BRPI0924443B1 - Method for expanding organic matters, methods for recovery of organic matters, method for rain reduction, and method for preparing a gas containing oils - Google Patents
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Description
RELATÓRIO DESCRITIVO
Patente de invenção para: "MÉTODO DE EXTRAÇÃO DE MATÉRIA ORGÂNICA, MÉTODOS PARA RECUPERAÇÃO DE MATÉRIA ORGÂNICA, MÉTODO PARA AUMENTAR A RECUPERAÇÃO DE MATÉRIA ORGÂNICA, MÉTODO DE MODIFICAÇÃO DE COMPOSTOS DE ENXOFRE, MÉTODO PARA REDUÇÃO DA CORROSÃO E MÉTODO DE PREPARAÇÃO DE UM GÁS CONTENDO HIDROCARBONETOS".
CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção se refere ao campo da extração de hidrocarbonetos a partir de materiais contendo hidrocarbonetos.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO A liquefação, solubilização e/ou extração de combustíveis fósseis, também denominados matéria orgânica contendo hidrocarbonetos, na forma sólida, semi-sólida, altamente viscosa ou viscosa (individualmente ou em conjunto referidos como combustíveis fósseis daqui em diante) provaram ser extremamente desafiador e difícil. Como aqui usado, tais combustíveis fósseis incluem, mas não são limitados a, matéria orgânica contendo hidrocarbonetos dentro de carvão, xisto, areias betuminosas e areias oleosas (doravante chamados de areias betuminosas), bem como óleo bruto, óleo bruto pesado ou extra pesado, gás natural e gás de petróleo, betume bruto, querogênio, asfalto natural e/ou asfalteno. A dificuldade pode em parte ser atribuída ao fato que esses combustíveis fósseis incluem polímeros orgânicos complexos ligados por ligações de oxigênio e enxofre, que são frequentemente encaixados nas matrizes dos compostos inorgânicos. Existe uma necessidade para produzir alimentação de hidrocarboneto líquido para a manufatura de combustíveis líquidos e gasosos, bem como para a produção de vários produtos químicos, farmacêuticos e materiais de engenharia conforme aumenta a demanda e o consumo por materiais a base de hidrocarbonetos. Várias tecnologias ou processos têm sido desenvolvidos para liquefazer, solubilizar e/ou extrair os combustíveis fósseis. Nenhuma das tecnologias ou processos para liquefazer, solubilizar e/ou extrair, no entanto, provaram ser comercialmente disponíveis em larga escala para todos os tipos de combustíveis fósseis. Isso é devido ao fato que todas as tecnologias ou processos para liquefação, solubilização. e/ou extração de hidrocarbonetos da arte anterior desenvolvidos até à data são caros para implantar e operar. Adicionalmente, as tecnologias ou processos para liquefação, solubilização e/ou extração de hidrocarbonetos da arte anterior podem ser difíceis de extrapolar, operar e/ou controlar por causa de uma ou mais das seguintes razões: (1) operação em uma pressão desordenadamente elevada; (2) operação em uma temperatura muito elevada; (3) a necessidade por equipamentos e vasos de processamento caros que requerem o fornecimento externo de hidrogênio sob condições extremas; (4) sendo submetido a uma mistura, ou composição, de dois ou mais reagentes, catalisadores, e/ou promotores, que são frequentemente altamente tóxicos e não são renováveis nem recicláveis; (5) necessidade de fornecer uma forma especial de energia, por exemplo, radiação microondas; (6) longos tempos de processo para liquefação parcial, solubilização ou extração; (7) necessidade de partículas extraordinariamente finas com um tamanho de cerca de 0,074 mm (200 mesh), que é profundamente difícil e cara para manufaturar e manusear; (8) sendo incapaz de recuperação e reciclagem dos reagentes, catalisadores e/ou promotores necessários. Assim, há uma necessidade em prover técnicas e processos adicionais para o aumento da recuperação dos materiais de hidrocarbonetos.
No passado, experimentos em menor escala mostraram que soluções de d-limoneno podem atuar como solventes para materiais contendo hidrocarbonetos. No entanto, d-limoneno é apenas parcialmente bem sucedido na solubilização de materiais contendo hidrocarbonetos. Adicionalmente, por causa do d-limoneno ser extraído de cascas de frutas cítricas, está disponível apenas em quantidades limitadas e em custos elevados comparado com outros solventes.
Outros solventes usados no passado incluem soluções alcalinas e misturas álcool-água. Essas composições são apenas marginalmente úteis para solubilização de materiais contendo hidrocarbonetos devido a baixa solubilidade dos hidrocarbonetos em soluções aquosas.
Outros métodos do estado da arte utilizam tolueno e/ou xileno para reliquefazer parafina líquida e óleo espesso para um material menos viscoso. Esses métodos reliquefazem as parafinas usando um ou mais compostos químicos muito voláteis, muito perigosos, carcinogênicos. Esses produtos potencialmente poluem o lençol freático e devem ser manuseados com extremo cuidado conforme indicado em cada Ficha de Segurança do composto químico. A parafina e o óleo espesso voltam ao seu estado original uma vez que esses produtos revolatilizaram causando depósitos nas linhas de fluxo ou tanques de armazenamento "dropout".
Materiais contendo hidrocarbonetos "Sour" contém mais que cerca de 0,5 % em peso de enxofre. Gás "Sour" contém mais que 4 ppm de H2S e outras matérias gasosas sulfuradas.
Este enxofre pode existir na forma de enxofre elementar, gás sulfídrico, e vários outros compostos de enxofre, incluindo, mas não limitado a, sulfeto, dissulfetos, mercaptans, tiofenos, benzotiofenos, e similares. Cada material bruto ou gás pode ter diferentes quantidade ou diferentes tipos de compostos de enxofre, mas tipicamente a proporção, complexidade e estabilidade dos compostos de enxofre são maiores em frações de óleo bruto pesado. Gás sulfídrico é um perigo para a saúde porque é venenoso. Ainda, o sulfeto de hidrogênio pode reagir com a água para formar ácido sulfúrico, que pode corroer equipamentos, tubulações, tanques de armazenamento, e similares. Assim, é importante que aqueles materiais contendo hidrocarbonetos contendo enxofre que são reativos sejam modificados para reduzir os efeitos corrosivos e evitar os riscos à saúde associados com os materiais contendo hidrocarbonetos contendo enxofre não tratados.
Para as operações de perfuração primária, seria vantajoso empregar um processo que aumentasse a solubilização e incentivasse o movimento de matéria orgânica contendo hidrocarbonetos adicional ou aprisionado que pudesse então ser recuperada permitindo os gradientes de pressão existentes a forçarem a matéria orgânica contendo hidrocarbonetos através do poço. Em particular, seria útil solubilizar hidrocarbonetos mais pesados que geralmente permanecem no reservatório através das operações de perfuração primária.
Para as operações de recuperação secundária e terciária ou de óleo melhorado, seria vantajoso empregar um processo que aumentasse a solubilização do óleo para recuperar a matéria orgânica contendo hidrocarbonetos no reservatório de uma forma que seja rentável e que não danifique o reservatório. Enquanto existem métodos e composições eficazes para as operações terciárias, os métodos atuais sofrem devido a despesa de operações em comparação com o valor da matéria orgânica contendo hidrocarbonetos produzida.
RESUMO DA INVENÇÃO
De acordo com uma modalidade da presente invenção, um método de extração de matéria orgânica contendo hidrocarbonetos a partir de um material contendo hidrocarbonetos, inclui as etapas de prover um primeiro líquido incluindo terebentina liquida e contendo o material contendo hidrocarbonetos com a terebentina liquida, tal que uma mistura de extração é formada, bem como material residual. A mistura de extração contém pelo menos uma parte da matéria orgânica contendo hidrocarbonetos e a terebentina líquida. 0 material residual inclui material não solúvel do material contendo hidrocarbonetos. 0 material residual podem também incluir uma parte reduzida da matéria orgânica contendo hidrocarbonetos na circunstância onde todo esse material contendo hidrocarbonetos não foi solubilizado pela terebentina líquida e movido na mistura líquida. 0 material residual é então separado da mistura de extração. A mistura de extração é ainda separada em uma primeira parte e uma segunda parte. A primeira parte da mistura de extração inclui uma corrente de produto de hidrocarbonetos que inclui pelo menos uma parte da matéria orgânica contendo hidrocarbonetos extraída do material contendo hidrocarbonetos. A segunda parte da mistura de extração inclui pelo menos uma parte da terebentina liquida. Em uma modalidade, pelo menos uma parte da terebentina líquida é reciclada para o liquido de extração de hidrocarbonetos.
Em outra modalidade, substancialmente toda a matéria orgânica contendo hidrocarbonetos é extraída na mistura de extração. Nessa modalidade, os materiais residuais são essencíalmente livres de óleo e podem ser ainda usados ou descartados sem impacto ao meio ambiente.
Em outra modalidade, a presente invenção provê um método para redução da taxa de ou inibição da corrosão de uma superfície ou material corrosível. Durante o transporte, perfuração, operações de fundo do poço (downhole), exploração, produção de hidrocarbonetos, armazenamento ou manuseio de materiais contendo hidrocarbonetos, por exemplo, por tubulações, tanques, caixas, instrumentos de pesca, ou brocas, as superfícies metálicas que contatam os compostos contendo enxofre nos materiais contendo hidrocarbonetos podem corroer. Ao reduzir a taxa de corrosão das superfícies corrosíveís, são percebidas significativas reduções de custo.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A figura 1 é uma vista esquemática para uma modalidade de um aparelho para a recuperação de hidrocarbonetos a partir de areias betuminosas. A figura 2 é uma vista esquemática para uma modalidade de um aparelho para a recuperação de hidrocarbonetos a partir de xisto. A figura 3 é uma vista esquemática para uma modalidade de um aparelho para a recuperação de hidrocarbonetos a partir de carvão. A figura 4 é uma vista esquemática para o aumento da recuperação de hidrocarbonetos a partir de um reservatório de subsuperfície. A figura 5 mostra a evolução no tempo da percentagem de recuperação de betume X tempo de contato com vários líquidos (d-limoneno, mistura de terebentina líquida, e água) até 30 segundos. A figura 6 mostra a quantidade de betume recuperado em uma faixa de razões de Líquido para Areias Betuminosas de 1:1 a 6:1 após um tempo de contato de 97 segundos para a mistura de terebentina líquida e d-limoneno. A figura 7 mostra a quantidade de betume recuperado em uma faixa de razões de Líquido para Areias Betuminosas de 1:1 a 6:1 após um tempo de contato de 5 minutos. A figura 8 mostra a quantidade de betume recuperado em uma faixa de razões de Líquido para Areias Betuminosas de 1:1 a 3:1 após um tempo de contato de 15 minutos.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
Em um aspecto, a presente invenção se refere a uma composição facilmente distribuída para a extração, liquefação e/ou solubilização de combustíveis fósseis a partir de carvão, xisto, areias betuminosas e similares, bem como de reservatórios.
De acordo com uma modalidade, um método é provido incluindo as etapas de extração, liquefação e/ou solubilização de matéria orgânica contendo hidrocarbonetos a partir de um material contendo hidrocarbonetos, tais como, por exemplo, carvão, xisto, areias betuminosas, ou um reservatório contendo óleo bruto pesado, óleo bruto, gás natural (que frequentemente coexiste com óleos brutos e outros ditos combustíveis fósseis), ou suas combinações. A matéria orgânica contendo hidrocarbonetos inclui, mas não é limitada a, óleo bruto pesado, óleo bruto, gás natural, gás de petróleo, e similares. A matéria orgânica contendo hidrocarbonetos pode ser forma sólida, semi-sólida, líquida, lama, líquida viscosa, líquida ou gasosa. Outros materiais que são materiais contendo hidrocarbonetos adequados para tratamento usando o método desta invenção incluem líquidos e sólidos que incluem materiais contendo hidrocarbonetos, bem como material residual. Materiais contendo hidrocarbonetos exemplificativos podem também incluir partes inferiores de tanques de óleo, poço de óleo (oil pit) ou lago de lama (pond sludge) e mistura de chorume, alimentos descartados, esterco, lodo de esgoto ou lixo municipal. A liquefação, solubilização e/ou extração de matéria orgânica contendo hidrocarbonetos inclui a etapa de prover um líquido de extração de hidrocarbonetos, contatar o material contendo hidrocarbonetos com o líquido de extração de hidrocarbonetos de modo a extrair pelo menos uma parte da dita matéria orgânica contendo hidrocarbonetos do dito material contendo hidrocarbonetos no dito líquido de extração de hidrocarbonetos para criar uma mistura de extração que inclui a matéria orgânica contendo hidrocarbonetos que foi removida do material contendo hidrocarbonetos e do liquido de extração de hidrocarbonetos, e separar a matéria orgânica extraída no líquido de extração de hidrocarbonetos de qualquer material residual não extraído. 0 líquido de extração de hidrocarbonetos pode incluir uma quantidade de uma terebentina líquida, tal como, por exemplo, terpineol. Terebentina derivada de fontes naturais geralmente inclui uma quantidade de terpeno. Em uma modalidade, a terebentina líquida inclui a-terpineol.
Outra modalidade da invenção compreende o contato do material contendo hidrocarbonetos com uma mistura de terebentina líquida daqui em diante referida como a mistura de terebentina líquidas. A mistura de terebentina liquidas inclui a-terpineol, β-terpineol, β-pineno, e p-cimeno. Em uma modalidade, a terebentina de componentes múltiplos líquida inclui pelo menos cerca de 30 I de α-terpineol e pelo menos cerca de 15 % de β-terpineol. Em outra modalidade, a mistura de terebentina líquidas inclui cerca de 40 a 60 % de α-terpineol, cerca de 30 a 40 % de β-terpineol, cerca de 5 a 20 % de β-pineno, e cerca de 0 a 10 % de p-cimeno. Em outra modalidade, a mistura de terebentina líquidas inclui cerca de 50 % de a-terpineol, cerca de 35 % de β-terpineol, cerca de 10 % de β-pineno, e cerca de 5 % de p-cimeno. Em uma modalidade alterantiva, uma mistura de terebentina líquidas inclui cerca de 40 a 60 % de α-terpineol, cerca de 30 a 40 % de β-terpineol, cerca de 5 a 20 % de β-pineno, e cerca de 0 a 10 % de p-cimeno. Em outra modalidade, uma mistura de terebentina líquidas inclui cerca de 50 % de α-terpineol, cerca de 35 % de β- terpineol, cerca de 10 % de β-pineno, e cerca de 5 I de p-cimeno.
Em determinadas modalidade, a razão de terebentina liquida para material contendo hidrocarbonetos está na faixa de cerca de 1:2 a 6:1 em peso, ou em uma faixa de 1:2 a 4:1 em peso. Em outra modalidade, a razão de terebentina liquida para material contendo hidrocarbonetos está na faixa de cerca de 1:1 a 3:1 em peso. Em modalidades referentes à recuperação do reservatório, a razão pode ser maior que ou igual a cerca de 3:1, e em outras modalidades referentes à recuperação do reservatório, a razão pode ser maior que ou igual a cerca de 4:1. Para finalidades de extração a partir de um reservatório, o volume de poro é usado para determinar uma medida estimada do material contendo hidrocarbonetos. Em outros aspectos desta invenção, tal como no uso de areias betuminosas e carvão e xisto, o volume de material contendo hidrocarbonetos pode ser estimado mais diretamente.
Em determinadas modalidades, a matéria orgânica mínima contida no material contendo hidrocarbonetos é maior ou igual a cerca de 1 % em peso, em outras modalidades é maior ou igual a cerca de 10 % em peso, e ainda em modalidades adicionais é maior ou igual a cerca de 14 % em peso do material contendo hidrocarbonetos.
