NL8400539A

NL8400539A - Werkwijze en inrichting voor het breken van gestabiliseerde emulsies, in het bijzonder olie-wateremulsies.

Info

Publication number: NL8400539A
Application number: NL8400539A
Authority: NL
Original assignee: Elf Aquitaine
Priority date: 1983-02-21
Filing date: 1984-02-21
Publication date: 1984-09-17
Also published as: CA1206913A; FR2541130A1; GB8404376D0; IT8419698A0; FR2541130B1; NO160053B; US4514272A; IT1173305B; GB2136323B; GB2136323A; NO160053C; NO840634L

Description

843022/vdV/mk ,.

Korte aanduiding: Werkwijze en inrichting voor het breken van gestabiliseerde emulsies, in het bijzonder olie-wateremulsies.

5 Door Aanvraagster worden als uitvinders genoemd: Jean-Pierre DUBREUIL, Jean BLAZEJCZAK en Bernard TRAMIER.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en op een inrichting voor het uitvoeren van deze werkwijze, voor het breken 10 van gestabiliseerde emulsies, in het bijzonder olie-wateremulsies.

De bekende werkwijzen voor het verwijderen van oliën uit water blijken niet doelmatig wanneer zij toegepast worden op bepaalde typen emulsies die men gestabiliseerd noemt, in het bijzonder bij emulsies van olie in water.

15 Een dergelijke emulsie bestaat uit een suspensie waarin de colloidale stof vloeibaar is. De diameter van de oliedeeltjes is kleiner dan 100 μ en vaak zelfs kleiner dan 60 μ.

Een stabiele emulsie bevat fijne druppeltjes van koolwaterstoffen gesuspendeerd in een vloeistof, in het algemeen water, waarvan 20 de viscositeit hun agglomeratie tegengaat.

Het emulgeren kan begunstigd worden door gewoonlijk bij explo-ratie/produktie gebruikte produkten zoals bactericiden, corrosie-remstoffen, en dergelijke, die de oppervlaktespanning tussen vloei-stof-vloeistof verlagen.

25 De stabiliteit van een emulsie van koolwaterstoffen in waber is in het bijzonder te wijten aan het evenwicht van de volgende krachten of factoren: - de zwaartekracht die inwerkt op de micellen, - de affiniteit van de micellen voor het oplosmiddel, 20 - de elektrostatische afstotingskrachten, - de oplosbaarheid van de koolwaterstof in water, als aromaten, asfaltenen en dergelijke aanwezig zijn.

De in het water gesuspendeerde micellen zijn in het algemeen negatief geladen. Daardoor vormt zich een dubbele elektrische laag 8400539 π -/.- op het olie-wateroppervlak.

Deze dubbele laag bestaat uit het geladen deeltje en een equivalent van ionen met tegengestelde lading die opgehoopt zijn in het water op het oppervlak van het oliedeeltje.

5 De flo^tatiewerkwijzen blijken in het algemeen onwerkzaam, zelfs de coalescerende filters.

Het gebruik van een elektrisch veld is reeds voorgesteld door middel van elektroflo^tatie. In dit geval bedekken elektroden het oppervlak van het flo^tatievat. Bij elektrolyse van water worden 10 kleine: microbelletjes van waterstof en zuurstof gevormd die de koolwaterstoffen meenemen naar het oppervlak. In bepaalde gevallen maakt de corrosie van een aluminiumanode Al^+ ionen vrij die als coagulatiemiddel dienst doen.

Deze behandelingen vereisen belangrijke installatiesen de 15 zuiveringsrendementen van het water bereiken moeilijk meer dan 50j£n

De onderhavige uitvinding beoogt deze moeilijkheden te ondervangen door het opheffen van de elektrostatische afstootkrachten^ die bestaan tussen de oliedeeltjes en waterdeeltjes^te bevorderen.

Bij een werkwijze volgens de uitvinding voor het breken van 20 gestabiliseerde emulsies voert men de emulsie toe aan een ruimte (2) die voor haar deel begrensd is door een vlak van een doorlaatbare wand (4). ^die een percolerende elektrode vormt ^waarop men een continue of pseudocontinue elektrische spanning aanbrengt en voert men het effluent af uit een ruimte (3) voor haar deel begrensd door 25 het andere vlak van de doorlaatbare wand (4). Men verkrijgt de hoogstmogelijke rendementen als de percolerende elektrode een kathode is.

