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DE1644874C3 - Verfahren zum Befördern von zähflussigem Rohöl durch eine Rohrleitung - Google Patents

Verfahren zum Befördern von zähflussigem Rohöl durch eine Rohrleitung

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Publication number
DE1644874C3
DE1644874C3 DE1644874A DEC0044046A DE1644874C3 DE 1644874 C3 DE1644874 C3 DE 1644874C3 DE 1644874 A DE1644874 A DE 1644874A DE C0044046 A DEC0044046 A DE C0044046A DE 1644874 C3 DE1644874 C3 DE 1644874C3
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DE
Germany
Prior art keywords
water
oil
crude oil
pipeline
emulsion
Prior art date
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DE1644874A
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English (en)
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DE1644874A1 (de
DE1644874B2 (de
Inventor
Wesley Gwinn Poynter
Ralph Simon
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Chevron USA Inc
Original Assignee
Chevron Research Co
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Filing date
Publication date
Application filed by Chevron Research Co filed Critical Chevron Research Co
Publication of DE1644874A1 publication Critical patent/DE1644874A1/de
Publication of DE1644874B2 publication Critical patent/DE1644874B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE1644874C3 publication Critical patent/DE1644874C3/de
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    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67D—DISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B67D7/00—Apparatus or devices for transferring liquids from bulk storage containers or reservoirs into vehicles or into portable containers, e.g. for retail sale purposes
    • B67D7/06—Details or accessories
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    • B67D7/3245—Arrangements of safety or warning devices; Means for preventing unauthorised delivery of liquid relating to the transfer method
    • B67D7/3272—Arrangements of safety or warning devices; Means for preventing unauthorised delivery of liquid relating to the transfer method using pumps
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • C09K23/42—Ethers, e.g. polyglycol ethers of alcohols or phenols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
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    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
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    • F17D1/00—Pipe-line systems
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    • F17D1/16—Facilitating the conveyance of liquids or effecting the conveyance of viscous products by modification of their viscosity
    • F17D1/17—Facilitating the conveyance of liquids or effecting the conveyance of viscous products by modification of their viscosity by mixing with another liquid, i.e. diluting
    • 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
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  • Colloid Chemistry (AREA)

Description

Q-^CH2CH2O)nH
O —'CH2CH2O)^H
25
30
35
besteht, wobei R, Ri und R2 ein Kohlenwasserstoffrest und π und m = 4 bis 100 ist
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser wenigstens 0,05% eines oberflächenaktiven Stoffes enthält, welcher die allgemeine Formel R-O-iCH2CH2O)eH hat, in der R ein AJkylrest von C8Hu bis C)2H2S ist und π den Molen Äthylenoxyd entspricht und eine Zahl von 4 bis 100 ist
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der oberflächenaktive Stoff aus einer Gruppe mit der allgemeinen Formel
Q-(CH2CH2O)nH
gewählt wird, in welcher R ein Alkylrest und su bis C12H25 ist und π den Molen Äthylenoxyd entspricht und eine Zahl von 4 bis 100 ist
7. Verfahren nach Anspruch 1 -6, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Grenze des Wasseranteils im Verhältnis von Rohöl zu Wasser bei etwa 25% liegt
8. Verfahren nach Anspruch 1 — 7, dadurch gekennzeichnet, daß für die Trennung von Öl und Wasser die Emulsion auf eine Temperatur von etwa 93,3° C oder mehr erwärmt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das öl und das Wasser durch Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Befördern von zähflüssigem Rohöl durch eine Rohrleitung, wobei eine Öl-in-Wasser-Emulsion aus dem Rohöl und mindestens etwa 10—15% Wasser, das ein oberflächenaktives Mittel enthält hergestellt und durch die Leitung hindurchgeführt und anschließend Rohöl und Wasser wieder getrennt werden.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, siehe DE-PS 15 06 430. die Viskosität von Rohölen erheblich dadurch zu verringern, daß eine stabile Öl-in-Wasser-Emulsion erzeugt wird. Hierzu wird zähflüssiges Rohöl mit Wasser und einer Base in Gegenwart eines für das Rohöl emulgierend wirkenden Mittels in Kontakt gebracht
Bei diesem Verfahren ist die Öl-in-Wasser-Emulsion äußerst stabil. Es ist deshalb schwierig, die Emulsion wieder in Öl- und Wasserphase zu trennen. Außerdem sind diese Emulsionen gewöhnlich in ihrem ölgehalt auf etwa 70 bis 75% beschränkt, sie enthalten demnach etwa 25 bis 30% Wasser. Dieser verhältnismäßig hohe Wassergehalt verringert die durch die Rohrleitung geführte ölmenge.