Areias betuminosas, xisto, gás natural, querogênio, betume, asfalto, conforme aqui usados, pode conter apenas cerca de 1 % de matéria orgânica contendo hidrocarbonetos de ocorrência natural. Os métodos e líquidos descritos são operáveis para extrair até cerca de 100 % da matéria orgânica contendo hidrocarbonetos dos materiais contendo hidrocarbonetos contendo quantidades muito baixas a muito altas de hidrocarbonetos (ou seja, material que inclui apenas cerca de 1 % em peso de material hidrocarboneto para material que inclui até cerca de 100 % em peso de material hidrocarboneto) .
Em uma modalidade da invenção, um reagente de liquefação, solubilização ou extração de escolha para material contendo hidrocarbonetos é uma terebentina natural, sintética ou mineral, que pode incluir a-terpineol, ou ser o próprio a-terpineol.
Em determinadas modalidades, a liquefação, solubilização e/ou extração de combustíveis fósseis ou matéria orgânica contendo hidrocarbonetos pode ser realizada em uma temperatura na faixa de cerca de 2 °C a cerca de 300 °C. Em determinadas modalidades, a matéria orgânica ou material é contatado com uma terebentina líquida em uma temperatura de menos que cerca de 300 °C, ou menos que cerca de 60 °C. Em outras modalidades, a liquefação, solubilização e/ou extração pode ser na faixa de cerca de 20 °C a cerca de 200 °C. A pressão sob a qual a liquefação, solubílizaçâo e/ou extração de combustíveis fósseis deve ser realizada pode tipicamente ser na faixa de 10 KPa (0,1 atm) a cerca de 5 MPa (50,0 atm). Em determinadas modalidades, o processo pode ser conduzido em uma pressão entre cerca de 50 KPa (0,5 atm) a cerca de 0,8 MPa (8,0 atm). Em outras modalidades particulares, os combustíveis fósseis ou matéria orgânica contendo hidrocarbonetos a ser liquefeita, solubilizada e/ou extraída por imersão em, ou contato com, uma ou mais terebentina liquida pode estar na forma de partículas, porções, pedaços ou blocos de combustíveis fósseis cujos tamanhos estão na faixa de cerca de 0,74 mm a cerca de 10 mm na parte interna de um vaso de liquefação, solubilização ou extração (daqui em diante também referido como o reator ou vaso de contato de forma intercambiável) que contém um ou mais dos ditos reagentes de liquefação, solubilização e/ou extração. Em modalidades particulares, os tamanhos das partículas, porções, pedaços ou blocos de combustíveis fósseis estão na faixa de cerca de 0,149 mm (100 mesh) a cerca de 20 mm. Em modalidades particulares, as partículas, porções, pedaços ou blocos de combustíveis fósseis são agitados passando o reagente ou reagentes de liquefação, solubilização e/ou extração na forma de líquido através das partículas, porções, pedaços ou blocos pela ebulição do reagente ou reagentes. Em modalidades particulares, a duração da liquefação, solubilização e/ou extração é de cerca de 1 minuto a cerca de 90 minutos. Os combustíveis fósseis podem ser parcialmente ou completamente liquefeitos, solubilizados e/ou extraídos; o grau de liquefação, solubilização e/ou extração pode ser efetuado pelo controle das condições operacionais, tais como temperatura, pressão, intensidade de agitação e duração da operação, e/ou ajuste do tipo, em relação à quantidade e concentração do reagente ou reagentes de liquefação, solubilização ou extração no reator. A base de um aspecto da presente invenção é a revelação inesperada que quando cerca de 500 g do reagente, α-terpineol, são adicionadas a cerca de 250 g de uma amostra de carvão com um diâmetro de partícula de menos que cerca de 25 mm da jazida de Pittsburgh, no Condado de Washington, Pennsylvania, em uma caixa, a cor do reagente se tornou extremamente preto quase imediatamente, e permaneceu assim depois de várias horas. Isso indicou que a mudança de cor não foi devida à suspensão das partículas de carvão, mas ao contrário, foi indicativo da extração da matéria orgânica contendo hidrocarbonetos a partir do carvão. Subsequentemente, esta mistura 2:1 de a-terpineol e a amostra de carvão foi transferida da caixa para um pote tampado e hermeticamente vedado e foi mantida sob as condições ambientes de cerca de 20 °C e ligeiramente menos que cerca de 0,101 MPa (1 atm) por cerca de 25 dias. A conversão (ou seja, o grau de liquefação) da amostra de carvão foi determinada para ser cerca de 71 % em peso após filtração, lavagem com etanol, secagem, e pesagem. Estes 71 % em peso de conversão corresponde a quase todo o betume solubilizável (matéria orgânica) presente na amostra de carvão, cuja análise mais próxima são 2,00 % em peso da mistura como recebida, 9,25 % em peso de cinzas secas, 38,63 % em peso de matéria volátil seca, e 50,12 % em peso de carvão fixado seco. Uma série de experimentos subseqüentes com carvão, bem como xistos e areias betuminosas sob várias condições operacionais, mostrou que a família de reagentes que inclui terebentinas naturais e/ou sintéticas contendo pinenos, e álcoois de pineno, por exemplo, terpineóis, são excessivamente eficazes na liquefação, solubilização e/ou extração de querogênio (matéria orgânica), betume (matéria orgânica) e/ou asfalteno (matéria orgânica) nos combustíveis fósseis, incluindo carvão, xisto, areias betuminosas, óleo bruto pesado e/ou óleo bruto, sem necessidade de auxiliar de qualquer catalisador ou metais alcalinos. Esses reagentes, exceto terebentina mineral que é derivada de petróleo, são renováveis e "verdes", ou seja, baixos em toxicidade, e relativamente baratos, comparados com todos os outros reagentes de liquefação, solubilização e/ou extração para combustíveis fósseis, tais como tetralina, xileno, antraceno e várias soluções ou misturas desses reagentes com outros compostos. Ainda terebentina mineral derivada de petróleo, embora não renovável, é relativamente baixa em toxicidade, barata, e reciclável. Foi também verificado que quaisquer dos reagentes de liquefação, solubilização e/ou extração penetram ou difundem-se nas partículas, porções, blocos ou pedaços dos combustíveis fósseis através de seus poros em taxas apreciáveis, causando assim essas partículas, porções, pedaços ou blocos a subsequentemente liberar a fração liquefiável, solubilizável ou extraível nele muitas vezes quase completamente mesmo sob as condições mais amenas, por exemplo, pressão e temperatura ambiente, daquelas requeridas pelas invenções recentes pertencentes à liquefação, solubilização e/ou extração dos combustíveis fósseis, tais como carvão, xisto, areias betuminosas, óleo bruto e óleo bruto pesado.
Um aspecto da presente invenção provê um método de liquefação, solubilização e/ou extração dos combustíveis fósseis ou matéria orgânica contendo hidrocarbonetos do material contendo hidrocarbonetos, tais como carvão, xisto e areias betuminosas, em que uma parte dos combustíveis fósseis sólido ou semi-sólido é contatada com uma terebentina líquida em uma mistura de extração, que pode ser em uma ausência de um metal alcalino, catalisador, hidrogênio (H2) e/ou monóxido de carbono (CO). Enquanto o hidrogênio e CO podem ser úteis como um agente de mistura, uma modalidade da invenção inclui o processo e a composição na ausência de hidrogênio e CO.
Em modalidades particulares, a terebentina líquida é selecionada a partir de terebentina natural, terebentina sintética, terebentina mineral, óleo de pinho, α-pineno, β-pineno, a-terpineol, β-terpineol, γ-terpineol, seus polímeros, e suas misturas. Em modalidades partirulares, a terebentina líquida é selecionada a partir de geraniol, 3-careno, dipenteno (p-menta-1,8-dieno), nopol, pinano, hidroperóxido de 2-pinano, hidrato de terpina, 2-pinanol, dihidromicenol, isoborneol, p-mentan-8-ol, acetato de a-terpinil, citronelol, acetato de p-mentan-8-il, 7-hidroxidihidrocitronelal, mentol, e suas misturas. Em outras modalidades, a terebentina líquida é selecionada a partir de anetol, canfeno; p-cimeno, anisaldeído, acetato de 3,7-dimetil-l,6-octadieno, acetato de isobornilo, ocimeno, aloocimeno, álcoois de aloocimeno, 2-metoxi-2,6-dimetil-7,8-epoxioctano, cânfora, citral, 7-metoxidihidro-citronelal, ácido 10-camforsulfônico, cintronelal, mentona, e suas misturas. A presente invenção evita desvantagens ambientais, econômicas, e práticas que atormentaram os sistemas de extração anteriores. Até à data, solventes compreendendo surfactantes, agentes ativos de superfície, soluções alcalinas ou acídicas, sais, compostos orgânicos voláteis, e álcoois têm sido usados com variados graus de sucesso. No entanto, cada uma destas formulações conhecidas de solventes pode ter alguns inconvenientes que uma ou mais modalidades da presente invenção supera. Em uma modalidade, os líquidos de extração renováveis e "verdes" da presente invenção são naturalmente derivados e substancialmente livres de surfactantes. Em outra modalidade, os líquidos de extração são livres de surfactante. Adicionalmente, o uso dos líquidos de extração da presente invenção, para extração de matéria orgânica contendo hidrocarbonetos de formações geológicas de ocorrência natural evita as despesas econômicas e ambientais associadas com outros reagentes conhecidos de liquefação, solubilização e/ou extração para combustíveis fósseis.
Em determinadas modalidades, um aspecto da presente invenção provê um método para extração de materiais contendo hidrocarbonetos usando um líquido não aquoso substancialmente livre de surfactante compreendendo uma terebentina líquida. Solventes não aquosos têm a vantagem de menos perda para o meio ambiente, extração aumentada de hidrocarbonetos, evita a formação de ácido sulfúrico sob contato com gases sulfídricos e outros compostos reativos de enxofre contidos nos materiais contendo hidrocarbonetos, inibição da corrosão, redução da viscosidade, e eliminação do efeito de capilaridade.
De acordo com um aspecto, combustíveis fósseis sólidos ou semi-sólidos ou materiais contendo hidrocarbonetos, tais como carvão, xisto, areias betuminosas e óleo bruto pesado, ou, por exemplo, partes inferiores de tanques de óleo, poço de óleo (oíl pit) ou lago de lama (pond sludge) e mistura de chorume, alimentos descartados, esterco, lodo de esgoto ou lixo municipal, podem ser providos em quaisquer tamanho que facilita o contato com a terebentina líquida. Os combustíveis fósseis ou materiais contendo hidrocarbonetos podem ser providos como partículas, porções, pedaços, ou blocos, por exemplo, fragmentos grandes ou porções de carvão ou xisto. De acordo com um aspecto particular da invenção, o combustível fóssil ou material contendo hidrocarbonetos é provido como partículas. De acordo com outro aspecto particular da invenção, as partículas de combustível fóssil ou materiais contendo hidrocarbonetos têm um tamanho médio de partícula de cerca de 0,01 mm a cerca de 100 mm. De acordo com outro aspecto particular da invenção, as partículas de combustível fóssil ou materiais contendo hidrocarbonetos têm um tamanho médio de partícula de cerca de 4 mm a cerca de 25 mm.
De acordo com um aspecto da presente invenção, um segundo líquido pode ser adicionado à terebentina líquida. De acordo com um aspecto particular da invenção, o segundo líquido pode ser selecionado a partir de álcoois alifáticos inferiores, alcanos, aromáticos, aminas alifáticas, aminas aromáticas, bissulfito de carbono e suas misturas. Misturas exemplificativas incluem solventes manufaturados em refinaria petrolífera, tais como óleo decantado, óleo de ciclo leve e nafta, ou solventes manufaturados em destilação seca de carvão e fracionamento de carvão liquefeito.
Como aqui usados, álcoois alifáticos inferiores referem-se a álcoois monohídrícos e polihídricos primários, secundários e terciários de entre 2 e 12 átomos de carbono. Como aqui usados, alcanos referem-se a alcanos de cadeia linear ou cadeia ramificada de entre 5 e 22 átomos de carbono. Como aqui usados, aromáticos referem-se a compostos monocíclicos, heterocíclicos ou policíclicos. Como aqui usados, aminas alifáticas referem-se a aminas primárias, secundárias e terciárias com substituintes alquila de entre 1 e 15 átomos de carbono. Em determinadas modalidades, benzeno, naftaleno, tolueno ou suas combinações são usadas. Em outra modalidade, os álcoois alifáticos inferiores citados acima podem ser usados. Em uma modalidade, o solvente é selecionado a partir de etanol, propanol, isopropanol, butanol, pentano, heptano, hexano, benzeno, tolueno, xileno, naftaleno, antraceno, tetralina, trietilamina, anilina, bissulfito de carbono, e suas misturas, em uma temperatura e pressão operável para manter o solvente na forma líquida.
Em modalidades particulares, a razão de terebentina líquida para qualquer outro solvente miscível em terebentina contida no dito fluido é maior que ou igual a cerca de 1:1, em modalidades particulares, maior que ou igual a cerca de 9:4. Em modalidades particulares, a razão é maior que ou igual a cerca de 3:1. Ainda em outra modalidade, a razão é maior que ou igual a cerca de 4:1.
De acordo com um aspecto da presente invenção, o combustível fóssil e a terebentina líquida são contatados em uma temperatura de cerca de 2 °C a cerca de 300 °C. Em modalidades particulares, o combustível fóssil é contatado pela terebentina líquida em uma temperatura de menos que cerca de 200 °C.
De acordo com um aspecto adicional da presente invenção, o combustível fóssil e a terebentina líquida são contatados em uma pressão de cerca de 10 KPa (0,1 atm) a cerca de 5 MPa (50 atm). De acordo com um aspecto, o método é executado em uma pressão de cerca de 50 KPa a cera de 0,8 MPa (0,5 atm a cerca de 8 atm).
De acordo com um aspecto da presente invenção, o método ainda inclui o fornecimento de um vaso de extração no qual o combustível fóssil sólido ou semi-sólido é contatado com a terebentina líquida. De acordo com um aspecto, meios de agitação podem ser providos pelos quais o combustível fóssil e a terebentina líquida contida no reator ou vaso de extração são misturados e agitados.
De acordo com um aspecto da presente invenção, o combustível fóssil e a terebentina líquida podem ser incubados em um tanque de armazenamento, uma tubulação, ou outro vaso adequado de modo a prolongar seu tempo de contato. De acordo com um aspecto adicional, o grau de liquefação, solubilização e/ou extração é controlado pelo período de tempo do combustível fóssil sólido ou semi-sólido está em contato com a terebentina líquida e/ou temperatura da mistura do combustível fóssil e terebentina líquida.
De acordo com um aspecto da presente invenção, o combustível fóssil é contatado com o líquido heterogêneo incluindo uma terebentina líquida e água em ebulição conforme um agitante. A ação das borbulhas da água fervente provoca a agitação, aumentando, com isso, a superfície de contato entre o combustível fóssil e a terebentina líquida. Assim, como um resultado, é observado um grau mais elevado de extração. Após a extração, a terebentina líquida contendo hidrocarbonetos pode ser separada da água usando a diferença nas densidades liquidas, por exemplo, em um tanque de decantação, decantador, ou outros meios de separação conhecidos na arte.
Em modalidades particulares, a razão de terebentina fluida para água é maior que ou igual a cerca de 1:1 em volume, para evitar a formação de lama, que pode tornar difícil a separação da matéria orgânica extraída na terebentina líquida contendo fluido.
De acordo com um aspecto da presente invenção, o combustível fóssil é contatado pela terebentina líquida na presença de uma energia de entrada selecionada a partir da energia térmica em excesso de cerca de 300 °C, pressão em excesso de 5 MPa (50 atm), energia de microondas, energia ultrassônica, energia de radiação ionizante, forças de cisalhamento mecânica, e suas misturas.
