NO158331B

NO158331B - PROCEDURE FOR AA REMOVING WATER FROM AN OIL PIPE OR PREVENTING THE DISPOSAL OF OIL WATER IN AN OIL PIPE.

Info

Publication number: NO158331B
Application number: NO793277A
Authority: NO
Inventors: Terence Cox
Original assignee: Ici Ltd
Priority date: 1978-10-12
Filing date: 1979-10-11
Publication date: 1988-05-16
Also published as: NO158331C; NO793277L

Description

Denne oppfinnelse angår en fremgangsmåte til å fjerne vann fra oljerørledninger eller hindre avsetning av vann fra olje i oljerørledninger. This invention relates to a method for removing water from oil pipelines or preventing the deposition of water from oil in oil pipelines.

Oppfinnelsen kan anvendes når det gjelder å fjerne vann som kan samle seg på de laveste steder i oljerørledninger. Stående vann på slike steder kan eksempelvis komme inn som en ustabil emulsjon i olje og kan forårsake korrosjon av oljerørledningen, spesielt hvis vannet inneholder oppløste elektrolytter, f.eks. salt. Dette er spesielt sannsynlig hvis olje som inneholder en ustabil emulsjon av vann, får stå i ledningen i betydelig tid i hvilken emulsjonen brytes, slik at det avsettes vann som ikke lett redispergeref. når oljen igjen strømmer. Dette problem kan overvinnes ved at et emulgeringsmiddel som beskrevet nedenfor føres gjennom oljerørledningen, The invention can be used when it comes to removing water that can accumulate in the lowest places in oil pipelines. Standing water in such places can, for example, enter as an unstable emulsion in oil and can cause corrosion of the oil pipeline, especially if the water contains dissolved electrolytes, e.g. salt. This is particularly likely if oil containing an unstable emulsion of water is allowed to stand in the line for a considerable time during which the emulsion is broken, so that water is deposited which is not easily redispersed. when the oil flows again. This problem can be overcome by passing an emulsifier as described below through the oil pipeline,

og vann fjernes sammen med dette. and water is removed along with this.

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte til å fjerne vann fra en oljerørledning eller hindre avsetning av vann fra olje i en oljerørledning, The invention relates to a method for removing water from an oil pipeline or preventing the deposition of water from oil in an oil pipeline,

karakterisert ved at det gjennom oljerørledningen føres et emulgeringsmiddel som består av (a) kondensasjonsproduktet av etylenoksyd og en alkylferiol med 6-18 karbonatomer i en alkylgruppe som fortrinnsvis står i para-stilling, i et mol-forhold på fra 5:1 til 15:1, og (b) en alkylfenol med 6-18 karbonatomer i en alkylgruppe som fortrinnsvis står i para-stilling, eller kondensasjonsproduktet av etylenoksyd og en slik alkylfenol i et mol-forhold på høyst 4,5:1, characterized in that an emulsifier consisting of (a) the condensation product of ethylene oxide and an alkylferriol with 6-18 carbon atoms in an alkyl group which is preferably in the para position, in a mole ratio of from 5:1 to 15, is passed through the oil pipeline: 1, and (b) an alkylphenol with 6-18 carbon atoms in an alkyl group which is preferably in the para position, or the condensation product of ethylene oxide and such an alkylphenol in a molar ratio of not more than 4.5:1,

hvor vektforholdet mellom komponent (a) og komponent (b) er fra 1:20 til 20:1, og det samlede mol-forhold mellom etylenoksyd og alkylfenol er fra 2,5:1 til 6:1. where the weight ratio between component (a) and component (b) is from 1:20 to 20:1, and the overall molar ratio between ethylene oxide and alkylphenol is from 2.5:1 to 6:1.

Alkylfenoien har hensiktsmessig bare én alkylgruppe. The alkyl pheno suitably has only one alkyl group.

Meget hensiktsmessig har alkylgruppen 8-12 karbonatomer. Very conveniently, the alkyl group has 8-12 carbon atoms.

Emulgeringsmidlet kan føres gjennom oljerørledningen som sådant eller som en oppløsning i olje. Hvis oljerørledningen inneholder avsatt vann, foretrekker man å føre emulgeringsmidlet igjennom som sådant i form av en sylinder eller blokk av emulgeringsmiddel, som derved bringes i kontakt med vannet. The emulsifier can be passed through the oil pipeline as such or as a solution in oil. If the oil pipeline contains deposited water, it is preferred to pass the emulsifier through as such in the form of a cylinder or block of emulsifier, which is thereby brought into contact with the water.

