NO160053B - Fremgangsmaate og anordning for bryting av stabiliserte emulsjoner, spesielt olje-vann emulsjoner. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for å

bryte stabiliserte emulsjoner som angitt i krav l's ingress, spesielt olje-vann emulsjoner, og en anordning for utøvelse av denne fremgangsmåten som angitt i krav 3.

Klassiske fremgangsmåter for å befri vann for olje viser

seg uvirksomme når de anvendes på spesielle typer emulsjoner som kalles stabiliserte, spesielt på en olje-i-vann emulsjon.

En slik emulsjon består av en suspensjon hvori den kolloidale substans er flytende. Diameteren til oljepartiklene er mindre enn lOO^umog ofte mindre selv enn 60 } m.

En stabil emulsjon omfatter fine dråper av hydrokarboner i suspensjon i en væske, i allminnelighet vann, hvis viskosi-

tet er motsatt av agglomereringen.

Emulgering er egnet for produkter så som baktericider, korro-sjonsinhibitorer, o.s.v. hvor grenseflatespenningen senkes mellom væske-væske-fåsene.

Stabiliteten av en hydrokarbonemulsjon i vann skyldes spesielt likevekten av de følgende krefter eller faktorer: - gravitasjonskreftene som virker på micellene; - micellenes affinitet til løsningsmiddelet; - de elektrostatiske frastøtningskrefter; - løseligheten av hydrokarbon i vann, hvis aromater, asfaltener, o.s.v. er tilstede.

Micellene i suspensjonen i vann er generelt negativt ladet.

Som et resultat av dette dannes et dobbelt elektrisk sjikt

som etableres ved olje-vann grenseflaten.

Dette doble sjikt består av ladede partikler og en ekviva-

lent av motsatt ladede ioner akkumulert i vannet ved over-

flaten av de oljeaktige partikler.

Både flotasjonsprosesser og koalescensfiltere viser seg

generelt uvirksomme.

Bruken av et elektrisk felt ble foreslått ved elektroflota-sjonsanordninger. I dette tilfellet dekker elektrodene over-flateområdet av fIotasjonsbassenget. Ved elektrolyse av vann dannes H 2 og 0 2 mikrobobler som går sammen med hydro-karbonene mot overflaten. I visse tilfeller frigjør korro-sjonen av en aluminiumsanode Al^<+> ioner som virker som koagu-ler ing smiddel .

Disse behandlinger nødvendiggjør store anlegg og vannbehand-lingsutbyttene når knapt 50%.

Foreliggende oppfinnelse gjør det mulig å overvinne disse vanskeligheter ved å utslette de elektrostatiske frastøtningskrefter som eksisterer mellom oljepartikler og vann ved å utføre fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen på en slik måte som angitt i krav l's karakteriserende del.

I en fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen for å bryte de stabiliserte emulsjoner anvendes et rom 2 delvis begrenset av flaten til en gjennomtrengelig membran 4 bestående av en perkolater-ende elektrode som tilføres en direkte eller pseudo-direkte elektrisk strøm idet man tilfører emulsjon, og utløpsmaterialet evakueres fra et rom 3 delvis begrenset av den andre flate av den gjennomtrengelige membran 4. Høyere utbytter oppnås når den gjennomtrengelige elektrode er en katode.

Når filtermembranen er laget av karbon- eller grafittfibere, behandles den i alminnelighet før bruk ved impregnering med et overflateaktivt middel for å modifisere dens overflatetilstand.

På en foretrukket måte i forskjellige utførelsesformer pålegges en bestemt trykkforskjell mellom de to rom som er adskilt av den gjennomtrengelige membran 4 for å kontrollere emulsjons-strømningshastigheten gjennom denne membran.

En anordning ifølge oppfinnelsen for å bryte de stabiliserte emulsjoner i. to faser, består av en tank 1 oppdelt i to rom med en permeabel membran 4 bestående av en gjennomtrengelig elektrode forbundet til en direkte eller pseudo-direkte strømtilførsel, idet det første rom er forbundet med emul-s jonstilf ørselsorganer og, det andre rom er utstyrt med midler for å adskille de to faser eller for evakuering mot en slik separator.

I visse utførelsesformer er den gjennomtrengelige elektrode laget av metallfibre, f.eks. ekspandert titan.

I andre utførelsesformer er den gjennomtrengelige elektrode laget av karbon eller grafittfibre. I dette tilfelle impregneres den gjennomtrengelige elektrode fortrinnsvis med et overflateaktivt middel før bruk.

Høyeste utbytter oppnås når den gjennomtrengelige elektrode( er en katode, dvs. når den har en negativ polaritet.

De beste utbytter oppnås når det overflateaktive middel har

et HLB antall mellom 50 og 20 og fortrinnsvis mellom 10 og 16.

Ifølge en foretrukket utførelsesform er det overflateaktive middel alkylsulfatbasert , og er kjent under handelsnavnet "TEEPOL".

Oppfinnelsen vil lettere forstås av den følgende

beskrivelse som er en ikke begrensende illustrasjon av anordningen som er vist på den vedlagte tegning.

Anordningen består av en tank 1 oppdelt i to rom, et første rom 2 eller oppstrømsrom,og et andre rom 3 eller nedstrøms-rom, av en gjennomtrengelig membran 4 bestående av en gjennomtrengelig elektrode knyttet til en direkte eller pseudodirekte elektrisk strømtilførsel, med en negativ polaritet eller katode.

