NO168406B - Fremgangsmaate for fremstilling av hipr-emulsjoner av oljei vann samt slike emulsjoner - Google Patents
Fremgangsmaate for fremstilling av hipr-emulsjoner av oljei vann samt slike emulsjoner Download PDFInfo
- Publication number
- NO168406B NO168406B NO850597A NO850597A NO168406B NO 168406 B NO168406 B NO 168406B NO 850597 A NO850597 A NO 850597A NO 850597 A NO850597 A NO 850597A NO 168406 B NO168406 B NO 168406B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- oil
- volume
- emulsion
- range
- emulsions
- Prior art date
Links
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 title claims description 73
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 30
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 24
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 14
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 9
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 8
- 230000001804 emulsifying effect Effects 0.000 claims description 7
- 239000002563 ionic surfactant Substances 0.000 claims description 5
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 claims description 5
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N Ethylene oxide Chemical group C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 claims description 4
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 3
- 229920001477 hydrophilic polymer Polymers 0.000 claims description 3
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 2
- 229920001222 biopolymer Polymers 0.000 claims description 2
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 claims description 2
- 125000001183 hydrocarbyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims description 2
- 125000001165 hydrophobic group Chemical group 0.000 claims description 2
- -1 polyethylene groups Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 claims description 2
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 claims description 2
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 claims description 2
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 claims description 2
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 2
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 claims 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 39
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 39
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 16
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 239000008398 formation water Substances 0.000 description 4
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 4
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 3
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 241000132023 Bellis perennis Species 0.000 description 2
- 235000008495 Chrysanthemum leucanthemum Nutrition 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 2
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- JNYAEWCLZODPBN-JGWLITMVSA-N (2r,3r,4s)-2-[(1r)-1,2-dihydroxyethyl]oxolane-3,4-diol Chemical class OC[C@@H](O)[C@H]1OC[C@H](O)[C@H]1O JNYAEWCLZODPBN-JGWLITMVSA-N 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 150000008055 alkyl aryl sulfonates Chemical class 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 239000010775 animal oil Substances 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003093 cationic surfactant Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000006071 cream Substances 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 description 1
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229920005669 high impact polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 239000004797 high-impact polystyrene Substances 0.000 description 1
- 230000015784 hyperosmotic salinity response Effects 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000007764 o/w emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 150000003856 quaternary ammonium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000009666 routine test Methods 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 150000003333 secondary alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000009974 thixotropic effect Effects 0.000 description 1
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
- C10L1/32—Liquid carbonaceous fuels consisting of coal-oil suspensions or aqueous emulsions or oil emulsions
- C10L1/328—Oil emulsions containing water or any other hydrophilic phase
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/40—Mixing liquids with liquids; Emulsifying
- B01F23/41—Emulsifying
- B01F23/4105—Methods of emulsifying
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/0318—Processes
- Y10T137/0391—Affecting flow by the addition of material or energy
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Colloid Chemistry (AREA)
- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av emulsjoner av olje i vann, og mer spesielt fremstilling av emulsjoner med høyt indre faseforhold (HIPR) av viskøse oljer i vann, samt slike emulsjoner.
Mange råoljer er viskøse når de produseres, og er således vanskelig, om ikke umulig, å transportere ved hjelp av nor-male metoder fra deres produksjonssted til et raffineri.
Flere metoder har vært foreslått for transport av slike råoljer gjennom rørledninger. Disse innbefatter (1) oppvar-ming av råoljen og isolasjon av rørledningen, (2) tilsetning av et ikke-gjenvinnbart oppløsningsmiddel, (3) tilsetning av et gjenvinnbart oppløsningsmiddel, (4) tilsetning av lettere råolje, (5) dannelse av en ring av vann rundt råoljen og (6) emulgering av råoljen i vann.
Metode (l)-(4) kan være kostbare når det gjelder tilsatte komponenter og kapitalforbruk, og metode (5) er teknisk vanskelig å gjennomføre.
Mens metode (6) rent overfladisk er attraktiv, er den for-bundet med spesielle vanskeligheter. Dispersjonen av en sterkt viskøs olje i et medium av meget lavere viskositet er en ugunstig prosess ut fra et hydrodynamisk synspunkt. Dette problem kompliseres ytterligere av de økonomiske
krav når det gjelder transport av emulsjoner inneholdende relativt høye oljefasevolumer uten å ofre emulsjonsfluiditet. Mekanisk dispergering kan lede til dannelse av polydisperse-eller multippel-emulsjoner, som begge er mindre egnet for transport.
Når det gjelder et system omfattende dispergerte sfærer
eller kuler av lik størrelse, er det maksimale interne fasevolum som opptas av et heksagonalt tettpakket system,74%.