Hensiktsmessig kan en oljerørledning gjennom hvilken olje-strømmen midlertidig skal stanses, fylles med olje tilsatt emulgeringsmidlet før oljestrømmen stanses, i den hensikt å stabilisere som en emulsjon det vann som inneholdes i den. Vann som inneholdes i oljen, blir således ført ut sammen med denne når strømmen startes på ny. Appropriately, an oil pipeline through which the oil flow is to be temporarily stopped can be filled with oil added to the emulsifier before the oil flow is stopped, with the intention of stabilizing the water contained in it as an emulsion. Water contained in the oil is thus carried out together with it when the current is restarted.

Med olje menes væskeformige hydrokarboner og blandinger derav, f.eks. råolje, kerosen eller bensin. By oil is meant liquid hydrocarbons and mixtures thereof, e.g. crude oil, kerosene or petrol.

I alminnelighet bør mengden av emulgeringsmiddel være minst 50 vekt%, fortrinnsvis 50-100 vekt%, av det tilstede-værende vann. Normalt vil den utgjøre 0,01-1 vekt% av oljen. Anvendelse av mindre mengder emulgeringsmiddel enn dette kan være gunstig skjønt mindre effektivt, eller anvendelse av større mengder kan være ønskelig som en forsiktighetsregel. In general, the amount of emulsifier should be at least 50% by weight, preferably 50-100% by weight, of the water present. Normally it will make up 0.01-1% by weight of the oil. Use of smaller amounts of emulsifier than this may be beneficial although less effective, or use of larger amounts may be desirable as a precautionary measure.

Eksempler Examples

I de følgende eksempler betyr NP nonylfenol, og når be-tegnelsen følges av et tall, betyr det kondensasjonsproduktet av 1 mol nonylfenol og det antall mol etylenoksyd som nevnte tall angir. In the following examples, NP means nonylphenol, and when the designation is followed by a number, it means the condensation product of 1 mole of nonylphenol and the number of moles of ethylene oxide that the said number indicates.

Til en kolbe inneholdende kerosen (kokepunktsområde 79-130°C) ble det tilsatt 10 volum* ferskvann inneholdende mindre enn 500 pprn oppløste faste stoffer. De to væsker er ubland-bare, og et lag av vann lå under kerosenet. To a flask containing the kerosene (boiling point range 79-130°C) was added 10 volumes* of fresh water containing less than 500 pprn dissolved solids. The two liquids are immiscible, and a layer of water was under the kerosene.

Komponent (a) som anvendes ifølge oppfinnelsen ble, i den mengde som er vist i kolonne 2 i tabell 1, tilsatt i kolben under svak rystning av innholdet. Den resulterende emulsjons-tilstand ble observert kontinuerlig. Component (a) which is used according to the invention was, in the quantity shown in column 2 of table 1, added to the flask while gently shaking the contents. The resulting emulsion state was continuously observed.

Dette ble fulgt av en titrering ved hvilken komponent (b) langsomt ble tilsatt til kolben (igjen under svak rystning). Denne titrering ble fortsatt opp til det punkt som er angitt i kolonne 3 i tabell 1. This was followed by a titration whereby component (b) was slowly added to the flask (again with gentle shaking). This titration was continued up to the point indicated in column 3 of Table 1.

For de sammensetninger av komponentene (a) og (b) som danner mikroemulsjoner, ble dette punkt bestemt visuelt ved overgangen fra en melkehvit vann-i-olje-makroemulsjon til en optisk gjennomsiktig enkeltfase-mikroemulsjon eller tilnærmet kolloidal oppløsning av vann-i-olje. Slike mikroemulsjoner er meget ønskelige for formålene i henhold til oppfinnelsen, da de ikke undergår faseseparasjon. For those compositions of components (a) and (b) that form microemulsions, this point was determined visually at the transition from a milky white water-in-oil macroemulsion to an optically transparent single-phase microemulsion or approximately colloidal solution of water-in-oil . Such microemulsions are very desirable for the purposes according to the invention, as they do not undergo phase separation.

