DE2518610C3 - Verfahren zum Transport eines wachsartigen Kohlenwasserstoffgemisches - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Transport eines »wachsartigen« Kohlenwasserstoffgemisches, wobei das Gemisch in wenigstens eine Fraktion hohen Stockpunktes und eine Fraktion niedrigen Stockpunktes fraktioniert, wenigstens ein Teil der Fraktion hohen Stockpunktes dadurch zum Erstarren gebracht wird, daß dieselbe in den Boden einer Kolonne unter Ausbilden von Wachsteilchen dispergiert wird, sodann die verfestigten Wachsteilchen abgetrennt und mit der Fraktion mit niedrigem Stockpunkt unter Ausbilden einer Aufschlämmung dispergiert werden und sodann diese Aufschlämmung transportiert wird. (US-PS 38 04 752).

Anhand der US-PS 34 68 986 ist es weiterhin bekannt geworden. Kohlenwasserstoffgemische relativ hohen Wachsgehaltes dadurch für den Transport geeignet zu machen, daß durch Schmelzen des Wachses kugelförmige Wachsteilchen ausgebildet und dieselben sodann in einer kein Lösungsmittel für dieselben darstellenden Flüssigkeit, wie Wasser, dispergiert werden, wobei die Temperatur über der Verfestigungstemperatur des Wachses gehalten wird. Anschließend erfolgt sodann ein Abkühlen der Dispersion unter den Verfestigungspunkt, wobei die erhaltenen Wachsteilchen gegebenenfalls mit Feststoffen wie Kaliumcarbonat usw. überzogen werden.

Cin Abtrennen des Wachses aus einem stark wachshaltigen Xohöl ist anhand der US-PS 2 71080 bekannt geworden, wobei ein Eindrücken des Rohöls in den Boden eines Turms durch Düsen erfolgt und im Gegenstrom zu dem Rohöl eine gekühlte Salzlösung geführt wird. Hierdurch wird das Wachs zum Erstarren gebracht und am oberen Ende des Turms in granulierter Form erhalten.

Ein weiteres einschlägiges Verfahren zum Abtrennen von Wachs aus einem heißen Paraffindestillat ist bekannt geworden, wobei man zunächst in frischem Wasser und anschließend in Salzwasser und sodann in einer Salzsole bei einer Temperatur von —7 bis —23°C arbeitet unter Erstarren der Wachskomponente.

Diese vorbekannten Verfahren zur Überführung von z. B. stark wachshaltigen Rohölen in eine Aufschlämmung aus deren Komponenten zwecks erleichtertem

Transport in Pipelines stellt zwar eine Verbesserung gegenüber denjenigen einschlägigen Transportverfahren von Kohlenwasserstoffgemischen dar, die die Pumpfähigkeit dadurch verbessern, daß ein Erwärmen erfolgt, sind jedoch immer noch verbesserungsfähig.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art so zu verbessern, daß die Wirtschaftlichkeit des Transportes verbessert wird, also durch die besondere Form der Aufschlämmung ein relativ geringerer Druckabfall bei dem Transport auftritt, d. h. vergleichsweise weniger Energie für das Pumpen des Kohlenwasserstoffgemisches erforderlich ist

Diese Aufgabe wird nun in kennzeichnender Weise dadurch gelöst, daß das Dispergieren der Fraktion hohen Stockpunktes in dem Boden der Kolonne durchgeführt wird vermittels einer heißen, dichten Flüssigkeit im Bodenteil und einer kälteren, weniger dichten Flüssigkeit in dem oberen Teil der Kolonne, man sich die Wacbsteilchen von unten nach oben durch die Kolonne bewegen läßt, wobei die kältere, weniger dichte Flüssigkeit eine ausreichend niedrige Temperatur aufweist unter praktisch vollständigem Verfestigen der Wachsteilchen zu dem Zeitpunkt, wo dieselben das obere Ende der Kolonne erreichen. Das Teilmerkmal, wonach ein praktisch vollständiges Verfestigen der Wachsteilchen zu dem Zeitpunkt, wo dieselben das obere Ende der Kolonne erreichen« erfolgt, ist als solches vorbekannt.