I praksis er imidlertid emulsjoner sjelden monodisperse, og det er derfor mulig å øke pakkedensiteten uten å forårsake noen særlig dråpeforvridning. Forsøk på ytterligere å øke det indre fasevolum resulterer i større dråpedeformasjon, og p.g.a. det større grenseflateareal som skapes, stiger ustabilitet; dette kulminerer i enten faseinversjon eller emulsjonsnedbrytning. Under eksepsjonelle forhold er det mulig å danne dispersjoner som inneholder så mye som 98% disperst fasevolum uten inversjon eller nedbrytning.
Emulgerte systemer inneholdende 70% indre fase er kjent
som HIPR-emulsjoner. HIPS-emulsjoner av olje-i-vann fremstilles normalt ved dispergering av forøkede mengder olje i den kontinuerlige fasen inntil det indre fasevolumet over-skrider 70%. For meget høye indre fasevolumer er det klart at systemene ikke kan inneholde adskilte sfæriske oljedråper; de vil istedenfor bestå av sterkt deformerte oljedråper adskilt av tynne, vandige grenseflatefilmer.
En nyttig oppsummering av HIPR-emulsjonsteknikken er gitt
i kanadisk patent 1.132.908.
Britisk patent 1.283.462 beskriver en fremgangsmåte for fremstilling av en olje-i-vann-emulsjon innbefattende opp-pisking av en blanding av oljen og vann sammen med emulgerings-middelét i en beholder som har et bunnutløp, for å dispergere oljen i dråper av en gjennomsnittlig størrelse på høyst 10 yum i diameter i vannet for dannelse av en konsentrert emulsjon, kontinuerlig fjerning av konsentrert emulsjon fra bunnutløpet i beholderen mens det samtidig innføres komponenter i blandingen ved beholderens topp for dannelse av ytterligere konsentrert emulsjon.
Oljene er syntetiske polymerer eller fortykkede animalske eller vegetabilske oljer.
Innvirkningen av piskeanordningen resulterer i partikkel-størrelser i den dispergerte fasen og ikke mer enn 10 yum i diameter, vanligvis fra ca. 0,5 til 2 /um i diameter. Kon-sentrasjonen av det benyttede overflateaktive middel er relativt høy, 4-10 vekt-% av den totale sammensetning.
Dette resulterer i konsentrerte, tykke, meget stabile emulsjoner som har tiksotrope egenskaper og er nyttige som bærere for malinger eller andre beleggingsmidler.
Mens britisk patent 1.283.462 angir at de konsentrerte emulsjonene føres ut gjennom en kort ledning fra emulsjons-beholderen til en tank hvori de ytterligere fortynnes, er de konsentrerte emulsjonene ikke egnet, og heller ikke er de ment, for transport over lengre avstander gjennom rør-ledninger med relativt stor diameter slik som de som anvendes for transport av råolje.
Videre, p.g.a. deres ekstreme stabilitet kan disse emulsjonene ikke, og dette er heller ikke meningen, lett nedbrytes. De er således uegnet for anvendelser hvor det er ønsket til slutt å spalte emulsjonene i deres bestanddeler, slik som behandling av råolje der vann må fjernes før fraksjonering i en oljeraffineri-destillasjonsenhet.
Man har nå oppdaget en fremgangsmåte for fremstilling av HIPR-emulsjoner av viskøse oljer i vann hvorved det fremstilles emulsjoner direkte fra et råmateriale som til å begynne med inneholder et høyt volumforhold av olje til vann under anvendelse av lavenergiblanding. Noen emulsjoner kan lett pumpes gjennom en rørledning, andre kan gjennomgå dette etter fortynning. Emulsjonene eller fortynnede emulsjoner har høy, men ikke altfor høy stabilitet. Med høy, men ikke altfor høy stabilitet menes at de er stabile etter fremstilling, under transport og ved henstand, og kan motstå forskjellige forhold som inntreffer under strøm i rørledning slik som temperatursvingninger og mekanisk skjærpåvirkning. De kan imidlertid nedbrytes når dette er ønskelig ved bruk av en passende behandling, f.eks. behandling med en alkohol eller et salt.
Ifølge foreliggende oppfinnelse er det således tilveiebragt en fremgangsmåte for fremstilling av en HIPR-emulsjon av olje i vann omfattende direkte blanding av 70-98 volum-% av en viskøs olje med 30-2 volum-% av en vandig oppløsning av et emulgerende overflateaktiyt middel eller en alkali, hvor prosentandelene er uttrykt som volum-% av den totale blanding, og denne fremgangsmåten er kjennetegnet ved at oljen har en viskositet i området 200-250.000 mPa. ved blandetemperaturen, og at blandingen bevirkes under lave skjærbetingelser i området 10-1000 resiproke sekunder på en slik måte at det dannes en emulsjon som omfatter sterkt deformerte oljedråper som har midlere dråpediameter i området 2-50^um adskilt av tynne grenseflatefilmer.
