DE60002182T2

DE60002182T2 - Verfahren zur entsalzung von röhöl

Info

Publication number: DE60002182T2
Application number: DE60002182T
Authority: DE
Inventors: Hendrick Brons; Relumal Hemrajani; Viernes Manalastas; Guido Sartori; William Savage; Ramesh Varadaraj
Original assignee: ExxonMobil Research and Engineering Co
Current assignee: ExxonMobil Technology and Engineering Co
Priority date: 1999-02-26
Filing date: 2000-02-25
Publication date: 2003-12-18
Anticipated expiration: 2020-02-26
Also published as: EP1157079B1; SG107639A1; US6228239B1; JP2002537476A; DE60002182D1; WO2000050540A1; EP1157079A1; CA2361739A1

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft chemische Demulgatorformulierungen, die zum Entsalzen schwerer oder wachshaltiger Rohöle brauchbar sind. Die Erfindung betrifft auch Verfahren zum Mischen von Rohöl und chemischen Demulgatorformulierungen.

Hintergrund

Rohöl enthält unterschiedliche Mengen an anorganischen Salzen. Die Anwesenheit solcher Salze führt zu Problemen während der Verarbeitung des Rohöls, wie Korrosion der Ölverarbeitungsgeräte. Um die Auswirkungen der Korrosion zu lindern, die aus der Anwesenheit von Salzen resultiert, ist es vorteilhaft, die Salzkonzentration auf den Bereich von 3 bis 5 Gew. ppm des Rohöls zu reduzieren. Diese Konzentration entspricht ungefähr 2 lb anorganischen Salzen auf 1000 Barrel Rohöl.
Von den heutzutage verwendete Rohölentsalzungsverfahren wird bei Rohölen, die 0,5 bis 2% Wasser enthalten, häufig elektrostatisches Entsalzen verwendet. Es wird Waschwasser zugefügt, bis der Wassergehalt des Rohöls im Bereich von 4 bis 8 Vol.% liegt, und es wird chemischer Emulsionsbrecher zugegeben, so dass die Öl- und wässrigen Phasen getrennt und zur Lagerung oder weiteren Verarbeitung geleitet werden können, siehe US-A- 5 693 257 und US-A-4 737 265, die jeweils die Verwendung von chemischen Emulsionsbrechern in elektrostatischen Entsalzungsverfahren ansprechen. Eine Rohölemulsion ist, wie hier verwendet, eine stabile Mischung aus Rohöl und einer suspendierten wässrigen Phase, die in Form von Tröpfchen vorliegen kann, die durch natürlich vorkommende oberflächenaktive Verbindungen in dem Rohöl stabilisiert werden können. Zudem können anorganische Feinteilchen wie Tonteilchen zur Stabilisierung der Emulsion beitragen. Das Dispergieren von zugesetztem Waschwasser zu dem Rohöl erhöht sowohl die durchschnittliche Tröpfchenzahldichte als auch die Tröpfchenoberfläche, die zum Binden der oberflächenaktiven Komponenten zur Verfügung stehen. Das Erhöhen der Tröpfchenoberfläche führt zu einer Verringerung der Tröpfchenbedeckung durch die oberflächenaktiven Komponenten, was zu einer Abnahme der Emulsionsstabilität und einer Zunahme der Koaleszenz der Tröpfchen führt.
Bei der elektrostatischen Trennung koaleszieren Soletröpfchen in der Mischung aus Rohöl, Waschwasser und chemischem Emulsionsbrecher zwischen Elektroden, die in der Ölphase angeordnet sind. Die koaleszierten wässrigen Tröpfchen setzen sich dann unter der öligen Rohölphase ab. Die Trennung kann in einem Separator stattfinden, in dem eine Ausflusssole entfernt werden kann, siehe beispielsweise US-A-4 702 815. Behandeltes Rohöl, das 3 bis 5 ppm anorganische Salze enthält, wird von dem oberen Teil des Separators entfernt. Zwischen der Ölphase und der Solephase befindet sich eine unerwünschte "Lumpen"-Phase, die eine stabile Öl-Wasser-Emulsion und Feststoffe umfasst. Die Lumpenphase verbleibt in dem Entsalzergefäß oder kann zur Lagerung oder Weiterverarbeitung aus diesem entfernt werden.
Bei elektrostatischem Entsalzen ist es möglicherweise in unerwünschter Weise erforderlich, vor dem Entsalzen eine wesentliche Menge Waschwasser zu dem Rohöl zu gegeben. Das Wasser muss für diesen Zweck oft gekauft werden. Ein weiteres Problem beim elektrostatischen Entsalzen resultiert aus der Menge und Qualität der Ausflusssole, die möglicherweise selbst weitere Verarbeitung erfordert, bevor sie abgelassen werden kann.
Andere Probleme, die mit elektrostatischem Entsalzen verbunden sind, schließen Unverträglichkeit des Rohöls und die Bildung unerwünschter Emulsionen ein. Elektrostatisches Entsalzen wird zunehmend schwierig, wenn die Konzentration an Asphaltenen, Harzen, Wachsen und Naphthensäuren in dem Rohöl (d. h. "schwere" oder "wachshaltige" Rohöle) zunimmt. Lumpenphasen an der Wasser- Öl-Phasengrenzfläche führen auch zu Verarbeitungsproblemen, deren Intensität zunimmt, wenn die Emulsion stabiler wird oder an Größe gewinnt.
Es besteht demzufolge ein Bedarf nach einem Rohölentsalzungsverfahren, das die Bildung unerwünschter Emulsionen begrenzt, mit schweren und wachshaltigen Rohölen wirksam ist, die Menge an Wasser minimiert, die vor der Rohölbehandlung zugegeben wird, und die Menge an Ausflusssole minimiert.

