RO121221B1 - Fluidizant pentru ţiţeiuri brute, cu viscozitate mare şi procedeu de obţinere a acestuia - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la un fluidizant pentru ţiţeiuri brute, cu viscozitate mare şi la un procedeu pentru obţinerea acestuia. Fluidizantul conform invenţiei este constituit din 96...97% nonil fenoletoxilat, cu 9...16 moli oxid de etilenă şi 3...4% apă, utilizat sub formă de 2% în greutateîn apa de zăcământ.

Description

Invenția se referă la un fluidizant destinat îmbunătățirii transportului, pe conducte, al țițeiurilor brute cu viscozitate mare, greu pompabile, prin reducerea viscozității lor.

Este cunoscut că țițeiurile brute sunt produse din strat sub formă de emulsii, de regulă țițeiul fiind mediul de dispersie (faza continuă), iar apa faza dispersă (internă). Viscozitatea unei emulsii depinde de următorii factori: viscozitatea fazei continue, fracția de volum a fazei disperse, viscozitatea fazei disperse, dimensiunea medie a particulelor dispersate și distribuția dimensiunii acestora, viteza de forfecare, natura și concentrația agentului emulgator, temperatură. De asemenea, viscozitatea emulsiei este direct proporțională cu viscozitatea fazei continue și cu fracția de volum a fazei disperse, cei doi factori determinanți ai viscozității emulsiei. Dacă în faza continuă este prezent un emulgator, așa cum este cazul țițeiurilor brute, atunci viscozitatea fazei continue este, de fapt, viscozitatea soluției de emulgator, adsorbția unei părți din moleculele de emulgator, la interfața țiței-apă, determină o reducere a concentrației de emulgator, în faza continuă și, implicit, o reducere a viscozității acesteia.

Pentru a îmbunătăți pompabilitatea țițeiurilor brute, una dintre tehnicile uzuale este de a transforma emulsia naturală apă/țiței - A/T, într-o emulsie țiței/apă - T/A (în care faza continuă este apa), cu ajutorul unor substanțe tensioactive adecvate.

Deși se poate utiliza o gamă largă de tipuri de substanțe tensioactive, cele neionice au avantajul de a fi relativ insensibile la conținutul în săruri al fazei apoase.

Cele mai utilizate substanțe tensioactive neionice, pentru prepararea emulsiilor pentru transport, sunt cele din grupul alchil-fenolice etoxilați, reprezentați prin formula:

R — C₆H₄ — (CH₂ — CH₂ — 0)_x — H în care R poate fi orice hidrocarbură, iar x reprezintă numărul unităților de oxid de etilenă.

Aditivii fluidizanți pentru țițeiurile brute, realizați de mari companii chimice (Shell, Servo ș.a.), sunt destinați, în special, țițeiurilor parafinoase, fiind utilizați în doze de

250...1500 ppm

Dezavantajul principal al acestor produse este solubilitatea lor în faza organică, ceea ce fie că implică utilizarea unor volume relativ mari de solvenți specifici, la utilizare, fie că limitează utilizarea lor la țițeiuri brute cu conținut mic de apă.

Problema tehnică, pe care o rezolvă invenția, este elaborarea unui fluidizant cu eficiență mărită de dezemulsionare, pentru țițeiurile brute cu viscozitate mare, de diferite tipuri și cu un conținut de impurități (apă) de maximum 60%.

Fluidizantul pentru țițeiurile brute cu viscozitate mare, pe bază de amestec sinergie de substanțe tensioactive neionice, de tip alchil-fenoli etoxilat, conform invenției, elimină dezavantajele menționate mai sus, prin aceea că este constituit din 96...97% nonil fenoletoxilat cu 9...16 moli de oxid de etilenă, și 3...4% apă, produsul având o balanță hidrofil-liofil >10, pH-ul >12, sub formă de pastă, cu densitate de 1,07...1,08 g/cm³, utilizat sub formă de soluție 2% în greutate, în apa de zăcământ

Procedeul de obținere a fluidizantului, conform invenției, elimină dezavantajele menționate, prin aceea că se introduce, în primă fază, nonil fenoletoxilat cu 16 moli de oxid de etilenă, substanță solidă cu balanța hidrofil-liofil 15,2, într-un vas de reacție, echipat cu manta de încălzire și agitator, se ridică temperatura până la 6O...75°C, se adaugă nonil fenoletoxilat cu 9 moli de oxid de etilenă, substanță lichidă cu balanța hidrofil-liofil 13, se omogenizează amestecul și se introduce NaOH sub formă de soluție apoasă 35...40%, până când pH-ul amestecului ajunge în domeniul alcalin 12...13,5, cu menținerea temperaturii din vasul de reacție în intervalul 40...45°.

RO 121221 Β1

Prin aplicarea invenției, se obțin următoarele avantaje: 1 • eficiență mărită de dezemulsionare, de exemplu, fiind utilizat în doze de 2000 ppm pentru fluidizarea unui țiței brut asfaltos (110 m³/zi cu 60 t de țiței net, 45% volum apă), 3 utilizat sub formă de soluție 2% în greutate, în apa de zăcământ, în conducta de aspirație a pompei de țiței, a determinat scăderea presiunii de pompare de la 50...60 la 20 bari, în 5 sezonul rece;

- fabricarea produsului nu necesită materii prime costisitoare și se poate realiza în 7 instalații simple, fără grad de periculozitate;

- nu are impact negativ asupra mediului; 9

- produsul prezintă afinitate pentru faza apoasă, pentru a favoriza astfel inversarea emulsiei naturale de A/T într-o emulsie T/A și, implicit, reducerea viscozității emulsiei, preve- 11 nirea și diminuarea efectului de coroziune.

