FR2600074A1

FR2600074A1 - Procede pour la production et la combustion d'un combustible liquide emulsionne naturel

Info

Publication number: FR2600074A1
Application number: FR8708437A
Authority: FR
Inventors: D Rodriguez; I Layrisse; H Rivas; E Jimenez; L Quintero; J Salazar; M Rivero; E Guevara; M Chirinos
Original assignee: Intevep SA
Current assignee: Intevep SA
Priority date: 1986-06-17
Filing date: 1987-06-17
Publication date: 1987-12-18
Anticipated expiration: 2007-06-17
Also published as: BR8703535A; DK305187A; GB2191783A; BE1001169A5; DE3720216A1; NL8701412A; FR2600074B1; IT1211464B; JPH01115996A; DE3720216C2; DK169746B1; GB8713969D0; US4801304A; CA1339531C; DK305187D0; GB2191783B; JPS6354498A; IT8767523A0; JPH0441712B2; ES2006507A6

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE POUR LA PREPARATION D'UN COMBUSTIBLE LIQUIDE NATUREL ET, PLUS PARTICULIEREMENT, UN PROCEDE PERMETTANT DE CONVERTIR UN COMBUSTIBLE NATUREL, EN ENERGIE, PAR COMBUSTION. LE BUT DE L'INVENTION EST DE REALISER CETTE COMBUSTION AVEC UNE IMPORTANTE REDUCTION DES EMISSIONS D'OXYDES DE SOUFRE. CE BUT EST ATTEINT A L'AIDE D'UN PROCEDE DE PREPARATION ET DE COMBUSTION D'UN COMBUSTIBLE LIQUIDE NATUREL PROVENANT DU PETROLE BRUT DU BITUME, CARACTERISE EN CE QU'IL COMPREND LES ETAPES QUI CONSISTENT A: FORMER UNE EMULSION HUILE-DANS-EAU; REGLER LA TENEUR EN METAUX ALCALINS DE CETTE EMULSION DE TELLE SORTE QUE CETTE TENEUR SOIT D'AU MOINS ENVIRON 50PARTIES PAR MILLION; ET BRULER CETTE EMULSION HUILE-DANS-EAU COMME COMBUSTIBLE. LE PROCEDE EST PARTICULIEREMENT ADAPTE AUX COMBUSTIBLES NATURELS A HAUTE TENEUR EN SOUFRE.

Description

Procédé pour la production et la combustion d'un combustible

liquide émulsionné naturel.

La présente invention concerne un procédé pour la préparation d'un combustible liquide naturel et, plus particulièrement, un procédé permettant de convertir un combustible naturel à haute teneur en soufre, en énergie, par combustion avec une importante réduction des émissions d'oxydes de soufre. Les bitumes naturels que l'on trouve au 10 Canada, en Union Soviétique, aux Etats-Unis d'Amérique, en Chine et au Venezuela sont normalement liquides et ils ont des viscosités se situant entre 1.0 et 200 Pa/s,ainsi que des densités API (= American Petroleum Institute) inférieures à 10. Ces bitumes naturels sont habituellement 15 obtenus par pompage mécanique, par injection de vapeur ou par des techniques d'exploitation miniêre.Une large utilisation étendue de ces matières comme combustibles est exclue pour un certain nombre de raisons, notamment les difficultés de production, de transport et de trai20 tement et, ce qui est plus important, des caractéristiques de combustion défavorables parmi lesquelles il y a d'importantes émissions d'oxydes de soufre et des solides non brl1és,Eu égard aux considérations qui précèdent, les bitumes naturels n'ont pas été utilisés avec succès comme combustibles l'échelle industrielle en raison des frais élevés qu'impliquent les systèmes-d'inJection de vapeur, de pompage et de désulfuration des gaz brOlés, qui sont nécessaires pour éviter les difficultés mentionnées ci-dessus. Bien entendu, il serait hautement souhaitable de pouvoir utiliser les bitumes naturels du type indiqué

ci-dessus comme combustible naturel.

En conséquence, un objet principal de la présente invention est de fournir un procédé pour -la production d'un combustible liquide naturel à partir

de bitumes naturels.

Un objet particulier de la présente invention 15 est de produire un combustible liquide naturel à partir

de bitumes naturels en formant une émulsion huiledans-eau de ces bitumes naturels.

