NO855170L - Fremgangsmaate til adskillelse av olje-i-vann-emulsjon. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte til adskillelse av olje-i-vann-emulsjoner ved tilsetning av kationiske polymere .

Problemer med adskillelse av olje-i-vann-emulsjoner opptrer spesielt ved transport og oppberedning av råolje, som også

ved dens videreforarbeidelse i raffinerier. |

Råolje danner med det i formasjonen tilstedeværende vann

alt etter den kjemiske sammensetning mer eller mindre lett vann-i-olje-emulsjoner. For deres adskillelse er det kjent et stort antall fremgangsmåter, og dertil virksomme stoffer for fagfolk. Ved denne skilleprosess danner det seg en separert vandig base som alt etter råoljetypen dessuten kan inneholde betraktelige oljemengder. Dette må gjenvinnes i en spesiell prosess, den såkalte invertspaltning, hvortil det er nødvendig spesielle demulgatorer (såkalte inverts-spaltere), som adskiller seg for de som anvendes ved adskillelse av vann-i-olje-emulsjoner. Til adskillelse av vann-i-olje-emulsjoner anvender man polymere, idet ioniske sepa-rerer bedre og her igjen er kationiske effektivere anioniske.

Som kationiske polymere for dette formål er det omtalt kopolymere av akrylamid og diallylamin i US-patent 3 316 181,

og kopolymere av akrylamid og diallyldialkylammoniumklorid i US-patent 3 585 148. Ifølge US-patent 4 129 815 skal en blanding av en kationisk terpolymer av akrylamid/diallyldi-butylammoniumklorid/diallyldietylammoniumklorid og en amfo-

tær kvaterpolymer av akrylamid/akrylsyre/diallyldimetylammoniumklorid/diallyldietylammoniumklorid i vektsforhold 50:50 bringe en forbedring. Det er imidlertid klart at frem-stillingen av en slik blanding er meget komplisert. I den nevnte US-patent 4 120 815 nevnes også i sammenligning ikke-hydrolyserte homopolymere av dimetyldiallylammoniumklorid for dette formål, som imidlertid ikke gir tilstrekkelige re-sultater ved skilling (sml. sammenligningsforsøk D i eksemplene

I til V), og derfor anses som ikke egnet til adskillelse

av slike emulsjoner.

Forbedringen av slike skillefremgangsmåter, spesielt med hensyn på utvinning av jordolje er imidlertid fortsatt en oppgave da stigende råstoffpriser krever en stadig bedre utvinning og isolering av restmengde av råolje. i

Overraskende ble det nå funnet at en betraktelig forbedring kan oppnås når man i en fremgangsmåte av den innledningsvis nevnte type til emulsjonen setter en homopolymer av diallyldimetylammoniumklorid som dessuten inneholder 5 til 10 vekt-% monomer og har en viskositet på 15000 til 45000 mPa.s, målt i en 38 vekt %-ig oppløsning i vann ved 25°C.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen beror på det overraskende iakttagelse, at homopolymere av diallyldimetylammoniumklorid (DADMAC) da er spesielt egnet til demulgering av olje-i-vann-emulsjoner, når de fremstilles ved en homopolymerisasjon av DADMAC, hvor omsetningsgraden minst utgjør 9 0 %, og maksimalt 95 %, dvs. referert til vektsummen monomer pluss polymer, desuten 5 til 10 vekt-% restmonomer er tilstede, og når viskositeten av den fremstilte homopolymer målt på en 38 vekt-% oppløsning i vann ved 25°C utgjør 15000 til 45000, fortrinnsvis 20000 til 30000 mPa.s. Fortrinnsvis er det ifølge oppfinnelsen anvendte poly-DADMAC fremstillet ved en homopolymerisasjon som er blitt ført i en omsetningsgrad på minst 91 % til høyest 93 %, dvs. det er ennå referert til vektsummen monomer pluss polymer, 7 til 9 vekt-% restmonomer tilstede.

DADMAC er en forbindelse som har vært kjent lenge, og fremstilles vanligvis fra dimetylamino og allylklorid (sml.

f. eks. US-patenter 2 923 701 og 3 461 163). Likeledes kjent er homopolymerisasjonen av DADMAC i vandig fase, eksempelvis fra US-patent 3 288 770. En slik polymerisasjon anvendes også her idet vannoppløselige radikaldannende initiatorer som ammonium- eller alkaliperoksodisulfat eller 2,2<1->azo-bis-

(2-amidinpropan)-dihydroklorid er tilstede. For å utelukke tungmetallspor som hindrer polymerisasjonen, tilsettes kom-pleksdannere som etylendiamintetraeddiksyre-Na-salt. Ved anvendelse av peroksodisulfater kan også pufferstoffer som kaliumhydrogenkarbonat være tilstede. For å få det i fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen anvendte poly-DADMAC med overnevnte restmonomerinnhold, og overnevnte viskositet over-holdes en startkonsentrasjon av monomere på 60 til 65 vekt-%

i vann, en polymerisasjonstemperatur på 80-85°C innstilles,

og initialer anvendes i en mengde på • 5 . 10 — J -> til 1 . 10—<2>

mol pr. 1 mol monomer. Reaksjonen følges målende kontinuerlig ved hjelp av HPLC (= high performance liquid chromatogra-phy). Den stoppes i området på 90 til 95, fortrinnsvis 91

til 93 % omsetning ved. avkjøling eller ved tilsetning av inhibitorer som hydrochinon, benzochinon og lignende, og bring-es ved en tilsvarende etterreaksjonstid til denne omsetningsgrad.