Det anvendes fortrinnsvis 80-90 volum-% av nevnte viskøse olje og fortrinnsvis 20-10 volum-% av den vandige oppløsning av det emulgerende overflateaktive middel eller alkali. Prosentandelene er uttrykt som volum-% av den totale blanding. Videre bevirkes blanding under skjærbetingelser fortrinnsvis
i området 50-250 resiproke sekunder.
Videre er det ifølge oppfinnelsen tilveiebragt en HIPR-emulsjon av olje i vann innbefattende 70-98 volum-% av en viskøs olje som har en viskositet i området 200-250.000 mPa.s ved den temperatur ved hvilken emulsjonen ble dannet, og 30-2 volum-% av en vandig oppløsning av et emulgerende overflateaktivt middel eller et alkali, hvor prosentandelene er uttrykt som volum-% av den totale blanding, kjennetegnet ved at emulsjonen omfatter sterkt deformerte oljedråper som har midlere dråpediametere i området 2-50^um adskilt av tynne grenseflatefilmer, og en høy grad av monodispersitet.
Ved hjelp av rutineforsøk er det enkelt å bestemme om noe gitt overflateaktivt middel er et emulgerende overflate-
aktivt middel i foreliggende sammenheng.
Emulgerende overflateaktive midler kan være ikke-ioniske, etoksylerte ioniske, anioniske eller kationiske, men er fortrinnsvis ikke-ioniske.
Egnede ikke-ioniske overflateaktive midler er de hvis molekyler inneholder både hydrofobe hydrokarbylgrupper (som kan være substituerte) med en kjedelengde i området 8-18 karbonatomer, og en eller flere polyoksyetylengrupper inneholdende 9-100 etylenoksydenheter totalt, idet den hydrofile gruppen eller gruppene inneholder 30 etylenoksydenheter eller mer når den hydrofobe gruppen har en kjedelengde på 15 karbonatomer eller mer.
Foretrukne ikke-ioniske overflateaktive midler innbefatter etoksylerte alkylfenoler, etoksylerte sekundære alkoholer, etoksylerte aminer og etoksylerte sorbitanestere.
Ikke-ioniske overflateaktive midler anvendes hensiktsmessig
i en mengde på 0,5-5 vekt-%, uttrykt som vekt-% av den vandige oppløsningen.
Såvidt ikke-ioniske og etoksylerte ioniske overflateaktive midler angår, er saltholdigheten i den vandige fasen ikke vesentlig, og ferskvann, saltvann (f.eks. sjøvann eller sterkt saltholdig vann) f.eks. petroleumreservoar-formasjonsvann) kan likeledes benyttes.
Egnede kationiske overflateaktive midler innbefatter kvar-tære ammoniumforbindelser og n-alkyldiaminer og -triaminer i sur form.
De benyttes hensiktsmessig i en mengde på 0,5-5 vekt-%, uttrykt som angitt ovenfor.
Egnede anioniske overflateaktive midler innbefatter alkyl-, aryl- og alkylarylsulfonater og -fosfater.
De benyttes hensiktsmessig i en mengde på 0,5-5 vekt-%, uttrykt som angitt ovenfor.
Når alkali benyttes, antas det at denne reagerer med for-bindelser som er til stede i oljen for dannelse av overflateaktive midler in situ.
Alkali anvendes hensiktsmessig i en mengde på 0,01-0,5 vekt-%, uttrykt som angitt ovenfor.
Ioniske overflateaktive midler er mer følsomme overfor saltholdigheten i den vandige fasen, spesielt overfor toverdige og treverdige ioner som finnes i formasjonsvann, og ferskvann bør benyttes i forbindelse med disse materialer.
For å overkomme dette problemet og forbedre salttoleransen kan hydrofile polymerer tilsettes i tillegg til det overflateaktive middel eller alkali. Egnede polymerer innbefatter polyvinylalkohol, polyetylenoksyd, polyvinylpyrrolidon og polysakkaridbiopolymerer.
Benyttet sammen med et overflateaktivt middel kan disse poly-merene redusere mengden av ikke-ioniske overflateaktivt middel som er nødvendig og/eller forbedre ytelsesevnen til ioniske overflateaktive midler.
Mengden av polymer som benyttes, er fortrinnsvis i området 0,25-5 vekt-% av den vandige oppløsning.
I viskositetsområde 200-2.000 mPa.s, er det funnet mulig å fremstille olje-i-vann-emulsjoner på annen måte. For en gitt blander blir det mot den nedre grense av dette området opp-nådd nesten identiske dråpestørrelsesfordelinger og midlere dråpestørrelser ved foreliggende fremgangsmåte og konven-sjonelle metoder. Etter hvert som man nærmer seg den øvre grensen av dette området, oppstår på den annen side en kvalitetsforringelse av de konvensjonelt fremstilte emulsjoner, hvilket indikeres ved en økning i midlere dråpediameter og fordelingsutvidelse, hvilket tyder på at fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse er overlegen.