Aus der US-PS 25 33 878 ist bekannt zur Beförderung eines zähflüssigen Rohöls durch eine Rohrleitung mit dem Rohöl etwa 8—15% Wasser einzuführen, das ein wasserlösliches, anionischem oberflächenaktives Mittel und ein Alkali-Metall-Phosphat enthält wobei ein Teil des Wassers die innere Oberfläche der Rohrleitung netzt und einen Film oder eine Schicht zwischen dem öl und der Metallfläche der Rohrleitung bildet Das übrige Wasser ist innerhalb des Öls in Gestalt großer Tropfen und Linsen verteilt und soll dadurch die innere Kohäsion der durch die Leitung fließenden heterogenen Flüssigkeit verringern, was etwa der Verringerung der Viskosität des Öls entsprechen soll. Hauptzweck dieses Verfahrens ist die Bildung einer Wasser-Grenzschicht Dieses Verfahren ist in seiner Anwendung dadurch beschränkt, daß bei der Durchleitung von derart behandeltem Rohöl laminare Fließbedingungen aufrechterhalten werden müssen.
In der US-PS 30 06 354 wird ein Verfahren beschrieben, das ohne Einhaltung von laminaren Fließbedingungen die Leitungsbeförderung von zähflüssigem Rohöl zuläßt Das Verfahren nach dieser PS sieht vor, daß öl in Wasser dispergiert wird, wobei ein Anteil von 25—45 Gewichtsprozenten Wasser, bezogen auf das Gesamtgewicht von öl und Wasser, verwendet werden müssen. Zur Dispersion werden etwa 35 -100 ppm Ammoniak, bezogen auf das ötgewicht, zugesetzt Dieses Verfahren hat den bereits erwähnten Nachteil, daß verhältnismäßig große Wassermengen mitbefördert werden müssen.
Die Erfindung bezweckt, ein Verfahren der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß bei üblichen DurchfluQbedingungen die Menge des mitbeförderten Wassers erheblich verringert werden kann. Hierzu soll mit dem zu befördernden zähflüssigen Rohöl ein öl-in-Wasser-Gemisch hergestellt werden, das eine verhältnismäßig stabile Öl-in-Wasser-Emulsion während der Bewegung darstellt, jedoch im Ruhezustand dazu neigt, sich in getrennte Phasen zu zersetzen. Diese Aufgabe wird für ein Verfahren der eingangs erwähnten
Art dadurch gelöst, daß ein Jonenfreies oberflächenaktives Mittel verwendet wird.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet
In der nachfolgenden Beschreibung und anhand der Zeichnung, die ein FluSschema zeigt, werden Ausführungsbetspiele erläutert
Bei einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens wird zur Beförderung eines zähflüssigen Rohöls durch eine Rohrleitung vorgesehen, ein förderfähiges öl-in-Was-' ser-Gemisch mit niedriger Viskosität herzustellen. Dieses Gemisch bildet während der Bewegung eine verhältnismäßig stabile Emulsion, die aber dazu neigt sich bei Außentemperatur in getrennte öl- und Wasserphasen zu zersetzen, wenn die Bewegung aufhört Nach Stillegung kann das Gemisch leicht wieder angefahren werden, wobei sich erneut die öl- und Wasser-Emulsion bildet und eine Beförderung der niedrigviskosen Emulsion mit verhältnismäßig geringem Druckabfall ermöglicht
Das ionsnfreie oberflächenaktive Mittel wird dem Wasser in verhältnismäßig kleinen Mengen zugesetzt von etwa 0,04% und bis etwa 10% und mehr, bezogen auf den Wassergehalt Das die ionenfreie oberflächenaktive Substanz enthaltende Wasser wird mit dem Öl in einem Verhältnis von etwa 70 bis 85 bis 90% öl zu etwa 30 bis 15-10% Wasser gemischt Der obere Wert des öl-Wasser-Verhältnisses wird durch die Wassermenge begrenzt, die benötigt wird, um eine Öl-in-Wasser-Emulsion für die Rohrleitungsförderung herzustellen. Dieser obere Wert des Verhältnisses liegt für die meisten oberflächenaktiven Substanzen und Rohöle zwischen 85 und 90% öl und 15-10% Wasser. Em ölin- Wasser-Gemisch kann auch mit niedrigerem öl-Wasser-Verhältnis gebildet werden. Demnach kann irgendein Öl-Wasser-Verhältnis mit kleinerem als dem oberen Grenzwert verwendet werden. Obwohl es gewöhnlich erwünscht ist, mit einem öl-Wasser-Verhältnis von über 70/30 zu arbeiten, wird es gelegentlich erforderlich, niedrigere Gl/Wasser-Verhältnisse, z. B. 25/75, vorzusehen. Das auf diese Weise gebildete Gemisch wird als Emulsion durch eine Rohrleitung nach einer Empfangsstation befördert Eine derart hergestellte Emulsion läßt sich leicht dadurch zersetzen, daß die Emulsion auf eine entsprechende Temperatur erwärmt wird. Gewöhnlich ist eine Temperatur im Bereich von 200 bis 250° F (etwa 933 bis 121"C) geeignet um die Zersetzung der Emulsion in eine verhältnismäßig trockene ölphase und eine Wasserphase auszulösen.