In het algemeen, als de filtrerende wand bestaat uit vezels van koolstof of grafiet, behandelt men deze voor zijn gebruik door 30 impregneren met een oppervlakte-aktieve stof om de oppervlakte-toe-stand ervan te modificeren.

Bij voorkeur, brengt men bij de verschillende uitvoeringsmogelijkheden, een vooraf bepaald drukverschil aan tussen de twee door de doorlaatbare wand (4) gescheiden ruimten om het debiet 8400539 -3- v : ναη de emulsie door deze wand te regelen.

Een inrichting volgens de uitvinding voor het breken van de gestabiliseerde emulsies in twee fasen bestaat uit een/j/fj^ verdeeld in twee compartimenten door een doorlaatbare wand (4) die een per-5 colerende elektrode vormt verbonden met een continue of pseudo-continue elektrische stroombron, waarbij een eerste compartiment verbonden is met voedingsmiddelen voor de emulsie, terwijl een tweede compartiment voorzien is van scheidingsmiddelen voor de twee fasen of voor de afvoer naar een dergelijke afscheider.

10 Bij bepaalde uitvoeringsvormen, bestaat de percolerende elektrode uit metaalvezels, bijvoorbeeld ontwikkeld titaan.

Bij andere uitvoeringsvormen, bestaat de percolerende elektrode uit koolstof of grafietvezels, in dat geval wordt de percolerende elektrode bij voorkeur voor haar gebruik vooraf behandeld door 15 impregneren met een oppervlakte-aktieve stof.

De hoogste rendementen worden verkregen als de percolerende elektrode een kathode is, dat wil zeggen als deze een negatieve polariteit bezit.

De beste rendementen worden verkregen als de oppervlakte-aktieve 20 stof een aantal HLB bevat van 5 tot 20 en bij voorkeur van 10 tot 16.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm is de oppervlakte-aktieve stof op basis van alkylsulfaten en in de handel bekend onder de naam Teepol.

De uitvinding zal, op niet beperkende wijze, worden toegelicht 25 door de in de figuur weergegeven inrichting.

De inrichting bestaat uit een bak (1) verdeeld in twee compartimenten, een eerste compartiment (2) of bovencompartiment en een tweede compartiment (3) of benedencompartiment, door een doorlaatbare wand (4) die een percolerende elektrode vormt verbonden met 30 een continue of pseudocontinue elektrische stroombron, met een negatieve polariteit of kathode.

In het tweede compartiment (3), is een tegenelektrode (5) of anode opgesteld die de vorm bezit van een staaf of van een plaat met beperkte afmetingen en geen obstakel vormt voor de circulatie 8400539 -4- ναη het effluent.

In het eerste compartiment (2) mondt een leiding (6) uit voor het toevoeren van emulsie. Het tweede compartiment (3) bestaat uit een decanteerbak waarin aan het uiteinde (7), tegenover de doorlaat-5 bare wand (4) een schot (8) is aangebracht dat in zijn onderste gedeelte doorboord is met doorboringen (9) die het compartiment (3) in verbinding brengen met een ruimte (10) voorzien van een hoog gelegen afvoerleiding (11).

Op het oppervlak van de vloeistof, in het compartiment (3) is 10 een laag (12) aanwezig van vrije koolwaterstoffen afkomstig van het breken van de emulsie. Deze koolwaterstoffen kunnen verzameld worden met behulp van een oleofiele trommel of eenvoudig afgevoerd worden met behulp van een overloop, of andere middelen die deel uitmaken van de stand van de techniek en die om deze redenen niet zijn 15 weergegeven.

De werkwijze bestaande uit het voeren van een emulsie door een percolerende elektrode onder elektrische spanning om deze emulsie te breken en vervolgens de bestanddelen te kunnen scheiden, kan toegepast worden op alle soorten emulsies. Bij wijze van voorbeeld 20 zullen de resultaten beschreven worden van haar toepassing op een emulsie van koolwaterstoffen in water.