Zusammenfassung der Erfindung

In einer Ausführungsform ist die Erfindung ein Verfahren zum Entfernen einer Sole aus Salz und Wasser aus einem Rohöl, bei dem
a) das Rohöl unter Gegenströmungsbedingungen bei einer Temperatur im Bereich von etwa 20ºC bis 150ºC für eine Zeitdauer im Bereich von etwa 1 Minute bis etwa 50 Stunden und bei einer Viskosität im Bereich von etwa 1 cP bis etwa 250 cP gemischt wird, um die Sole zu Tröpfchen zu koaleszieren, und dann
b) die Soletröpfchen von dem Rohöl abgetrennt werden.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass das Koaleszieren von Soletröpfchen in Rohöl erhöht werden kann, indem chemische Emulsionsbrecher zu der Rohölemulsion gegeben werden und das Rohöl und die Sole Gegenströmungsmischen unterzogen werden. Typischerweise werden Soletröpfchen in Rohöl durch eine Mischung oberflächenaktiver Komponenten stabilisiert, wie Wachse, Asphaltene, Harze und Naphthensäuren, die elektrostatisch an die Oberfläche der Tröpfchen gebunden sind. Solche Komponenten liefern einen Grenzflächenfilm über dem Soletröpfchen, was zu hochelastischen Kollisionen zwischen Tröpfchen während der Verarbeitung führt, was zu verringertem Koaleszieren der Tröpfchen führt.
Obwohl die Erfindung mit jedem beliebigen Rohöl durchgeführt werden kann, das Sole enthält, wird sie vorzugsweise mit schweren oder wachshaltigen Rohölen durchgeführt. Schwere oder wachsartige Rohöle haben eine oder mehrere der folgenden Charakteristika:
(a) Das Rohöl hat eine API-Dichte im Bereich von etwa 5 bis etwa 30.
(b) Das Rohöl hat eine hohe Naphthensäurekonzentration, die durch eine hohe "TAN"-Zahl gekennzeichnet ist (die TAN-Zahl gibt die Anzahl der Milliäquivalente an Kaliumhydroxid an, die erforderlich sind, um 1 Gramm Rohöl zu neutralisieren).
(c) Die Fraktion des Rohöls, die in n-Heptan löslich ist, liegt im Bereich von etwa 0,5 Gew.% bis etwa 15 Gew.%.
Die Zugabe von Wasser zu dem Rohöl kann die Menge der oberflächenaktiven Komponenten auf der Oberfläche jedes Tröpfchens verringern, weil die Zahl der Tröpfchen erhöht wird, ohne die Konzentration der Komponente zu erhöhen. Es ist gefunden worden, dass die Menge an zugefügten Wasser, die zur Entsalzung erforderlich ist, minimiert werden kann, indem chemischer Emulsionsbrecher zu dem Rohöl gegeben wird, der in der Lage ist, die oberflächenaktiven Komponenten von den Soletröpfchen zu verdrängen, und danach das Rohöl kontrolliertem Gegenströmungsmischen unterzogen wird.
Erfindungsgemäß brauchbare chemische Emulsionsbrecher haben eine hydrophobe Schwanzgruppe und eine hydrophile Kopfgruppe. Der Emulsionsbrecher hat vorzugsweise die Formel
, in der E (CH&sub2;-CH&sub2;) ist, P
ist, x im Bereich von 1 bis 5 liegt, y im Bereich von 0 bis 2 liegt, und R eine Alkylgruppe mit 4 bis 9 Kohlenstoffatomen ist und n im Bereich von 3 bis 9 liegt.
Der chemische Emulsionsbrecher wird vorzugsweise in Kombination mit einem Förderlösungsmittel verwendet. Förderlösungsmittel, die zur Durchführung dieser Erfindung brauchbar sind, schließen Lösungsmittel mit hoher Aromatizität, wie Toluol, Xylol und hocharomatische Kondensate, wie schweres aromatisches Naphtha, in Kombination mit oxygeniertem Lösungsmittel wie Diethylenmonobutylether oder Benzylalkohol ein. Die bevorzugte Formulierung umfasst etwa 10 Gew.% bis etwa 60 Gew.% chemischen Emulsionsbrecher, etwa 35 Gew.% bis etwa 75 Gew.% Diethylenglykolmonobutylether und etwa 5 Gew.% bis etwa 15 Gew.% schweres aromatisches Naphtha. Besonders bevorzugt ist eine Formulierung aus 45 Gew.% chemischem Emulsionsbrecher, 50 Gew.% Diethylenglykolmonobutylether und 5 Gew.% schwerem aromatischem Naphtha ("HAN").