- Un autre objet de la présente invention est de fournir une émulsiop huile-dans-eau destinée 20 A être utilisée comme combustible liquide ayant des caractéristiques permettant d'optimaliser le processus

de combustion.

- Un autre objet encore de la présente invention est d'établir des conditions de combustion optimales 25 pour la combustion d'une émulsion huile-dans-eau de bitumes naturels, afin d'obtenir une excellente combustion efficace, une faible teneur en solides non brûlés en particules et de faibles émissions d'oxydes de soufre. Ces objectifs de l'invention, ainsi que d'autres qui apparaitront par la suite sont atteints à l'aide d'un combustible liquide naturel provenant du pétrole brut du bituiae, caractérisé en ce qu'il coprend les étapes qui consistent à: former une éiulsion huile-dans-eau; régler la- teneur en métaux alcalins de cette éziulsion de telle sorte que cette teneur soit d'au 10:.loins environ 50 parties par nillion; et a brûler cette émulsion huile-dans-eau cou.:e co;bustible.

D'autres objets et avantages de la présente 15 invention apparaitront à la lecture de la description

suivante donnée à titre illustratif et des dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est un diagraa.me illustrant le scheélma de déroule;aent des différéntes étapes du procédé de la présente invention; - la figure Z est un graphique xontrant une grandeur spécifique des gouttelettes d'une éeulsion huile-dans-eau; - la figure 3 est un graphique contrant des émissions comparatives d'anhydride sulfureux entre l'émultion huile-danseau de la présente invention et le fuel oil n 6; - la fignEe 4 est un graphique nontrar.t des ém:issions comparatives d'anhydride sulfurique entre l'émulsion huile-dans-eau de la présente invention ed

le fuel oil n 6.

3E

Le procédé de la présente invention sera5 décrit en se référant à la figure 1.

Un puits profond 10 au fond duquel est installée une pompe, est alimenté en eau et en additif émulsionnant de façon à former une émulsion huiledans-eau qui peut être pompée du 10 puits 10 par la pompe installée au fond de ce dernier, pour être ensuite acheminée, via une conduite 12, à une station de dégazage 14. L'émulsion huile-dans-eau dégazée peut ensuite être conservée dans une aire d'entreposage 16 pour être transportée 15 ultérieurement par un moyen 18 tel qu'un véhicule

citerne, un camion, une canalisation ou analogues.

Une fois transportée, l'émulsion huile-dans-eau peut être conservée dans une aire d'entreposage 20 et/ou elle peut être acheminée à une zone de conditionnement 20 22 dans laquelle elle est conditionnée avant d'être

brûlée dans la zone de combustion 24.

Selon la présente invention, le procédé de cette dernière est destiné à la préparation et à la combustion d'un combustible-naturel puisé 25 d'un puits profond. Le combustible pour lequel le procédé est approprié, est un pétrole brut de bitume ayant une haute teneur en soufre, tel que les bruts que l'on trouve spécifiquement dans la Ceinture de l'Orénoque du Venezuela. Le pétrole brut de bitume possède les propriétés chimiques et physiques suivantes: C: 78,2 à 85,5% en poids; H: 10,0 à 10,8%: en poids; 0: 0,26 à 1,1% en poids; N: 0,50 à 0,660 en poids S: 3,68 à 4,02% en poids; cendres: 0,05 à 0,33 % en poids; vanadium: 420 à 530 parties par million; 5 nickel: 90 à 120 parties par million; fer: 10 à 60 parties par million; sodium: 60 à 200 parties par million; densité: 1,0 à 12,0 API; viscosité à 50 C (122 F): 1,4 à 5.100 10 3 m2/s. (1.400 à 5100.000CST) viscosité à 98,89 C (210 F): 70 à 16.000 CST (70 à 10 16.000 10 6m2/s) valeur calorifique (LHV): 8.500 à 10.000 kcal/kg (35572 kJ/kg à 41850 kj/kg; et asphaltènes: 9,0 à 15,05c en poids.Selon la présente invention, on injecte, dans le puits, un mélange comprenant de l'eau et un additif émulsionnant de façon à former une émulsion huile-dans-eau qui est pompée hors du puits au moyen d'une pompe installée. au fond de ce dernier.Selon une caractéristique critique de la présente invention, les propriétés de l'émulsion huile-dans-eau doivent être telles qu'elles optimalisent le transport et la combus20 tion de l'émulsion huile-dans-eau.L'émulsion huile-danseau puisée du puits doit être caractérisée par une teneur en eau se situant entre environ 15 et 35% en volume,de préférence, entre environ 20 et 30% en volume: des gouttelettes d'une grandeur comprise entre environ 10 et 60 m, 25 de préférence, entre environ 40 et 60 hum, et une teneur en métaux alcalins supérieure à 50 parties par million,de préférence, une teneur en métaux alcalins se situant entre