For oljefaseviskositeter over 2.000 mPa.s opp til grensene
for dispergerbarhet, si 250.000 mPa.s, antas det at bare foreliggende fremgangsmåte er egnet.
HIPR-emulsjoner av høyviskøse oljer i vann er ofte med så
mye som en størrelsesorden på 3 eller 4 ganger mindre viskøse enn selve oljen, og er følgelig mye lettere å pumpe gjennom en rørledning og krever betydelig mindre energi til dette.
Vanligvis vil dråpestørrelsesfordelingen være i et snevert område, dvs. emulsjonene har en høy grad av monodispersitet. For en gitt blandeinnretning kan dråpestørrelsen reguleres
med å variere en hvilken som helst av eller alle de tre hovedparametrene: blandeintensitet, blandetid og konsentrasjon av overflateaktivt middel. Økning av en hvilken som helst av eller alle disse vil minske dråpestørrelsen.
Temperatur er ikke signifikant med unntagelse av i den ut-strekning den påvirker oljens viskositet.
Oljen og vannet kan blandes under betingelser som er kjent
for å være egnet for viskøse væsker, se HF Irvin og RL Saxon, Mixing Theory and Practice (Eds. VW Uhl and JB Gray), Vol 1, Chap 8, Academic Press, 1966. Statiske blandeinnret-ninger er også egnet.
En spesielt egnet blandeinnretning er en beholder som har roterende armer. Rotasjonshastigheten er hensiktsmessig i området 500-1200 omdr./min. Under 500 omdr./min. er blanding relativt ineffektivt, og/eller forlengede blandetider er nød-vendig .
Egnede blandetider er i området på 5 sek. til 10 min. Kommen-tarer i likhet med dem som er angitt ovenfor med hensyn til hastighetsområde, gjelder også for tidsområdet.
De fremstilte HIPR-emulsjonene er stabile og kan fortynnes med vandig oppløsning av overflateaktivt middel, ferskvann eller saltvann for dannelse av emulsjoner av lavere olje-fasevolum som viser høye monodispergerbarhetsgrader. Emulsjonene kan fortynnes til en nødvendig viskositet uten på uheldig måte å påvirke stabiliteten. P.g.a. at den snevre størrelses-fordelingen og dråpestørrelsen opprettholdes ved fortynning viser den resulterende emulsjon liten tendens til krem-dannelse. Dette reduserer igjen risikoen for at fase-separering oppstår.
Emulsjonene, spesielt i fortynnet form, er egnet for transport gjennom en rørledning og representerer en elegant løsning på problemet med transport av viskøse oljer.
Ifølge et ytterligere trekk ved oppfinnelsen er det således tilveiebragt en fremgangsmåte for transport av en viskøs olje, og denne fremgangsmåten innbefatter følgende trinn: (a) fremstilling av en HIPR-emulsjon av olje-i-vann-typen ved en metode som beskrevet ovenfor, (b) eventuelt fortynning av HIPR-emulsjonen med en vandig fase til en ønsket viskositet og/eller konsentrasjon, og (c) pumping av HIPR-emulsjonen eller den fortynnede emulsjon gjennom en rørledning.
Stabiliteten til emulsjonene reduserer risikoen for fase-separering som forekommer i rørledningen, hvilket ville resultere i et høyere trykkfall og et tap av effektivitet.
Etter transport i rørledning, f.eks. fra et oljefelt i innlandet til en kystterminal, kan det være ønskelig å frakte oljen videre med tankskip. I dette tilfelle kan emulsjonen, eller enda mer den fortynnede emulsjonen, bli delvis de-hydratisert før lasting.
Egnede oljer for behandling er de viskøse, tung- og/eller asfalt-råoljene som finnes i Canada, USA OG Venezuela, f.eks. Lake Marguerite-råolje fra Alberta, Hewitt-råolje fra Oklahoma og Cerro Negro-råolje fra Orinoco-oljebeltet. API-egenvekten bør vanligvis være i området 5-20°, skjønt fremgangsmåten kan anvendes på råoljer som ligger utenfor dette API-området.
Når det først er transportert til et raffineri, må de tunge råolje-i-vann-emulsjonene spaltes i deres komponentdeler, og ved dette trinn kan ytterligere nyttevirkninger ved den laver polydispergerbarhet til (fortynnede) HIPR-emulsjoner realiseres. Mangelen på oljedråper av submikronstørrelse, som er mer vanskelig å spalte og vanligvis forårsaker av-løpsproblemer, kan resultere i en mer effektiv separerings-prosess og en renere vannfase.
Oppfinnelsen illustreres under henvisning til følgende eksempler og figurene 1-3 på de medfølgende tegninger.