Der erfindungsgemäß erzielte Vorteil eines relativ geringen Energieaufwandes für den Pumpvorgang und somit den Transport stark wachshaltiger Kohlenwasserstoffgemische dürfte darauf zurück/^führen sein, daß die in Anwendung kommende heiße, dichte Flüssigkeit zur Ausbildung praktisch kugelförmig« Wachsteilchen führt, die eine geringstmögliche effektive Oberfläche besitzen, und dieselbe in dieser geometrischen Form durch die kälteren, weniger dichte Flüssigkeit zum Erstarren gebracht werden. Hierdurch ergibt sich ein relativ geringer Reibungswiderstand während des Transportes und gute mechanische Festigkeit der kugelförmigen Wachsteilchen, die also weniger leicht als nach dem Stand der Technik zu einer Zerstörung bedingt durch die mechanischen Einflüsse bei dem Pumpvorgang neigen. Zweckmäßig anwendbar sind insbesondere »wachsartige Kohlenwasserstoffgemische mit einem hohen Stockpunkt unter der jahreszeitlich bedingten Umwelttemperatur des Transportsystems, z. B. einer Pipeline. Die »wachsartigen« Kohlenwasserstoffgemische sind Gemische, die Wachs enthalten. Der Wachsanteil ist definiert als der Niederschlag, der sich bildet, nachdem ein Teil des Kohlenwasserstoffgemisches in 10 Teilen Methylethylketon bei etwa 8O⁰C aufgelöst und das Gemisch sodann auf —25°C abgekühlt worden ist. Einige Asphaltene können geduldet werden. Beispiele für derartige Gemische sind unter anderem Rohöl, Schieferöl, Teersandöl, Brennstofföl, Gasöl und ähnliche Kohlenwasserstoffgemische oder Gemische aus zwei oder mehr der gleichen Art oder unterschiedlicher Kohlenwasserstoffgemische. Rohöle sind besonders geeignet, insbesondere die »wachsartigen« Rohöle. Beispiele für die letzteren sind Rohöle, die ein »wachsartiges« Gelaussehen bei der jahreszeitlich bedingten Umweltstemperatur besitzen und etwa 1 bis 8 Wachs enthalten, sowie vorzugsweise diejenigen, die einen durchschnittlichen Stockpunkt über der durchschnittlichen niedrigsten Temperatur des Transportsystems besitzen. Spezifische Beispiele für durchschnittliche Stockpunkte von geeigneten »wachsartigen« Rohölen liegen bei etwa —23 bis +95°C und vorzugsweise bei etwa —18 bis etwa +65⁰C und insbesondere bevorzugt bei etwa 25 bis etwa 65° C.
Das Kohlenwasserstoffgemisch wird zunächst in wenigstens eine flüssige und eine wachsartige Fraktion fraktioniert Die Wachsfraktion beläuft sich auf etwa 1 bis etwa 80 Gew.-% und vorzugsweise etwa 5 bis 70 Gew.-°/o und insbesondere bevorzugt auf etwa 1^A bis

ίο etwa 60 Gew.-°/o des ursprünglichen Kohlenwasserstoffgemisches. Es versteht sich, daß auch andere Fraktionen zusätzlich zu der flüssigen Fraktion und der Wachsfraktion aus dem Kohlenwasserstoffgemisch erhalten werden können und daß diese Fraktionen bei anderen Verfahrensschritten im Zusammenhang mit der Verarbeitung in einer typischen Raffinerie usw. oder im Zusammenhang mit dem vorliegenden Verfahren Anwendung finden können.

Das Fraktionieren kann vermittels jedes beliebigen Verfahrens erfolgen, das das Kohlenwasserstoffgemisch in eine Fraktion mit hohem und niedrigen Stockpunkt zerlegt Wahlweise kann ein Teil der Wachsfraktion während der Fraktionierung oder vor dem Erstarren gespalten und/oder hydriert werden.

Das geschmolzene Wachs wird bei der Dispergierung in der Kolonne vorzugsweise mit einer Temperatur von etwa 8 bis etwa 85° C, stärker bevorzugt etwa 10 bis etwa 75° C und insbesondere bevorzugt etwa 25 bis etwa 60⁰C über dessen Schmelzpunkt vorliegen (wie es

jo definiert wird durch die »inverse Abkühlungskurve«). Es ist weiterhin bevonugt, daß die Temperatur des geschmolzenen Wachses ausreichend hoch ist, dergestalt, daß praktisch keine kristalline Struktur (einschließlich anderer Kohlenwasserstoffe als des Wachses) im

J5 Inneren des geschmolzenen Wachses vorliegen, und daß höchstmögliche Dauerhaftigkeit und Integrität der sich ergebenden Wachsteilchen erhalten wird, während dieselben in der Aufschlämmung dispergiert sind. Wenn die Wachsfraktion nicht auf eine Temperatur unter dem oben angegebenen bevorzugten Temperaturbereich nach Austritt aus der Destillationskolonne abgekühlt worden ist, kann dieselbe direkt in die Kolonne eingeführt werden, wobei man immer noch dauerhafte Wachsteilchen erhält.