De acordo com um aspecto da presente invenção, um catalisador de liquefação ou solubilização é provido para a mistura do combustível fóssil e terebentina líquida.
De acordo com um aspecto da presente invenção, a mistura de reação ou solubilização é suplementada pela adição de um composto selecionado a partir de hidrogênio, monóxido de carbono, água, óxidos metálicos, metais, e suas misturas.
De acordo com um aspecto da presente invenção, um microorganismo é incluso na mistura reacional ou de solubilização. Ligações químicas selecionadas, por exemplo, ligações cruzadas de enxofre e ligações cruzadas de oxigênio, nos hidrocarbonetos dos combustíveis fósseis e outros materiais contendo hidrocarbonetos são quebrados por biotratamento com microorganismos termofílicos e quimiolitotróficos tipo bacilo selecionados a partir de isolados de ocorrência natural derivados de fontes quentes de enxofre. 0 rompimento dessas ligações químicas selecionadas facilita a solubilização dos hidrocarbonetos nos combustíveis fósseis e outros materiais contendo hidrocarbonetos.
De acordo com uma modalidade da presente invenção, um método é provido para extração da matéria orgânica contendo hidrocarbonetos a partir de um material contendo hidrocarbonetos compreendendo um material de combustível fóssil líquido ou gasoso, líquido viscoso. 0 método provê um primeiro líquido que inclui uma terebentina líquida. A terebentina líquida é contatada com o material contendo hidrocarbonetos in situ em uma formação subterrânea contendo o dito material de combustível fóssil, formando, com isso, uma mistura de extração de modo a extrair a matéria orgânica contendo hidrocarbonetos na dita terebentina líquida e formar um líquido de extração. 0 líquido de extração é removido da dita formação, em que o líquido inclui a terebentina líquida contendo a matéria orgânica contendo hidrocarbonetos extraída. A matéria orgânica contendo hidrocarbonetos extraída é separada de um matéria residual não extraído. 0 método pode ainda incluir a separação da dita matéria orgânica contendo hidrocarbonetos extraída da terebentina líquida. 0 material de combustível fóssil líquido ou gasoso, líquido viscoso pode ser óleo bruto pesado, óleo bruto, gás natural, ou uma combinação destes. A formação subterrânea pode ser um reservatório de óleo bruto ou um reservatório de gás natural, por exemplo. A presente invenção pode ser distribuída prontamente in situ para liquefazer e/ou solubilizar diretamente os combustíveis fósseis nas formações subterrâneas, e extrair os produtos líquidos resultantes dessas formações.
Um reagente de extração exemplificativo da presente invenção pode ser um fluido, por exemplo, um líquido, que pode ter uma afinidade físico-química muito forte com a matéria orgânica betuminosa, incluindo betume, querogênio e/ou alcatrão, em carvão, xisto e areias betuminosas. Quando o reagente de extração da presente invenção e matéria orgânica contendo príncipalmente hidrocarbonetos entram direto em contato um com o outro, a matéria orgânica é extraída no reagente de extração da presente invenção, liquefazendo, com isso, a matéria orgânica. Sob contato, os hidrocarbonetos e o reagente extrator da presente invenção rapidamente formam uma solução homogênea, ou seja, uma única fase liquida. É possível tirar vantagem da afinidade físico-química entre o reagente extrator da presente invenção e a matéria betuminosa para aumento da recuperação de óleo dos reservatórios de óleo sob condições in situ. As técnicas de recuperação in situ da arte anterior aplicaram até a data em estações de reservatórios de óleo principalmente para o assim chamado método de deslocamento frontal. Este processo é estritamente controlado pelas técnicas de fluxo de fluido de múltiplas fases em um meio poroso. Este tende a deixar uma grande parte, geralmente excedendo cerca de 40 % do óleo original, não recuperado da formação, mesmo para os "bons" reservatórios de óleo de baixa viscosidade. O reagente extrator da presente invenção aumenta a recuperação do óleo ao superar o comportamento complexo das técnicas anteriores de fluxo de múltiplas fases predominante nas condições in situ. A presente invenção provê um método aperfeiçoado para aumentar a capacidade de fluxo e extração de materiais contendo hidrocarbonetos viscosos ou imóveis pelo contato de um material contendo hidrocarbonetos com uma terebentina líquida, que reduz a viscosidade do material contendo hidrocarbonetos. O fluxo é também aumentado pela natureza não aquosa da terebentina líquida devido à eliminação do efeito de capilaridade associado com soluções aquosas. O contato pode ocorrer in si tu ou ex si tu. 5 A presente invenção aproveita a vantagem da afinidade físico-química muito forte da terebentina líquida.
Um método da presente invenção injeta um reagente de extração da presente invenção em um reservatório natural de óleo ou gás através de um poço de injeção. 0 0 óleo é extraído no reagente de extração da presente invenção quando os dois entram em contato em um reservatório de óleo, produzindo, com isso, uma solução homogênea, ou seja, um líquido de uma fase. 0 reagente de extração da presente invenção não se limita simplesmente a 5 substituir o óleo uma vez que se move do poço de injeção para um poço de produção em comunicação fluida com uma formação subterrânea. Particularmente, a extração do óleo previamente capturado no reagente de extração da presente invenção continua até o reagente de extração ser 0 completamente exaurido na formação da solução homogênea com o óleo. Desde então, esta solução homogênea que inclui os hidrocarbonetos extraídos então simplesmente flui através dos poros do reservatório como um líquido de uma fase, eventualmente alcançando um poço de produção.
Os exemplos a seguir ilustram três modalidades especificas dos métodos in situ para a recuperação de óleo da presente invenção.
Em uma primeira modalidade in situ, entre cerca de três (3,0) a sete (7,0) volumes de poro de um reagente extrator da presente invenção são injetados em um reservatório de óleo que foi previamente lavado com água para saturação do óleo residual, enquanto produz cerca de 51 % do óleo original no reservatório. A injeção subsequente do reagente extrator pode produzir inesperadamente cerca de um adicional de 41 % do óleo original no reservatório. Esta modalidade do método foi validada experimentalmente, conforme descrito no Exemplo 22 neste documento abaixo.
Em uma segunda modalidade in situ, entre cerca de dois (2,0) a cinco (5,0) volumes de poro de um reagente extrator da presente invenção são injetados em um reservatório de óleo. No inicio, a injeção do reagente extrator faz com que apenas o óleo seja produzido até cerca de um terço (0,3) a três quartos (0,75) do volume de poro do reagente extrator da presente invenção seja injetado; depois, o reagente extrator da presente invenção no qual o óleo foi extraído, é produzido. A maioria do óleo produzido pode ser recuperado sob injeção entre cerca de um e meio (1,5) a três e meio (3,5) volumes de poro total do reagente. O método inesperadamente recupera cerca de 90 % do óleo original no reservatório. Esta modalidade do método também é validada experimentalmente, conforme descrito no Exemplo 22 neste documento abaixo.
Em uma terceira modalidade in situ, um reagente extrator da presente invenção é injetado para melhorar a recuperação de óleo dos reservatórios de óleo contendo óleo muito viscoso, por exemplo, os reservatórios do "Orinoco Oil Belt, na Venezuela. O fator de recuperação para óleo extra pesado com os métodos de recuperação do estado da arte é baixo, tipicamente variando de cerca de 10 I a cerca de 15 % do óleo original nesses reservatórios. 0 aumento inesperado na eficiência de recuperação a partir desses reservatórios com injeção do reagente extrator de terebentina liquida da presente invenção pode ainda ser aumentado pela adoção de poços horizontais para ambos poços de produção e injeção, e absorção de vapor periódica desses poços. A recuperação final do gás natural a partir de um grande reservatório de gás pode ser aumentada com a injeção de um reagente extrator da presente invenção em um reservatório. A produção de gás a partir desse reservatório muitas vezes cria uma subsistência perigosa em larga escala nas superfícies do campo de gás, por exemplo, o campo "Groeningen", na Holanda. Como tal, é frequentemente necessária que a pressão do reservatório seja mantida pela injeção de água. A água injetada no reservatório pode aprisionar até cerca de 30 % do gás in situ em alta pressão devido ao fluxo de duas fases de água e gás através do reservatório com uma baixa permeabilidade. Com a injeção de um reagente extrator da presente invenção, no entanto, o gás aprisionado no reservatório é extraído no reagente e flui para o poço de produção. Ao separar o reagente e gás na superfície, o gás é recuperado e o reagente é reciclado para reutilização.
Os métodos de extração da presente invenção podem ser implementados após um ou mais dos métodos conhecidos para facilitar a produção de óleo, por exemplo, injeção de C02 ou gás natural e adição de surfactante, serem realizados.
Ainda outros aspectos e vantagens da presente invenção se tornarão facilmente aparentes por aqueles versados na arte a partir desta descrição, em que modalidades particulares da invenção são mostradas e descritas simplesmente a título ilustrativo do melhor modo de consideração de realização da invenção. Com será percebido, a invenção é capaz de outras e diferentes modalidades, e seus diversos detalhes serão capazes de modificações em vários aspectos óbvios, sem sair da invenção. Consequentemente, a descrição deve ser considerada como ilustração em natureza e não como limitativa.
MODALIDADES EXEMPLIFICATIVAS PARA REALIZAÇÃO DA INVENÇÃO
Carvão Em modalidades particulares, antracito ou carvão betimunoso pode ser triturado a tamanhos variando de cerca de 0,841 mm (20 mesh) a cerca de 0,149 mm (100 mesh), e subsequentemente ser solubilizado e/ou extraído, ou seja, liquefeito, pela imersão em uma terebentina líquida sob uma pressão na faixa de cerca de 0,1 MPa (1 atm) a cerca de 0,2 MPa (2,0 atm). Em outras modalidades particulares, a terebentina líquida pode ser terebentina natural, sintética ou mineral que inclui até cerca de 50 a 70 % em volume de α-terpineol, cerca de 20 a 40 % em volume de β-terpineol, e cerca de 10 % em volume de outros componentes. Como aqui definido, o termo "outros componentes" pode incluir terebentina natural, terebentina sintética, terebentina mineral, óleo de pinho, a-pineno, β-pineno, a-terpineol, β-terpineol, γ-terpineol, resinas de terpeno, α-terpeno, β-terpeno, y-terpeno, e suas misturas. Em modalidades particulares, a terebentina líquida pode incluir pelo menos um composto selecionado a partir de geraniol, 3-careno, dipenteno (p-menta-1,8-dieno), nopol, pinano, hidroperóxido de 2-pinano, hidrato de terpina, 2-pinanol, dihidromicenol, isoborneol, p-mentan-8-ol, acetato de a-terpinil, citronelol, acetato de p-mentan-8-il, 7- hidroxidihidrocitronelal, mentol, e suas misturas. Ainda em outras modalidades, a terebentina liquida pode incluir pelo menos um composto selecionado a partir de anetol, canfeno; p-cimeno, anisaldeido, acetato de 3,7-dimetil-l,6-octadieno, acetato de isobornilo, ocimeno, aloocimeno, álcoois de aloocimeno, 2-metoxi-2,6-dimetil-7,8-epoxioctano, cânfora, citral, 7-metoxidihidro-citronelal, ácido 10-camforsulfônico, cintronelal, mentona, e suas misturas. Em modalidades particulares, o leito do antracito ou carvão betuminoso triturado pode ser agitado pela passagem da dita terebentina liquida em uma temperatura na faixa entre 80 °C e cerca de 130 °C, ou possivelmente até o ponto de ebulição da dita terebentina liquida. Em outras modalidades particulares, a duração da solubilização e/ou extração, ou seja, liquefaçâo, pode estar dentro de cerca de 10 minutos a cerca de 40 minutos. Em modalidades particulares, o tempo de contato para a extração de matéria orgânica contendo hidrocarbonetos a partir de carvão é inferior a cerca de 5 minutos.
Em algumas modalidades, lignina, carvão marrom, ou outro carvão de baixa classificação pode ser triturado a tamanhos variando de cerca de 0,419 mm (40 mesh) a cerca de 0,074 mm (200 mesh), e subsequentemente ser solubilizado e/ou extraído, ou seja, liquefeito, pela imersão em uma terebentina líquida sob uma pressão na faixa de cerca de 0,1 MPa (1 atm) a cerca de 0,2 MPa (2,0 atm) . Em outras modalidades particulares, a terebentina líquida pode ser terebentina natural, sintética ou mineral que inclui até cerca de 70 a 90 % em volume de α-terpineol, cerca de 5 a 25 % em volume de β-terpineol, e cerca de 5 % em volume de outros componentes. Em modalidades particulares, o leito da lignina ou carvão marrom triturado, ou qualquer outro carvão de baixa classificação pode ser agitado pela passagem da dita terebentina líquida em uma temperatura na faixa entre 80 °C e cerca de 130 °C, ou possivelmente até o ponto de ebulição da dita terebentina líquida. Em outras modalidades particulares, a duração da solubilização e/ou extração, ou seja, liquefação, pode estar dentro de cerca de 20 minutos a cerca de 60 minutos. Em modalidades particulares, o tempo de contato para a extração de matéria orgânica contendo hidrocarbonetos a partir de carvão é inferior a cerca de 5 minutos.
Xisto Em modalidades particulares, xisto pode ser triturado a tamanhos variando de cerca de 0,419 mm (40 mesh) a cerca de 0,074 mm (200 mesh), e subsequentemente ser solubilizado e/ou extraído, ou seja, liquefeito, pela imersão em uma terebentina líquida sob uma pressão na faixa de cerca de 0,1 MPa (1 atm) a cerca de 0,2 MPa (2,0 atm) . Em outras modalidades, a terebentina líquida pode ser terebentina natural, sintética ou mineral que inclui até cerca de 70 a 90 % em volume de α-terpineol, cerca de 5 a 25 % em volume de β-terpineol, e cerca de 5 % em volume de outros componentes. Em outras modalidades particulares, o leito do xisto pode ser agitado pela passagem da dita terebentina liquida em uma temperatura na faixa entre 80 °C e cerca de 130 °C, ou possivelmente até o ponto de ebulição da dita terebentina líquida. Em outras modalidades particulares, a duração da solubilizaçâo e/ou extração, ou seja, liquefaçâo, pode estar dentro de cerca de 30 minutos a cerca de 60 minutos. Em modalidades particulares, o tempo de contato para a extração de matéria orgânica contendo hidrocarbonetos a partir de carvão é inferior a cerca de 5 minutos.
Areias Betuminosas Em modalidades particulares, areias betuminosas podem ser fragmentadas a tamanhos variando de cerca de 25,4 mm (1 mesh) a cerca de 4,76 mm (4 mesh), e subsequentemente ser solubilízado e/ou extraído, ou seja, liquefeito, pela imersão em uma terebentina líquida sob uma pressão na faixa de cerca de 0,1 MPa (1 atm) a cerca de 0,2 MPa (2,0 atm) . Em outras modalidades, a terebentina líquida pode ser terebentina natural, sintética ou mineral que inclui até cerca de 40 a 60 % em volume de α-terpineol, cerca de 30 a 50 % em volume de β-terpineol, cerca de 5 I em volume de a-e β-pineno e cerca de 5 % em volume de outros componentes.