Eksempler
Lake Marguerite-råolje (LMCO) ble benyttet som oljefase. LMCO er en tung råolje (10,3° API, n = 19.800 mPa.s ved 25°C).
De benyttede overflateaktive midler var enten kommersielt tilgjengelige, eller var prøver mottatt fra BP Chemicals International eller BP Detergents International. 2,5%
(vekt/vekt) oppløsninger av overflateaktivt middel ble fremstilt i stimulert formasjonsvann, se tabell 1, unntatt der destillert vann er angitt.
Typisk ble 90% HIPR-emulsjoner fremstilt ved tilsetning av en 90 g prøve av LMCO til et 250 ml begerglass inneholdende 10 g 2,5% vandig oppløsning av overflateaktivt middel. Denne ble deretter blandet ved romtemperatur (20-2°C) ved anvendelse av en husholdningsblander med to blandeelementer (Moulinex Model No 593) som var i drift i 1 min. ved 1000 omdr./min. (hastighetsinnstilling "1") fulgt av en ytterligere 1 minutts periode ved 1200 omdr./min. (hastighetsinnstilling "2") .
Morfologien til emulsjonene ligner veldrenerte polyedriske skum som vist på mikrofotografiet av en typisk HIPR (90%)-emulsjon stabilisert med en 2,5% oppløsning av det overflateaktive middelet som er benyttet i eksempel 10, se fig. 1.
Blandingens utseende viser om lameller av vandig, overflateaktivt middel (mørkebrun farge, kremaktig tekstur) eller vandige dråper (glinsende sort farge, glatt tekstur) er dannet. I det førstnevnte tilfellet er produktet fullstendig vanndispergerbart, mens i det siste tilfellet er det ikke. Emulsjoner med lavere oljeinnhold kan fremstilles ved fortynning av den foregående emulsjon med vandig oppløsning av overflateaktivt middel, ferskvann eller saltvann som tidligere angitt.
Under blandeprosessen som leder til lameller, blir inkorpo-rerte filmer av vandig overflateaktivt middel strukket ut og foldet gjennom hele oljemassen, hvilket til slutt leder til den komplekse filmstruktur som er vist på fig. 1.
Dråpestørrelsesfordelinger for emulsjoner fremstilt på denne måten ble målt under anvendelse av Coulter Counter Analysis (Model TA II, Coulter Electronics, Luton, Beds). En typisk dråpestørrelsesfordelingskurve er vist på fig. 2.
Fortynning av HIPR-emulsjonen med ytterligere vann frigjør oljen fra dens sperrende rammeverk, og sfæriske dråper ut-skilles. Denne effekt fremgår fra mikrofotografiene som er angitt på fig. 3; det forskjellige utseende til de konsentrerte og fortynnede emulsjonene er en følge av forskjellige kontrastnivåer. Noe som også fremgår fra mikrofotografiene av de fortynnede HIPR-emulsjonene vist på fig. 3, er mono-dispersiteten til emulsjonene fremstilt på denne måten.
Fig. 3 (a) representerer emulsjonen i eksempel 10 og fig. 3 (b) den i eksempel 17.
Tabell 2 inneholder en oversikt over og generaliserte struk-turer av de benyttede overflateaktive midler og deres effektivitet som 2,5% oppløsninger basert på vannfasen når det gjelder å fremstille HIPR olje/vann-emulsjoner, unntatt der andre konsentrasjoner er angitt.
S ammensetning av simulert formasjonsvann benyttet ved fremstilling av LMCO- i- vann- emulsjoner
Claims (14)
1. Fremgangsmåte for fremstilling av en HIPR-emulsjon av olje i vann omfattende direkte blanding av 70-98 volum-% av en viskøs olje med 30-2 volum-% av en vandig oppløsning av et emulgerende overflateaktivt middel eller en alkali,
hvor prosentandelene er uttrykt som volum-% av den totale blanding, karakterisert ved at oljen har en viskositet i området 200-250.000 mPa.s ved blandetemperaturen, og at blandingen bevirkes under lave skjærbetingelser i området 10-1000 resiproke sekunder på en slik måte at det dannes en emulsjon som omfatter sterkt deformerte oljedråper som har midlere dråpediameter i området 2-50 ^um adskilt av tynne grenseflatefilmer.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1 , karakterisert det som råmateriale anvendes 80-90 volum-% olje, uttrykt som volum-% av den totale blanding.
3. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at blandingen bevirkes under lave skjærbetingelser i området 50-250 resiproke sekunder.
4. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at det anvendes en viskøs olje som har en viskositet i området 2000-250.000 mPa.s.
5. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at det som overflateaktivt middel anvendes et ikke-ionisk overflateaktivt middel, hvis molekyler har en hydrofob hydrokarbylgruppe.
som kan være substituert, og som har en kjedelengde i området 8-18 karbonatomer, og en eller flere polyetylengrupper inneholdende 9-100 etylenoksydenheter totalt, idet den hydrofile gruppen eller gruppene inneholder 30 etylenoksydenheter eller mer når den hydrofobe gruppen har en kjedelengde på 15 karbon
atomer eller mer.