Die in der Zeichnung schematisch dargestellte Ausführungsform des Verfahrens bezieht sich auf Boscan-Rohöl, das von einem Behälter, einem Tankschiff oder einer Ölquelle bei irgendeiner Temperatur zwischen 85 und 160° F (29,4 und 71,1°C) entnommen und in eine Rohrleitung eingeführt wird. Eine wäßrige Lösung einer ionenfreien oberflächenaktiven Substanz wird dem Rohöl zugesetzt so daß ein öl-in- Wasser-Gemisch entsteht, das bei Bewegung eine Öl- und Wasser-Emulsion bildet Geeignete Verhältnisse und Arten der oberflächenaktiven Substanzen sind in der Tabelle 2 weiter unten angegeben. Das derart gebildete Gemisch wird durch das Rohrleitungssystem gefördert, das Zwischenstationen und zwischengeschaltete Lagerbehälter enthalten kann. Am Rohrleitungsendpunkt wird das Gemisch auf eine höhere Temperatur von wenigstens 933" C erwärmt und in einen Separator eingespeist Das entwässerte Rohöl wird an der Oberseite des Separators abgezogen, und das Wasser, das wieder verwendet werden kann, wird vom Boden abgenommen.
Ionenfreie oberflächenaktive Stoffe, die für das vorliegende Verfahren verwendbar sind, können auf grund der Bindungen in fünf Grundtypen eingeteilt werden, siehe »Emulsion Theory and Practice« von P. B e c h e r, ACS Monograph, No. 162,1965, Reinhold Publishers, New York. Beispiele für die Grundtypen sind Äther-Bindung, Ester-Bindung, gemischte Bindung und
ίο Mehrfach-Bindung. Für die Verwendung nach dem vorliegenden Verfahren werden nicht-ionisierte oberflächenaktive Stoffe mit Äther-Bindung bevorzugt Die bevorzugt zu verwendenden Stoffe werden aus einer Gruppe gewählt die die folgenden allgemeinen
Formeln umfaßt:
Ο —(CH2CH2O)nH
O — (CH2CH2OUI
Darin sind R, Ri und R2 irgendwelche Kohlenwasserstoff gruppen und /it und /& = 4 bis 100. Wie oben erwähnt können andere oberflächenaktive Stoffe, wie z.B. mit Esterbindung und Amidbindung, verwendet werden. Die allgemeine Formel für die Stoffe mit Esterbindung ist:
O
Il
R — C — O — (CH2CH2O)nH
worin R eine Fettsäuregruppe und n- 4 bis 100 ist
Die allgemeine Formel für die oberflächenaktiven Stoffe mit Amidbindung lautet:
(CH2CH2OLH
R—C—Ο—Ν
(CH2CH2O)„2H
wobei R irgendeine Kohlenwasserstoff-Gruppe und m und/J2 — 4 bis 100 ist
Dir ganz besonders für die Verwendung des Verfahrens zu bevorzugenden nicht-ionisierten oberflä chenaktiven Stoffe sind Nonylphenoxypo!y-(äthylen- oxy)-Äthanole. Besonders günstige Ergebnisse sind mit oberflächenaktiven Substanzen erzielt worden, die 10 bis 15 Mole Äthylenoxid pro Mol Nonylphenol enthalten. Diese .oberflächenaktiven Stoffe zeigen mit ansteigender Temperatur abnehmende Wasserlöslichkeit Emulsionen, die mit diesen Arten von oberflächenaktiven Stoffen gebildet worden sind, haben eine gute Stabilität bis zu 160° F (71,1° C) und genügende Stabilität im Bereich von 160-175°F (71,1 bis 79,4°C). Bei Temperaturen im Bereich von 200° F (933° C) erfolgt die Trennung von öl und Wasser schnell, und durch Schwertrennung kann öl mit einem niedrigen Restwassergehalt hergestellt werden.