environ 50 et 600 parties par million. On a trouvé que la teneur en métaux alcalins dans l'émulsion huile-dans30 eau exerçait un effet important sur la quantité d'émisions gazeuses lors de la combustion de l'émulsion.

Au cours du procédé de production du pétrole brut de bitume par injection d'eau,on obtient conjoin-

tement de l'eau provenant des formations géologiques. Le tableau I ciaprès donne une analyse de l'eau de formations géologiques que l'on trouve dans la Ceinture de l'Orénoque.

- TABLEAU I

ANALYSE DE L'EAU DES FORMATIONS GEOLOGIQUES

Cl- (mg/1) 23.640 C0=3 (mg/1) 2,1 HCO 3 (mg/l) 284 NO-3 (mg/l) 10 SO=4 (mg/1) - - 4 Na+ (mg/l) 14.400 Ca++ (mg/l) 427 Mg++ (mg/l) 244 K+ (mgIl) 462 NH+4 (mg/l) 32 SiO2 (mg/1) 64 pH 8,0 Comme on peut le constater dans le tableau 20 I, -l'eau des formations géologiques contient d'importantes quantités de métaux alcalins (Na+ et K+). En réglant la quantité et la teneur en métaux alcalins de l'eau injectée avec l'agent émulsionnant, on assure la teneur requise précitée en métaux alcalins et en 25 eau dans l'émulsion huile-dans-eau obtenue. Comme on l'a indiqué ci-dessus, l'eau injectée contient également un additif émulsionnant. L'émulsionnant est ajouté de façon à en obtenir une quantité se situant entre environ 0,1 et 5,0% en poids, de préférence, 30 entre environ 0,1 et 1,0% en poids, calculé.sur le

poids total de l'émulsion huile-dans-eau obtenue.

Selon la présente invention, l'additif émulsionnant est choisi parmi le groupe comprenant les agents tensio-actifs anioniques, les agents tensioactifs 35 non ioniques, les agents tensio-actifs cationiques, les mélanges d'agents tensio-actifs anioniques et non ioniques, ainsi que les mélanges d'agents tensioactifs cationiques et non ioniques. Les agents tensioactifs non ioniques que l'on peut utiliser dans le procédé, sont choisis parmi le groupe comprenant les alkyl-phénols éthoxylés, les alcools éthoxylés, les

esters de sorbitanne éthoxylés, ainsi que leurs mélanges.

Les agents tensio-actifs cationiques appropriés sont choisis parmi le groupe constitué des chlorhydrates de diamines grasses, d'imidazolines, d'amines éthoxylées, d'amido-amines, de composés d'ammonium quaternaire et de leurs-m-éanges, tandis que les agents tensioactifs anioniques appropriés sont choisis parmi le groupe constitué d'acides sulfoniques carboxyliques à longue cha!ne et de leurs mélanges. Un agent tensioactif préféré est un agent tensio-actif non ionique ayant un équilibre hydrophile/lipophile supérieur à 13, par exemple, le nonylphénol oxyalkylé avec 20 motifs d'oxyde d'éthylène. Des agents tensio-actifs 20 anioniques préférés sont choisis parmi le groupe comprenant les sulfonates d'alkyl-aryle, les sulfates

d'alkyl-aryle et leurs mélanges.