Abkühlung

Das geschmolzene Wachs wird in zwei Stufen abgekühlt. Zunächst wird das Wachs in einer heißen, dichten, mit dem Waclis nicht mischbaren Flüssigkeit

w (Kühlmittel) bei einer Temperatur dispergiert, die das Wachs relativ langsam abkühlt, während die Grenzflächenspannung glatte, praktisch runde, vorzugsweise kugeiförmige, dispergierte Wachsteilchen ausbildet. Sodann werden die Teilchen in eine kältere, weniger

■ ■ dichte Flüssigkeit (kälteres Kühlmittel) überführt, wodurch ein praktisch vollständiges Verfestigen der Teilchen erfolgt.

Das heiße, dichte Kühlmittel sollte eine Temperatur über dem Stockpunkt des Wachses, jedoch unter der

μ) Wachstemperatur aufweisen. Vorzugsweise besitzt das Kühlmittel eine Temperatur wenigstens etwa 2,5 bis etwa 72°C und vorzugsweise etwa 5 bis 50°C und insbesondere bevorzugt etwa 10 bis 40⁰C unter der geschmolzenen Wachstemperatur, während das Disper-

b') gieren in der Kolonne erfolgt. Beispiele für geeignete Temperaturen belaufen sich auf wenigstens 60⁰C und vorzugsweise auf etwa 80" C, wenn es sich bei dem Kühlmittel um Wasser handelt.

Überlegene Ergebnisse werden durch Anwenden praktisch konzentrisch angeordneter Düsen erhalten, wobei das Wachs in das Kühlmittel durch eine mittlere öffnung mit einem Durchmesser von etwa 0,63 mm bis etwa 12,7 mm und stärker bevorzugt etwa 1,27 mm bis 2,54 mm eingedrückt oder extrudiert wird. Das Kühlmittel kann durch eine ringförmige Düse eingeführt werden, so daß dasselbe im Gleichstrom und konzentrisch zu Hem Wachs fließt Die Geschwindigkeit des Wachses und des Kühlmittels liegt vorzugsweise innerhalb eines laminaren Fließbereiches. Unterschiedliche Fließgeschwindigkeiten können zur Ausbildung von Turbulenz führen, verringern die Größe des Teilchens und bedingen eine rauhe Oberfläche desselben.

Die abgekühlten Wachsteilchen sollten einen durchschnittlichen Durchmesser von etwa 0,05 bis etwa 20 mm besitzen, und der Durchmesser beläuft sich vorzugsweise auf etwa 0,1 bis etwa 10 mm und stärker bevorzugt auf etwa 1 bis etwa 8 mm. Die Teilchen sind vorzugsweise kugelförmig, dieselben können jedoch auch länglich sein und weisen entweder praktisch einheitliche oder wahllos verteilte Durchmessergrößen auf.

Die Wachsteilchen können sodann mit der kälteren, weniger dichten mit Wachs nicht mischbaren Flüssigkeit (kälteres Kühlmittel) in Berührung gebracht werden, wodurch sich ein praktisch vollständiges Erstarren der Teilchen ergibt Das kältere Kühlmittel kann etwa Normaltemperatur aufweisen und liegt vorzugsweise etwa 1,5 bis etwa 50⁰C unter der Verfestigungstemperatur des Wachses. Die Teilchen folgen einem ausreichend langen Fließweg unter praktisch vollständigem Verfestigen der Wachströpfchen.