Em outras modalidades particulares, o leito do xisto pode ser agitado pela passagem da dita terebentina liquida em uma temperatura na faixa entre cerca de 60 °C e cerca de 90 °C, ou possivelmente até o ponto de ebulição da dita terebentina liquida. Em outras modalidades particulares, a duração da solubilização e/ou extração, ou seja, liquefaçâo, pode estar dentro de cerca de 10 minutos a cerca de 30 minutos. Em modalidades particulares, o tempo de contato para a extração de matéria orgânica contendo hidrocarbonetos a partir de carvão é inferior a cerca de 5 minutos. Óleo Bruto Em modalidades particulares, óleo bruto leve e médio pode ser produzido in situ, ou seja, removido de um reservatório subterrâneo, para recuperação primária, secundária ou terciária, pela injeção de cerca de um (1,0) a cerca de cinco (5,0) volumes de poro de uma terebentina liquida. Em outras modalidades, entre cerca de dois (2,0) a cerca de quatro (4,0) volumes de poro de uma terebentina liquida podem ser injetados. Em modalidades particulares, a terebentina liquida pode ser terebentina natural, sintética ou mineral que inclui cerca de 40 a 70 % em volume de a-terpineol, cerca de 30 a 40 % em volume de β-terpineol, cerca de 10 % em volume de a- e/ou β-pineno e cerca de 10 % em volume de outros componentes. Em modalidades particulares, a injeção de uma terebentina liquida pode ser seguida pela injeção de água (waterflooding) com cerca de um (1,0) a cerca de três (3,0) volumes de poro de água.
Em modalidades particulares, óleo bruto pesado e extra pesado pode ser produzido in situ, ou seja, removido de um reservatório subterrâneo, para recuperação primária, secundária ou terciária, pela injeção de cerca de um (1,0) a cerca de cinco (5,0) volumes de poro de uma terebentina liquida. Em outras modalidades, entre cerca de dois (2,0) a cerca de quatro (4,0) volumes de poro de uma terebentina liquida podem ser injetados. Em modalidades particulares, a terebentina líquida pode ser terebentina natural, sintética ou mineral que inclui cerca de 50 a 70 % em volume de a-terpineol, cerca de 20 a 35 % em volume de β-terpineol, cerca de 10 % em volume de a- e/ou β-pineno e cerca de 5 % em volume de outros componentes. Em outras modalidades, o método pode ser usado em conjunto com injeção de vapor antes, durante ou após a injeção dos líquidos de extração de hidrocarbonetos.
Em referência à figura 1, é provido um aparelho para recuperação de matéria orgânica contendo hidrocarbonetos a partir de areias betuminosas. O aparelho 100 inclui um fornecimento de terebentina líquida 102, que pode opcionalmente ser acoplado a uma bomba 104, para fornecer uma terebentina líquida ao vaso de contato ou vaso extrator 110. Em modalidades particulares, o fornecimento de terebentina líquida pode incluir meios para aquecimento da terebentina líquida. Em determinadas modalidades, o vaso de contato pode ser um filtro rotatório ou tambor inclinado. Amostra de areias betuminosas 106 é provida ao transportador 108 ou aparelho de alimentação similar para fornecimento das areias betuminosas a uma entrada do vaso de contato 110. Opcionalmente, o transportador 108 pode incluir uma tela de filtro ou aparelho de separação similar para impedir que partículas maiores sejam introduzidas no processo. 0 vaso de contato 110 inclui pelo menos uma entrada para que a terebentina líquida seja introduzida e contatada com as areias betuminosas. 0 vaso de contato 110 pode incluir uma pluralidade de bandejas ou aletas 114 projetadas para reter as areias betuminosas no vaso de contato para uma quantidade específica de tempo, e aumentar ou controlar o contato entre as partículas de areias betuminosas e a terebentina líquida. Uma mistura de extração que inclui o líquido de extração e matéria orgânica contendo hidrocarbonetos extraída das areias betuminosas é removida do vaso de contato 110 através da saída 116, que pode incluir filtro 118 para impedir a remoção de sólidos com a mistura de extração que inclui a matéria orgânica contendo hidrocarbonetos. A bomba 120 pode ser acoplada à saída 116 para auxiliar com o fornecimento da mistura de extração ao tanque de armazenamento 122. A linha 124 pode ser acoplada ao tanque de armazenamento 112 para fornecimento da mistura de extração para processamento adicional. Após a extração da matéria orgânica contendo hidrocarbonetos, sólidos inorgânicos e outros materiais não solúveis na terebentina líquida podem ser removidos do vaso de contato através do segundo transportador 126. Os líquidos de terebentina operáveis para a recuperação dos hidrocarbonetos das areias betuminosas utilizando o aparelho 100 podem incluir, mas não serem limitados a, líquidos que incluem α-terpineol e β-terpineol.
Agora em referência à figura 2, o aparelho 200 é provido para a recuperação de matéria orgânica contendo hidrocarbonetos a partir de xisto e outras formações de rochas sedimentares que inclui materiais hidrocarbonetos renováveis. Amostra de xisto 202 é fornecida ao triturador ou britador 204 para reduzir o tamanho do xisto. Em uma modalidade, o triturador ou britador 204 reduz o xisto a cerca de entre 0, 074 e 0,42 mm em diâmetro. 0 xisto triturado pode opcionalmente ser fornecido a um filtro para garantir o tamanho de partícula uniforme e/ou conformidade. O primeiro transportador 206 provê partículas do triturador ou britador 204 ao vaso de contato 208. O vaso de contato 208 é acoplado ao suprimento de terebentina líquida 210, que pode opcionalmente ser acoplado a uma bomba, e que fornece uma terebentina líquida a pelo menos uma entrada 212 acoplada ao vaso de contato 208. Em modalidades particulares, o suprimento de terebentina líquida pode incluir meios para aquecimento da terebentina líquida. 0 vaso de contato 208 pode incluir uma pluralidade de bandejas ou aletas 214 projetadas para reter as areias betuminosas no vaso de contato por uma quantidade de tempo específica, e para aumentar ou controlar o contato entre as partículas de areias betuminosas. Em modalidades particulares, o vaso de contato pode ser um filtro rotatório inclinado ou um tambor. Uma corrente de mistura de extração pode incluir a terebentina líquida e matéria orgânica contendo hidrocarbonetos do xisto é coletada através da saída 216 e fornecida ao tanque de armazenamento 220. A bomba 218 é opcionalmente acoplada à saída 216 para auxiliar com o fornecimento da corrente de mistura de extração ao tanque de armazenamento 220. A corrente de mistura de extração pode ser acoplada à linha 222 para fornecimento da corrente de mistura de extração para processamento adicional. O segundo transportador 224 auxilia com a remoção dos materiais inorgânicos ou insolúveis do vaso de contato 208. Líquidos de terebentina operáveis para a recuperação dos hidrocarbonetos a partir de xisto utilizando o aparelho 200 podem incluir, mas não serem limitados a, α-terpineol e β-terpineol.
Agora em referência à figura 3, o aparelho 300 é provido para a recuperação de matéria orgânica contendo hidrocarbonetos a partir de carvão. Amostra de carvão 302 é fornecida ao triturador ou britador 304 para reduzir o tamanho do carvão. Em uma modalidade, o triturador ou britador 304 reduz o carvão a cerca de entre 0,01 e 1 mm em diâmetro, dependendo da qualidade da amostra de carvão. Em modalidades particulares, o triturador ou britador 304 pode ser um triturador úmido (wet grinder) . 0 carvão triturado 1 pode opcionalmente ser fornecido a um filtro para garantir o tamanho de partícula uniforme e/ou conformidade. O carvão triturado é fornecido ao primeiro vaso de contato 306. 0 primeiro vaso de contato 306 é também acoplado a um fornecimento de terebentina líquida 308, que pode opcionalmente ser acoplado a uma bomba 310, e que fornece uma terebentina líquida ao primeiro vaso de contato 306. Em modalidades particulares, o suprimento de terebentina líquida pode incluir meios para aquecimento da terebentina líquida. O primeiro vaso de contato 306 inclui meios de I mistura 312 projetados para agitar e melhorar ou controlar o contato entre as partículas sólidas de carvão e terebentina líquida. Uma corrente de mistura de extração pode incluir a terebentina líquida e matéria orgânica contendo hidrocarbonetos recuperada do xisto é coletada i através da saída do vaso de contato 313 e fornecida ao segundo vaso de contato 316. A bomba 314 é opcionalmente acoplada à saída 313 para auxiliar com o fornecimento da corrente de mistura de extração para o segundo vaso de contato 316. 0 segundo vaso de contato 316 pode incluir uma série de bandejas ou aletas 318 projetadas para aumentar ou controlar a separação dos sólidos e líquidos de terebentina. Opcionalmente, o segundo vaso de contato 316 pode ser um filtro rotatório inclinado ou tambor. A mistura de extração pode ser coletada do segundo vaso de contato 320, que pode opcionalmente ser acoplado a uma bomba 322, para auxiliar com o fornecimento da corrente de mistura de extração ao tanque de armazenamento 324. O carvão líquido e qualquer terebentina líquida presente no tanque de armazenamento 324 podem ser fornecidos a uma refinaria de carvão líquido ou outra etapa de processamento através da linha 326. O transportador 328 pode ser acoplado ao segundo vaso de contato 316 para remoção e recuperação dos sólidos como um subproduto do processo. Líquidos de terebentina operáveis para a recuperação dos hidrocarbonetos a partir de carvão utilizando o aparelho 300 podem incluir, mas não serem limitados a, α-terpineol e β-terpineol. O aparelho 300 pode ser também usado para processar xisto de alto e baixo grau.
Agora em referência à figura 4, é provido um processo 400 para o aumento da recuperação de matéria orgânica contendo hidrocarbonetos a partir de uma formação de subsuperfície contendo hidrocarbonetos. 0 reservatório contendo hidrocarbonetos 404 é mostrado posicionado abaixo da superfície 402. O poço produtor 406 já está em operação. O poço de injeção 408 é provido para a injeção de uma terebentina líquida através da linha 410. A terebentina líquida facilita a liquefaça, solubilização e/ou extração de matéria orgânica contendo hidrocarbonetos presente no reservatório, bem como provendo força motriz para empurrar a matéria orgânica contendo hidrocarbonetos na formação através do poço produtor. Uma corrente de produto de hidrocarbonetos que inclui terebentina líquida injetada é coletada através da linha 412. Terebentina líquida operável para a recuperação dos hidrocarbonetos de uma formação de subsuperfície contendo hidrocarbonetos utilizando o aparelho 400 pode incluir, mas não ser limitada a, a-terpineol e β-terpineol.
Em modalidades particulares, é provida a terebentina líquida para aumentar a produção de um poço de petróleo que inclui pelo menos cerca de 30 I em volume de terebentina natural, terebentina sintética, terebentina mineral, óleo de pinho, a-pineno, β-pineno, or-terpineol, β-terpineol, γ-terpineol, resinas de terpeno, a-terpeno, β-terpeno, γ-terpeno, e suas misturas. Em outras modalidades, a terebentina líquida inclui pelo menos 30 % em volume de geraniol, 3-careno, dipenteno (p-menta-l,8-dieno), nopol, pinano, hidroperóxido de 2-pinano, hidrato de terpina, 2-pinanol, dihidromicenol, isoborneol, p-mentan-8-ol, acetato de α-terpinil, citronelol, acetato de p-mentan-8-il, 7-; hidroxidihidrocitronelal, mentol, e suas misturas. Ainda em outras modalidades, a terebentina liquida inclui pelo menos cerca de 30 % em volume de anetol, canfeno; p-cimeno, anisaldeido, acetato de 3,7-dimetil-l,6-octadieno, acetato de isobornilo, ocimeno, aloocimeno, álcoois de aloocimeno, • 2-metoxi-2,6-dimetil-7,8-epoxioctano, cânfora, citral, 7-metoxidihidro-citronelal, ácido 10-camforsulfônico, cintronelal, mentona, e suas misturas.
Em modalidades particulares, a terebentina liquida inclui pelo menos cerca de 40 % em volume de a-terpineol. i Em outras modalidades a terebentina liquida inclui cerca de 25 % em volume de β-terpineol. Ainda em outras modalidades, a terebentina liquida inclui pelo menos cerca de 40 % em volume de α-terpineol e pelo menos cerca de 25 % em volume de β-terpineol. Em outras modalidades, a terebentina ) liquida inclui pelo menos cerca de 50 % em volume de a-terpineol, e modalidades particulares também β-terpineol. Em modalidades particulares, a terebentina liquida inclui pelo menos cerca de 20 % em volume de β-terpineol. Em modalidades particulares, a terebentina líquida inclui entre cerca de 50 e 70 % em volume de α-terpineol e entre cerca de 10 e 40 % em volume de β-terpineol.
Em outro aspecto, é provido um processo para aumentar a produção de um reservatório de subsuperfície contendo hidrocarbonetos submetendo operações de recuperação aperfeiçoadas que inclui a injeção de uma terebentina liquida no reservatório através de um poço de injeção para estimular a produção do material contendo hidrocarbonetos. A terebentina liquida pode incluir pelo menos um composto ) selecionado a partir de terebentina natural, terebentina sintética, terebentina mineral, óleo de pinho, α-pineno, β-pineno, a-terpineol, β-terpineol, γ-terpineol, resinas de terpeno, a-terpeno, β-terpeno, γ-terpeno, e suas misturas. Em outras modalidades, a terebentina liquida pode incluir i pelo menos um composto selecionado a partir de geraniol, 3-careno, dipenteno (p-menta-1,8-dieno), nopol, pinano, hidroperóxido de 2-pinano, hidrato de terpina, 2-pinanol, dihidromicenol, isoborneol, p-mentan-8-ol, acetato de a-terpiníl, citronelol, acetato de p-mentan-8-il, 7-) hidroxidihidrocitronelal, mentol, e suas misturas. Ainda em outras modalidades, a terebentina líquida pode incluir pelo menos um composto selecionado a partir de anetol, canfeno; p-cimeno, anisaldeído, acetato de 3,7-dimetil-l,6-octadieno, acetato de isobornilo, ocimeno, aloocimeno, 5 álcoois de aloocimeno, 2-metoxi-2,6-dimetil-7,8- epoxioctano, cânfora, citral, 7-metoxidihidro-citronelal, ácido 10-camforsulfônico, cintronelal, mentona, e suas misturas. Uma corrente de produção de matéria orgânica contendo hidrocarbonetos que inclui a terebentina liquida e hidrocarbonetos recuperados é recuperada a partir de um poço de produção associado com o reservatório contendo hidrocarbonetos. A corrente de produção de matéria orgânica contendo hidrocarbonetos pode ser separada em uma corrente de hidrocarbonetos recuperados e uma terebentina líquida para reciclo. Em modalidades particulares, o método pode ainda incluir a etapa de injeção de corrente de reciclo de terebentina líquida no poço de injeção.
Em outro aspecto, é provido um método para recuperação de matéria orgânica contendo hidrocarbonetos a partir da formação de subsuperfície rica em carvão contendo hidrocarbonetos. 0 método inclui as etapas de extrair a matéria orgânica contendo hidrocarbonetos por um processo consistindo essencialmente das etapas de obtenção de amostra de carvão que inclui uma matéria orgânica contendo hidrocarbonetos e trituração do carvão para produzir carvão triturado. 0 carvão triturado é filtrado e alimentado em um vaso de contato que inclui pelo menos uma entrada para fornecimento de líquido de extração ao vaso de contato. 0 carvão triturado é contatado com um líquido não aquoso de extração de hidrocarbonetos substancialmente livre de surfactantes consistindo essencialmente de uma terebentina liquida selecionada a partir do grupo consistindo de terebentina natural, terebentina sintética, terebentina mineral, óleo de pinho, a-pineno, β-pineno, a-terpineol, β-terpineol, γ-terpineol, resinas de terpeno, α-terpeno, β-terpeno, γ-terpeno, geraniol, 3-careno, dipenteno (p-menta- 1.8- dieno), nopol, pinano, hidroperóxido de 2-pinano, hidrato de terpina, 2-pinanol, dihidromicenol, isoborneol, p-mentan-8-ol, acetato de α-terpinil, citronelol, acetato de p-mentan-8-il, 7-hidroxidihidrocitronelal, mentol, anetol, canfeno; p-cimeno, anisaldeido, acetato de 3,7-dimetil-1,6-octadieno, acetato de isobornilo, ocimeno, aloocimeno, álcoois de aloocimeno, 2-metoxi-2,6-dimetil- 7.8- epoxioctano, cânfora, citral, 7-metoxidihidro-citronelal, ácido 10-camforsulfônico, cintronelal, mentona, e suas misturas, tal que uma mistura de extração é formada e um material residual é formado. A mistura de extração inclui pelo menos uma parte da matéria orgânica contendo hidrocarbonetos na terebentina liquida, e o material residual inclui pelo menos uma parte do material não solúvel do carvão que não é solúvel na terebentina liquida. 0 material residual é separado da mistura de extração, e a matéria orgânica contendo hidrocarbonetos é separada da terebentina liquida para produzir uma corrente de produto de hidrocarbonetos e uma corrente de terebentina liquida, em que a corrente de produto de hidrocarbonetos inclui pelo menos uma parte da matéria orgânica contendo hidrocarbonetos do carvão. Pelo menos uma parte da corrente de terebentina líquida é reciclada para a etapa de contato.