6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at det som overflateaktivt middel anvendes en etoksylert alkylfenol.
7. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1-4, karakterisert ved at det som overflateaktivt middel anvendes et ionisk overflateaktivt middel.
8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at det anvendes en hydrofil polymer i tillegg til det ioniske overflateaktive middel.
9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at den hydrofile polymeren er polyvinylalkohol, polyetylenoksyd, polyvinylpyrrolidon eller en poly-sakkarid-biopolymer.
10. Fremgangsmåte for transport av en viskøs olje, karakterisert ved at det fremstilles en HIPR-emulsjon av olje-i-vann-typen ved fremgangsmåten ifølge hvilket som helst av de foregående krav, og denne pumpes gjennom en rørledning.
11. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert ved at HIPR-emulsjonen fortynnes med en vandig fase til en ønsket viskositet og/eller konsentrasjon før den pumpes gjennom rørledningen.
12. HIPR-emulsjon av olje i vann innbefattende 70-98 volum-% av en viskøs olje som har en viskositet i området 200-250.000 mPa.s ved den temperatur ved hvilken emulsjonen ble dannet, og 30-2 volum-% av en vandig oppløsning av et emulgerende overflateaktivt middel eller et alkali, hvor prosentandelene er uttrykt som volum-% av den totale blanding, karakterisert ved at emulsjonen omfatter sterkt deformerte oljedråper som har midlere dråpediametere i området 2-50 ^um adskilt av tynne grenseflatefilmer, og en høy grad av monodispersitet.
13. HIPR-emulsjon ifølge krav 12, karakterisert ved at emulsjonen inneholder 80-90 volum-% av oljen.
14. HIPR-emulsjon ifølge krav 13 eller 14, karakterisert ved at oljen har en viskositet på 2000-250.000 mPa.s ved den temperatur ved hvilken oljen ble dannet.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8404347A GB8404347D0 (en) | 1984-02-18 | 1984-02-18 | Preparation of emulsions |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO850597L NO850597L (no) | 1985-08-19 |
| NO168406B true NO168406B (no) | 1991-11-11 |
| NO168406C NO168406C (no) | 1992-02-19 |
Family
ID=10556846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO850597A NO168406C (no) | 1984-02-18 | 1985-02-15 | Fremgangsmaate for fremstilling av hipr-emulsjoner av oljei vann samt slike emulsjoner |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4934398A (no) |
| EP (1) | EP0156486B1 (no) |
| BR (1) | BR8505279A (no) |
| CA (1) | CA1272934A (no) |
| DE (1) | DE3579719D1 (no) |
| GB (1) | GB8404347D0 (no) |
| NO (1) | NO168406C (no) |
| RU (1) | RU2009708C1 (no) |
| WO (1) | WO1985003646A1 (no) |
Families Citing this family (40)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8431013D0 (en) * | 1984-12-07 | 1985-01-16 | British Petroleum Co Plc | Desalting crude oil |
| GB8431012D0 (en) * | 1984-12-07 | 1985-01-16 | British Petroleum Co Plc | Preparation of emulsions |
| US5641433A (en) * | 1985-01-25 | 1997-06-24 | Intevep, S.A. | Preparation of HIPR emulsions |
| US5670087A (en) * | 1985-04-24 | 1997-09-23 | Intevep, S.A. | Method of preparing HIPR bituminous emulsions |
| GB8521968D0 (en) * | 1985-09-04 | 1985-10-09 | British Petroleum Co Plc | Preparation of emulsions |
| US4795478A (en) * | 1986-06-17 | 1989-01-03 | Intevep, S.A. | Viscous hydrocarbon-in-water emulsions |
| GB8717836D0 (en) * | 1987-07-28 | 1987-09-03 | British Petroleum Co Plc | Preparation & combustion of fuel oil emulsions |
| GB2231061B (en) * | 1987-09-11 | 1992-05-20 | Intevep Sa | Viscous hydrocarbon-in-water emulsions |
| CA2000964A1 (en) * | 1989-03-02 | 1990-09-02 | Richard W. Jahnke | Oil-water emulsions |
| JPH0397786A (ja) * | 1989-09-12 | 1991-04-23 | Kao Corp | 超重質油エマルション燃料 |
| JPH0397788A (ja) * | 1989-09-12 | 1991-04-23 | Kao Corp | 超重質油エマルション燃料 |
| US5354504A (en) * | 1991-08-19 | 1994-10-11 | Intevep, S.A. | Method of preparation of emulsions of viscous hydrocarbon in water which inhibits aging |
| US5419852A (en) * | 1991-12-02 | 1995-05-30 | Intevep, S.A. | Bimodal emulsion and its method of preparation |