Eine wirksame Menge der chemischen Emulsionsbrecher-Förderlösungsmittelformulierung ("chemische Demulgatorformulierung") wird mit dem Rohöl kombiniert. Eine wirksame Menge der Formulierung ist die Menge, die notwendig ist, um die oberflächenaktive Komponente von den Soletröpfchen zu verdrängen und die Soletröpfchen empfänglicher für Koaleszieren zu machen. Die wirksame Menge liegt im Bereich von etwa 1 ppm bis etwa 1000 ppm, bezogen auf das Gewicht des Rohöls, wobei etwa 1 bis etwa 40 ppm bevorzugt sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden Rohöl und eine chemische Demulgatorformulierung erfindungsgemäß kombiniert und nachfolgend unter elektrostatischen Entsalzungsbedingungen entsalzt. Elektrostatisches Entsalzen ist Fachleuten auf dem Sektor der Rohölverarbeitung bekannt. Demnach wird das Rohöl in einem Gefäß mit Elektroden bei Potentialen im Bereich von etwa 10000 Volt bis etwa 40000 Volt Wechselspannung oder Gleichspannung entsalzt. In dem Gefäß vorhandene Spannungsgradienten liegen im Bereich von etwa 500 Volt pro Zoll (196,8 V/cm) bis etwa 5000 Volt pro Zoll (1968 V/cm), vorzugsweise bei einem Potential im Bereich von etwa 500 bis etwa 1000 Volt pro Zoll (196,8 bis 393,7 V/cm). Die Rohöltemperaturen liegen im Bereich von 220ºF (104,4ºC) bis etwa 300ºF (148,9ºC), und Verweilzeiten liegen im Bereich von etwa 1 bis etwa 60 Minuten, vorzugsweise etwa 1 bis etwa 15 Minuten.
Vorteilhaft kann der Mischung aus Rohölemulsion und chemischer Demulgatorformulierung Mischenergie zugeführt werden, um die Koaleszenzgeschwindigkeit der Soletröpfchen zu erhöhen. Wenn Mischen verwendet wird, muss darauf geachtet werden, dass Mischgeometrie und Mischenergie sorgfältig gesteuert werden. Das Mischen erfolgt durch Gegenströmung und kann in dem gleichen Gefäß erfolgen wie elektrostatisches Entsalzen.
Beim Gegenströmungsmischen treffen zwei oder mehr gegeneinander gerichtete Strömungen der Mischung aus Rohölemulsion und chemischem Demulgator aufeinander und vermischen sich. Nicht einschränkende Beispiele für Gegenströmungsmischen sind gegenläufige Propeller- (oder Lufträder)- und gegenläufige Strahl- (oder Düsen)-Anordnungen.
Bei der Geometrie mit gegenläufigem Propeller tauchen mindestens zwei gegenläufig rotierende Propeller in die Rohöl/Sole- Mischung ein, um entgegengesetzte Ströme innerhalb der Mischung zu bilden. Die Ströme der Mischung treffen in dem Volumen zwischen den Propellern aufeinander und vermischen sich. Die Propeller können nahe beieinander in dem gleichen Reservoir oder Gefäß, in unterschiedlichen Bereichen desselben Gefäßes oder in verbundenen Gefäßen oder Reservoirs angeordnet sein, in denen Prallkörper oder Leitungen Leitungsmittel bereitstellen, um die Ströme in einen Bereich zu lenken, in dem Gegenströmungsmischen stattfinden kann. Parameter wie Propellerabstand, Propellerwinkelgeschwindigkeit und die Beschaffenheit von jeglichem Leitungsmittel kann durch Fachleute auf dem Mischsektor aus Mischungseigenschaften wie Viskosität und der gewünschten Mischenergie ermittelt werden.