Em outro aspecto, é provido um método para aumentar a produção de uma formação de hidrocarbonetos de subsuperfície contendo hidrocarbonetos submetido a operações de recuperação aperfeiçoadas. 0 método inclui as etapas de injeção de uma terebentina liquida na formação através de um poço de injeção. Em modalidades particulares, a terebentina líquida inclui pelo menos cerca de 40 % em volume de α-terpineol e pelo menos cerca de 10 I em volume de β-terpineol. A terebentina líquida solubiliza, extrai e/ou substitui os materiais contendo hidrocarbonetos da formação, que são subsequentemente recuperados da formação com a terebentina líquida através de um poço de produção. Em determinadas modalidades, o método ainda inclui a separação de hidrocarbonetos da terebentina líquida. Ainda em outras modalidades, o método ainda incluiu a reciclagem da terebentina líquida para o poço de injeção. Em modalidades particulares, α-terpineol está presente em uma quantidade entre cerca de 40 e 70 % em volume. Em outras modalidades particulares, α-terpineol está presente em uma quantidade de pelo menos cerca de 70 % em voluma. Ainda em modalidades particulares, β-terpineol está presente em uma quantidade entre cerca de 10 e 40 % em volume. Em outras modalidades, a terebentina liquida ainda inclui até cerca de 10 % em volume de γ-terpineol. Em outras modalidades, a terebentina liquida pode incluir até cerca de 25 % em volume de um solvente orgânico selecionado a partir de metanol, etanol, propanol, tolueno e xilenos. 0 método é útil para a recuperação de matéria orgânica contendo hidrocarbonetos durantes as operações de recuperação primária, secundária e terciária, incluindo depois as operações de recuperação secundária que incluem injeção de água (waterflooding) .
Em outro aspecto, é provida uma terebentina líquida para a recuperação de matéria orgânica contendo hidrocarbonetos a partir de areias betuminosas. Em uma modalidade, a terebentina liquida inclui pelo menos cerca de 30 % em volume de α-terpineol e pelo menos cerca de 25 % em volume de β-terpineol. Em outra modalidade, a terebentina líquida inclui entre cerca de 30 e 70 % em volume de α-terpineol, entre cerca de 25 e 55 % em volume de β-terpineol, até cerca de 10 % em volume de α-terpeno, e até cerca de 10 % em volume de β-terpeno.
Em outro aspecto, é provida uma terebentina líquida para recuperação da matéria orgânica contendo hidrocarbonetos de fontes de carvão de alto grau, tal como, por exemplo, antracito ou carvão betuminoso. Em uma modalidade, a terebentina liquida inclui pelo menos cerca de 45 % em volume de α-terpineol e pelo menos cerca 15 % em volume de β-terpineol. Em outra modalidade, a terebentina líquida inclui entre cerca de 45 e 80 % em volume de a-terpineol, entre cerca de 15 e 45 % em volume de β-terpineol, até cerca de 10 % em volume de α-terpeno, e até cerca de 10 % em volume de β-terpeno.
Em um aspecto, é provida uma terebentina líquida para recuperação da matéria orgânica contendo hidrocarbonetos de fontes de carvão de baixo grau. Em uma modalidade, a terebentina liquida inclui pelo menos cerca de 60 % em volume de α-terpineol e até cerca 30 % em volume de β-terpineol. Em outra modalidade, a terebentina líquida inclui entre cerca de 60 e 95 % em volume de a-terpineol, até cerca de 30 % em volume de β-terpineol, até cerca de 5 % em volume de α-terpeno, e até cerca de 5 % em volume de β-terpeno.
Em outro aspecto, é provida uma terebentina líquida para recuperação da matéria orgânica contendo hidrocarbonetos a partir de xisto. Em uma modalidade, xisto geralmente se refere a qualquer rocha sedimentar que contém materiais betuminosos. Em uma modalidade, a terebentina líquida inclui pelo menos cerca de 60 % em volume de a-terpineol e até cerca 30 % em volume de β-terpineol. Em outra modalidade, a terebentina liquida inclui entre cerca de 60 e 95 % em volume de α-terpineol, até cerca de 30 % em volume de β-terpineol, até cerca de 5 I em volume de a-terpeno, e até cerca de 5 % em volume de β-terpeno.
Em outro aspecto, é provida uma terebentina liquida para recuperação da matéria orgânica contendo hidrocarbonetos a partir de óleo bruto leve e médio. Em uma modalidade, a terebentina liquida inclui pelo menos entre cerca de 40 e 70 % em volume de α-terpineol e pelo menos entre cerca de 30 e 40 I em volume de β-terpineol. Ainda em outra modalidade, a terebentina liquida inclui entre cerca de 40 e 70 % em volume de α-terpineol, entre cerca de 30 e 40 I em volume de β-terpineol, até cerca de 10 % em volume de a-terpeno, e até cerca de 10 % em volume de β-terpeno.
Em outro aspecto, é provida uma terebentina liquida para recuperação da matéria orgânica contendo hidrocarbonetos a partir de óleo bruto pesado e extra pesado. Em uma modalidade, a terebentina líquida inclui pelo menos entre cerca de 50 e 70 % em volume de a-terpineol e pelo menos entre cerca de 30 e 40 % em volume de β-terpineol. Em outra modalidade, a terebentina líquida inclui entre cerca de 50 e 70 I em volume de a-terpineol, entre cerca de 30 e 40 % em volume de β-terpineol, até cerca de 10 % em volume de α-terpeno, e até cerca de 10 % em volume de β-terpeno.
Em outro aspecto, é provido um método para recuperação de matéria orgânica contendo hidrocarbonetos a partir de areias betuminosas. 0 método inclui a obtenção de uma amostra de areia betuminosa, tal como, por exemplo, pela extração de uma formação rica em areias betuminosas para prover uma amostra de areias betuminosas, em que a amostra de areias betuminosas inclui uma matéria orgânica contendo hidrocarbonetos e material residual inorgânico ou insolúvel. A amostra de areias betuminosas é fornecida a um vaso de contato, em que o vaso de contato inclui pelo menos uma entrada para fornecimento de um liquido de extração de hidrocarbonetos que consiste essencialmente de uma terebentina liquida para recuperação de hidrocarbonetos das areias betuminosas. A amostra de areias betuminosas é contatada com um liquido de extração de hidrocarbonetos e agitada para extrair a matéria orgânica contendo hidrocarbonetos das areias betuminosas para produzir um i material residual e uma mistura de extração. A mistura de extração inclui o liquido de extração de hidrocarbonetos e matéria orgânica contendo hidrocarbonetos recuperada, e o material residual que inclui pelo menos uma parte do material não solúvel. A mistura de extração é separada do i material residual, e é ainda separada em uma corrente de produto de hidrocarbonetos e uma corrente de líquido de extração de hidrocarbonetos, em que a corrente de líquido de extração de hidrocarbonetos inclui pelo menos uma parte da matéria orgânica contendo hidrocarbonetos extraída das areias betuminosas. Em modalidades particulares, o método ainda inclui a etapa de reciclagem da corrente de terebentina líquida para o vaso de contato. Em outras modalidades, a mistura de extração pode ser separada por destilação para produzir a corrente de produto de hidrocarbonetos e a corrente de reciclo de terebentina líquida.
Em modalidades particulares, a terebentina líquida pode incluir α-terpíneol. Em outras modalidades, a terebentina líquida pode incluir pelo menos cerca de 40 % em volume de α-terpineol e entre cerca de 10 e 40 % em volume de β-terpineol. Em determinadas modalidades, entre cerca de 0,5 a 4 equivalentes de terebentina líquida são usados para contatar as areias betuminosas e recuperar os hidrocarbonetos. Em modalidades particulares, entre cerca de 0,5 a 2,0 equivalentes de terebentina líquida são usados para contatar as areias betuminosas e recuperar os hidrocarbonetos.
Em outro aspecto, é provido um método para recuperação de matéria orgânica contendo hidrocarbonetos a partir de um xisto rico em hidrocarbonetos. O método inclui extração de uma formação rochosa que inclui matéria orgânica contendo hidrocarbonetos para produzir um xisto contendo hidrocarbonetos que inclui uma matéria de hidrocarbonetos recuperável e material inorgânico ou insolúvel. 0 xisto é triturado para produzir xisto contendo hidrocarbonetos cominuido. 0 xisto contendo hidrocarbonetos cominuido é então filtrado com uma tela de filtro para impedir ou controlar que partículas excessivamente grandes sejam fornecidas ao processo de extração. 0 xisto contendo hidrocarbonetos cominuido é alimentado a um vaso de contato, em que o vaso de contato inclui pelo menos uma entrada para fornecimento de um líquido de extração de hidrocarbonetos consistindo essencialmente de uma terebentina líquida para recuperação de hidrocarbonetos a partir do xisto contendo hidrocarbonetos triturado. 0 xisto contendo hidrocarbonetos triturado é contatado com o líquido de extração de hidrocarbonetos tal que uma mistura de extração é formada e um material residual é formado, em que a mistura de extração inclui pelo menos uma parte de matéria orgânica contendo hidrocarbonetos no solvente de extração de hidrocarbonetos e o material residual inclui pelo menos uma parte do material não solúvel a partir do xisto. A mistura de extração é separada do material residual. A matéria orgânica contendo hidrocarbonetos do líquido de extração de hidrocarbonetos na mistura de extração é separada da terebentina líquida para produzir uma corrente de produto de hidrocarbonetos que inclui pelo menos uma parte da matéria orgânica contendo hidrocarbonetos e uma corrente de líquido de extração de hidrocarbonetos. Em modalidades particulares, a corrente de terebentina líquida é reciclada para o vaso de contato. Em outras modalidades, o xisto contendo hidrocarbonetos cominuído tem um tamanho médio de partícula inferior a cerca de 0,4 mm em diâmetro. Em outras modalidades do i método de recuperação de matéria orgânica contendo hidrocarbonetos a partir de xisto, a terebentina líquida inclui pelo menos um composto selecionado a partir de terebentina natural, terebentina sintética, terebentina mineral, óleo de pinho, a-pineno, β-pineno, a-terpineol, β-i terpineol, γ-terpineol, resinas de terpeno, α-terpeno, β-terpeno, γ-terpeno, ou suas misturas. Em outras modalidades, a terebentina líquida inclui pelo menos um composto selecionado a partir de geraniol, 3-careno, dipenteno (p-menta-1,8-dieno), nopol, pinano, hidroperóxído ) de 2-pinano, hidrato de terpina, 2-pinanol, dihidromicenol, isoborneol, p-mentan-8-ol, acetato de a-terpinil, citronelol, acetato de p-mentan-8-il, 7- hidroxidihidrocitronelal, mentol, e suas misturas. Em outras modalidades, a terebentina líquida inclui pelo menos > um composto selecionado a partir de anetol, canfeno; p- cimeno, anisaldeido, acetato de 3,7-dimetil-l,6-octadieno, acetato de isobornilo, ocimeno, aloocimeno, álcoois de aloocimeno, 2-metoxi-2,6-dimetil-7,8-epoxioctano, cânfora, citral, 7-metoxidihidro-citronelal, ácido 10-camforsulfônico, cintronelal, mentona, e suas misturas. Em modalidades particulares, a terebentina liquida pode incluir pelo menos cerca de 40 % em volume de α-terpineol e entre cerca de 10 e 40 % em volume de β-terpineol. Em determinadas modalidades, entre 0,5 e 4,0 equivalentes de terebentina liquida são usados para contatar o xisto e matéria orgânica contendo hidrocarbonetos recuperada. Em determinadas modalidades, entre 0,5 e 2,0 equivalentes de terebentina liquida são usados para contatar o xisto e hidrocarbonetos recuperados.
Em outro aspecto, é provido um método de recuperação de matéria orgânica contendo hidrocarbonetos a partir de uma formação de subsuperfície rica em carvão. O método inclui a obtenção de um carvão, tal como, por exemplo, pela extração da formação de subsuperfície para produzir carvão, i em que o carvão inclui uma matéria orgânica contendo hidrocarbonetos recuperável e material inorgânico ou insolúvel. O carvão é triturado para produzir carvão triturado e filtrado para prover uma amostra de tamanho uniforme ou desejado. 0 carvão triturado é alimentado em um i vaso de contato, em que o vaso de contato inclui pelo menos uma entrada para fornecimento de um líquido de extração de hidrocarbonetos consistindo essencialmente de uma terebentina líquida para recuperação de hidrocarbonetos a partir de carvão triturado, e contatado com líquido de > extração de hidrocarbonetos tal que uma mistura de extração é formada e um material residual é formado, em que a mistura de extração inclui pelo menos uma parte de matéria orgânica contendo hidrocarbonetos no líquido de extração de hidrocarbonetos. A mistura residual inclui pelo menos uma ) parte de material não solúvel a partir de carvão. 0 material residual é separado da mistura de extração. Matéria orgânica contendo hidrocarbonetos é separada do líquido contendo hidrocarbonetos para produzir uma corrente de produtos de hidrocarbonetos que inclui pelo menos uma 5 parte da matéria orgânica contendo hidrocarbonetos do carvão e uma corrente de líquido de extração de hidrocarbonetos. Em determinadas modalidades, o método inclui ainda a reciclagem da corrente do líquido de extração de hidrocarbonetos para o vaso de contato. Ainda 3 em outra modalidade, a corrente de produto de carvão líquido é fornecida a uma refinaria de carvão líquido. Em modalidades particulares, a amostra de carvão inclui um carvão de grau inferior com um tamanho médio de partícula de menos que cerca de 0,4 mm. Em modalidades particulares, a amostra de carvão inclui um carvão de grau superior com um tamanho médio de partícula de menos que cerca de 1 mm.