Le mélange eau/additifs inJecté dans le puits stabilise l'émulsion huiledans-eau. L'eau injectée dépendra de l'eau de formations géologiques obtenue simultanément avec le bitume, Sa teneur en sels dépendra également du rapport bitume/eau requis pour un traitement et une combustion dans des conditions appropriées et, en définitive, elle dépendra du type et de la quantité d'agent émulsionnant. C'est à ce stade que le combustible est formulé pour assurer les caractéristiques désirées en vue du traitement et de la combustion. Dès que l'émulsion est formée et pompée hors du puits, elle peut être dégazée sans 35 que l'on rencontre beaucoup de problèmes du fait de

sa faible viscosité. Ce n'est pas le cas lorsque le bitume seul a dû être dégazé, ce qui nécessite un chauffage préalablement à la séparation du gaz.

L'émulsion peut être alors conservée et pompée à travers la station d'écoulement et des stations principales, tandis que des additifs tels que des imidazolines peuvent être ajoutés afin d'éviter toute corrosion des parois métalliques en raison de la présence de l'eau. Dans n'importe quelles étapes, 10 un mélangeur de produits dans la canalisation peut être installé (après dégazage, avant pompage à travers une canalisation, avant le chargement d'un véhicule

citerne, etc.) afin d'assurer une bonne émulsion avec la répartition adéquate des grandeurs de gouttelettes 15 selon les conditions requises mentionnées ci-dessus.

Dès que l'émulsion huile-dans-eau est transportée vers l'installation de combustion, le combustible émulsionné est conditionné de façon à optimaliser la teneui en eau, la grandeur des gouttelettes et la teneur en métaux alcalins de l'émulsion huile-danseau. L'installation de conditionnement est constituée d'un mélangeur de produits dans la canalisation et d'un dispositif de réglage de la teneur en métaux alcalins. Le mélangeur de produits dans la canalisa25 tion a pour but de régler la grandeur moyenne des gouttelettes du combustible liquide émulsionné. La répartition des grandeurs des gouttelettes exerce un effet très important sur les caractéristiques de combustion de ce combustible naturel, en particulier, 30 dans l'aptitude au réglage de l'écoulement et la combustion totale. La figure 2 illustre les répartitions des grandeurs des gouttelettes immédiatement avant et après le mélangeur de produits dans la canalisation. On peut constater que la grandeur moyenne 35 des gouttelettes est réduite de 65 à 51 En. On peut également constater que la répartition des grandeurs des gouttelettes est régularisée, c'est-à- dire qu'elle devient une courbe en forme de cloche. Selon la présente invention, 1-'émulsion huile-dans-eau doit 5 être caractérisée par une grandeur de gouttelettes

se situant entre environ 10 et 60 m.

On a également trouvé que la teneur en métaux alcalins de l'émulsion huile-dans-eau exerçait un effet important sur ses caractéristiques de combus10 tion, en particulier, sur les émissions d'oxydes de soufre. Des métaux alcalins tels que le sodium et le potassium exercent un effet positif sur la réduction des émissions d'anhydride sulfureux. On pense que, par suite du haut rapport interfacial surface/volume 15 entre le bitume et l'eau, les métaux alcalins réagissent avec des composés de soufre présents dans le combustible naturel pour donner lieu à la formation de sulfures alcalins tels que le sulfure de sodium et le sulfure de potassium. Au cours de la combustion, 20 ces sulfures sont oxydés en sulfates, fixant ainsi ces derniers aux cendres de combustion, tout en empêchant, ipso facto, le soufre de parvenir dans l'atmosphère en accompagnant les gaz brQlés. Comme on l'a indiqué ci-dessus, des métaux alcalins sont 25 déjà ajoutés à l'émulsion au cours de l'étape de formation de l'émulsion de combustible naturel au moyen d'un mélange naturel de métaux alcalins contenus dans l'eau de production. Si l'on constate que les teneurs en métaux alcalins du combustible émulsionné 30 ne sont pas optimales, on peut alors en ajouter une

certaine quantité supplémentaire à l'émulsion dans le dispositif de réglage de la teneur en métaux alcalins.

A cet effet, on ajoute de l'eau de production, de l'eau saline ou des solutions aqueuses synthétiques 35 de métaux alcalins. Selon la présente invention, l'émulsion huile-dans-eau doit etre caractérisée par une teneur en métaux alcalins supérieure & 50 parties par million et se situant, de préférence, entre environ

et 600 parties par million, idéalement entre 50 s et 300 parties par million.