Bei der Geometrie mit entgegengesetztem Strahl wird die Rohöl/Sole-Mischung in mindestens zwei Ströme getrennt. Leitungsmittel wie Leitungen werden verwendet, um die Ströme in Gegenströmungsanordnung zu lenken. Daher werden die Längsachsen (die Achsen in Strömungsrichtung) und die Auslässe der Leitungen so ausgerichtet, dass die Ströme in einem Bereich zwischen den Auslässen aufeinandertreffen und sich mischen. Vorzugsweise werden zwei gegenüberliegende Leitungen verwendet, und der von den Längsachsen der Leitungen begrenzte Winkel beträgt etwa 180º. Die Auslässe können in Form von Düsen oder Strahlen vorliegen. Wie bei der Geometrie mit gegenläufigen Propellern können Parameter wie die Oberfläche der Leitungen, die Strömungsgeschwindigkeit der Mischung in den Rohrleitungen, die Größe und Form von jeder verwendeten Düse oder jedem verwendeten Strahl und der Abstand zwischen den Auslässen kann von Fachleuten auf dem Mischungssektor aus Mischungseigenschaften wie Mischungsviskosität und der gewünschten Mischenergie ermittelt werden.
Wenn Mischen verwendet wird, ist es wichtig, dass die Mischenergiegeschwindigkeit auf einen Bereich geregelt wird, bei dem Koaleszenz der Soletröpfchen stattfindet. Eine zu große Mischenergie führt zu Aufbrechen der Soletröpfchen, und eine zu geringe Mischenergie führt zu zu wenig Soletröpfchenkollisionen. Obwohl der genaue Bereich der Mischenergiegeschwindigkeit beispielsweise von der Viskosität des Rohöls abhängt, liegt die Mischenergiegeschwindigkeit (Mischleistung) typischerweise im Bereich von etwa 0,1 PS auf 1000 Gallon (1,97 · 10&supmin;&sup4; kW/l) der Mischung aus der Rohölemulsion und dem chemischen Demulgator bis etwa 3 PS auf 1000 Gallon (5,91 · 10&supmin;&sup4; kW/l), wobei etwa 0,2 PS auf 1000 Gallon bis etwa 0,5 PS auf 1000 Gallon (3,94 bis 9,85 · 10&supmin;&sup4; kW/l) der bevorzugte Bereich ist. Die Erfindung kann durchgeführt werden, wenn die Temperatur der Mischung im Bereich von etwa 20ºC bis etwa 150ºC liegt und die Viskosität im Bereich von etwa 1 bis etwa 250 cP liegt. Vorzugsweise liegt die Mischungstemperatur im Bereich von etwa 80ºC bis etwa 130ºC und die Viskosität im Bereich von etwa 1 bis etwa 75 cP. Es sollte auch darauf geachtet werden, unerwünschtes Verdampfen des Wassers während des Mischens zu verhindern. Wasserverdampfen kann wesentlich verringert oder verhindert werden, indem der Mischdruck erhöht wird.
In einigen Fällen mag es erwünscht sein, eine sehr kleine Menge Waschwasser zu der Rohöl/Sole-Mischung zu geben, um die Koaleszenzgeschwindigkeit zu optimieren und Salz zu extrahieren, das nicht in einer Solephase vorliegt. Wenn Waschwasser verwendet wird, liegt die Menge des zugefügten Waschwassers im Bereich von etwa 0,5 bis etwa 3,0 Vol.% Wasser, bezogen auf das Gesamtvolumen des Rohöls, d. h. deutlich weniger, als bei der konventionellen Entsalzung verwendet wird. Im Allgemeinen wird kein zugesetztes Waschwasser verwendet, wenn die Sole mindestens 3,0 Vol.% beträgt.
