-
Verfahren zur Verringerung der Neigung von Rohöl zur Schlammablagerung
beim Lagern Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verringerung der Neigung zur
Schlammbildung von Rohölen.
-
Es ist bekannt, daß gewisse Rohöle vom paraffinischen oder paraffinisch-asphaltischen
Typ beim Lagern einen wachshaltigen Schlamm ablagern. Diese Ablagerung bedeutet
einen Materialverlust und hat zur Folge, daß Vorratsbehälter an Land oder an Bord
eines Schiffes von Zeit zu Zeit gereinigt werden müssen.
-
Gemäß der Erfindung wurde ein Verfahren zur Behandlung derartiger
Rohöle entwickelt, bei dem eine wesentliche Verringerung der Schlammablagerang aus
den Ölen bei- der anschließenden Lagerung erfolgt.
-
Gemäß der Erfindung wird Rohöl, dessen Temperatur unter 38° und vorzugsweise
nicht über 2i° liegt, auf eine zuvor bestimmte Temperatur, deren 'Bestimmung nachfolgend
erläutert wird, erwärmt.
-
Die zuvor bestimmte Temperatur ist eine Temperatur innerhalb eines
Bereichs, der dadurch gekennzeichnet ist, daß beim Erwärmen des Rohöls von einer
Temperatur unter 38°, vorzugsweise nicht über 2i°, auf eine Temperatur innerhalb
dieses Bereichs und anschließenderAbkühlungwesentlich weniger Schlamm
aus
dem Rohöl bei nachfolgender Lagerung abgelagert wird, als ohne derartige Erwärmung
des Rohöls abgelagert werden würde. Der bestimmte Temperaturbereich hängt von der
Quelle des behandelten Rohöls ab und kann für jedes besondere Rohöl leicht durch
eine einfache, nachfolgend kurz beschriebene Probe bestimmt werden.
-
Rohöl, das direkt aus einer Ölquelle stammt, wird erst auf eine Temperatur
von vorzugsweise nicht über 21° gekühlt und dann auf die erhöhte Temperatur erwärmt.
Das Vorkühlen kann erfolgen, nachdem das aus der Quere kommende Öl in einen Abscheider
oder Stabilisator geleitet worden ist. Wenn jedoch kein Stabilisator vorhanden ist
und das Rohöl vollständig in Abscheidern entgast wird, kann die Kühlvorrichtung
vor der Scheideanlage angeordnet werden.
-
Die Vorteile, die durch Vorkühlen von Rohöl (wellhead) auf 21° oder
tiefer vor dem Erwärmen auf erhöhte Temperatur erzielt werden, sind in Fig. i der
Zeichnung dargestellt, -in der die Ergebnisse angeführt sind, die erhalten
werden, wenn Rohöl aus zwei Mittelostfeldern auf verschiedene Grade vorgekühlt wird.
-
Ölproben aus zwei Mittelost-Erdölfeldern (Feld 4 hatte eine Reservoirtemperatur
von 56° und Feld 9 eine von 1o6°) wurden auf verschiedene Temperaturen gekühlt,
dann auf die entsprechenden erhöhten Temperaturen, d. h. die Proben aus Feld 4 'auf
64° und die Proben aus Feld 9 auf 71° erwärmt, dann auf 16° gekühlt und zur Abtrennung
des Schlammes zentrifugiert. Die am stärksten verringerte Schlammablagerung wurde
bei den auf unter 2i° vorgekühlten Proben erhalten.
-
Das Verfahren kann auch in einer Raffinerie angewendet werden. In
diesem Fall wird das Rohöl, wenn es durch den Transport bereits auf Temperaturen
von 21° oder darunter abgekühlt worden ist, direkt auf erhöhte Temperatur erwärmt
und dann zum Lagern und Verarbeiten abgekühlt.
-
.Die. vorstehend angeführte bestimmte erhöhte Temperatur bzw. der
erhöhte Temperaturbereich kann durch folgenden Versuch bestimmt werden: Eine Probe
des Rohöls wird in einer druckfesten Bombe auf ioo° erwärmt und i Stunde lang auf
dieser Temperatur gehalten. Es wird dann auf 16° abgekühlt. (Wenn die Probe unmittelbar
frisch aus einem Abscheider oder Stabilisator an der Quelle entnommen wird, kann
die Anheizstufe ausgelassen werden, da- sie einzig dazu dient, etwaige vorhergehende
thermische Beanspruchungen der Probe unwirksam zu machen.) Die Probe (von 16°) wird
dann in mehrere Anteile geteilt, die i Stunde lang auf verschiedene Temperaturen
innerhalb- des Bereichs von 16 bis ioo°,-vorzugsweise in engen Intervallen von etwa
8°, erwärmt werden. Die Anteile werden. dann auf 16° abgekühlt und i2 Stunden lang
stehengelassen. Sie werden danach 15 Minuten lang zentrifugiert. Es wurde gefunden,
daß eine minimale Schlammablagerung bei Anteilen erfolgt, die auf eine bestimmte
Temperatur oder Temperaturen erwärmt worden sind, und es werden dann noch weitere
Teile der Probe auf Temperaturen in engeren Intervallen um diese bestimmte Temperatur
oder Temperaturen erwärmt, um genauer den Temperaturbereich festzustellen, in dem
die geringste Neigung zur Schlammablagerung herrscht.