| US5480583A (en) * | 1991-12-02 | 1996-01-02 | Intevep, S.A. | Emulsion of viscous hydrocarbon in aqueous buffer solution and method for preparing same |
| US5411558A (en) * | 1992-09-08 | 1995-05-02 | Kao Corporation | Heavy oil emulsion fuel and process for production thereof |
| JP3069673B2 (ja) * | 1992-09-08 | 2000-07-24 | 花王株式会社 | 重質油エマルジョン燃料 |
| US5399293A (en) * | 1992-11-19 | 1995-03-21 | Intevep, S.A. | Emulsion formation system and mixing device |
| EP0691398A1 (en) * | 1994-07-08 | 1996-01-10 | Unilever N.V. | Process for making polymer capsules |
| JP2710266B2 (ja) * | 1994-07-11 | 1998-02-10 | 花王株式会社 | 超重質油エマルション燃料 |
| DE69502929T2 (de) * | 1995-03-17 | 1999-03-04 | Intevep S.A., Caracas | Ein Emulsionsherstellungssystem und Mischapparat |
| CN1067601C (zh) * | 1995-03-20 | 2001-06-27 | 英特卫普有限公司 | 乳液形成方法和混合设备 |
| EP0830414B1 (en) * | 1995-06-05 | 2001-09-12 | The Dow Chemical Company | A process for preparing high internal phase ratio emulsions and latexes derived thereof |
| US5539021A (en) * | 1995-06-05 | 1996-07-23 | The Dow Chemical Company | Process for preparing high internal phase ratio emulsions and latexes derived thereof |
| GB9517646D0 (en) | 1995-08-30 | 1995-11-01 | Quadrise Ltd | Emulsion fuels and their use in gas turbines |
| FR2766736B1 (fr) * | 1997-07-29 | 1999-10-22 | Centre Nat Rech Scient | Procede pour preparer des emulsions concentrees en une phase de viscosite elevee dont des emulsions de bitumes |
| GB0029675D0 (en) | 2000-12-06 | 2001-01-17 | Bp Oil Int | Emulsion |
| US6783766B2 (en) * | 2002-03-06 | 2004-08-31 | Dow Global Technologies Inc. | Process for preparing a cosmetic formulation |
| MXPA06001476A (es) * | 2003-08-07 | 2006-05-15 | Procter & Gamble | Emulsiones concentradas de aceite en agua. |
| JP2007501787A (ja) * | 2003-08-07 | 2007-02-01 | ザ プロクター アンド ギャンブル カンパニー | パーソナルケア組成物 |
| MXPA06001475A (es) * | 2003-08-07 | 2006-05-15 | Procter & Gamble | Emulsiones con una fase de aceite interna concentrada. |
| US7745500B2 (en) * | 2003-10-02 | 2010-06-29 | Advanced Gel Technology Limited | Method for reducing the viscosity of viscous fluids |
| US7144148B2 (en) * | 2004-06-18 | 2006-12-05 | General Electric Company | Continuous manufacture of high internal phase ratio emulsions using relatively low-shear and low-temperature processing steps |
| US20060010004A1 (en) * | 2004-07-09 | 2006-01-12 | Deckner George E | Method for providing customized products |
| GB0506795D0 (en) * | 2005-04-04 | 2005-05-11 | Agt Energy Ltd | Wax-containing materials |
| CN100365104C (zh) * | 2005-05-30 | 2008-01-30 | 周毕华 | 醇型乳化柴油及其制备方法 |
| MX2009013705A (es) * | 2009-12-15 | 2011-06-15 | Mexicano Inst Petrol | Procedimiento de preparacion de emulsiones mejoradas de crudo pesado y extrapesado mediante biotensoactivos en agua y producto resultante. |
| DE102011118500A1 (de) | 2011-11-15 | 2013-05-16 | Planaturo GmbH & Co. KG | Vegane Emulsion |
| RU2580909C2 (ru) * | 2014-07-01 | 2016-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Система компаундирования высокосернистых нефтей по нескольким направлениям перекачки смешанного потока |
| CN108699463B (zh) | 2015-11-06 | 2021-06-08 | 跨瑞丝国际有限责任公司 | 水包油乳液 |
| WO2018206904A2 (en) * | 2017-05-10 | 2018-11-15 | Quadrise International Ltd | Oil-in-water emulsions |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2684949A (en) * | 1952-04-12 | 1954-07-27 | Shell Dev | Method of producing dispersions of immiscible liquids or solids in a liquid medium |
| US3067038A (en) * | 1960-03-01 | 1962-12-04 | Keico Company | Edible compositions comprising oil-in-water emulsions |
| GB1191289A (en) * | 1966-08-19 | 1970-05-13 | Shinetsu Chem Ind Co | Method of Emulsifying Highly Viscous Organopolysiloxane Oils in Water |
| US3519006A (en) * | 1966-12-05 | 1970-07-07 | Ralph Simon | Pipelining oil/water mixtures |
| US3425429A (en) * | 1967-01-11 | 1969-02-04 | Chevron Res | Method of moving viscous crude oil through a pipeline |