Die Temperaturänderung von dem heißen, dichten Kühlmittel zu dem kälteren, weniger dichten Kühlmittel kann dadurch kontrolliert werden, daß entweder die Wärmezufuhr oder die Wärmeabfuhr aus der Kolonne durch Wärmeaustauscher einreguliert wird, oder es erfolgt --ine Einregulierung der Temperaturen der in die Kolonne eingeführten Produkte. Die Temperaturänderung kann eine alimähliche Veränderung oder eine Kombination aus einer allmählichen Veränderung in dem Boden der Kolonne und eine plötzliche Änderung in dem oberen Ende der Kolonne oder irgendeine zweckmäßige Modifikation sein. Es ist jedoch erforderlich, daß die Temperaturänderung der Kühlmittel ausreichend dergestalt ist, daß die durchschnittliche Temperatur der Wachsteilchen unter den durchschnittlichen Stockpunkt de?, Wachses abgekühlt wird.

Das Kühlmittel und das kältere Kühlmittel sollten dichte als die Wachsteilchen sein, und es kann sich um eine beliebige Flüssigkeit handeln, die mit dem Wachs bei der Dispergiertemperatur nicht mischbar ist, jedoch unterschiedliche Dichten aufweisen. Der Dichteunterschied zwischen dem Kühlmittel und dem kälteren Kühlmittel sollte sich auf wenigstens etwa 0,2 g/cm³ und vorzugsweise auf wenigstens etwa 0,4 g/cm³ belaufen. Die Zusammensetzungen dieser Kühlmittel mit unterschiedlicher Dichte sollten es ebenfalls ermöglichen, in der Kolonne einen stabilen Temperaturgradienten aufrechtzuerhalten, d. h. vorzugsweise sollten die Zusammensetzungen ein Vermischen nicht erleichtern. Beispiele für entsprechende Kühlmittel sind organische Produkte, wie halogenierte Kohlenwasserstoffe, vorzugsweise jedoch sind die Kühlmittel Wasser, das wasserlösliche, eine erhöhte Dichte vermittelnde Mittel enthält, durch die die oben angegebenen Eigenschaften erhalten werden.

Beispiele für wasserlösliche Mittel sind Salze, wie Kaliumalaun, Kaliummetaphosphat, Aluminiumazetat, Fluoridverbindungen wie Strontiumfluorid, ähnliche Produkte und Gemische derselben. Die Konzentration des Salzes in dem heißen Wasser liegt vorzugsweise bei Sättigungsbedingungen, jedoch sind auch geringere Konzentrationen geeignet Die Konzentration des Salzes kann über dem Sättigungswert liegen (d. h. in

ίο einem freien kristallinen Zustand) und dies ermöglicht eine Solubilisierung des Salzes, das aus dem heißen Wasser gegebenenfalls durch das kältere Wasser und der Wachsteilchen entfernt wird, während dieselben durch das heiße Wasser hindurchtreten. Zweckmäßigerweise ist die Löslichkeit des Salzes in dem heißen Wasser wesentlich größer als in dem kalten Wasser. Das Salz kann periodisch der Kolonne in allgemein bekannter Weise zugesetzt werden. Geeignet sind auch Kombinationen aus zwei oder mehr Salzen in der heißen und/oder kalten Wassersrhicht Das kältere und weniger dichte Kühlmittel sollte eine geringere Löslichkeit für ein gegebenes Salz Besitzen, während das heiße, dichte Kühlmittel eine hohe Löslichkeit für das gleiche Salz besitzen sollte. Dies ermöglicht die Ausbildung eines stabileren Temperalurgradienten und ermöglicht weiterhin eine bessere Abtrennung des heißen, dichten Kühlmittels von dem kälteren, weniger dichten Kühlmittel.

Der Aufbau der Kolonne kann dergesiaii zur Ausführung kommen, daß die Begrenzung des heißen, dichten Kühlmittels auf den Boden der Kolonne erleichtert wird; diese kann vermittels bekannter Verfahren erreicht werden, wie dem Vorsehen von Platten, den physikalischen Einschluß des heißen, dichten Kühlmittels durch Temperatursteuerung usw.

Das kältere Kühlmittel kann im Gleichstrom oder im Gegenstrom zu dem Fluß des dispergierten Wachses geführt werden. Dasselbe tritt vorzugsweise bei Normaltemperatur oder geringerer Temperatur ein.

■to Das kältere Kühlmittel kann durch einen Wärmeaustauscher zwecks Abführung von Wärme zurückgeführt werden. Soweit erforderlich, kann zusätzliches Wasser zugegeben werden.
Es ist zu erwarten, daß das die Dichte vermittelnde Mittel gegebenenfalls an den Wachsteilchen anhaftet, während sich die Teilchen durch die Kolonne bewegen. Soweit zweckmäßig kann das Mittel durch Waschen der Teilchen entfernt werden, und zwar vorzugsweise nachdem dieselben von dem kälteren Kühlmittel abgetrennt worden sind, und es erfolgt sodann eine Zurückführung in die Kolonne.