Ohne sich auf eine Theorie festzulegen, wird angenommen, dass effizientes Koaleszieren der Soletröpfchen stattfindet, wenn die Tröpfchenkollisionsfrequenz erhöht wird und individuelle Tröpfchen dazu gebracht werden können, mit einer ausreichend hohen Energie zu kollidieren, um die Grenzflächen- oder Oberflächenspannung der Tröpfchen zu überwinden, so dass sich bei Kollision ein größeres Tröpfchen bildet. Wichtig ist, dass die Mischenergie nicht den Punkt überschreiten soll, an dem zwei Tröpfchen kollidieren, um drei oder mehr Tröpfchen zu erzeugen. Zudem sollte die Mischenergie ausreichen, so dass die Tröpfchen nicht nur kollidieren und sich voneinander wegbewegen, ohne zu koaleszieren, wie in Fällen mit unzureichender Mischenergie passieren würde. Die Anwesenheit von oberflächen- oder grenzflächenaktiven Spezies auf der Tröpfchenoberfläche kann zum Erhöhen oder Verringern der Grenzflächenenergie der Tröpfchen führen. Die Anwesenheit von Behandlungslösungen, die solche Spezies beeinflussen, kann die Grenzflächenenergie der Tröpfchen weiter verändern. Mischenergie unter Gegenströmungsbedingungen kann daher in der Durchführung der Erfindung variieren, was von der Anwesenheit von Behandlungslösungen oder stabilisierenden Spezies abhängt.
Konventionelles statisches Mischen ist bei der Durchführung der Erfindung nicht so wirksam wie Mischen im Gegenstrom, weil vermutlich Tröpfchenkollisionen zu selten stattfinden und zu energiearm sind, um zu Koaleszenz zu führen. Bei konventionellem Mischen sind die benachbarten Tröpfchen in Ruhe oder bewegen sich in Bezug zueinander mit geringen Geschwindigkeiten, wobei die Mischenergie nur in Richtung von makroskopischer Fluidbewegung geht.
Es sei darauf hingewiesen, dass Gegenströmungsmischen selbst dann zu etwas Koaleszenz der Soletröpfchen fuhrt, wenn die Rohöl/Sole-Mischung keinen Demulgator oder irgendwelche andere Behandlungslösung enthält. Demzufolge kann Gegenströmungsmischen verwendet werden, um Tröpfchen von jeder unerwünschten flüssigen Verunreinigung zu entfernen, die in einer kontinuierlichen Phase einer zweiten Plussigkeit suspendiert ist. Zusatzlich zu Rohöl/Sole-Mischungen können derartige Mischungen Rohölprodukte, die Prozesswasserverunreinigungen enthalten, Tröpfchen in Rohölprodukten, die aus der Verwendung flussiger hydrophiler Katalysatoren resultieren, Mischungen, die von der Neutralisation von saurem Rohöl oder von Rohöl abgeleiteten Produkten abgeleitet sind, und Mischungen einschließen, die von der alkalischen Behandlung von Rohölprodukten und Polyharnstoff abgeleitet sind. Es ist vorteilhaft, Gegenströmungsmischen zu verwenden, um Tröpfchenkoaleszenz in Mischungen zu erhöhen, die keinen Demulgator oder keine Behandlungslösung enthalten, wenn die Anwesenheit eines solchen Demulgators oder einer solchen Behandlung mit der Mischung unverträglich wäre oder diese anderweitig in unerwünschter Weise beeinflussen würde.
Wie bereits gesagt wurde, sind chemische Demulgatorformulierungen und Gegenströmungsmischen zur Verbesserung elektrischer Entsalzungsverfahren brauchbar. Es ist zudem gefunden worden, dass dieses Mischen und diese Formulierungen zur Verbesserung anderer häufiger Formen von Sole/Rohöl-Trennung brauchbar sind, wie Trennung durch Schwerkraft (Absetzen) und Zentrifugaltrennung. Bei Trennung durch Schwerkraft verkürzt beispielsweise die erhöhte Soletröpfchengröße, die aus der Verwendung chemischer Demulgatorformulierungen und Gegenströmungsmischen resultiert, die Stehzeit, die zum Entsalzen notwendig ist.
Die Erfindung wird in den folgenden nicht-einschränkenden Beispielen näher erläutert.