Dès que l'émulsion huiie-dans-eau est conditionnée, elle est prate à la combustion. On peut employer n'importe quel brûleur conventionnel inJecteur d'huile tel qu'un brQleur A mélange interne ou 10 des atomiseurs hyperboliques Jumelés. Il est préférable d'effectuer l'atomisation en utilisant la vapeur ou l'air dans les conditions opératoires suivantes: température du combustible: 20 à 80eC, de préférence, 20 à 600C, rapport vapeur/combustible (poids/poids): 15 0,05 à 0,5, de préférence, 0,05 à 0,4, rapport air/ combustible.(poids/poids): 0,05 à 0,4, de préférence, 0,05 à 0,3, et pression de vapeur: 2 à 6, 15 Pa de préférence, 2 à 4 o05 Paou pression d'air: 2 à 7 105 -ade préférence, 2 à 4 105p- Dans ces conditions, 20 on assure une atomisation excellente et une combustion efficace en association avec une bonne stabilité de

la flamme.

Les avantages de la présente invention

ressortiront clairement à la lecture des exemples 25 ci-après.

EXEMPLE 1

Afin de démontrer les effets des teneurs en métaux alcalins sur les caractéristiques de combustion d'émulsions huile-dans-eau, comparativement à 30 celles du bitume de l'Orénoque, on a préparé deux émulsions ayant les caractéristiques reprises dans le tableau II (le bitume de l'Orénoque est également

indiqué). Le métal alcalin était-le sodium.

1 1l

TABLEAU ll

CARACTERISTIQUES DU COMBUSTIBLE

ORENOQUE EMULSION n l Teneur en métaux alcalins (parties par million dans le combustible) Valeur calorifique. 10 (LHV) (BTU/livre) (kcal/kg) (kj/kg) en volume de

EMULSION

n 2

1 3.693 7.649 32.011

o

17.455 9.750 40.804

1 0 13.676 7.639 31i.969 bitume lO0 77 77 l en volume d'eau O 23 23

Tous les combustibles ont été br1lés dans les conditions opératoires indiquées dans le tableau III.

TABLEAU III

CONDITIONS OPERATOIRES

ORENOOUE EMULSION EMULSI

0 N n l Débit d'alimentation (kg/h) Apport total de 25 chaleur (BTU/h) (kcal/h) (w) Température du combustible ( C) Rapport vapeur/combustible (poids/poids Pression de la vapeur (105 Pa) Grandeur moyenne des gouttelettes (um) 19,5 23,5

750.000 189,000 217.500

ll5 0,4

750Q000 1 89,000 217.500

0,2 n 2 23

750.000 189.000 217.500 60-70 0,43 2,8

51

Les émissions gazeuses et l'efficacité de

combustion pour chacun des combustibles sont indiquées dans le tableau IV ci-après.

TABLEAU IV

CARACTERISTIQUES DE COMBUSTION

ORENOQUE EMULSION EMULSIOI n 1 n 2 COo (% molaires) 13,5 14 13 N CO (parties par million, v) 02 (% molaires) 3 3,5 3 S02 (parties par million, v) 1.500 1.450 850 SO3 (parties par million, v) 12 8 6 NOx (parties par million, v) 690 430 417 Particules (mg/Nm3) 20 13 11 Efficacité 99,0 99,9 99,9 Durée de l'essai (heures) 100 36 100 Ces résultats indiquent que l'on obtient un accroissement de l'efficacité de la combustion pour le bitume émulsionné de l'Orénoque comparativement au bitume vierge de l'Orénoque, soit 99,9% comparative25 ment à 99,0%. En outre, une comparaison entre l'émulsion n 1 et l'émulsion n0 2 indique que les émissions d'oxydes de soufre, SO2 et SO3, diminuent-avec un

accroissement des teneurs en métaux alcalins (sodium).