Ainda em outras modalidades do método de recuperação de matéria orgânica contendo hidrocarbonetos a partir de carvão, a terebentina líquida inclui pelo menos um composto selecionado a partir de terebentina natural, terebentina sintética, terebentina mineral, óleo de pinho, α-pineno, β-pineno, a-terpineol, β-terpineol, γ-terpineol, resinas de terpeno, a-terpeno, β-terpeno, γ-terpeno, ou suas misturas. Em outras modalidades, a terebentina líquida inclui pelo menos um composto selecionado a partir de geraniol, 3-careno, dipenteno (p-menta-1,8-dieno), nopol, pinano, hidroperóxido de 2-pinano, hidrato de terpina, 2-pinanol, dihidromicenol, isoborneol, p-mentan-8-ol, acetato de a-terpinil, citronelol, acetato de p-mentan-8-il, 7-hidroxidihidrocitronelal, mentol, e suas misturas. Em outras modalidades, a terebentina líquida inclui pelo menos um composto selecionado a partir de anetol, canfeno; p-cimeno, anisaldeído, acetato de 3,7-dimetil-l,6-octadieno, acetato de isobornilo, ocimeno, aloocimeno, álcoois de aloocimeno, 2-metoxi-2,6-dimetil-7,8-epoxioctano, cânfora, citral, 7-metoxidihidro-citronelal, ácido 10- camforsulfônico, cintronelal, mentona, e suas misturas. Em modalidades particulares, a terebentina líquida inclui pelo i menos cerca de 60 % em volume de α-terpineol. Em modalidades particulares, a terebentina liquida inclui pelo menos cerca de 45 % em volume de α-terpineol e pelo menos cerca de 15 % em volume de β-terpineol. Em outras modalidades particulares, a terebentina liquida inclui pelo menos cerca de 60 % em volume de α-terpineol e até cerca de 30 % em volume de β-terpineol. Em determinadas modalidades, entre 0,5 e 4,0 equivalentes de terebentina liquida são usados para contatar carvão e matéria orgânica contendo hidrocarbonetos recuperada. Em determinadas modalidades, entre 0,5 e 2,0 equivalentes de terebentina liquida são usados para contatar xisto e matéria orgânica contendo hidrocarbonetos recuperada.
Em outro aspecto, é provido um método para aumentar a recuperação de matéria orgânica contendo hidrocarbonetos a partir de poço de produção, em que' o poço de produção é acoplado a uma formação de subsuperficie contendo hidrocarbonetos que inclui material contendo hidrocarboneto. 0 método inclui as etapas de extração de matéria orgânica contendo hidrocarbonetos por um processo que inclui as etapas de fornecimento de um poço de injeção que está em comunicação fluida com a formação de subsuperficie. Um primeiro liquido substancialmente livre de surfactante que inclui um liquido de extração de hidrocarbonetos não aquoso consistindo essencialmente de uma terebentina liquida que inclui terpineol. 0 liquido de extração de hidrocarbonetos é injetado através do poço de injeção e na formação, em que o líquido de extração de hidrocarbonetos e a matéria orgânica contendo hidrocarbonetos a partir da formação de subsuperfície contendo hidrocarbonetos formam uma mistura de extração que inclui pelo menos uma parte da matéria orgânica contendo hidrocarbonetos da mistura de extração em pelo menos uma parte da terebentina líquida. A mistura de extração é recuperada da formação através do poço de produção, e a mistura de extração para produzir uma corrente de produto de hidrocarbonetos e uma corrente de terebentina líquida.
Em outro aspecto, é provido um sistema para recuperação de matéria orgânica contendo hidrocarbonetos a partir de areias betuminosas. 0 sistema de recuperação de areias betuminosas inclui um tanque para fornecimento de uma terebentina líquida e um vaso de contato, em que o vaso de contato incluí pelo menos uma entrada para introdução da terebentina líquida e pelo menos uma saída para recuperação de uma mistura de extração do vaso de contato. 0 sistema também inclui um primeiro transportador para fornecimento de areias betuminosas ao vaso de contato. É provido um tanque de armazenamento que inclui uma linha que conecta o tanque de armazenamento ao vaso de contato, em que a linha que conecta o vaso de contato e o tanque de armazenamento inclui um filtro para impedir a passagem de sólidos ao tanque de armazenamento. O sistema também inclui um segundo transportador para a recuperação e transporte dos sólidos.
Em uma modalidade, o vaso de contato é um filtro rotatório inclinado que inclui uma série de aletas ou bandejas para separação e ou controle das areias betuminosas. Em outra modalidade, as aletas ou bandejas são providas para aumentar ou controlar o tempo de contato entre as areias betuminosas e a terebentina liquida. Em modalidades particulares, a terebentina liquida pode inclui α-terpineol. Em outras modalidades, a terebentina liquida pode incluir entre cerca de 30 % e cerca de 70 % em volume de α-terpineol e entre cerca de 25 % e cerca de 55 % em volume de β-terpineol.
Em outro aspecto, é provido um sistema para recuperação de matéria orgânica contendo hidrocarbonetos a partir de xisto. O sistema inclui ura tanque para fornecimento de uma terebentina liquida e um triturador para cominuição do xisto para um tamanho de partícula reduzido. Um vaso de contato é provido, o qual inclui pelo menos uma entrada para introdução de terebentina líquida, pelo menos uma entrada para recebimento de xisto triturado, pelo menos uma saída para recuperação de sólidos do vaso de contato e pelo menos uma saída para recuperação de uma mistura de extração do vaso de contato. Um primeiro transportador é provido para fornecimento de xisto triturado a um vaso de contato. 0 sistema ainda inclui um tanque de armazenamento, em que o tanque de armazenamento inclui uma linha que conecta o tanque de armazenamento ao vaso de contato, em que a linha inclui um filtro para impedir a passagem de sólidos ao tanque de armazenamento; um segundo transportador para recuperação de sólidos. Em modalidades particulares, o sistema ainda inclui uma linha para fornecimento de uma mistura reacional incluindo os hidrocarbonetos recuperados e a terebentina liquida a uma refinaria para separação e/ou processamento adicional. Em modalidades particulares, a terebentina liquida pode incluir α-terpineol. Em outras modalidades, a terebentina liquida pode incluir entre cerca de 60 % e cerca de 95 % em volume de α-terpineol e até cerca de 30 I em volume de β-terpineol. Em outras modalidades, a terebentina liquida pode incluir entre cerca de 70 I e cerca de 90 % em volume de α-terpineol e entre cerca de 5 % e cerca de 25 % em volume de β-terpineol.
Em outro aspecto, é provido um sistema para recuperação de matéria orgânica contendo hidrocarbonetos a partir de carvão. 0 sistema inclui um tanque para fornecimento de uma terebentina liquida e um triturador para cominuição do carvão para produzir material particulado de um tamanho reduzido. Opcionalmente, o sistema pode incluir um filtro para impedir a introdução de partículas grandes. Um vaso de contato é provido, o qual inclui pelo menos uma entrada para introdução de terebentina líquida e pelo menos uma saída para recuperação de sólidos e líquidos do vaso de contato. 0 vaso de contato inclui também meios de agitação para misturar cuidadosamente a terebentina liquida e o carvão cominuído. Um separador é provido para separação de sólidos e líquidos, em que o separador inclui uma entrada, uma saída e uma linha que conecta a entrada do separador à saída do vaso de contato. 0 sistema também inclui um tanque de armazenamento, em que o tanque de armazenamento inclui uma linha que conecta o tanque de armazenamento no separador, em que a linha pode incluir um filtro para impedir a passagem dos sólidos para o tanque de armazenamento.
Em modalidades particulares, o sistema ainda inclui um filtro para impedir seletivamente que partículas com um diâmetro maior que cerca de 1 mm sejam introduzidas no vaso de contato. Em outras modalidades particulares, o sistema ainda inclui uma linha para fornecimento de um produto de carvão líquido a uma refinaria para processamento adicional. Em modalidades particulares, o sistema ainda inclui um primeiro transportador para fornecimento de carvão triturado ao vaso de contato. Em outras modalidades, o sistema ainda inclui um segundo transportador para remoção dos sólidos do separador. Em modalidades particulares, a terebentina liquida pode incluir a-terpineol. Em outras modalidades dirigidas à recuperação de hidrocarbonetos a partir de carvão de grau superior, a terebentina liquida pode incluir entre cerca de 45 I e cerca de 80 % em volume de α-terpineol e entre cerca de 15 % e cerca de 45 % em volume de β-terpineol. Em outras modalidades dirigidas à recuperação de hidrocarbonetos a partir de carvão de grau inferior, a terebentina liquida pode incluir entre cerca de 60 % e cerca de 95 % em volume de α-terpineol e entre cerca de 0 % e cerca de 30 % em volume de β-terpineol.
Em modalidades particulares, o liquido de extração de hidrocarbonetos pode ser separador da matéria orgânica contendo hidrocarbonetos em, adjacente a, ou na proximidade perto do local de extração do material contendo hidrocarbonetos, ou seja, carvão, xisto, areias betuminosas, óleo bruto, óleo bruto pesado, gás natural e gás de petróleo, betume bruto, querogênio, asfalto natural e/ou asfalteno.
Em modalidades adicionais, o liquido de extração de hidrocarbonetos pode ser parcialmente separado da matéria orgânica contendo hidrocarbonetos em, adjacente à, ou na proximidade perto do local de extração. Nessas modalidades, a parte do liquido de extração de hidrocarbonetos é permitida a permanecer na matéria orgânica contendo hidrocarbonetos, reduzindo, com isso, a viscosidade e impedindo a corrosão durante o armazenamento e transporte.
Em outra modalidade, a separação do liquido de extração de hidrocarbonetos da matéria orgânica contendo hidrocarbonetos ocorre em uma instalação à jusante que pode estar distante do local de extração, por exemplo, em uma refinaria.
Em outro aspecto, a separação parcial ou total dos líquidos de extração de hidrocarbonetos pode se aplicar aos outros métodos de recuperação de hidrocarbonetos para obter as vantagens providas pela presente invenção.
Em outro aspecto, é provido um método para otimização de uma terebentina líquida para extração de matéria orgânica contendo hidrocarbonetos do material contendo hidrocarbonetos. Geralmente, o método inclui o fornecimento de uma amostra de material contendo hidrocarbonetos e analise do material de hidrocarbonetos para determinar o tipo de hidrocarboneto a ser extraído. É provida uma formulação para extração de matéria orgânica contendo hidrocarbonetos a partir de material de hidrocarbonetos, em que a formulação é uma função do tipo de formação, condições gerais de operação, e o tamanho do material de hidrocarboneto particulado. Em geral, a formulação inclui pelo menos cerca de 40 % em volume de α-terpineol e pelo menos cerca de 10 % em volume de β-terpineol. A quantidade de α-terpineol e β-terpineol na formulação é então ajustada com base nos parâmetros indicados acima. Em geral, enquanto o método mencionado acima provê um bom ponto de partida para determinação da formulação desejada para extração de vários materiais contendo hidrocarbonetos, para outros materiais contendo hidrocarbonetos e sob condições especificas de operação, ou uma série de experimentos estatisticamente planejados ou uma série de experimentos de acordo com um método de otimização pode ser realizada para determinar a composição ótima da terebentina líquida.
Como mostrado na tabela 1, a formulação específica para extração, liquefação e/ou solubilização de matéria orgânica contendo hidrocarbonetos a partir de areias betuminosas varia com base no tamanho de partícula. Em modalidades particulares, o método para preparação de uma terebentina líquida para extração de matéria orgânica contendo hidrocarbonetos a partir de areias betuminosas inclui o ajuste da quantidade de α-terpíneol e β-terpineol na formulação como uma função do tamanho da partícula sólida rica em hidrocarbonetos a ser extraída. Em outras modalidades, se a matéria orgânica particulada contendo hidrocarbonetos inclui carvão de grau inferior ou xisto, a quantidade de α-terpineol na terebentina líquida é aumentada e a quantidade de β-terpineol na terebentina líquida é reduzida. Em outras modalidades, se a matéria orgânica particulada contendo hidrocarbonetos inclui areias betuminosas, a quantidade de α-terpineol na terebentina líquida é reduzida e a quantidade de β-terpineol na terebentina liquida é aumentada. Em outras modalidades, se a matéria orgânica particulada contendo hidrocarbonetos inclui areias betuminosas e o diâmetro médio do material particulado for inferior a 4,76 mm, então a quantidade de α-terpineol na terebentina liquida é reduzida e a quantidade de β-terpineol na terebentina líquida é aumentada. Em outras modalidades, se a matéria orgânica particulada contendo hidrocarbonetos inclui areias betuminosas e o diâmetro médio do material particulado for superior a 25 mm (1 mesh), então a quantidade de a-terpineol na terebentina líquida é reduzida e a quantidade de β-terpineol na terebentina líquida é aumentada.
Tabela 1 - Formulações para Extração de Areias Betuminosas com base no tamanho de partícula.
Semelhante ao que é mostrado acima em relação à extração das areias betuminosas, conforme mostrado nas tabelas 2 e 3, a formulação para extração, liquefação e/ou solubilização de carvão depende do tamanho de partícula, qualidade do carvão a ser extraído, e condições gerais de operação. Em uma modalidade do método para preparação de uma terebentina líquida para extração de matéria orgânica contendo hidrocarbonetos, se o material contendo hidrocarbonetos inclui antracito, carvão betuminoso, ou outro carvão de grau superior e o diâmetro médio do material particulado for inferior a cerca de 0,1 mm, então a quantidade de α-terpineol na terebentina líquida é reduzida e a quantidade de β-terpineol na terebentina líquida é aumentada. Em outras modalidades, se o material particulado contendo hidrocarbonetos inclui antracito, carvão betuminoso, ou outro carvão de grau superior e o diâmetro médio do material particulado for superior a cerca de 1 mm, então a quantidade de α-terpineol na terebentina liquida é reduzida e a quantidade de β-terpineol na terebentina líquida é aumentada. Em uma modalidade, se o material particulado rico em hidrocarbonetos inclui carvão de grau inferior e o diâmetro médio do material particulado for inferior a cerca de 0,07 mm, então a quantidade de a-terpineol na terebentina líquida é reduzida e a quantidade de β-terpineol na terebentina líquida é aumentada. Em outra modalidade, se o material particulado rico em hidrocarbonetos inclui carvão de grau inferior e o diâmetro médio do material particulado for superior a cerca de 0,4 mm, então a quantidade de α-terpineol na terebentina líquida é reduzida e a quantidade de β-terpineol na terebentina líquida é aumentada.
Tabela 2 - Formulações para Extração de Carvão de Grau Superior com base no tamanho de partícula.
Tabela 3 - Formulações para Extração de Carvão de Grau Inferior com base no tamanho de partícula.
Semelhante ao que é mostrado acima em relação à extração das areias betuminosas e carvão, conforme mostrado na tabela 4, a formulação para extração, liquefação e/ou solubilização de xisto depende do tamanho de partícula. Em uma modalidade do método para preparação de uma composição para extração de matéria orgânica contendo hidrocarbonetos, se o material particulado rico em hidrocarbonetos inclui xisto e o diâmetro médio do material particulado for inferior a cerca de 0,074 mm, então a quantidade de a-terpineol na terebentina líquida é reduzida e a quantidade de β-terpineol na terebentina líquida é aumentada. Em outra modalidade, se o material particulado rico em hidrocarbonetos inclui xisto e o diâmetro médio do material particulado for superior a cerca de 0,42 mm, então a quantidade de α-terpineol na terebentina líquida é reduzida e a quantidade de β-terpineol na terebentina líquida é aumentada.
Tabela 4 - Formulações para Extração de Xisto com base no tamanho de partícula. A formulação para extração de óleo bruto depende similarmente do tipo de óleo bruto a ser extraído, liquefeito e/ou solubílizado. Conforme mostrado na tabela 5, a formulação para extração, liquefação e/ou solubilização de óleo bruto é uma função de ambos do tamanho do poro e da qualidade da densidade do óleo bruto a ser extraído. 0 método inclui o fornecimento de uma formulação de terebentina líquida que inclui pelo menos cerca de 50 % em volume de α-terpineol e pelo menos cerca de 20 % em volume de β-terpineol; ajuste da quantidade de α-terpineol e β-terpineol na formulação de terebentina líquida com base na densidade do hidrocarboneto líquido a ser extraído. Em uma modalidade, se a gravidade do API do hidrocarboneto líquido for maior que cerca de 22°, então a quantidade de α-terpineol na terebentina líquida é reduzida e a quantidade de β-terpineol na terebentina líquida é aumentada. Em outra modalidade, se a gravidade do API do hidrocarboneto líquido for menor que cerca de 22°, então a quantidade de α-terpineol na terebentina líquida é aumentada e a quantidade de β-terpineol na terebentina líquida é reduzida.