Es können auch andere Zusatzmittel zusammen mit dem die Dichte vermittelnden Mittel zugegeben v/erden, um so bestimmte gewünschte Eigenschaften zu vermitteln. So können z. B. Ausflockungsmittel zugesetzt werden, um so die Kristalle <Jer Salze zu vergrößern, so daß sich dieselben schneller absetzen, sobald das Wasser mit dem Salz übersättigt ist.

Die Temperatur und Dichte des heißen, dichten Kühlmittels sollte dergestalt sein, daß die Kräfte der Oberflächenspannung zwischen dem heißen Kühlmittel und dem geschmolzenen Wachs das Ausbilden einer kleinsttiiöglichen effektiven Oberfläche der dispergierten Wachsteilchen erleichtern. Die Kolonne kann so ausgelegt sein, daß eine Wärmezufuhr in das heiße, dichte Kühlmittel periodisch oder kontinuierlich erfolgt. Das geschmolzene Wachs kann jedoch ausreichend heiß sein, um eine ausreichende Wärmemenge detn heißen,

dichten Wasser zuzuführen, um so die angestrebten Temperaturbedingungen aufrechtzuerhalten.

Der hier angewandte Begriff der Verfestigung schließt ein Erstarren, Kristallisieren und Überführen in eine gelartige Konsistenz ein. Vorzugsweise besitzt das verfestigte Teilchen wenigstens eine harte Oberflächenschicht aus dem Wachs. Das Innere des Teilchens kann fließfähig sein, ist jedoch vorzugsweise fest.

Es kann ein oberflächenaktives Mittel in das geschmolzene Wachs eingearbeitet werden. Volumenmengen von 0,001 bis etwa 20% und vorzugsweise etwa 0,01 bis etwa 10% und stärker bevorzugt von etwa 0,1 bis etwa auf der Volumengrundlage der Fraktion erweisen sich als geeignet. Zu Beispielen geeigneter oberflächenaktiver Mittel gehören Fettsäuren, z. B. diejenigen, die etwa 10 bis 20 Kohlenstoffatome aufweisen und vorzugsweise die ein einwertiges Kation enthaltenden Salze derselben. Sorbitanmonolaurat stellt ein Beispiel für ein geeignetes oberflächenaktives Mittel dar. Vorzugsweise ist das oberflächenaktive Mittel ein Erdölsulfonat und stärker bevorzugt ein einwertiges Kation, wie z. B. Natrium oder Ammonium enthaltendes Monosulfatonat, das vorzugsweise ein durchschnittliches Äquivalenzgewichl von etwa 200 bis etwa 600, stärker bevorzugt von etwa 250 bis etwa 500 und insbesondere bevorzugt von etwa 350 bis etwa 420 aufweist.

An dem oberen Ende der Kolonne die verfestigten Wachsteilchen entfernt. Dies kann dadurch bewerkstelligt werden, daß die Teilchen und das kältere Kühlmittel entfernt und sodann die Teilchen in allgemein bekannter Art, z. B. mechanisch, wie durch ein Abseihen des Kühlmittels von den Teilchen usw. abgetrennt werden.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird die flüssige Fraktion oder ein flüssiger Kohlenwasserstoff in das obere Ende der Kolonne unter physikalischer Entfernung der Wachsteilchen eingeführt. In diesem Fall wird eine Grenzfläche zwischen der-, kälteren Kühlmittel und dem flüssigen Kohlenwasserstoff an einer Stelle unter der Höhe der Kolonne aufrechterhalten, wo die Teilchen entfernt werden. Die Teilchen neigen dazu, sich an der Grenzfläche zu sammein.

Herstellung der Aufschlämmung

Der flüssige Kohlenwasserstoff (dieser Ausdruck soll die flüssige Fraktion einschließen; sollte wenigstens etwa 2.5"C und vorzugsweise etwa 15°C und insbesondere bevorzugt wenigstens etwa 35⁰C unter der Lösungstemperatur der verfestigten Wachsteilchen liegen, wenn der flüssige Kohlenwasserstoff mit den Teilchen zur Aufschlämmung gebracht wird. Die Lösungstemperatur ist definiert als diejenige Temperatur, bei der der Hauptteil der Teilchen in der Lösung des flüssigen Kohlenwasserstoffes vorliegt.