| US3490471A (en) * | 1967-12-22 | 1970-01-20 | Texaco Inc | Pipeline transportation of viscous hydrocarbons |
| US3565817A (en) * | 1968-08-15 | 1971-02-23 | Petrolite Corp | Continuous process for the preparation of emuisions |
| US3669900A (en) * | 1969-05-02 | 1972-06-13 | Pacific Vegetable Oil Corp | Method and apparatus for continuous production of oil-in-water emulsions |
| US3736288A (en) * | 1971-07-09 | 1973-05-29 | Union Carbide Corp | Drag reducing formulations |
| US4028426A (en) * | 1975-11-18 | 1977-06-07 | Ppg Industries, Inc. | Removal of monochloroacetylene from chlorinated hydrocarbons |
| US4155873A (en) * | 1977-07-15 | 1979-05-22 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Dispersing of dry organic solids in a high viscosity emulsion of organic liquid in water, and product |
| CA1132908A (en) * | 1978-09-25 | 1982-10-05 | Michael P. Aronson | High internal phase emulsions |
| US4293459A (en) * | 1979-06-07 | 1981-10-06 | American Can Company | Asphalt emulsion-conditioner |
-
1984
- 1984-02-18 GB GB8404347A patent/GB8404347D0/en active Pending
-
1985
- 1985-02-14 EP EP19850300998 patent/EP0156486B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-02-14 WO PCT/GB1985/000061 patent/WO1985003646A1/en unknown
- 1985-02-14 BR BR8505279A patent/BR8505279A/pt not_active IP Right Cessation
- 1985-02-14 DE DE8585300998T patent/DE3579719D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1985-02-15 CA CA000474479A patent/CA1272934A/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-02-15 NO NO850597A patent/NO168406C/no not_active IP Right Cessation
- 1985-10-17 RU SU3973845 patent/RU2009708C1/ru active
-
1988
- 1988-06-02 US US07/201,271 patent/US4934398A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4934398A (en) | 1990-06-19 |
| NO850597L (no) | 1985-08-19 |
| GB8404347D0 (en) | 1984-03-21 |
| WO1985003646A1 (en) | 1985-08-29 |
| BR8505279A (pt) | 1986-02-18 |
| EP0156486A3 (en) | 1985-11-21 |
| EP0156486A2 (en) | 1985-10-02 |
| NO168406C (no) | 1992-02-19 |
| EP0156486B1 (en) | 1990-09-19 |
| RU2009708C1 (ru) | 1994-03-30 |
| DE3579719D1 (de) | 1990-10-25 |
| CA1272934A (en) | 1990-08-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO168406B (no) | Fremgangsmaate for fremstilling av hipr-emulsjoner av oljei vann samt slike emulsjoner | |
| CA1273261A (en) | Preparation of emulsions | |
| Li et al. | Advances of spontaneous emulsification and its important applications in enhanced oil recovery process | |
| KR960010988B1 (ko) | 바이모달 에멀젼 및 그 제조방법 | |
| Ahmed et al. | Formation of fluid heavy oil-in-water emulsions for pipeline transportation | |
| US5641433A (en) | Preparation of HIPR emulsions | |
| US5480583A (en) | Emulsion of viscous hydrocarbon in aqueous buffer solution and method for preparing same | |
| US20110139262A1 (en) | Process of preparing improved heavy and extra heavy crude oil emulsions by use of biosurfactants in water and product thereof | |
| CN108114617B (zh) | 一种小粒径超低浓度纳米乳液组合物及其制备方法 | |
| US4895641A (en) | Method of desalting crude oil | |
| Joshi et al. | A study of various factors determining the stability of molecules | |
| CA1258415A (en) | Preparation of emulsions | |
| EP0162591B1 (en) | Bituminous emulsions | |
| Dickinson | Emulsions | |
| US5670087A (en) | Method of preparing HIPR bituminous emulsions | |
| Huda et al. | Microwave separation of water-in-crude oil emulsions | |
| Gallegos et al. | Rheology of food emulsions | |
| Naccache et al. | Production method of reference fluids intended for gravitational settlers' efficiency verification tests | |
| Dekker et al. | Creep and drainage in the fast destabilization of emulsions Creep and drainage in the fast destabilization of emulsions | |
| EP0472329A2 (en) | Method for controlling the quality of an emulsion | |
| Baltussen et al. | PICKERING EMULSIONS COMPRISING TRANSITIONAL PHASE INVERSION AND ADVANTAGES THEREOF | |
| Clint et al. | Surfactant bilayers, foams and emulsions |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MK1K | Patent expired |