EXEMPLE 2

On a étudié les effets exercés par les conditions opératoires sur les caractéristiques de combustion de différents combustibles. Dans le tableau V, on compare le brut de l'Orénoque avec huit émulsions huile- dans-eau. le C) 'o C,, %O b Z b Z

9L 9L

OE 0e 0 ' 0

9L 9L

0L O0 0L

O O L Co)

LSOZ90 ú 099 'L Z L 'ú1

ú6L'I' ú6L'Iú úbE6L'I Eú6L'Iú L6S'L L6S'L L6S'L L6S'L

009'ú 009'C 009'ú1 009'E1

ú 9 G O E0 90V ú 0 0 6 I

LS I 'Oeú 90Z' L

006'ZI

L9 I' 0E 90Z'L 006'ZI

O08' 0 09'L6

SS'Z L

nea, p awn LOA ua % awn;4q ap awnLOA ua % (41/Pl (6i/ Le:) (a^ ALL/n1i) (AH1) anb L -oLUOL iniaLeA

OL 08 L 08 L 081 08 L

08L 08L

08 L o aLq lsnqwoD aL suep UOLLlw ued saLaed) su nLeuLe xnevau? ua inauai 1O.U 6.oU 80U LoU 9oU q o U U úEU NOISlNW3 NOISlMW3 NOiSlN] NOISlnW3]1OIS] diI] NOISilnW3 NOISIRN3 NOIS1lW3 3fibON3UO 318Ii$lSnOO nei S3fniLsIU3LivuvV A nV318VI Le bitume de l'Orénoque et les émulsions

no 3, 6, 7 et 10 ont été atomisés avec de la vapeur.

Les émulsions n 4, 5, 8 et 9 ont été atomisées avec l'air. Le métal alcalin employé dans les émulsions 5 n 3, 4, 5 et 6 était le sodium, tandis que l'on a

ajouté du potassium dans les émulsions 7, 8, 9 et 10.

Les conditions opératoires sont reprises dans le

tableau VI.

TABLEAU VI

CONDITIONS OPERATOIRES

ORENOQUE EMULSION EMULSION EMIULSION EMULSION EMULSION EMULSION

n 3 n 4 n'5 n 6 nr7 n 8

EMULS ION

n 9

EMULS ION

n10O Débit d'alimentation (kg/h) Apport total de chaleur (BTU/h) (kcal/h) (w) Température du combustible( C) Rapport vapeur/ combustible (poids/ poids) Rapport air/combustible (poids/poids) Pression vapeur/air 105 Pa) Grandeur moyenne des gouttelettes (pm)

,8 28,9

28,9 28,9

27,4

27,4 27,4

27,4

820.000 206.640 60.560

28,1

820.000 206.640 60.560 60-0

60-70

-70 60-70

-70 60-70 60-70 60-70

i._ 0,4 O,.34 0,4 0,45 0,2? 0,20 0,27 0,27 0,34 1,6 3 43 3 43

3,8 60

3,7 60

2,8 c:,0 -'J

Le tableau VII ci-après indique l'efficacité de la combustion et les émissions gazeuses.

ORENOQUE

CO2, % molaires 15,5 CO, parties par million, v 1.000 02, % molaires 3 SO2, parties par million, v 1.617 S03, parties par million, v 10 NOx, parties par million, v 717 Particules (mg/Nm3) 25 Efficacité 98,7 Durée de l'essai '(heures) 428

TABLEAU VII

CARACTERISTIQUES DE COMBUSTION

E DMULSIION OMUSION EFMUSION EULSION MULSIN EMULSION EMIULSION EMULSION

N 3 NO 4 NO 5 N 6 NO 7 NO 8 N 9 N 10

12,9 12,6 12,8 13,9 13,5 13,9 13,5 13,0

50

3 3

475 420

5

3,2

99,9 100

2,7

22 3,3

740 550

6 6

2,8

99,9 40

3,2 2,8

692 1.350

12,6 99,9 100

478 5,7

99,9 100

99,9 40

-.J

99,9 40

rla C, -P Ces résultats indiquent d'importantes réductions des oxydes de soufre lors de la combustion d'émulsions contenant des métaux alcalins, ainsi qu'un accroissement de l'efficacité. En outre, plus le rapport air/combustible est faible, plus la réduction des oxydes de soufre est forte. Il semblerait qu'il en soit de même pour de plus faibles rapports vapeur/ combustible. Enfin, la quantité d'oxydes d'azote a été réduite. Comparativement aux bruts de l'Orénoque, 10 en règle générale, les conditions opératoires sont moins rigoureuses lorsqu'on brûle des combustibles émulsionnés; les températures et les pressions d'atomisation du combustible étaient inférieures, tandis que l'utilisation d'air ou de vapeur a contribué à accroître la souplesse de l'opération. La réduction des émissions d'oxydes de soufre est une caractéristiqueimportante des émulsions huile-dans-eau contenant des métaux alcalins. Les émissions d'anhydride sulfurique sont responsables de ce que l'on appelle la 20 corrosion des extrémités froides, t'est-à-dire la condensation d'acide sulfurique dans les parties plus

froides des chaudières (économiseurs et réchauffeurs d'air). Elles sont également responsables de l'acidité des cendres dans des ballons séparateurs électro25 statiques et d'autres équipements de capture des solides.