Når en mikroemulsjon ble dannet, ble tilsetningen av komponent (b) fortsatt (med svak agitering av kolben), hvoretter enten tilstanden til den klare optisk gjennomsiktige mikro-emuls jon var upåvirket, eller det fant sted en andre overgang fra et mikroemulsjonsområde tilbake til et område for tåket eller uklar makroemulsjon. Disse overgangspunkter er angitt i kolonne 4 i tabell 1. When a microemulsion was formed, the addition of component (b) was continued (with gentle agitation of the flask), after which either the state of the clear optically transparent microemulsion was unaffected, or a second transition from a microemulsion region back to a area of the fog or cloudy macroemulsion. These transition points are indicated in column 4 of table 1.

Etter bestemmelse av sammensetninger som er effektive, ble den minste tilsetningsmengde med hvilken det oppnås en mikro-emuls jonstilstand , bestemt. Disse terskelnivåer er angitt i kolonne 5 i tabell 1. After determination of compositions which are effective, the minimum amount of addition with which a micro-emulsion state is obtained was determined. These threshold levels are indicated in column 5 of table 1.

De data som er angitt i tabell 1, viser at mens en mikroemulsjon kan dannes med en enkelt komponent (NP 4 for det system som her studeres), er det mer effektivt å anvende en binær kombinasjon av komponenter i henhold til oppfinnelsen. The data set out in table 1 show that while a microemulsion can be formed with a single component (NP 4 for the system studied here), it is more effective to use a binary combination of components according to the invention.

Det binære NP8/NP4 system ble på lignende måte ennvidere studert med vandig elektrolytt og i vann ved en temperatur på 5° C (tabell 2) . The binary NP8/NP4 system was further studied in a similar way with aqueous electrolyte and in water at a temperature of 5° C (table 2).

Resultatene i tabell 2 viser at det gjennomsnittlige etylenoksydinnhold i tokomponent-emulgeringsmidlet bør økes for mer saltholdige vannkvaliteter, men nedsettes for systemer med lavere temperatur. The results in Table 2 show that the average ethylene oxide content in the two-component emulsifier should be increased for more saline water qualities, but decreased for systems with lower temperatures.

Videre ble optimalisering utført med NP8/NP 4-blandingen ved 5°C i et system av kerosen (kokepunktsområde 79-130°C) og 10 volum% vandig elektrolytt. Furthermore, optimization was performed with the NP8/NP 4 mixture at 5°C in a system of kerosene (boiling point range 79-130°C) and 10 vol% aqueous electrolyte.

Tabell 3 viser at den samlede emulgeringsmiddel-tilsetning som er påkrevet for dannelse av mikroemulsjon, kan reduseres godt under 1:1 beregnet på vann, avhengig av hvilken følsomhet for temperaturendringer som er akseptabel. Table 3 shows that the total emulsifier addition required for the formation of microemulsion can be reduced well below 1:1 calculated for water, depending on which sensitivity to temperature changes is acceptable.

En endelig test ble utført med NP4/NP8-systemet med forholdet 6:1 i tabell 3 med den samme 10 volum% vandige elektrolytt, men med en Nordsjø-råolje i stedet for kerosen. Med et forhold mellom blandet emulgeringsmiddel (NP4/NP8 = 6:1) og vann på 1:1 ble det fremstilt en stabil mikroemulsjon av vann i råolje. A final test was performed with the 6:1 ratio NP4/NP8 system in Table 3 with the same 10% by volume aqueous electrolyte, but with a North Sea crude oil instead of the kerosene. With a ratio between mixed emulsifier (NP4/NP8 = 6:1) and water of 1:1, a stable microemulsion of water in crude oil was produced.

Oppfinnelsen kan bringes til utførelse som følger: The invention can be carried out as follows:

En fralands oljeplattform som produserer den ovenfor nevnte Nordsjø-råolje, som etter avvanning inneholder 0,5 vekt% vann, forsynes med en lasteinnretning for tankskip som fortøyes til en bøye, og en oljerørledning tilknyttes som har et volum på 500 m<3>. Olje pumpes med mellomrom gjennom oljerørledningen til tankskip som fortøyes ved lastestedet, og oljerørledningen holdes fylt med olje når lasting ikke pågår. Vann vil skille seg ut fra oljen og akkumuleres på oljerørledningens laveste punkt. An offshore oil platform that produces the above-mentioned North Sea crude oil, which after dewatering contains 0.5% water by weight, is supplied with a loading device for tankers which is moored to a buoy, and an oil pipeline is connected which has a volume of 500 m<3>. Oil is pumped at intervals through the oil pipeline to tankers moored at the loading site, and the oil pipeline is kept filled with oil when loading is not in progress. Water will separate from the oil and accumulate at the lowest point of the oil pipeline.