Como aqui usado, óleos leves têm um API de pelo menos cerca de 31°, óleos brutos médios têm um API de entre cerca de 22° e cerca de 31°, óleos brutos pesados têm um API de entre cerca de 10° e cerca de 22°, e óleos brutos extra pesados têm um API inferior a cerca de 10°.
Tabela 5 - Formulações para Extração de Óleo Bruto com base na densidade API, Em outro aspecto, é provido um método para preparação de uma terebentina liquida para aumentar a recuperação de matéria orgânica contendo hidrocarbonetos de uma formação de subsuperficie. 0 método inclui o fornecimento de uma formulação que compreende pelo menos cerca de 50 % em volume de α-terpineol e pelo menos cerca de 20 % em volume de β-terpineol, e ajuste da quantidade de α-terpineol e β-terpineol na formulação com base nas características geológicas da formação de subsuperficie.
Em outro aspecto, é provida uma composição para limpeza e/ou recuperação dos hidrocarbonetos de um vaso contendo hidrocarbonetos líquidos, em que a composição inclui pelo menos um composto selecionado a partir de terebentina natural, terebentina sintética, terebentina mineral, óleo de pinho, a-pineno, β-pineno, α-terpineol, β- terpineol, γ-terpineol, resinas de terpeno, α-terpeno, β-terpeno, γ-terpeno, ou suas misturas. Em outras modalidades, a composição para limpeza e/ou recuperação de hidrocarbonetos inclui pelo menos um composto selecionado a partir de geraniol, 3-careno, dipenteno (p-menta-1,8-dieno), nopol, pinano, hidroperóxido de 2-pinano, hidrato de terpina, 2-pinanol, dihidromicenol, isoborneol, p-mentan-8-ol, acetato de α-terpinil, citronelol, acetato de p-mentan-8-il, 7-hidroxidihidrocitronelal, mentol, e suas misturas. Ainda em outras modalidades, a composição para limpeza e/ou recuperação de hidrocarbonetos inclui pelo menos um composto selecionado a partir de anetol, canfeno; p-cimeno, anisaldeido, acetato de 3,7-dimetil-l, 6-octadieno, acetato de isobornilo, ocimeno, aloocimeno, álcoois de aloocimeno, 2-metoxi-2, 6-dimetil-7,8-epoxioctano, cânfora, citral, 7-metoxidihidro-citronelal, ácido 10-camforsulfônico, cintronelal, mentona, e suas misturas. Em uma modalidade, a composição inclui pelo menos um composto dos seguintes: a-pineno, β-pineno, a-terpineol e β-terpineol. Em outra modalidade, a composição inclui pelo menos cerca de 25 % em volume de α-terpineol ou β-terpineol.
Em outro aspecto, é provido um método para limpeza e/ou recuperação de hidrocarbonetos de um vaso contendo hidrocarbonetos líquidos. 0 método inclui o contato do interior do vaso com uma composição de limpeza de hidrocarbonetos que inclui pelo menos um composto selecionado a partir de a-pineno, β-pineno, a-terpineol e β-terpineol para criar uma mistura, em que a mistura inclui o resíduo de hidrocarboneto líquido e a composição de limpeza de hidrocarbonetos. A mistura é recuperada e removida do vaso. Em modalidades particulares, a composição de limpeza inclui pelo menos cerca de 25 % em volume de a-terpineol ou β-terpineol. Em outras modalidades particulares, a composição de limpeza inclui pelo menos cerca de 25 % em volume de α-terpineol e pelo menos cerca de 25 % em volume de β-terpineol.
Em uma modalidade, a presente invenção provê um método de extração de matéria orqânica contendo hidrocarbonetos a partir de um material contendo hidrocarbonetos, compreendendo a extração da matéria orgânica contendo hidrocarbonetos por um processo compreendendo, consistindo essencialmente de, ou consistindo de fornecimento de um primeiro líquido substancialmente livre de surfactante compreendendo um líquido de extração de hidrocarbonetos não aquoso consistindo essencialmente de uma terebentina líquida, contatando o material contendo hidrocarbonetos com o líquido de extração de hidrocarbonetos não aquoso, tal que uma mistura de extração é formada, a mistura de extração compreendendo pelo menos uma parte da matéria orgânica contendo hidrocarbonetos extraída no líquido de extração de hidrocarbonetos não aquoso, e separação da mistura de extração de qualquer material residual contendo material não solúvel do material contendo hidrocarbonetos que não é solúvel no líquido de extração de hidrocarbonetos não aquoso.
Em uma modalidade adicional, a matéria orgânica contendo hidrocarbonetos contata o líquido de extração de hidrocarbonetos in sítu em uma formação subterrânea contendo matéria orgânica contendo hidrocarbonetos, e são providos meios para extração de matéria orgânica contendo hidrocarbonetos de uma formação subterrânea.
Em uma modalidade adicional, a mistura de extração pode ser separada em uma primeira e uma segunda parte, a primeira parte da mistura de extração compreendendo um produto de hidrocarbonetos compreendendo pelo menos uma parte da matéria orgânica contendo hidrocarbonetos, a segunda parte da mistura de extração compreendendo pelo menos uma parte do líquido de extração de hidrocarbonetos.
Em uma modalidade, a quantidade de matéria orgânica extraída do material contendo hidrocarbonetos é pelo menos cerca de 50 %. Em outra modalidade, pelo menos cerca de 70 % da matéria orgânica é extraída do material contendo hidrocarbonetos. Em uma modalidade adicional, de cerca de 75 a 100 I da matéria orgânica é extraída do material contendo hidrocarbonetos.
Em outra modalidade, por exemplo, quando o material é óleo bruto super pesado, por exemplo, bruto extra pesado Venezuelano, os métodos da presente invenção são operáveis para extrair pelo menos cerca de 30 a 35 % da quantidade de matéria orgânica do material contendo hidrocarbonetos.
Em uma modalidade adicional, pelo menos cerca de 80 % de hidrocarbonetos presentes em um material contendo hidrocarbonetos e líquido de extração de hidrocarbonetos não aquoso podem ser extraídos no líquido de extração de hidrocarbonetos não aquoso dentro de cerca de 5 minutos de contato. Em outras modalidades, pelo menos cerca de 80 % de hidrocarbonetos presentes em um material contendo hidrocarbonetos e líquido de extração de hidrocarbonetos não aquoso podem ser extraídos no líquido de extração de hidrocarbonetos não aquoso dentro de cerca de 3 minutos de contato.
Em uma modalidade, o material contendo hidrocarbonetos é contatado com o líquido de extração de hidrocarbonetos em uma razão de pelo menos 2:1 de terebentina líquida para material contendo hidrocarbonetos.
Em modalidades particulares com extração, por exemplo, de carvão, os hidrocarbonetos a serem extraídos são predominantemente das porções voláteis do carvão, ao contrário do carbono fixo no carvão.
Em uma modalidade, o material contendo hidrocarbonetos pode ser um material contendo hidrocarbonetos de uma formação geológica de ocorrência natural. Alguns exemplos de materiais contendo hidrocarbonetos naturais são carvão, óleo bruto, alcatrão, areias betuminosas, xisto, areias oleosas, gás natural, gás de petróleo, betume bruto, querogênio, asfalto natural, e asfalteno natural.
Em uma modalidade do método, a matéria orgânica contendo hidrocarbonetos é extraída no líquido de extração de hidrocarbonetos em uma quantidade que corresponde a uma quantidade de cerca de 1 % a cerca de 100 % de matéria orgânica contendo hidrocarbonetos originalmente contida no material contendo hidrocarbonetos natural. Em modalidades particulares, pelo menos cerca de 40 ou 50 %, em uma modalidade pelo menos cerca de 60 %, em outra modalidade pelo menos cerca de 70 %, e ainda em outra modalidade pelo menos cerca de 80 I, e em outra modalidade pelo menos cerca de 90 % da matéria orgânica contendo hidrocarbonetos originalmente contida no material contendo hidrocarbonetos natural pode ser extraída no líquido de extração de hidrocarbonetos. A extração de alguma ou toda a matéria orgânica contendo hidrocarbonetos do material contendo hidrocarbonetos natural no líquido de extração de hidrocarbonetos pode ocorrer de cerca de 3 segundos a 180 minutos de contato, de entre cerca de 97 segundos e 30 minutos, ou de entre cerca de 15 e 30 minutos, em uma modalidade dentro de menos que cerca de 10 minutos, em outra modalidade dentro de menos que cerca de 5 minutos, em outra modalidade dentro de menos que cerca de 3 segundos a cerca de 3 minutos em uma temperatura de contato em uma faixa de cerca de 10 a 400 °C, em uma modalidade menos que 100 °C, em outra modalidade em uma faixa de cerca de 20 a 30 °C em uma razão de peso de líquido de extração de hidrocarbonetos para material contendo hidrocarbonetos de cerca de 10 % a cerca de 600 %. Em outra modalidade, a razão de peso de líquido de extração de hidrocarbonetos para material contendo hidrocarbonetos de cerca de 1:1 a 2:1.
Em uma modalidade, a matéria orgânica contendo hidrocarbonetos a partir de carvão é extraída no líquido de extração de hidrocarbonetos em uma quantidade que corresponde a uma quantidade de cerca de 60 a 100 % de matéria orgânica contendo hidrocarbonetos originalmente contida na amostra de carvão e/ou carbono total de pelo menos cerca de 30 % a 90 % da matéria orgânica contendo hidrocarbonetos originalmente contida na amostra de carvão dentro de cerca de 3 segundos a 3 minutos de contato em uma temperatura de contato em uma faixa de cerca de 80 a 100 °C em uma razão de peso de líquido de extração de hidrocarbonetos para o carvão de cerca de 1:1 a 2:1.
Em outra modalidade, a matéria orgânica contendo hidrocarbonetos a partir de areias betuminosas é extraída no líquido de extração de hidrocarbonetos em uma quantidade que corresponde a uma quantidade de cerca de 85 a 100 % da matéria orgânica contendo hidrocarbonetos originalmente contida na amostra de areias betuminosas dentro de cerca de 3 segundos a cerca de 3 minutos de contato em uma temperatura de contato em uma faixa de cerca de 30 a 60 °C, em uma razão de peso de líquido de extração de hidrocarbonetos para areias betuminosas de cerca de 1:1 a 2:1.
Em outra modalidade, a matéria orgânica contendo hidrocarbonetos a partir de xisto é extraída no líquido de extração de hidrocarbonetos em uma quantidade que corresponde a uma quantidade de cerca de 50 a 100 % da matéria orgânica contendo hidrocarbonetos originalmente contida na amostra de xisto dentro de cerca de 3 segundos a cerca de 3 minutos de contato em uma temperatura de contato em uma faixa de cerca de 100 a 130 °C, em uma razão de peso de líquido de extração de hidrocarbonetos para xisto de cerca de 1:1 a 2:1.
Em outra modalidade, óleo bruto em uma formação subterrânea é contatado com líquido de extração de hidrocarbonetos ίη situ na formação subterrânea. Durante o contato, a matéria orgânica contendo hidrocarbonetos a partir do óleo bruto extraída no líquido de extração de hidrocarbonetos em uma quantidade que corresponde a uma quantidade de cerca de 80 a 100 % da matéria orgânica contendo hidrocarbonetos originalmente contida na amostra de óleo bruto dentro de cerca de 3 segundos a cerca de 3 minutos de contato em uma razão de cerca de 1:1 a 1:2 de líquido de extração de hidrocarbonetos para volume de poro total da formação subterrânea.
Em outra modalidade, a matéria orgânica contendo hidrocarbonetos a partir de gás natural é extraída no líquido de extração de hidrocarbonetos em uma quantidade que corresponde a uma quantidade de cerca de 50 a 100 % da matéria orgânica contendo hidrocarbonetos originalmente contida na amostra de gás natural dentro de cerca de 3 segundos a 60 minutos de contato em uma temperatura de contato em uma faixa de cerca de 10 a 300 °C, em uma razão de peso de líquido de extração de hidrocarbonetos para o dito material contendo hidrocarbonetos de cerca de 0,1 a 600 %.
Em uma modalidade, a presente invenção provê um método para modificação de compostos de enxofre em um material contendo hidrocarbonetos contendo enxofre de uma formação geológica natural pelo contato ou mistura do material contendo hidrocarbonetos com o líquido de extração de hidrocarbonetos, tal que a interação da terebentina líquida com o enxofre no material contendo hidrocarbonetos é operável para modificar o material contendo hidrocarbonetos, por exemplo, ao inibir os efeitos corrosivos e tóxicos de uma espécie reativa de enxofre. Adicionalmente, esta modalidade da invenção pode ser aplicada para purificação de um gás. A purificação é acompanhada do uso de um modulo de purificação de uma planta de processamento de gás e pode incluir bandejas, empacotamento, ou similares.
Material contendo hidrocarbonetos contendo enxofre pode incluir, mas não serem limitados a, gás natural, gás de petróleo, óleo bruto, areias betuminosas, xisto, e carvão. 0 enxofre pode estar presente como enxofre elementar, sulfeto de hidrogênio, sulfitos, dissulfitos, mercaptans, tiofenos, benzotiofenos, e similares.
Em uma modalidade adicional, os materiais contendo hidrocarbonetos contendo enxofre em uma forma gasosa, tal como gás natural ou gás de petróleo, podem ser borbulhados através do líquido de extração de hidrocarbonetos para purificar o gás.
Em uma modalidade, a presente invenção provê um método de redução da corrosão de uma superfície corrosível. Durante transporte, perfuração, operações de fundo do poço (downhole), exploração, produção de hidrocarbonetos, armazenamento, manuseio, ou produção de material contendo hidrocarbonetos, por exemplo, por tubulações, tanques, caixas, instrumentos de pesca, ou brocas, as superfícies metálicas que contatam os compostos contendo enxofre nos materiais contendo hidrocarbonetos podem corroer. A presente invenção provê um método para redução significativa da corrosão pela adição de um líquido redutor de corrosão em um material contendo hidrocarbonetos. A corrosão uniforme e por pite (píttíng) podem ser inibidas pelos métodos da presente invenção. Quando um material contendo hidrocarbonetos é misturado com o liquido redutor de corrosão, formando, com isso, uma mistura, a taxa de corrosão das superfícies corrosíveis contatadas com a mistura é substancialmente reduzida em comparação com a corrosão dessas superfícies quando contatadas com material contendo hidrocarbonetos na ausência do líquido redutor de corrosão. Em uma modalidade, o líquido redutor de corrosão não produz um componente sulfonado estável. Em outra modalidade, o enxofre não se acumula no líquido de extração de terebentina.
Em algumas modalidades, a mistura compreende pelo menos cerca de 0, 0001 a 0, 002 % em volume de líquido redutor de corrosão. Em outra modalidade, a mistura compreende pelo menos cerca de 0,0005 % em volume de liquido redutor de corrosividade. Em uma modalidade adicional, a mistura compreende pelo menos cerca de 0,001 % em volume de liquido redutor de corrosividade. Em uma modalidade adicional, a mistura compreende pelo menos cerca de 0,0015 % em volume de liquido redutor de corrosividade. Em uma modalidade adicional, a mistura compreende pelo menos cerca de 0,001 % a 0,002 % em volume de liquido redutor de corrosividade. Em outras modalidade, a mistura compreende pelo menos cerca de 0,01 % a 10 % em volume de liquido redutor de corrosividade. Em uma modalidade adicional, a mistura compreende pelo menos cerca de 0,1 % a 5 % em volume de liquido redutor de corrosividade. Ainda em outra modalidade, a mistura compreende pelo menos cerca de 0,5 % a 2 I em volume de liquido redutor de corrosividade. Ainda em outra modalidade, a mistura compreende pelo menos cerca de 1 % em volume de liquido redutor de corrosividade.