Während des Aufschlämmvorganges ist die Temperatur des flüssigen Kohlenwasserstoffes dergestalt, daß die sich ergebende Aufschlämmungstemperatur vorzugsweise etwa 23 bis etwa 5° C über und stärker bevorzugt 0 bis etwa 2,5° C über der niedrigsten, durch die Jahreszeit bedingten Umwelttemperatur des Transportsystems liegt Es ist ebenfalls bevorzugt, daß die Temperatur des flüssigen Kohlenwasserstoffes sich während der Aufschlämmung auf etwa 15 und stärker bevorzugt auf etwa 35° C unter der Lösungstemperatur der Teilchen in der Fraktion belauft.

Die üblichen Arbeitsweisen und Ausrüstungen zum Aufschlämmen von Feststoffen in Flüssigkeiten sind für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet Der flüssige Kohlenwasserstoff sollte jedoch eine Temperatur vor wenigstens etwa 2,5°C und stärker bevorzugt vor wenigstens etwa I5°C und insbesondere bevorzugt vor etwa 35°C unter der Lösungstemperatur der Teilchen in dem flüssigen Kohlenwasserstoff betragen und einer Stockpunkt von wenigstens 0,5⁰C und vorzugsweise wenigstens 2,5"C und stärker bevorzugt von wenigstens etwa 7,5°C unter der durchschnittlichen Temperatur de« Transportsystems aufweisen.

Es ist ebenfalls bevorzugt, daß sich die Temperatut des flüssigen Kohlenwasserstoffes während des Aufschlämmvorgangs auf einen ausreichend niedrigen Wen beläuft zwecks Erzielen einer Aufschlämmungstempe ratur, die vorzugsweise etwa 5"C unter bis etwa 5°C über und vorzugsweise bei etwa der niedrigsten, durch die Jahreszeit bedingten Umweltstemperatur de< Transportsystems liegt.

Es kann ein flüssiges und/oder gasförmiges Verdünnungsmittel wie einfach destilliertes Benzin, CO2, N; Reservoirkondensat oder leichter Kohlenwasserstofl dem flüssigen Kohlenwasserstoff, vor, während oder nach dem Aufschlämmvorgang beigemischt werden. Es ist jedes Verdünnungsmittel geeignet, solange dasselbe mit dem flüssigen Kohlenwasserstoff mischbar ist, einen Stockpunkt unter der niedrigsten Temperatur des Transportsystems besitzt und nicht leicht die Wachsteilchen soli'Hilisiert oder irgendeine Reaktion bedingt, durch die in wesentlicher Weise die Löslichkeit der Wachsteilchen in dem flüssigen Kohlenwasserstoff erhöht wird. Als das Verdünnungsmittel können Rohöle angewandt werden, jedoch weist das Rohöl vorzugsweise eine Wachskonzentration von weniger als etwa 1 auf; das Wachs kann in kristalliner Form vorliegen. Dort wo ein gasförmiges Verdünnungsmittel angewandt wird, wird dasselbe vorzugsweise in der Aufschlämmung unter Transportbedingungen aufgelöst, um so eine Kavitation der Pumpen zu verhindern.

Die Konzentration der Wachsteilchen in der Aufschlämmung beläuft sich vorzugsweise auf etwa 1 bis etwa 6 oder darüber und stärker bevorzugt auf etwa 5 bis etwa 55 Gew.-% und insbesondere auf etwa 20 bis etwa 43 Gew.-⁰/b.

Transport der Aufschlämmung

Die Temperatur der Aufschlämmung beläuft sich während des Transports vorzugsweise auf eine unter der Lösungstemperatur der Wachsteilchen liegende Temperatur und dies praktisch während der gesamten Transportzeit. Die Aufschlämmung kann höheren Temperaturen als der Lösungstemperatur des Wach es kurzzeitig so lange widerstehen, wie erhebliche Mengen der Wachsteilchen nicht erneut verflüssigt werden. Wenn jedoch die Temperatur über die Lösungstemperatur ansteigt kann die Aufschlämmung immer noch in wirksamer Weise in einer Pipeline so lange transportiert werden, wie die Temeperatur nicht mehr als vorzugsweise etwa 1,5 bis 23° C unter der höchsten Temperatur schwankt, die durch die Aufschlämmung während des Transportes erreicht wird. Solange die Temperatur während des Transportes in der Pipeline zunimmt und sogar über die Lösungstemperatur ergibt sich keine nachteilige Wirkung. Wenn jedoch die Temperatur auf mehr als etwa 5° C unter der höchsten Temperatur absinkt, ergeben sich große Druckabfälle.