-
Die nachfolgende Tabelle i gibt die Ergebnisse an, die bei einer derartigen.
Bestimmung bei einem Mittelost-Rohöl erhalten wurden. -
| Tabelle i |
| T . Volumprozent |
| Temperatur der Schlammablagerung beim |
| En dwärmebehandlung in ° Zentrifugieren bei 16' |
| 16 3,8 |
| 27 3,6 |
| 35 3,4 |
| 46 3,3 |
| 54 3,2 |
| 63 0,7 |
| 71 3,8 |
| 79 3,8 |
| 51 2,6 |
| 6o 1,8 |
| 66 0,3 |
| 68 3,0 |
Die Versuche in der oberen Hälfte der Tabelle in 8- bis ii°-Intervallen zeigen,
daß eine minimale Schlammablagerung nach dem Erwärmen auf eine Temperatur ün Bereich
von 63° eintritt. Die weiteren Versuche in 2- bis 3°-Intervallen um diesen Wert
zeigen, daß die optimale erhöhte Temperatur etwa 66° ist und daß eine wesentliche
Verringerung der Neigung zur Schlammbildung des Öles eintritt, wenn es auf Temperaturen
zwischen 6o und 66° erwärmt wird. Die obere Temperaturgrenze scheint in diesem Fall
kritisch zu sein, da bei einem Steigern der Temperatur der Wärmebehandlung auf 68°
praktisch überhaupt keine Verringerung der Neigung zur Schlammbildung eintritt.
-
In der nachfolgenden Tabelle 2 sind die Ergebnisse der Bestimmung
der optimalen Wärmebehandlungstemperatur für eine minimale Schlammbildung verschiedener
Mittelost-Rohöle angeführt. Die Temperatur des Vorratsbehälters, aus dem jedes Öl
entnommen war, ist ebenfalls angeführt.
| Tabelle 2 |
| Wä.rmebehandlungs- |
| Rohöl Vorratsbehälter- temperatur um eine |
| temperatur in ° Umale Schlamm- |
| bildung zu erhalten in ° |
| Feld 1 37 bis 42 35 bis 41 |
| - 2 41 41 bis 46 |
| - 3 52 6o |
| - 4 56 6o bis 68 |
| - 5 63 63 bis 66 |
| - 6 74 66 |
| - 7 74 66 |
| - 9 io6 66 bis 77 |
In Fig. 2 der Zeichnung sind die Reservoirtemperaturen der Felder i bis 9 gegen
die
optimalen Wärmebehandlungstemperaturen des Öles aus diesen Feldern
aufgetragen. Es läßt sich eine bestimmte Beziehung zwischen Reservoirtemperatur
und optimaler Wärmebehandlungstemperatur erkennen.
-
Das Volumen des in einer gegebenen Zeit abgelagerten Schlammes hängt
von der Menge des wachsartigen Materials ab, das in dem Rohöl suspendiert ist und
von der Geschwindigkeit, mit der dieses Material sich absetzt. Die Wärmebehandlung
verringert die Menge des wachsartigen Materials, das zum Ablagern geeignet ist und
wirkt darüber hinaus noch insofern günstig, als sie die Ablagerungsgeschwindigkeit
des jeweils verbliebenen Materials verringert. Beispiele dieser Vorgänge sind in
Fig. 3a, 3b, 3 c und 3 d der Zeichnung erläutert. Rohölproben wurden in einer
druckfesten Bombe auf ioo° erwärmt, um vorher etwa stattgefundene thermische Vorgänge
auszugleichen, auf i6° abgekühlt und dann auf die zur minimalen Schlammbildung optimale
Temperatur oder auf eine Zwischentemperatur von 3g° erwärmt. Diese Proben wurden
bei i6° in 944 cm hohen Kolonnen verschiedene Zeiten lang stehengelassen und @ dann
die Menge des abgelagerten Materials bestimmt. In den Fig. 3a und 3b wird die Ablagerung,
berechnet in Prozenten, der in der behandelten Probe vorliegenden Menge des wachsartigen
Materials gezeigt. Daraus läßt sich die Verringerung der Ablagerungsgeschwindigkeit
erkennen. Die Fig. 3 c und 3 d nehmen Bezug auf die Verringerung der Ablagerungsgeschwindigkeit
als auch der Menge des wachsartigen Materials. .Die Ablagerung ist in Prozenten
des Gesamtvolumens der Probe berechnet.
-
Fig.4 der Zeichnung erläutert beispielsweise, wie das Verfahren kontinuierlich
mit einem direkt aus einer Quelle kommenden Öl durchgeführt werden kann.
-
Das Öl wird zunächst durch eine Scheide- oder Stabilisatoranlage A
(wellhead stabilisator) und dann durch einen Kühler B geleitet, in dem die Temperatur
auf 16 bis 2i° verringert wird. Das Öl wird dann in einem Wärmeaustauscher C erwärmt
und in einer Heizvorrichtung D auf die eine minimale Neigung zur Schlammbildung
bewirkende optimale Temperatur erwärmt, wie sie vorher für das Öl aus dem in Frage
stehenden Feld bestimmt worden ist. Das erwärmte Öl wird schließlich durch Wärmeaustausch
mit dem kalten Öl, das durch den Wärmeaustauscher C geleitet wird, gekühlt und in
Lagerbehälter weitergeleitet.