Det på denne måte fremstilte poly-DADMAC er en viskos klar væske som har en pH-verdi fra 6 til 7. Den er anvendbar som sådan, ufortynnet i henhold til fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, og den er ubegrenset blandbar med vann i alle for-hold. Anvendelseskonsentrasjonen kan svinge alt etter typen av olje-i-vann-emulsjonen som skal skilles, og de angjeldende temperaturer. Ofte ligger denne konsentrasjon i området fra 1 til 5000, fortrinnsvis 3 til 500 ppm virksomt stoff, referert til emulsjonen som skal spaltes.

På grunn av den bedre doserbarhet kan det imidlertid være foretrukket en mere fortynnet vandig innstilling.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er fremfor alt anvendbar

i prosessen med den såkalte invertspaltning ved primær-befordring av jordolje, og hvor en olje-i-vann-emulsjon dannes kan fåes som vandig fase ved den foregående skilling av den ved befordringen dannede vann-i-olje-emulsjon. Videre fremkommer olje-i-vann-emulsjoner i store mengder, ved

sekundær og tertiær-befordring av jordolje, med økende uttømming av råoljeformasjonene. Endelig foretas også i raffineringen ofte gjentatt vannvasking av råoljene og de derved dannede olje-i-vann-emulsjoner må likeledes opparbei-des .

Oppfinnelsen skal forklares nærmere ved hjelp av noen eksempler.

Fremstilling av de ifølge oppfinnelsen anvendte poly-DADMAC-prøver

Eksempel 1

555 g av en 60 %-ig oppløsning av diallyldimetylammoniumklorid i vann, blandes med en vandig oppløsning av 2,3 g kaliumhydrogenkarbonat og 13 0 mg etylendiamintetraeddiksyre-Na-salt. Etter intens avgassing og nitrogenspyling til-

settes ved en temperatur på 82°C 2,4 g ammoniumperoksydi-sulfat oppløst i 34 g vann i løpet av et tidsrom på 10 minutter kontinuerlig. Etter en etterreaksjonstid på 2 timer ved 80°C er polymerisasjonen avsluttet. Produktet har ifølge HPLC et restmonomerinnhold på 5 vekt-% og videre en viskositet på 32 000 mPa.s ved 25°C. Det innstilles for viskositets-målingen med vann til et innhold av 38 vekt-%.

Eksempel 2

Det gåes frem etter forskrift i eksempel 1, imidlertid tilsettes nå 2,4 g ammoniumperoksodisulfat oppløst i 90 g vann i løpet av 100 minutter. Etterreaksjonstiden utgjør W time.

Eksempel 3

Det gåes frem etter forskriftene i eksempel 2, imidlertid

med en etterreaksjonstid på 2 timer.

Sammenligningseksempel la til 3a

Poly-DADMAC-saumenligningsprøvene fåes etter forskriftene av eksempel 1, imidlertid anvendes en høyere initiatormeng-de (1 . 10<-2>til 5 . 10 -2mol, referert til 1 mol monomer), og likeledes forlengés løpetiden inntil omsetningsgraden utgjør 100 %.

De nedenfor angitte skilleprosesser anvendte DADMAC-homopolymere har følgende karakteristika:

Følgende tabeller viser den overlegne virkning av de ifølge fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen anvendte DADMAC-homopolymere.

01jebestemmelsen foregikk her og i de følgende eksempler med olje-i-vann-måleapparat fra firma Horiba. Invertspalteren ble dosert som 30 vekt %-ig oppløsning og prøvene til oljebestemmelse uttatt etter 3 timers oppskummingstid.

Adskillelse av oljefelt avvann

Invertspalteren ble dosert som 30 vekt %-ig oppløsning og prøvene til oljebestemmelse ble uttatt etter 1 time.

Adskillelse av raffineri- avvann

Invertspalteren ble dosert som 30 vekt %-ig oppløsning og prøve til oljebestemmelse uttatt etter 30 minutter.

Invertspalteren ble dosert til 10 % i fortynning med vann og prøvene uttatt ved oljebestemmelse etter 4 timer.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte til adskillelse av olje-i-vann-emulsjoner ved tilsetning av kationiske polymere, karakterisert ved at det til emulsjonen settes en homopolymer av diallyldimetylammoniumklorid som dessuten inneholder 5 til 10 vekt-% monomer, og har en viskositet på 15 00 0 til 45 000 mPa.s, målt i en 38 vekt %-ig oppløsning i vann ved 25°C.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det til emulsjonen settes en homopolymer av diallyldimetylammoniumklorid som dessuten inneholder 7 til 9 vekt-% monomer.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det til emulsjonen settes en homopolymer som har en viskositet fra 20 000 til 30 000 mPa.s, målt ved en 38 vekt %-ig oppløsning i vann ved 25°C.