Fluidizantul conform invenției este un produs care reduce viscozitatea emulsiilor de 13 țiței brut, prin inversarea parțială a acestora, cu 30...70 procente, ceea ce îmbunătățește transportul acestora pe conducte și, pe de altă parte, prin reglarea pH-ului produsului în 15 domeniul alcalin (>12), pentru eliminarea pericolului de corodare a echipamentelor metalice de vehiculare a emulsiei, prin neutralizarea acidității specifice alchil-fenolilor. Corectarea 17 pH-ului produsului și menținerea lui în domeniul alcalin (12...13,5) previne/diminuează efectul de coroziune pe care îl au alchil-fenolii din cauza caracterului acid. 19

Se dau, în continuare, trei exemple de realizare a invenției, în legătură cu figura și tabelul, care reprezintă, respectiv:21

- figura, fluxul de fabricație a fluidizantului, conform invenției;

- tabelul, caracteristicile reologice ale emulsiilor de țiței, testate în laborator cu soluție 23 de fluidizant.

Exemplul 1. Pentru prepararea unei tone de fluidizant, conform invenției, se folosesc25 următoarele cantități și materii prime:

- 350 kg NF₁₆;27

-104 kg NF₉;

-16 kg NaOH;29

- 35 kg apă.

Fabricarea produsului se realizează conform schemei de flux, într-un vas de reacție 31 echipat cu manta de încălzire și agitator, într-o primă fază, introducând NF₁₆ (substanță solidă, HLB = 15,2) și ridicând temperatura la 6O...75°C, pentru topirea acestei substanțe 33 tensioactive. într-o a doua fază, se pornește agitatorul, se introduce în vasul de reacție NF₉ (substanță lichidă), HLB = 13 și se omogenizează amestecul. în a treia fază, se introduce 35 în vasul de reacție NaOH sub formă de soluție apoasă 35...40%, până când pH-ul amestecului ajunge în domeniul alcalin (12...13,5), temperatura din vasul de reacție fiind de 37

4O...45°C și, în final, se oprește agitarea, se descarcă produsul și se ambalează.

Exemplul 2. Fluidizarea unor emulsii de țiței brut, în laborator.39

Eficiența de fluidizare a produsului a fost testată în laborator pe patru emulsii brute de țiței, cu impurități variind între 24 și 60% volum de apă. S-au utilizat doze de 1000...400041 ppm fluidizant, conform invenției, temperatura de lucru fiind 20, 10 și 5°C. Determinările de comportament reologic s-au efectuat cu un viscozimetru relațional cu cilindri coaxiali, vitezele43 de forfecare variind între 0,33 și 437,4 s reciproce. S-au obținut reduceri de viscozitate de până la 97,5 procente.45

Exemplul 3. Fluidizarea unui țiței brut, în condiții de șantier.

Fluidizantul conform invenției a fost utilizat pentru a îmbunătăți pomparea pe 47 conductă (lungime = 10 km, diametrul 5.3/4 inches), a unui țiței brut de tip asfaltos (110 m³/zi) cu 601 țiței net, 45% volum apă, de la parcul de colectare la depozitul central de 49 țiței al schelei respective.

Utilizarea unei doze de 2000 ppm fluidizant, administrat sub formă de soluție 2% în 51 greutate, în apa de zăcământ, în conducta de aspirație a pompei de țiței, a determinat scăderea presiunii de pompare de la 50...60 la 20 bari, în sezonul rece. 53

RO 121221 Β1

CO ΙΌ σ>

ΙΌ

co

RO 121221 Β1

Claims (2)

1. Revendicări 1

   1. Fluidizant pentru țițeiuri brute cu viscozitate mare, pe bază de amestec sinergie de 3 substanțe tensioactive neionice, de tip alchil-fenoli etoxilat, caracterizat prin aceea că este constituit din 96...97% nonil fenoletoxilat cu 9...16 moli de oxid de etilenă și 3...4% apă, pro- 5 dusul având o balanță hidrofil-liofil >10, pH-ul >12, densitate 1,07...1,08 g/cm³, utilizat sub formă de soluție 2% în greutate, în apa de zăcământ. 7
2. 2. Procedeu de obținere a fluidizantului definit în revendicarea 1, caracterizat prin aceea că se introduce, în primă fază, nonil fenoletoxilat cu 16 moli de oxid de etilenă, 9 substanță solidă cu balanța hidrofil-liofil 15,2, într-un vas de reacție echipat cu manta de încălzire și agitator, se ridică temperatura până la 6O...75°C, se adaugă nonil fenoletoxilat 11 cu 9 moli de oxid de etilenă, substanță lichidă cu balanța hidrofil-liofil 13, se omogenizează amestecul și se introduce NaOH sub formă de soluție apoasă 35...40%. până când pH-ul 13 amestecului ajunge în domeniul alcalin 12...13,5, cu menținerea temperaturii din vasul de reacție în intervalul 40...45*0. 15