Beispiele

Beispiel 1: Die Auswirkung von Gegenströmungsmischen auf die am Ende vorhandene Salzkonzentration

Zwei identische Rohöle, die 0,5 Vol.% Wasser enthielten, wurden mit 40 ppm einer chemischen Demulgatorformulierung aus alkoxyliertem Nonylphenolharz kombiniert. Die Formulierung umfasste 45 Gew.% chemischen Emulsionsbrecher mit der Formel
, in der E (CH&sub2;-CH&sub2;) war, P
war, n = 5 war, R = C&sub9; war, x = 4 war und y = 2 war; 5 Gew.% schweres aromatisches Naphtha und 50 Gew.% Diethylenglykolmonobutylether. Es wurde Wasser zugegeben, bis die Gesamtwasserkonzentration in dem Rohöl 2,1 Vol.% betrug. Eine Mischung (Fall A) wurde 30 Minuten Gegenströmungsmischen bei 80ºC und 200 psi (1379 kPa) unter Verwendung zweier Laborschiffsschaufelpropeller unterzogen, die so angeordnet waren, dass die Propellersteigung der oberen Schaufel umgekehrt zu der Propellersteigung der unteren Schaufel war. Diese Mischgeometrie und -anordnung fördert axiale Strömungen in direkt entgegengerichteter Weise, die die Kollisionsfrequenz erhöht. Die Laufradrotation betrug 400 UpM. Diese Mischung wurde dann zu einem elektrostatischen Entsalzer geführt, in dem die Mischung eine Stunde bei 80ºC einem Potential von 830 Volt/Zoll (326,8 Volt/cm) ausgesetzt wurde.
Die Mischung in Fall B wurde zu einer identischen Behandlung in den elektrostatischen Entsalzer geleitet, wobei das Mischen in Gegenströmung fehlte. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Tabelle 1
Die Tabelle zeigt, dass Gegenströmungsmischen mit elektrostatischer Entsalzung zu größerer Dehydratisierung des Rohöls und niedrigerer Salzkonzentration führt als elektrostatisches Entsalzen allein.

Beispiel 2: Gegenströmungsmischen führt zu einem verringerten Emulsionslumpenvolumen

Wie beim Hintergrund erörtert wurde, bildet sich in dem elektrostatischen Entsalzer zwischen der Ölphase und der Wasserphase eine unerwünschte Lumpenschicht. In diesem Beispiel wurden zwei Rohölmischungen hergestellt und mit 40 ppm der Demulgatorformulierung von Beispiel 1 kombiniert. Tabelle 2
Eine Mischung, Fall A, wurde Gegenströmungsmischen unter den in Beispiel 1 beschriebenen Bedingungen unterzogen. Diese Mischung wurde dann zu einem elektrostatischen Entsalzer geleitet, der unter den in Beispiel 1 beschriebenen Bedingungen betrieben wurde. Die andere Mischung, Fall B, verwendete das gleiche Ausgangsrohöl wie Fall A, wurde elektrostatisch unter den gleichen Bedingungen entsalzt, jedoch ohne Gegenströmungsmischen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengefasst.

Beispiel 3: Die Erfindung ist verträglich mit Rohölen mit weit variierender Viskosität und Salzkonzentration

Drei Rohöle wurden jeweils mit 40 ppm der Demulgatorformulierung aus Beispiel 1 kombiniert, Gegenströmungsmischen wie in Beispiel 1 unterzogen und elektrostatischem Entsalzen, ebenfalls wie in Beispiel 1 beschrieben, unterzogen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 beschrieben. Tabelle 3

Beispiel 4: Optimieren der Wasserkonzentration in dem Rohöl zum effizientesten Entsalzen