EXEMPLE 3

On a comparé les émissions de soufre dégagées par l'émulsion d'huile n 3 de l'exemple 2 avec le fuel oil n 6 et les résultats sont repris dans les figures 3 et 4 annexées. Les résultats obtenus indiquent que les émissions d'oxydes de soufre de l'émulsion huile-dans-eau sont favorables comparativement à celles du fuel oil nO 6 et de loin supérieures à celles enregistrées pour le bitume de l'Orénoque. La réduction 35 des émissions de S02 est de 33% comparativement au 1: fuel oil n 6 et de 66% comparativement au bitume de l'Orénoque. Les émissions d'anhydride sulfurique sont également inférieures pour l'émulsion n 3 comparativement au fuel oil n0 6 (2,5% de S) et au 5 bitume de l'Orénoque. Ces réductions s'expriment

par 17% et. 50% respectivement.

L'invention peut être mise en oeuvre sous d'autres formes ou selon d'autres manières sans se départir de son esprit ou de ses caractéristiques essentielles. En conséquence, la présente forme de réalisation doit être considérée à tous égards à titred'illustration et sans aucun caractère limitatif,

le cadre de l'invention étant défini par les revendications ci-après et il est entendu qu'il englobe 15 tous les changements rentrant dans la signification

et la gamme d'équivalences.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé de préparation et de combustion d'un combustible liquide naturel provenant du pétrole brut du bitume, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes qui consistent à: former une émulsion huile-dans-eau; régler la teneur en métaux alcalins de cette émulsion de telle sorte que cette teneur soit d'au moins environ 50 parties par million; et brQler cette émulsion huile-dans-eau comme combustible.

2. Procédé selon la revendication 1, comprenant les étapes consistant à former cette émulsion au fond d'un puits en injectant, dans ce dernier, un mélange d'eau et d'un additif émulsionnant de façon à former une émulsion huile-dans-eau, caractérisé en ce que la teneur en eau se situe entre environ et 35% en volume, la grandeur des gouttelettes se situe entre environ 10 et 60 pm et la teneur en

métaux alcalins est d'au moins 50 parties par million.

3. Procédé selon la revendication 2, carac-% térisé en ce qu'il comprend les étapes qui consistent à pomper cette émulsion huile-dans-eau de ce puits vers une station d'écoulement; transporter cette émulsion huiledans-eau de cette station d'écoulement vers une station de combustion; conditionner cette émulsion huile-dans-eau de façon à optimaliser la teneur en eau,la grandeur des gouttelettes et la teneur en métaux alcalins de cette émulsion huile-dans-eau en vue de la combustion 5 et brOler cette émulsion huile-dans-eau optimatisée afin de réduire sensiblement les émissions d'anhydride sulfureux et d'anhydride sulfurique, les émissions d'anhydride sulfureux et d'anhydride sulfurique étant inférieures à

celles du fuel oil n06.

4. Procédé selon la revendication 3,caractérisé en ce que la teneur en métaux alcalins se situe entre environ 50 et 600 parties par million.

5. Procédé selon la revendication 1,caractérisé en ce que le pétrole brut de bitume a les pro15 priétés chimiques et physiques suivantes: C: 78,2 à 85,5% en poids; H: 10,0 à 10,8% en poids; 0: 0,26 à 1,1%' en poids; N: 0, 50 à 0,66% en poids; 20 S: 3,68 à 4,025' en poids; cendres: 0,05 à 0,33% en poids; vanadium: 420 à 520 parties par million; nickel: 90 à 120 parties par million; fer: 10 a 60 parties par million; 25 sodium: 60 à 200 parties par million; densité: 1,0 a 12,0 API viscosité: à 50 C (122 F): 14 à 5.100 10 3m2/s à 98,89 C (210 F): 70 à 16.000 10-6m2/s, 30 valeur calorifique (LHV)(Kcal/kg):8.500

à 10.000 (35.572 kJ/kg à 41850 kJ/kg);et asphaltènes:9,0 à 15,0% en poids.