Das erfindungsgemäß anwendbare Transportsystem schließt Tanks, Tanklastwagen, Tankanhänger, Tankschiffe oder Tanker, Pipelines, Pipelines und Tankbatterien oder Haltetanks und Kombinationen derselben ein.

Vorzugsweise ist das Transportsystem eine Pipeline oder Pipeline mit T?nks.

Die Aufschlämmung kann unter den Bedingungen eines laminaren Flusses, einen Übergangsflusses (z. B. Reynolds Zahl etwa 2000 bis etwa 4000) oder demjenigen eines turbulenten Flusses in der Leitung transportiert werden. Vorzugsweise erfolgt ein Transport unter den Bedingungen eines laminaren und Übergangsflusses; eine Turbulenz in der Pipeline neigt zu einem Aufbrechen und Solubilisieren der Wachsteilchen in dem flüssigen Kohlenwasserstoff der Aufschlämmung.

Die Aufschlämmung wird vorzugsweise in einer Leitung transportiert, in der die durchschnittliche höchste Temperatur der Leitung unter der durchschnittlichen Lösungstemperatur der Wachsteilchen in dem flüssigen Kohlenwasserstoff liegt.

Weiterhin liegt die durchschnittliche Temperatur der Leitung zweckmäßigerweise nicht unter dem durchschnittlichen Stockpunkt des flüssigen Kohlenwasserstoffes und beläuft sich vorzugsweise auf wenigstens etwa 10°C und stärker bevorzugt wenigstens etwa 12°C über diesem Stockpunkt.

Die Wachsteilchen können ebenfalls mit festen Materialien oder anderen Mitteln zur Verhinderung eines Agglomerierens überzogen werden und um weiterhin höhere Transporttemperaturen der Aufschlämmung zu ermöglichen.

Der ^prfindungsgegenstand wird nachfolgend anhand eines speziellen Ausführungsbeispiels erläutert:

Beispiel

Es wird ein Rohöl mit einem durchschnittlichen Stockpunkt von 46°C in eine Fraktion mit niedrigem Stockpunkt (durchschnittlicher Stockpunkt -8⁰C) und eine Fraktion hohen Stockpunktes (durchschnittlicher Stockpunkt 50⁰C, Schmelzpunkt 80⁰C) destilliert. Die Fraktion mit hohem Stockpunkt wird erhitzt und in einem Haltetank bei I1O°C gehalten. Die Fraktion mit hohem Stockpunkt wird mit einer Geschwindigkeit von 1,6 kg/h durch eine Düse (Länge 15 cm, Innendurchmesser 2.0 mm) in den Boden einer Glaskolonne gepumpt, die mit Wasser gefüllt ist. Die Temperatur des geschmolzenen Wachses bei Einführen in die Kolonne beläuft sich auf 103⁰C. Die Kolonne weist einen Innendurchmesser von 5,0 cm auf, besitzt eine Länge von 9 m und enthält 10 cm (gemessen von der Basis der Düse; eines heißen, dichten Wassers (heißes Kühlmittel)

ίο mit einer Temperatur von 63°C, das mit Kaliumalaun gesättigt ist. Über die Schicht des heißen Alauns liegt eine Schicht von 80 cm eines mit Alaun gesättigten Wassers vor, jedoch belauft sich die Temperatur derselben auf 27°C. Es wird Wasser etwa 3,2 mm oberhalb der Grenzfläche des heißen Alauns abgezogen und durch eine Kühlkammer geführt und anschließend in das obere Ende der Kolonne bei einer Temperatur von etwa 21 °C erneut eingeführt, wodurch das heiße in der Kolonne dispergierte Wachs zum Erstarren gebracht wird. Es ist ein Erhitzer in dem heißen Alaun eingetaucht, um so die Temperatur bei 63°C zu halten. Das Wachs wird in dem Boden der Kolonne unter den Bedingungen eines laminaren Flusses dispergiert und ist erstarrt, sobald dasselbe das obere Ende der Kolonne erreicht. An dem oberen Ende werden die erstarrten, kugelförmigen Wachsteilchen und ein Teil des Wassers entfernt, das Wasser wird abgetrennt, durch einen Kühler hindurch und sodann in das obere Ende der Wasserkolonne eingeführt. Alaun wird periodisch durch das obere Ende der Kolonne zugesetzt, und man läßt dasselbe in der heißen Alaunlösung absetzen, wodurch die Sättigungsbedingungen aufrechterhalten werden. Die VVachsteilchen werden in der Fraktion mit niedrigem Stockpunkt aufgeschlämmt, wodurch man eine Konzentration von etwa 30% der Wachskügelchen erhält, und die sich ergebende Aufschlämmung wird in einer Pipeline bei herkömmlichen Drücken ohne ungewöhnliche Druckabfälle gepumpt.