In diesem Beispiel wurden 3 Proben des gleichen Rohöls getestet, wobei jede eine Anfangswasserkonzentration von 0,5 Vol.% hatte. Die Mischungen wurden mit einer Demulgatorformulierung kombiniert und Gegenströmungsmischen und elektrostatischem Entsalzen unterzogen, wie in Beispiel 1 beschrieben ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 wiedergegeben. Tabelle 4

Beispiel 5 und 6: Gegenströmungsmischen führt zu Koaleszenz der Soletröpfchen, selbst wenn keine chemische Demulgatorformulierung verwendet wird

Beispiel 5

Ein homogenes Rohölgemisch, das 200 g San Joaquin Valley (SJV) Rohöl und 200 g Alaskan North Slope (ANS) Rohöl umfasste, wurde in einer 500 ml Polyethylenflasche hergestellt. Dieses Ausgangsgemisch hatte einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 1,0% und einen mittleren Volumendurchmesser von 26,3 um.
Etwa 260 g des Gemisches wurden in einen 300 ml Autoklaven dekantiert, der mit zwei Laborschiffsschaufelpropellermischern (1" (2,54 cm) Schaufel) ausgestattet war, die an einer gemeinsamen Welle befestigt waren. Um entgegengesetzte Flüssigkeitsströme zu erzeugen, war die Propellersteigung der oberen Schaufel umgekehrt zu der Propellersteigung der unteren Schaufel. Diese Anordnung lenkt den Flüssigkeitsstrom der oberen Schaufel abwärts gegen den aufwärtsgerichteten Flüssigkeitsstrom der unteren Schaufeln. Der Abstand zwischen den Schaufeln betrug etwa 2 Zoll (5,08 cm). Die Mischung wurde mit Stickstoff auf etwa 700 kPa unter Druck gesetzt, um Verdampfen von Wasser zu minimieren. Das Gemisch wurde mit etwa 400 UpM, 80ºC mit einem Druck von etwa 1100 kPa für 30 Minuten gemischt. Die Mischung wurde sofort mit eiskaltem Wasser, das den Autoklaven umgab, auf Raumtemperatur abgekühlt, während die Mischergeschwindigkeit 200 UpM betrug und die Heizung abgeschaltet war. Dann wurde die Mischung in eine 500 ml Polyethylenflasche dekantiert. Es wurde gefunden, dass das resultierende Rohölgemisch einen Feuchtigkeitsgehalt von 1,0% und einen mittleren Volumenteilchendurchmesser von 49,4 um hatte.

Beispiel 6

Das Verfahren in Beispiel 5 wurde wiederholt, außer dass Arab Heavy Rohöl anstelle des SJV-ANS-Rohölgemisches verwendet wurde. Es wurde gefunden, dass die Arab Heavy Rohölprobe weniger als 0,1% Feuchtigkeit enthielt. Damit es dem Feuchtigkeitsgehalt des 1 : 1 SJV-ANS-Gemisches von etwa 1% entsprach, wurden etwa 4 g entionisiertes Wasser in 400 g Arab Heavy in einem Labormischer für 5 Minuten mit niedriger Geschwindigkeit homogenisiert. Es wurde gefunden, dass das resultierende Rohöl (Rohöl B) einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 1% und einen mittleren Volumendurchmeser von etwa 54 um hatte.
240 g Rohöl-Wasser-Mischung wurden dem Mischverfahren von Beispiel 5 unterzogen, außer dass die Mischergeschwindigkeit 100 UpM betrug und die Mischzeit 3 Stunden war.
Es wurde gefunden, dass das resultierende Rohöl einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 1% und einen mittleren Volumendurchmesser von etwa 77 um hatte.

Claims

1. Verfahren zum Entfernen einer Sole aus Salz und Wasser aus einem Rohöl, bei dem

a) das Rohöl unter Gegenströmungsbedingungen bei einer Temperatur im Bereich von etwa 20ºC bis 150ºC für eine Zeitdauer im Bereich von etwa 1 Minute bis etwa 10 Stunden und bei einer Viskosität im Bereich von etwa 1 cP bis etwa 250 cP gemischt wird, um die Sole zu Tröpfchen zu koaleszieren, und dann