6. Procédé selon la revendication 2,caractérisé en ce que l'additif émulsionnant est choisi parmi le groupe constitué d'agents tensio-actifs anioniques, d'agents tensio-actifs non ioniques, d'agents tensio-actifs cationiques et de mélanges d'agents tensio-actifs cationiques et non ioniques. 5

7. Procédé selon la revendication 6,-caractérisé en ce que que les agents tensio-actifs non ioniques sont choisis parmi le groupe constitué d'alkyl-phénols éthoxylés, d'alcools éthoxylés, d'esters de sorbitanne éthoxylés et de leurs mélanges. 10

8. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que les agents tensio-actifs cationiques sont choisis parmi le groupe constitué des chlorhydrates de diamines grasses, d'imidazolines, d'amines éthoxylées, d'amido-amines, de composés 15 d'ammonium quaternaire et de leurs mélanges,

9. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que les agents tensio-actifs anioniques sont choisis parmi le groupe constitué d'acides

sulfoniques carboxyliques à longue chaîne et de leurs 20 mélanges.

10. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'additif émulsionnant est un agent tensio-actif non ionique présentant un équilibre

hydrophile/lipophile supérieur à 13.

11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'agent tensio-actif non ionique est un nonylphénol oxyalkylé avec 20 motifs d'oxyde d'éthylène.

12. Procédé selon la revendication 9, ca30 ractérisé en ce que l'agent tensio-actif anionique est choisi parmi le groupe constitué de sulfonates d'alkyl-aryle, de sulfates d'alkyl-aryle et de leurs mélanges.

13. Procédé selon la revendication 2, ca35 ractérisé en ce que l'additif émulsionnant est présent en une quantité se situant entre environ 0,1 et 5% en poids, calculé sur le poids total de l'émulsion hulile-dans-eau.

14. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'émulsion huile-dans-eau est caractérisée par une teneur en eau de 20 à 30% en volume, une grandeur moyenne de gouttelettes de 40 à 60 ym et une teneur en métaux alcalins de SO à 600 parties

par million.

15. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape qui consiste & dégazer l'émulsion huile-dans-eau avant de la

conditionner en vue de la combustion.

16. Procédé selon la revendication 3, ca15 ractérisé en ce qu'il comprend l'étape qui consiste à ajouter un additif inhibiteur de corrosion & l'émulsion huile-dans-eau avant de transporter cette dernière.

17. Procédé selon la revendication 3, com20 prenant l'étape consistant à conditionner l'émulsion huile-dans-eau de façon à obtenir une émulsion huiledans-eau caractérisée par une teneur en eau d'environ

-30% en volume, une grandeur de gouttelettes d'environ 10-60 r et une teneur en métaux alcalins 25 d'environ 50-300 parties par million.

18. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'11 comprend l'étape qui consiste à brûler cette émulsion huile-dans-eau optimalisée dans les conditions opératoires suivantes: 30 température du combustible: 20 à 800C; rapport vapeur/combustible (poids/poids): 0,05 à 0,5; rapport air/combustible (poids/poids): 0,05 à 0,4; et pression de vapeur: 2 à 6 10 pa; ou

pression d'air: 2 à 7 107 Pa.

19. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape qui consiste à brûler cette émulsion huile-dans-eau optimalisée dans les conditions opératoires suivantes: température du combustible: 20 à 60C; rapport vapeur/combustible (poids/poids): 0,05 à 0,4; rapport air/combustible (poids/poids): 0,05 à 0,3; et pression de vapeur: 2 à 4 10 P. ou

pression d'air: 2 à 4 105 Pa.

20. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la combustion de l'émulsion huiledans-eau optimalisée conduit à une sensible réduction des émissions d'anhydride sulfureux et d'anhydride sulfurique moyennant la fixation chimique du soufre

du combustible dans les produits solides de la combustion.

21. Combustible liquide naturel sous forme d'une émulsion huile-dans-eau formée à partir de pétrole brut de bitume, caractérisé en ce qu'il a une teneur 20 en eau se situant entre environ 15 et 35% en volume et une teneur en métaux alcalins d'au moins environ

parties par million. -