Claims (15)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Transport eines »wachsartigen« Kohlenwasserstoffgemische^ wobei das Gemisch in wenigstens eine Fraktion hohen Stockpunktes und eine Fraktion niedrigen Stockpunktes fraktioniert, wenigstens ein Teil der Fraktion hohen Stockpunktes dadurch zum Erstarren gebracht wird, daß dieselbe in den Boden einer Kolonne unter Ausbilden von Wachsteilchen dispergiert wird, sodann die verfestigten Wachsteilchen abgetrennt und mit einer Fraktion mit niedrigem Stockpunkt unter Ausbilden einer Aufschlämmung dispergiert werden und sodann diese Aufschlämmung transportiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Dispergieren der Fraktion hohen Stockpunktes in dem Boden der Kolonne durchgeführt wird vermittels einer heißen, dichten Flüssigkeit in dem Bodenteil und einer kälteren, weniger dichten Flüssigkeit in dem oberen Teil der Kolonne, man sich die Wachsteilchen von unten nach oben durch die Kolonne bewegen läßt, wobei die kältere, weniger dichte Flüssigkeit eine ausreichend niedrige Temperatur aufweist unter praktisch vollständigem Verfestigen der Wachsteilchen zu dem Zeitpunkt wo dieselben das obere Ende der Kolonne erreichen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die heiße, dichte Flüssigkeit eine Temperatur von wenigstens etwa 60° C aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kältere, weniger dichte Flüssigkeit eine Temperatur von weniger als etwa 32° C aufweist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kühlmittel Wasser angewandt wird und die unterschiedlichen Dichten des heißen, dichten Wassers und des kälteren, weniger dichten Wassers dadurch zur Ausbildung kommen, daß ein wasserlösliches Salz in das Wasser eingearbeitet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Salz Kaliumalaun, Kaliummetaphosphat, Aluminiumazetat, Strontiumfluorid oder Gemische derselben angewandt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Wassers bei Einfuhren desselben in die Kolonne bei etwa 0°C bis etwa 85⁰C über dessen Schmelzpunkt gehalten wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des geschmolzenen Wachses bei etwa 10° C bis etwa 75° C über dessen Schmelzpunkt gehalten wird.

Ά. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des geschmolzenen Wachses bei etwa 25° C bis etwa 60° C über dessen Schmelzpunkt gehalten wird.

9. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die heiße, dichte Flüssigkeit bei wenigstens etwa 2,5⁰C bis etwa 75°C über der Temperatur des geschmolzenen Wachses bei dem Dispergieren desselben in der Kolonne gehalten wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das geschmolzene Wachs während des Einführens desselben in die Kolonne unter den Bedingungen eines laminaren Flusses gehalten wird.

11. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichteunterschied der heißen, dichten Flüssigkeil: im Vergleich zu der kälteren, weniger dichten Flüssigkeit bei wenigstens etwa 0,4 g/cm³ gehalten wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichteunterschied bei wenigstens etwa 0,2 g/cm³ gehalten wird.

13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration der verfestigten

in Wachsteilchen im flüssigen Kohlenwasserstoff innerhalb eines Bereiches von etwa 20 bis etwa 45 Gew.-% gehalten wird.

14. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem flüssigen Kohlenwasserstoff nicht mischbares Verdünnungsmittel der Aufschlämmung zwecks erleichterten Transportes beigemischt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Verdünnungsmittel ein flüssiges Rohöl angewandt wird, das weniger als 10% Wachs enthält.