Besonders geeignete oberflächenaktive Substanzen werden aus einer Gruppe ausgewählt, die Stoffe mit den allgemeinen Formeln
-0-(CH2CH2O)nH
;>■-() (CH,CH,OLII
10
enthält, wobei R, Ri und R2 irgendwelche Alkylradikale sind und η = 4 bis 100 ist.
Nachstehend wird eine Aufstellung der besonders zu bevorzugenden oberflächenaktiven Stoffen gegeben:
Tabelle I
Nr.
10
Il
12
C9H1, C,H,c,
CqH|()
G)H|9
CqH|9
2,4-Dinonyl 2,4-DinonyI
10-11 15 20 30 100 10-11 50
Geeignete oberflächenaktive Substanzen mit Este bindung enthalten z. B. Stoffe mit den folgende allgemeinen Formeln:
C11H2., -C-(QH1106) - (C2H4O)4H O
I!
C11H,, C -(CJI11O,,) (C2H4O)20H CI7H,5 - C-(C2H4O)5nII
Die Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse bei einer Anzah von Versuchen, die mit verschiedenen Kombinationei von öl-Wasser-Verhältnissen, oberflächenaktiven Stof fen und Prozentsätzen dieser Stoffe ausgeführt wordei sind und die sich als brauchbar für die Bildunj förderfähiger Emulsionen nach der Erfindung erwiesei haben. Die Ergebnisse zeigen, daß geeignete Gemischi mit Wasser erzielt werden können, das 0,05% de oberflächenaktiven Stoffes, bezogen auf das zugesetzti Wasser, enthält Allgemein wird jedoch bevorzugt, da Gemisch mit wenigstens etwa 0,1 % des oberfiächenak tiven Stoffes, bezogen auf das zugesetzte Wassei herzustellen. Der durch die Bildung des förderfähigei Gemisches erzielte Vorteil ergibt sich deutlich im FaI des Boscan-Rohöles. Die Zähflüssigkeit von reinen Boscan-Rohöl beträgt 80 Pa · s bei 700F (21,10C). Dii Zähflüssigkeit einer Emulsion, die 75% Boscan-Rohö und 25% Wasser enthält, beträgt jedoch nur 50 · 10-Pa · s bei 70° F (2I1I0C). Die Tabelle 2 zeigt Eigenschaf ten der verschiedenen Gemische aus Boscan-Rohöl Wasser und oberflächenaktiven Stoffen.
Tabelle II
Muster
Nr.
Öl/Wasser-Verhältnis
Chemischer Zusatz
Tab. I Nr.