For å hindre utskillelse av vannet tilsetter man emulgeringsmidlet (NP4/NP8 =6:1) i det minste til de siste 500 m<3> olje i en konsentrasjon på 0,25-0,5 vekt%. Den nødvendige konsentrasjon kan bestemmes empirisk på basis av prøver av den ovenfor beskrevne art, men anvendelse av emulgeringsmiddel i større mengder enn minimumsmengden kan være ønskelig som en forsiktighetsforanstaltning i ethvert tilfelle, slik at forsøk kan sløyfes. Tilsetning av emulgeringsmidlet til oljen før denne kommer til en leveringspumpe, som er av sentrifugaltypen, er ønskelig for å sikre god blanding. To prevent separation of the water, the emulsifier (NP4/NP8 =6:1) is added at least to the last 500 m<3> of oil in a concentration of 0.25-0.5% by weight. The required concentration can be determined empirically on the basis of samples of the kind described above, but the use of emulsifier in larger amounts than the minimum amount may be desirable as a precaution in any case, so that experiments can be omitted. Adding the emulsifier to the oil before it reaches a delivery pump, which is of the centrifugal type, is desirable to ensure good mixing.

Om det ønskes, kan vann i alminnelighet fjernes fra oljerørledningen i ovennevnte installasjon selv om det allerede har samlet seg, idet man fører en sylinder eller blokk på minst 1 meters lengde (0,75 m<3> volum) av emulgeringsmidlet gjennom oljerørledningen. Dette innføres hensiktsmessig i oljerørledningen nedstrøms for pumpen, slik at blanding med det generelle oljelegeme reduseres, hvorved det passerer gjennom oljerørledningen hovedsakelig som en blokk inntil det kommer i kontakt med vannet. Blanding med oljen ved endene av blokken vil selvsagt finne sted ved diffusjon og dispersjon. Sist-nevnte kan imidlertid reduseres ved at oljen føres igjennom med en lav hastighet, slik at strømningsmønstret blir laminært og ikke turbulent. Hvis en enkelt behandling er utilstrekkelig for å fjerne alt vannet, kan behandlingen gjentas. If desired, water can generally be removed from the oil pipeline in the above installation even if it has already accumulated, by passing a cylinder or block of at least 1 meter length (0.75 m<3> volume) of the emulsifier through the oil pipeline. This is conveniently introduced into the oil pipeline downstream of the pump, so that mixing with the general oil body is reduced, whereby it passes through the oil pipeline mainly as a block until it comes into contact with the water. Mixing with the oil at the ends of the block will of course take place by diffusion and dispersion. The latter can, however, be reduced by passing the oil through at a low speed, so that the flow pattern becomes laminar and not turbulent. If a single treatment is insufficient to remove all the water, the treatment can be repeated.

Claims

1. Method for removing water from an oil pipeline or preventing the deposition of water from oil in an oil pipeline, characterized in that an emulsifier consisting of (a) the condensation product of ethylene oxide and an alkylphenol with 6-18 carbon atoms in an alkyl group is passed through the oil pipeline which is preferably in the para position, in a molar ratio of from 5:1 to 15:1, and (b) an alkylphenol with 6-18 carbon atoms in an alkyl group which is preferably in the para position, or the condensation product of ethylene oxide and one such alkylphenol in a molar ratio of no more than 4.5:1, where the weight ratio between component (a) and component (b) is from 1:20 to 20:1, and the overall molar ratio between ethylene oxide and alkylphenol is from 2.5:1 to 6:1.

2. Method according to claim 1 to prevent the deposition of water in an oil pipeline, in which the oil flow is to be temporarily stopped, characterized in that the oil is added to the emulsifier before the flow of oil is stopped.

3. Method according to claim 1 for removing water from an oil pipeline, characterized in that a block or cylinder of the emulsifying agent is introduced into the oil pipeline and passed through it until the agent comes into contact with the water.