VOORBEELD VOOR HET UITVOEREN VAN DE NIEUWE WERKWIJZE

Gebleken is dat met percolerende elektroden, uit metaaldraad of uit koolstofvilt, zonder spanning op de elektrode, de emulsie 25 deze passeert zonder gebroken te worden. Het onder spanning brengen van de elektrode is noodzakelijk om de micellen te laten coalesceren en de emulsie te breken.

De emulsie, die het onderwerp \an de proef vormde, bevatte 500 ppm gasolie, 5 g natriumchloride per liter, 250 ppm corrosieremstof 30 en 50 mg/liter bactericide.

De cel bezat een volume van 2 liter, en was voorzien van een kathode uit geweven vilt van 80 cm2 oppervlak terwijl het debiet van de emulsie 2,5 liter per uur bedroeg.

De elektrische parameters waren: E s 1,8 tot 2 volt, I = 0,4 A

8400539 « -5- φ1 gemiddeld.

De stroomdichtheid bij de kathode bedroeg derhalve 50 A/m2.

Het terugwinrendement R, dat de verwijdering van koolwaterstoffen uit de watersfase aangeeft is als volgt berekend: 5 r _ Gehalte bij de toevoer- gehalte HC bij de afvoer χ

Gehalte HC bij de toevoer (HC s koolwaterstof).

» ddp terugwinrendement = R * 10 __ __Kathode vilt Kathode van ontwikkeld titaan 2 V 82 * 63* 1,8 V 78* 66%

Proeven zijn uitgevoerd onder identieke omstandigheden met een 15 water dat 30 g/1 natriumchloride bevatte.

ddp _terugwinrendement = R * __Kathode vilt Kathode van ontwikkeld titaan : 2 V 88* 68* 20 1,8 V 87* 89* i *·

Onderzocht zijn ook emulsies met een geringer gehalte aan koolwaterstoffen (100 ppm) in een waterige oplossing met 5 g/l natriumchloride.

25 In dit geval schijnt het dat de rendementen ongeveer 60* bedragen met de twee typen elektroden.

8400339

Claims

1. Werkwijze voor het breken van gestabiliseerde emulsies waarbij men een emulsie toevoert aan een ruimte (2) begrensd voor haar deeL 5 door een vlak van een doorlaatbare wand (4) die een percolerende elektrode vormt waarop men een continue of pseudocontinue spanning aanbrengt en men het effluent afvoert uit een ruimte (3) begrensd voor haar deel door de andere wand van de doorlaatbare wand (4), met het kenmerk, dat voorafgaande aan zijn gebruik, 10 de doorlaatbare wand (4) behandeld is door impregneren met een oppervlakte-aktieve stof om de oppervlaktetoestand ervan te modificeren.

1. V

2. Werkwijze volgens conclusie l,met het kenmerk, dat men een vooraf bepaald drukverschil aanbrengt tussen de twee 15 door de doorlaatbare wand gescheiden ruimten om het debiet van de emulsie door deze wand te regelen.

3. Inrichting voor het breken van gestabiliseerde emulsies van twee fasen bestaande uit een bak verdeeld in twee compartimenten door een doorlaatbare wand (4) die een percolerende elektrode vormt 20 verbonden met een continue of pseudocontinue elektrische stroombron, waarbij een eerste compartiment (2) verbonden is met middelen voor het toevoeren van emulsie, een tweede compartiment (3) waarin een tegenelektrode (5) is opgesteld, voorzien is van middelen voor het scheiden van de twee fasen of voor het afvoeren naar een dergelijke 25 scheider, met het kenmerk, dat de percolerende elektrode (4) vooraf behandeld is door impregeneren met een oppervlakte-aktieve stof*

4. Inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de percolerende elektrode uit metaalvezels bestaat.

5. Inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de metaalvezels bestaan uit ontwikkeld titaan.

6. Inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de percolerende èlektrode bestaat uit koolstof- of grafietvezels.

7. Inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, 8 4 0 0 5 3 9 Λ _ !* « -7- dat de oppervlakte-aktieve stof een aantal HLB bezit van 5 tot 20 en bij voorkeur van 10 tot 16.

8. Inrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de oppervlakte-aktieve stof op basis is van alkylsulfaten en 5 in de handel bekend is onder de naam van Teepol.

9. Inrichting volgens «ondusie 4, met het kenmerk, datde percolerende elektrode een kathode is. 8400539