in Wasser Viskosität des
Gemisches
% Wasser, die in bei 93,3 C abgetr. Öl bleiben
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Il
12
13
14
15
16
75/25
75/25
75/25
75/25
75/25
75/25
75/25
75/25
75/25
75/25
75/25
80/20
80/20
75/25
75/25
80/20
0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,05 0,05 0,05 47.2
44,4
46,7
42.2
49,4
42,2
42,8
40,0
48,9
50,0
46,7
52,8
48,9
47,8
48,9
50.6
93
78
55
67
60
69
91
100
59
56
46
49
48
Il
43
26
11,7
2,0 10,8
2,0 12,5
2,4 10,5
3,9
10,6 2,1
10,0
10,3 11.0
Korlscl/iiiip Öl/Wasser-
Verhältnis		 16 44 0,05 874 — 8
7 Musicr
Nr.		 85/15 0,10 97
17 80/20 Chemischer /usat/
Vol.-%
Tab. I Nr. in Wasser		 0.10 92 % Wasser, die
in bei 93.3 (
. s abgetr. Öl
bleiben
18 75/25 I 0,10 147 _
I») 80/20 6 0,10 Viskosität des
Gemisches
C 10 1Pa		 142 10.2
2(1 75/25 7 0,10 — 187 8,6
2! 80/20 7 0,10 50.6 102 8,0
22 75/25 8 0,10 46.1 188 11,9
23 80/20 8 0,10 46,7 104 12,0
24 /5/25 9 0,10 43,3 149 12.0
2> 80/20 9 0,10 43,9 48 11.0
26 80/20 i 0,10 44,4 64 8.7
27 75/25 3 0,10 47,2 55 11.6
28 80/20 5 0.10 39,4 93 8,0
29 80/20 M 0,10 47,2 159 9,0
30 80/20 Il 0,15 43,3 68 10.5
31 75/25 12 0,20 48,9 72 9.7
32 75/25 9 11 0,20 48,9 45 11,0
33 75/25 I 11 0,30 46,7 81 11.0
34 75/25 I 0,05 45,6 45 15,0
35 75/25 Visco Il 0,05 46,7 95 -
36 75/25 Visco 11 0,05 47,2 89 -
37 75/25 I 45,6 -
38 7 41,1
8 42.2 _
43,3
45,6
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind auch mit einer Anzahl von anderen Rohölen demonstriert worden. Die Tabelle IH zeigt die Eigenschaften von Gemischen, die mit kalifornischen Rohölen hergestellt worden sind, wobei Süßwasser und verschiedene oberflächenaktive Substanzen benutzt werden. Die kalifornischen Rohöle sind mit A, B und C
bezeichnet worden. Das Α-Rohöl hat eine API-Schwere von 12,17 und eine Viskosität von 14 Pa · s bei 700F (21,1°C). Das B-Rohöl hat eine API-Schwere von 12,17 und eine Viskosität von 19 Pa · S bei 70° F (21,Γ C). Das C-Rohöl hat eine API-Schwere von 10,15 und eine Viskosität von 70 Pa · S bei 70° F (21,1° C).
Tabelle HI Öl/Wasser- Zusatz Zusatz-Kon- Emulsionsvisko Viskosität
ÖlfÖrder- Verhältnis Tab. I Nr. zentr. in sität
gebiet Wasser Temperatur
Vol.-% C ΙΟ"3 Pa · s
75/25 1 0,10 36,7 20
B 75/25 8 0,10 37,2 75
B 75/25 11 0,10 36,1 24
B 75/25 1 0,10 - -
A 75/25 8 0,10 47,2 17
A 75/25 11 0,10 36,7 20
A 75/25 1 0,10 - -
C 75/25 8 0,10 37,8 25
C 75/25 11 0,10 — —
C
In Tabelle IV sind die Eigenschaften von mischungen wiedergegeben, die mit den kalifornischen Rohölen A, B und C und wäßrigen Lösungen, die aus dem oberflächenaktiven Stoff Nr. 8 (Tab. I) hergestellt worden sind.
Wie die Tabelle zeigt, wird das Gemisch sowohl mit Süß- als auch mit gefördertem Wasser hergestellt Geeignete Mischungen wurden mit 0,04% des oberflächenaktiven Stoffes gebildet
9 16 Wasser 44 874 IO Viskosität
10 ' Pa s
Tabelle IV Öl/Wasser- 97
Öllorder- Verhältnis gefördert. Zusatz-Kon 13
gebiet gefördert. zentration
in Wasser		 -
75/25 gefördert. VoL-% Emulsionsviskosität 19
B 75/25 Süßwasser 0,10 Temperatur 15
A 75/25 Süßwasser 0,10 C 35
C 75/25 Süßwasser 0,10 35,6 12
A 75/25 Süßwasser 0,10 37,8 -
A 75/25 Süßwasser 0,08 - -
A 75/25 Süßwasser 0,06 43,3 14
A 75/25 gefördert. 0,04 37,8 9
A 7S/7S gefördert. 0,02 28,9 11
A 75/25 gefördert. O.OI 37,8 23
A 75/25 Süßwasser 0,10 -
A 75/25 0,08 -
A 75/25 0,04 34,4
A 0,06 33,9
36,1
27,8
Wie sich aus den in den Tabellen II, IH und IV dargestellten Daten ergibt, wird eine sehr starke Verbesserung mit Bezug auf die Viskosität dadurch erzielt, daß förderfähige Emulsionen aus den zähflüssigen Rohölen nach der Erfindung gebildet werden.