b) die Soletröpfchen von dem Rohöl abgetrennt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem ferner Waschwasser in einer Menge im Bereich von etwa 0,5 bis etwa 8 Vol.%, bezogen auf das Volumen des Rohöls, zu dem Rohöl gegeben wird, mit der Maßgabe, dass kein Waschwasser zugegeben wird, wenn die Konzentration der Sole in dem Rohöl mehr als etwa 8 Vol.% beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Sole unter elektrostatischen Entsalzungsbedingungen bei einer Temperatur im Bereich von 104,4ºC (220ºF) bis 148,9ºC (300ºF), bei einem elektrostatischen Potential im Bereich von 196, 4 bis 1968,5 Volt pro cm (500 bis 5000 Volt pro Zoll) und für eine Zeitdauer im Bereich von etwa 1 bis etwa 30 Minuten von dem Rohöl getrennt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem ferner dem Rohöl vor dem Mischen eine chemische Demulgatorformulierung zugegeben wird, wobei die chemische Demulgatorformulierung in einer Menge im Bereich von etwa 1 ppm bis etwa 1000 ppm vorhanden ist, bezogen auf das Gewicht des Rohöls.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem das Rohöl und die chemische Demulgatorformulierung bei einer Temperatur im Bereich von etwa 20ºC bis 150ºC, einer Viskosität im Bereich von etwa 1 cP bis etwa 250 cP und für eine Zeitdauer im Bereich von etwa 1 Minute bis etwa 10 Stunden gemischt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die chemische Demulgatorformulierung einen chemischen Emulsionsbrecher enthält, der in einer Menge im Bereich von etwa 10 Gew.% bis etwa 60 Gew.% vorhanden ist und die Formel

hat, in der E (CH&sub2;-CH&sub2;) ist, P

ist,

x im Bereich von 1 bis 5 liegt, y im Bereich von 0 bis 2 liegt, R eine Alkylgruppe mit 4 bis 9 Kohlenstoffatomen ist und n im Bereich von 3 bis 9 liegt, wobei sich alle Gewichtsprozent auf das Gewicht der chemischen Demulgatorformulierung beziehen.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die chemische Demulgatorformulierung etwa 35 Gew.% bis etwa 75 Gew.% von mindestens einem Förderlösungsmittel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Dipropylenmonobutylether, isoparaffinischem Lösungsmittel, cycloparaffinischem Lösungsmittel, Diethylenglykolmonobutylether, Benzylalkohol; etwa 5 Gew.% bis etwa 15 Gew.% schweres aromatisches Naphtha enthält, wobei sich alle Gewichtsprozent auf das Gewicht der chemischen Demulgatorformulierung beziehen.

8. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem ferner Waschwasser in einer Menge im Bereich von etwa 0,5 Vol.% bis etwa 3,0 Vol.% zu dem Rohöl und der chemischen Demulgatorformulierung gegeben wird, mit der Maßgabe, dass kein Waschwasser zugegeben wird, wenn die Konzentration der Sole in dem Rohöl mehr als etwa 3,0 Vol.% beträgt, wobei sich alle Volumenprozent auf das Gesamtvolumen des Rohöls beziehen.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Sole unter elektrostatischen Entsalzungsbedingungen bei einer Temperatur im Bereich von 104, 4ºC (220ºF) bis 148, 9ºC (300ºF), bei einem elektrostatischen Potential im Bereich von 196, 4 bis 1968,5 Volt pro cm (500 bis 5000 Volt pro Zoll) und für eine Zeitdauer im Bereich von etwa 1 bis etwa 30 Minuten von dem Rohöl getrennt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem a) das Mischen des Rohöls unter Gegenstömungsbedingungen das Auftreffen und Vermischen gegenläufiger Ströme umfasst, die aus dem Rohöl, gegebenenfalls mit chemischem Demulgator, bestehen.

11. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Mischkraft unter Gegenströmungsbedingungen im Bereich von etwa 1,97 · 10&supmin;&sup4; kW/l (0,1 PS auf 1000 Gallon) bis 5,91 · 10&supmin;&sup4; kW/l (3 PS auf 1000 Gallon) liegt.

12. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Sole unter elektrostatischen Entsalzungengsbedingungen bei einer Temperatur im Bereich von etwa 104,4ºC (220ºF) bis etwa 148,9ºC (300)ºF, bei einem elektrostatischen Potential im Bereich von etwa 196,8 bis 1968,5 Volt pro cm (500 bis 5000 Volt pro Zoll) und für eine Zeitdauer von mindestens etwa 1 Minute von dem Rohöl getrennt wird.