I det andre rom 3 er det plassert en motelektrode eller anode med form av en stav eller plate med begrensede dimensjoner og som ikke danner noen forhindring for sirkulering av effluenten.

I det første rommet 2 munner et tilførselsrør 6 for emulsjonen.

Det andre rommet 3 består av et dekanteringsbasseng plassert på enden 7 overfor den gjennomtrengelige membran 4; med en for-deling 8 borret i sin nedre del ved borrehuller 9 i kontakt med rommet 3 med et rom 10 utstyrt med et evakueringsrør

11 i høy stilling.

På overflaten av væsken og i rommet 3 betyr tallet 12 et sj^ ikt av frie hydrokarboner som stammer fra oppbrytingen av emulsjonen. De kan oppsamles ved bruk av en oleofil trommel eller gangske enkelt evakueres ved bruk av en demning eller annen anordning som i og for seg er kjent, og som av den grunn ikke er vist.

Fremgangsmåten består i å føre en emulsjon gjennom en gjennomtrengelig elektrode under elektrisk spenning for å bryte denne emulsjonen, og deretter muliggjøre separasjon av bestanddelene, og kan anvendes på alle typer emulsjoner. Som eksempel er de gitte resultatene av dens anvendelse på en emulsjon av hydrokarboner i vann.

Eksempel på drift av den nye prosess

Det ble nøye bekreftet med gjennomtrengelige elektroder av metalltråd samt i karbonfeltet,at uten å pålegge elektroden spenning, går emulsjonen gjennom den uten å brytes. Å pålegge elektroden spenning er helt nødvendig for å bevirke koalescens av micellene og bryte emulsjonen.

Emulsjonen som var gjenstand for eksperimentet inneholdet

550 ppm bensin, 5 g NaCl pr. liter, 250 ppm korrosjonsinhibitor og 50 mg/liter baktericid.

Cellen hadde et volum på 2 liter. Den var utstyrt med en katode

i et vevet felt med 80 cm 2 overflate og emulsjonens strømnings-hastighet var 2,5 liter pr. time.

De elektriske parametere var E=l,8 til 2 volt, 1=0,4A gjennom-snittlig.

Strømtettheten på katoden var såD ledes 50A/m 2.

R angir gjenvinningsutbyttet som representerer hydrokarbon-avgangen fra den vandige fase:

R< HC innhold ved tilførselen - HC utbytte ved utløpet) x 10Q

HC innhold ved tilførselen

(HC = hydrokarbon)/

Forsøkene ble utført under identiske betingelser med vann inneholdende 3 0 g/l NaCl.

Emulsjoner med et lavere hydrokarboninnhold (100 ppm) i vandig løsning ved 5g/l NaCl ble også prøvet.

I dette tilfellet viser det seg at utbyttene er nær opptil 60% med de to typer elektroder.

Claims (9)

1. Fremgangsmåte for å bryte stabiliserte emulsjoner, hvor man fører en emulsjon til et rom delvis begrenset av en flate av en gjennomtrengelig membran som danner en gjennomtrengelig elektrode som tilføres en kontinuerlig eller pseudokontinuerlig elektrisk strøm og evakuerer effluenten fra et rom delvis begrenset av den andre flate av den gjennomtrengelige membran, karakterisert ved at den gjennomtrengelige membran før bruk er behandlet ved impregnering ved bruk av et overflateaktivt middel for å modifisere dens overflatetilstand,

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at en forutbestemt trykkforskjell pålegges mellom de to rom som er. adskilt ved den gjennomtrengelige membran for å kontrollere emulsjonens strømningshastighet gjennom denne membran.

3. Anordning for å bryte stabiliserte emulsjoner av to faser ifølge krav 1-12, omfatende en tank (1) oppdelt i to rom (2,3) ved en gjennomtrengelig membran (4) som utgjør eri gjennomtrengelig elektrode knyttet til en kontinuerlig eller pseudokontinuerlig elektrisk strømtilførsel, et første rom (2) knyttet till emulsjonsanordninger (6), et andre rom (3) hvori en motelektrode (5) er plassert, og som er forsynt med anordninger (7,8,9) for separasjon av de to faser eller for evakuering ( 11 ) mot en slik separator, karakterisert ved at den gjennomtrengelige elektrode (4) omfatter en elektrode som på forhånd er behandlet ved impregnering med et overflateaktivt middel.

4. Anordning ifølge krav 4, karakterisert ved at den gjennomtrengelige elektrode (4) består av metallfibre.

5. Anordning ifølge krav 5, karakterisert ved at metallfibrene består av ekspandert titan.

6. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at den gjennomtrengelige elektrode (4) består av karbon-eller grafittfibre.

7. Anordning ifølge krav 5, karakterisert ved at det overflateaktive middel består av flere HLB som ligger mellom 5 og 20 og fortrinnsvis mellom 10 og 16.

8. Anordning ifølge krav 6, karakterisert ved at det overflateaktive middel er alkylsulfatbasert og kjent under handelsnavnet "TEEPOL".

9. Anordning ifølge krav 4, karakterisert ved at den gjennomtrengelige elektrode (4) er en katode.