Wie oben erwähnt, ist die obere Grenze für das Öl/Wasser-Verhältnis durch die Wassermenge bestimmt, die zur Erzeugung einer geeigneten Öl-in-Wasser-Emulsion für Rohrleitungsförderung benötigt wird. Die obere Grenze für öl liegt in den meisten Gemischen aus Rohöl und Lösung des oberflächenaktiven Stoffes zwischen etwa 85 und 90%. Demnach beträgt die kleinste Menge Wasser, die erfindungsgemäß benötigt wird, zwischen 10 und 15%. Die Tabelle V unten zeigt die Wirkung der allmählichen Verringerung des Wassergehaltes in dem wäßrigen, die oberflächenaktive
verwendete Rohö'/ war ein kalifornisches Rohöl vom Typ A, das auf 1400F (60° C) gehalten wurde. Die wäßrige Lösung des oberflächenaktiven Stoffes bestand aus 0,1 % des oberflächenaktiven Stoffes Nr. 8 (Tab. I) in Förderwasser bei 72° F (22,2"C). Es ist offensichtlich, daß die Öl-in-Wasser-Emulsionen bei den 75 :25 bis zu 85 :15-Gemischen gebildet wurden, weil die Gemische wäßrig naß waren und elektrische Leitfähigkeit aufwiesen.
Tabelle V Elektr. Dispersion in Toluol
Ö/W Wasser- Leitfähig Wasser
benetzung keit
einer Glas nein
fläche ja ja nein
75/25 ja ja ja langsam
80/20 ja ja langsam langsam
85/15 ja nein sehr
90/10 nein langsam langsam
nein sehr
95/5 nein langsam
Tabelle VI zeigt die Wirkung der Veränderung des Öl-Wasser-Verhältnisses in Gemischen mit kalifornischem Rohöl D.
Das D-Rohöl hatte eine Temperatur von 1100F (4330C) und wurde mit einer wäßrigen Lösung des oberflächenaktiven Stoffes gemischt, die aus 0,1% des Stoffes Nr. 10 und 11 (Tab. I) bei 72° F (22,2° C) gebildet wurde.
'· Tabelle VI Elektr.
Leifiihig-
keit		 Dispersion
Wasser		 in
Toluol
Ö/W
40 		Wasser-
benetzung
einer Glas
fläche		 ja ja nein
75/25 ja ja ja nein
80/20 ja ja ja nein
·»"> 85/15 ja ja ja nein
90/10 ja nein nein ja
95/5 nein
Die in den Tabellen V und VI angefügten Daten zeigen, daß in den meisten Gemischen aus Rohöl und wäßriger Lösung die obere Grenze für öl zwischen etwa 85 und 90% liegt, um eine geeignete Mischung für die Rohrleitungsförderung herzustellen. Es ist zu beachten, daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verhältnismäßig hohe öl-Wasser-Gemische im Bereich von 75 :25 bis 90:10 hergestellt werden können.
Das Wasser, mit welchem die erfindungsgemäßen Gemische gebildet werden, braucht nicht destilliertes oder trinkbares Wasser zu sein. Die nicht-ionisierten oberflächenaktiven Stoffe werden nicht durch Salze beeinflußt, die im Wasser gelöst sind. Aus diesem Grunde können Lagerstättenwasser und sogar Seewasser zur Herstellung der erfindungsgemäßen Gemische verwendet werden. Dies ist eine besonders vorteilhafte Eigenschaft für den Feldbetrieb, da es unwirtschaftlich sein kann, große Mengen von verhältnismäßig frischem Wasser zur Verwendung für das Verfahren bereitzustel-
len. Tabelle VII zeigt die Eigenschaften eines Gemisches aus einem Boscan-Rohöl und einer wäßrigen Lösung des oberflächenaktiven Stoffes für den Fall, daß das verwendete Wasser 100% Seewasser ist. Zwei Emulsionen wurden mit verschiedenen oberflächenaktiven Stoffen und mit Seewasser hergestellt, das unmittelbar aus dem Meer bei Huntington Beach, Kalifornien, entnommen wurde.
