einen Alkyl-,
Aryl-oder Arallylrest und R-CO wieder einen Fettsäurerest, in dem gegebenenfalls
auch eine Sulfogruppe enthalten sein kann.
wobei R - _X - C O einen sulfonierten Fettsäurerest, R' einen Alkyl-, Art 1-, :',ralltyl-
oder ltvdroaromatischen Rest und R" sowie R"' einen Arylrest bedeutet.
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Es wurde nun gefunden, daß sulfonierte Fettsätireamide dieser allgemeinen
Formel
worin jedoch R' einen Alkvlrest und W' einen Alkvl- oder ArvIrest bedeutet,
vorzüglich zur Spaltung von Erdölemulsionen geeignet sind. Die in ol)iger Formel
mit 1 hezeichnete Sulfogruppe ün sulfonierten Fettsäurerest kann etttweder über
ein Sauerstoffatem als Schwefelsäureester (, O-SO.tH) oder unmittelbar als echte
Sulfosäure (-SO.H) am Kohlenstoff gebunden sein.
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ES war nicht vorherzusehen, daß diese Verbindungen von so außerordentlicher
Wirksamkeit und im Gegensatz zti den Verbindungen der allgemeiner. Formel (111)
voll so allgemeiner Anwendbarkeit sind. Es aat sich gezeigt, daß schon die sulfonierten
Fettsüureamide der Formel R-1-CO-NH., eine geringe Spaltwirkung besitzen. Diese
wird aber erfindungsgemäß durch Ersatz der Amidwasserstoffe durchholilenwassers.toffresteganz
unverhältnismäßig gesteigert. Auch die unter (IV) angegebenen Verbindungen sind
nicht so wirksam wie diejenigen gemäß vorliegender Erfindung. Es hat sich gezeigt,
daß namentlich für die Spaltung von sehr schwer spaltbaren Emulsionen am besten
solche amidartigen, sich von sulfierten Fett- oder Ölsäuren ableitenden Spalter
geeignet sind, in denen beide Amidwasserstoffatome durchAlkyl- oder Allkvl- und
Arylreste ersetzt sind.
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Als sulfonierte substituierte Fettsäureamide gemäß der Erfindung seien
beispielsweise genannt: der Schwefelsäureester des Ölsäurediinethylamids, der Schwefelsäureester
des Ölsäureäthylanilids, der Schwefelsäureester des Olsätirediisoheptylamids oder
die echte Sulfosäure des Ölsäuredi.isobutylamids und andere.
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Die genannten sulfonierten Fettsäureamidderic-ate können in Form technischer
Produkte verwandt werden, d. h. mit einem gewissen Gehalt an unsulfonierten Anteilen
oder freien Fettsäuren. Wegen des Vorhandenseins einer Sulfogruppe im Fettsäurerest
können sie ferner auch in Form ihrer Alkalisalze, Ammonsalze. Erdalkalisälze angewandt
«-erden; besonders vorteilhaft ist aber auch ihre Verwendung in Form von Salzen
von quaternären Ammoniumv erbindungen.
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Die neuen Emulsionsspalter sind nicht nur, wie bereits erwähnt, von
sehr allgemeiner Anwendbarkeit, sondern übertreffen die bekannten
Spalter
noch so wesentlich, daß es überhaupt mit den .neuen Spaltern erst möglich. geworden.
ist, Roherdöl-Emuls,ionen zu trennen, die nach anderen Verfahren und mit anderen
Spaltern technisch nicht gespalten werden konnten.
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Die zur Spaltung von Roherdö.l-Emullsio!nen erforderlichen Mengen
der neuen Mittel sind sehr gering und liegen etwa zwischen 5o bis iooo, g je Tonne
Roherdöl. Die zur vollständigen Entwässerung der Emulsion erforderliche Menge ist
in erster Linie vom Wassergehalt und der Verteilung des Wassers abhängig. Je größer
-der Wassergehalt und je kleiner die im Öl verteilten Wassertröpfchen sind, um so
größer ist im allgemeinen der .erforderliche Spalterzusatz. Auch das Alter der Emulsion
ist von gewissem Einrluß; mit der Lagerung nimmt die Stabilität der Emulsion zu,
deshalb sind die zur Spaltung erforderlichen Mengen der Zusätze oft ganz .erheblIc
'h größer, so daß die Spaltung unmittelbar nach der Gewinnung des Rohöls an der
Sonde mit geringeren Zusatzmengen möglich ist als nach mehrt@ägiiger oder noch längerer
Lagerung. Bei:spi,ele i. Eine rumänische Raherdöl-Emulsion mit einem Wassergehailt
von 38,4% und einem Salzgehalt von 64,4 kg/t wurde bei 6o° mit 300
g des Natriumsalzes eines technischen Schwefelsäureesters des Ölsäureäthylanilids
auf die Tonne Rohöl: versetzt. In wenigen Stunden war das: Salzwasser vollständig
abgeschieden-.
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2. In eine deutsche Roherdöl-Emiuls;ion aus dem hannoverschen Gebiet
mit 73 0/0 Wasser und einem Salzgehalt von 134,8 kg/t wurden Zoo g/.t des Natriumsalzes
des Schwefels.äureesters des Olsäuredimethylamids eingemischt. Bei 5q°' hatten sich.
aus der Emulsion nach einigen Stundlen 95 0/a dies, Wassers abgetrennt, und nach
,etwa 2-4 Stunden war die Trennung vollständig.
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3. Eine rumänische Roherdöl-Emulsion mit 38,40/0 Wasser und 6,44%
Salz wurde bei 50° mit 400 g/t des Natriumsalzes-der echten Sulfosäure des Ölsäuredi!isobutylamids
versetzt. In; wenigen Stunden. hatte sich die Emulsion vollkommen in Wasser und
Öl getrennt.
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4. Die gleiche Roherdöl-Emul@sion wie in Beispiel 3 wurde unter dien
gleichen Verhältnissen mit 400 g/t @ des Nabriumsalzes des S.chwefelsäureesters
des Olsäuredi-isoheptylamids behandelt. Der Erfolg war der gleiche.
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5. Die gleiche rumänische Roherdöl-Emulsinn wie in Beispiel 3 und
4 wurde unter den gleichen Bedingungen mit 400 9/t ,eines Salzes aus dem. Schwefelsäuree.ster
des: Olsäured'imethylami-ds mit-Triisopropylbenzyltrimethylammonium versetzt. Die
Spaltung verlief genau so rasch und vollständig wie in den beiden Beispielen 3 und
4.
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6. Eine trotz des verhältnismäßig geringen Wassergehaltes sehr schwer
zu trennende rumänische Roherdöl-Emulsion mit 9% Wasser und o,8i 0/a Salz konnte
bei 5o,° mit Zoo g/t des Natriumsalzes des Schwefel,säurees,ters des,Olsäured,i,isobutylami-ds
innerhalib, 24Stunden vollständig entwässert werden.
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7. Bei einer deutschen Roherdöl-Emulsion aus dem badischen Erdölgebiet
mit 25% Wasser und o,98% Salz war das Salzwasser sehr fein verteilt, so daß die
Emulsion ganz außerordentlich schwer zu spalten war. Mit bekannten Spaltern war
eine Spaltung deshalb nicht, durchführbar. Die Emulsion konnte mit 8oo g/t eines
Salzes aus sulfurvertem Ölsäurediisobutylam.id mit Triisopropylbenzyltrimethylammoniu:m
in: weniger als. 12 Stunden vollständig entwässert werden.