Tabelle VII Ö/W-Verhältnis 75/25 75/25 Öltemperatur °F ( C) 140(60,0) 95(35,0) Seewassertemperatur 0F ( C) 50(10,0) 41 (5,0) Oberflächenaktiver Zusatz Nr. 7 Visco 11 11
(Tab. 1)
Zusatz Koii/!entration im 0,1 0,1 See wasser, Vol.-% Dispergiert in Wasser ja ja Elektrisch leitend ja ju Emulsionsviskosität 183 unter 200
10 ' Pa ■ s bei 98°F G6,7 C)
Trennung nach einstündi- 3,8 gern Stehenlassen bei 2000F (93,3 C) Volumen0/« des im Rohöl zurückbleibenden Wassers
Beförderung des Gemisches
Nachdem das Gemisch in der beschriebenen Weise hergestellt worden ist kann es durch ein übliches Rohrleitungssystem gefördert werden. Während der Bewegung bildet das Gemisch eine Emulsion, welche sich wie stabile, homogene Flüssigkeit verhält in der der Druckabfall während des Fließens in Beziehung steht zu den normalen flüssigkeitsdynamischen Parametern der Viskosität, Dichte, dem Rohrleitungsdurchmesser, der Rohrleitungslänge und der Strömungsgeschwindigkeit Eine Erwärmung der Rohrleitung ist nicht erforderlich. Bei einer durch Notfall verursachten Stillegung neigt
ϊ das Öl/Wasser-Gemisch nach der vorliegenden Erfindung zur Zersetzung in getrennte Phasen. Die Ölleitung kann jedoch leicht wieder angefahren werden, ohne daß übermäßiger Anfahrdruck benötigt wird, wobei sich die Emulsion ohne Schwierigkeiten erneut bildet öl-in
in Wasser-Gemische nach der Erfindung sind in einer Rohrleitung über Zeitspannen von bis zu 64 Stunden stehengelassen worden. Am Ende dieser Zeit war das Anfahren normal, und es traten keine Schwierigkeiten auf. Der Emulsionsfluß wurde wiederhergestellt, und
ι ■"> ungewöhnliche Anfahrdrücke wurden nicht beobachtet. Chargenweiser Betrieb einer Rohrleitung, bei welchem eine erfindungsgemäß hergestellte Emulsion mit zwischenliegenden Ladungen eines üblichen Niedrigvisko-
vvi nviiutt —
Schwierigkeiten. Die erfindungsgemäß hergestellte Emulsion netzt die Rohrleitungswand mit einem Wasserfilm; das emulgierte Rohöl bleibt nicht an der Rohrleitungswand haften. Daher ist kein besonderer Räumvorgang erforderlich, bevor die Rohrleitung für
> ein andersartiges öl verwendet wird.
Trennung von Öl und Wasser
Nachdem das Öl-und-Wasser-Gemisch in Gestalt einer Emulsion zum Bestimmungspunkt befördert
in worden ist, wird eine Trennung einfach durch Erwärmung herbeigeführt. Zum Beispiel können Emulsionen, die bei 800F (26,7° C) hergestellt werden und stabil bleiben, durch Erwärmung auf 200° F (933° C) zersetzt werden, wodurch dem öl und dem Wasser
ii ermöglicht wird, sich zu trennen. Ein Gemisch aus Boscan-Rohöl und Wasser ist nach diesem Verfahren so getrennt worden, daß weniger als 3 Volumenprozente Wasser im Rohöl blieben.
Das von dem öl abgetrennte Wasser ist vollkommen
für die Wiederverwendung in dem ursprünglichen Öl-Wasser-Mischvorgang geeignet Falls die Rückführung des Wassers nicht erwünscht ist kann das Wasser durch übliche Verfahren zur Beseitigung von R,-ffinerie-Abwässern ebenfalls beseitigt werden.
Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche;
1. Verfahren zum Befördern von zähflüssigem Rohöl durch eine Rohrleitung, wöbe; eine öl-in-Wasser-Emulsion aus dem Rohöl und mindestens etwa 10—15% Wasser, das ein oberflächenaktives Mittel enthält, hergestellt und durch die Leitung hindurchgeführt und anschließend Rohöl und Wasser wieder getrennt werden, dadurch gekenn- zeichnet, daß ein ionenfreies oberflächenaktives Mittel verwendet wird.
Z Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das oberflächenaktive Mittel aus einer Gruppe gewählt wird, die aus oberflächenaktiven is Stoffen, mit Ätherbindung, Esterbindung und Amidbindung besteht
3. Verfahren nach Anspruch 1—2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser wenigstens 0,04% des oberflächenaktiven Stoffes enthält
4. Verfahren nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der oberflächenaktive Stoff aus einer Gruppe gewählt wird, die aus
Schwereeinfluß unter Erwärmung auf etwa 93,3° C -121 ° C getrennt werden.
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