Em uma modalidade adicional, a taxa de corrosão é reduzida em pelo menos cerca de 2 vezes em comparação com a corrosão da superfície quando contatada com um material contendo hidrocarbonetos em uma ausência do líquido redutor de corrosividade.
Em uma modalidade adicional, a taxa de corrosão é reduzida em pelo menos cerca de 3 vezes. Em uma modalidade adicional, a taxa de corrosão é reduzida em pelo menos cerca de 4 vezes em comparação com a corrosão da superfície quando contatada com um material contendo hidrocarbonetos em uma ausência do líquido redutor de corrosividade.
Em uma modalidade, o líquido redutor de corrosividade inclui a-terpineol, β-terpineol, β-pineno, e p-cimeno. Em outra modalidade, o líquido redutor de corrosividade inclui cerca de 40 % a cerca de 60 % de α-terpineol, cerca de 30 % a cerca de 40 % de β-terpineol, cerca de 5 % a cerca de 20 % de β-pineno, e cerca de 0 a cerca de 10 % de p-cimeno. Em uma modalidade adicional, o líquido redutor de corrosividade compreende uma mistura de terebentina líquida.
Em modalidades particulares, o material contendo hidrocarbonetos tratado com liquido redutor de corrosividade é óleo bruto, óleo bruto pesado, areias betuminosas, xisto, gás natural, gás de petróleo, ou uma combinação destes.
Em outra modalidade, a presente invenção provê um método para preparação de um gás contendo hidrocarbonetos pelo contato de um material contendo hidrocarbonetos com um primeiro líquido substancialmente livre de surfactantes que inclui um líquido de extração de hidrocarbonetos não aquoso, em que o liquido de extração de hidrocarbonetos não aquoso inclui uma terebentina líquida, formação de uma mistura, em que a mistura compreende pelo menos uma parte da matéria orgânica contendo hidrocarbonetos extraída no liquido de extração de hidrocarbonetos, e aquecimento da mistura para formar um gás contendo material de extração de hidrocarbonetos e hidrocarbonetos extraídos do material contendo hidrocarbonetos.
Em modalidades particulares, o material contendo hidrocarbonetos é óleo bruto, óleo bruto pesado, areias betuminosas, areias oleosas, xisto, gás natural, gás de petróleo, ou uma combinação destes. A presente invenção provê um método para aumento da recuperação de matéria orgânica contendo hidrocarbonetos a partir de um poço de produção acoplado à formação de subsuperfície contendo hidrocarbonetos contendo material contendo hidrocarbonetos. 0 método inclui: fornecer um poço de injeção em comunicação fluida com a formação de subsuperfície, injetar um primeiro líquido substancialmente livre de surfactante compreendendo um líquido de extração de hidrocarbonetos não aquoso consistindo essencialmente de uma terebentina líquida, por exemplo, terpineol, na formação para formar uma mistura de extração compreendendo pelo menos uma parte da matéria orgânica contendo hidrocarbonetos da mistura de extração em pelo menos uma parte da terebentina líquida, recuperar a mistura de extração da formação através do poço de produção, e separar a mistura de extração para produzir uma corrente de produto de hidrocarbonetos e uma corrente de terebentina líquida. 0 líquido de extração de hidrocarbonetos pode ser reciclado para injeção. A presente invenção provê um método para recuperação de matéria orgânica contendo hidrocarbonetos a partir de areias betuminosas. 0 método envolve a obtenção de areias betuminosas compreendendo matéria orgânica contendo hidrocarbonetos recuperável, fornecer um primeiro líquido substancialmente livre de surfactante compreendendo um líquido de extração de hidrocarbonetos compreendendo uma terebentina líquida compreendendo pelo menos um de a-terpineol ou β-terpineol, fornecer as areias betuminosas a um vaso de contato, contatar a amostra de areias betuminosas com o líquido de extração de hidrocarbonetos em um vaso de contato e agitar a amostra de areias betuminosas com o líquido de extração de hidrocarbonetos, tal que uma mistura de extração é formada e um material residual é formado, separar a mistura de extração do material residual, separar a mistura de extração em uma corrente de produto de hidrocarbonetos e corrente de líquido de extração de hidrocarbonetos, e reciclar pelo menos uma parte da corrente de líquido de extração de hidrocarbonetos na etapa de contato. A mistura de extração inclui pelo menos uma parte da matéria orgânica contendo hidrocarbonetos no líquido de extração de hidrocarbonetos e o material residual inclui pelo menos uma parte de material não solúvel das areias betuminosas que não é solúvel no liquido de extração de hidrocarbonetos e a corrente de produto de hidrocarbonetos inclui pelo menos uma parte da matéria orgânica contendo hidrocarbonetos das areias betuminosas. A presente invenção provê um método para recuperação de matéria orgânica contendo hidrocarbonetos a partir de xisto cominuído contendo hidrocarbonetos. 0 método envolve o contato do xisto cominuído contendo hidrocarbonetos com um primeiro líquido substancialmente livre de surfactantes compreendendo um líquido de extração de hidrocarbonetos não aquoso consistindo essencialmente de uma terebentina líquida selecionada a partir de terebentina natural, terebentina sintética, terebentina mineral, óleo de pinho, a-pineno, β-pineno, a-terpineol, β-terpineol, γ-terpineol, resinas de terpeno, a-terpeno, β-terpeno, γ-terpeno, geraniol, 3-careno, dipenteno (p-menta-1,8-dieno), nopol, pínano, hidroperóxído de 2-pinano, hidrato de terpina, 2-pinanol, dihídromicenol, isoborneol, p-mentan-8-ol, acetato de a-terpinil, citronelol, acetato de p-mentan-8-il, 7-hidroxidihidrocitronelal, mentol, anetol, canfeno; p-cimeno, anisaldeído, acetato de 3,7-dimetil-l,6-octadieno, acetato de isobornilo, ocimeno, aloocimeno, álcoois de aloocimeno, 2-metoxi-2,6-dimetil-7,8-epoxioctano, cânfora, citral, 7-metoxidihidro-citronelal, ácido 10- camforsulfônico, cintronelal, mentona, e suas misturas, filtrar o xisto cominuído contendo hidrocarbonetos, alimentar o xisto triturado contendo hidrocarbonetos a um vaso de contato, contatar o xisto cominuído contendo hidrocarbonetos com o líquido de extração de hidrocarbonetos tal que uma mistura de extração é formada e um material residual é formado, separar a mistura de extração do material residual, separar a matéria orgânica contendo hidrocarbonetos do líquido de extração de hidrocarbonetos na mistura de extração para produzir uma corrente de produto de hidrocarbonetos e uma corrente de líquido de extração de hidrocarbonetos, a corrente de produto de hidrocarbonetos compreendendo pelo menos uma parte da matéria orgânica contendo hidrocarbonetos do xisto cominuído contendo hidrocarbonetos, e reciclar pelo menos uma parte da corrente de líquido de extração de hidrocarbonetos para a etapa de contato. A mistura de extração compreendendo pelo menos uma parte da matéria orgânica contendo hidrocarbonetos no líquido de extração de hidrocarbonetos, o material residual compreendendo pelo menos uma parte do material não solúvel do xisto que não é solúvel no líquido de extração de hidrocarbonetos. A presente invenção provê um método para recuperação de matéria orgânica contendo hidrocarbonetos a partir de formação de subsuperfície rica em carvão contendo hidrocarbonetos. 0 método envolve obter e triturar o carvão compreendendo uma matéria orgânica contendo hidrocarbonetos recuperável para produzir carvão triturado, filtrar o carvão triturado, alimentar o carvão tritura em um vaso de contato, o dito vaso de contato que tem pelo menos uma entrada para fornecimento de um líquido de extração de hidrocarbonetos ao vaso de contato, contatar o carvão triturado com um líquido de extração de hidrocarbonetos não aquoso substancialmente livre de surfactantes consistindo essencialmente de uma terebentina selecionada a partir de terebentina natural, terebentina sintética, terebentina mineral, óleo de pinho, a-pineno, β-pineno, a-terpinêol, β-terpineol, γ-terpineol, resinas de terpeno, α-terpeno, β-terpeno, γ-terpeno, geraniol, 3-careno, dipenteno (p-menta- 1.8- dieno), nopol, pinano, hidroperóxido de 2-pinano, hidrato de terpina, 2-pinanol, dihidromicenol, isoborneol, p-mentan-8-ol, acetato de a-terpinil, citronelol, acetato de p-mentan-8-il, 7-hidroxidihidrocitronelal, mentol, anetol, canfeno; p-cimeno, anisaldeído, acetato de 3,7-dimetil-1,6-octadieno, acetato de isobornilo, ocimeno, aloocimeno, álcoois de aloocimeno, 2-metoxi-2,6-dimetil- 7.8- epoxioctano, cânfora, citral, 7-metoxidihidro-citronelal, ácido 10-camforsulfônico, cintronelal, mentona, e suas misturas, tal que uma mistura de extração é formada e um material residual é formado, a mistura de extração compreendendo pelo menos uma parte da matéria orgânica contendo hidrocarbonetos no liquido de extração de hidrocarbonetos, o material residual compreendendo pelo menos uma parte do material não solúvel do carvão que não é solúvel no liquido de extração de hidrocarbonetos, separar o material residual da mistura de extração, separar a matéria orgânica contendo hidrocarbonetos do liquido de extração de hidrocarbonetos para produzir uma corrente de produtos de hidrocarbonetos e uma corrente de liquido de extração de hidrocarbonetos, a corrente de produtos de hidrocarbonetos compreendendo pelo menos uma parte da matéria orgânica contendo hidrocarbonetos do carvão, e reciclar pelo menos uma parte da corrente de liquido de extração de hidrocarbonetos para a etapa de contato, em que o dito primeiro liquido não contém água ou essencialmente nenhuma água.
EXEMPLOS
Exemplo 1. Neste exemplo, carvão da jazida de Pittsburgh, no Condado de Washington, Pennsylvania, foi liquefeito com reagente α-terpineol. A amostra de carvão foi obtida do Banco de Carvão na Universidade do Estado da Pennsylvania, que proveu a seguinte análise aproximada para este: 2,00 % em peso de umidade como recebida, 9,25 % em peso de cinzas secas, 38,63 % em peso de material volátil seco, e 50,12 I em peso de carbono fixo seco. O tamanho de partícula da amostra de carvão foi de cerca de 60 mesh. Cerca de 60 gramas de α-terpineol foram cuidadosamente adicionados à cerca de 30 gramas de amostra de carvão colocados em um vaso de extração, dando assim origem a razão reagente para amostra de 2 para 1. O vaso de extração tampado, mas não hermeticamente vedado, contendo a mistura resultante de α-terpineol e carvão foi mantido em temperatura constante de cerca de 96 °C e continuamente agitado. Sem ferver o α-terpineol, a pressão no vaso de extração permaneceu na pressão ambiente de ligeiramente menos que cerca de 0,101 MPa (1 atm) . Após cerca de 30 minutos, a mistura foi filtrada e as partículas de carvão retidas no filtro foram lavadas com etanol e secas a um peso constante. Com base na perda de peso, a conversão, ou seja, o grau de líquefação, da amostra de carvão foi determinada a ser cerca de 68 % em peso.
Exemplo 2. Este exemplo é idêntico ao Exemplo 1 em todos os aspectos, exceto dois. Após manter a temperatura em cerca de 96 °C, por cerca de 30 minutos, conforme feito no exemplo 1, o vaso de extração contendo a amostra de carvão e α-terpineol foi mantido em uma temperatura de cerca de 135 °C por um período adicional de cerca de 30 minutos. A pressão no vaso de extração permaneceu na pressão ambiente de ligeíramente menos que cerca de 0,101 MPa (1 atm). A conversão, ou seja, o grau de liquefação, da amostra de carvão foi determinada a ser cerca de 70 % em peso.
Exemplo 3. A amostra de carvão foi da mesma origem com a mesma análise aproximada conforme aquelas usadas nos dois exemplos precedentes. Cerca de 31 gramas de a-terpineol foram adicionados a cerca de 31 gramas da amostra de carvão em um vaso de extração. A mistura foi mantida em cerca de 96 °C e uma pressão ambiente de ligeiramente menos que cerca de 0,101 MPa (1 atm) por cerca de 30 minutos. A conversão, ou seja, o grau de liquefação, da amostra de carvão alcançada foi determinada a ser cerca de 71 % em peso pela pesagem da amostra após a filtração, lavagem, e secagem conforme feitos nos dois exemplos precedentes.
Exemplo 4. Este exemplo é idêntico ao Exemplo 3, exceto que cerca de 30 % em peso de α-terpineol foram substituídos por hexano, provendo um reagente que inclui 70 % em peso de α-terpineol e 30 % em peso de hexano. Isto reduziu a conversão, ou seja, o grau de liquefação a cerca de 1,3 % em peso.
Exemplo 5. A origem e análises aproximadas da amostra de carvão e condições experimentais em termos de temperatura, pressão e razão reagente para amostra para este exemplo foram os mesmos que aqueles do Exemplo 3. A duração da extração, no entanto, foi reduzida de cerca de 30 minutos para cerca de 20 minutos. Adicionalmente, cerca de 30 I em peso de α-terpineol foram substituídos por 1-butanol, provendo um reagente que inclui 70 % em peso de a-terpineol e 30 % em peso de 1-butanol. A quantidade de carvão liquefeito foi de apenas cerca de 0,30 gramas, correspondendo à conversão de cerca de 1,0 % em peso.
Exemplo 6. Este exemplo é o mesmo conforme o Exemplo 3 em termos de origem e análises aproximadas da amostra de carvão e temperatura, pressão e duração da extração. A quantidade de carvão usado foi, no entanto, cerca de 25 gramas e o reagente compreendeu cerca de 24 gramas (80 % em peso) de α-terpineol e cerca de 60 gramas (20 % em peso) de xilenos, provendo um reagente que inclui 70 % em peso de a-terpineol e 30 % em peso de xilenos. 0 carvão liquefeito foi de cerca de 10,0 gramas, correspondendo à conversão de cerca de 4,0 % em peso.
Exemplo 7. Neste exemplo, carvão da jazida de Wyodak, no Condado de Campbell, Wyoming, foi liquefeito com reagente α-terpineol. A amostra de carvão foi obtida do Banco de Carvão na Universidade do Estado da Pennsylvania, que proveu a seguinte análise aproximada para este: 26,30 % em peso de umidade como recebida, 7,57 % em peso de cinzas secas, 44,86 % em peso de material volátil seco, e 47,57 I em peso de carbono fixo seco. O tamanho de partícula da amostra de carvão foi de cerca de 20 mesh. Cerca de 60 gramas de α-terpineol foram cuidadosamente adicionados à cerca de 30 gramas de amostra de carvão colocados em um vaso de extração, dando assim origem a razão reagente para amostra de 2 para 1. O vaso de extração tampado, mas não hermeticamente vedado, contendo a mistura resultante de a-terpineol e carvão foi mantido em temperatura constante de cerca de 96 °C e continuamente agitado. Sem ferver o a-terpineol, a pressão no vaso de extração permaneceu na pressão ambiente de ligeiramente menos que cerca de 0,101 MPa (1 atm). Após cerca de 30 minutos, a mistura no vaso de extração foi filtrada e as partículas de carvão retidas no filtro foram lavadas com etanol e secas a um peso constante. Com base na perda de peso, a conversão, ou seja, o grau de liquefação, da amostra de carvão foi determinada a ser 75 % em peso.
Exemplo 8. 0 experimento neste exemplo foi realizado sob condições idênticas àquelas do exemplo precedente exceto uma. Cerca de 15 gramas de α-terpineol foram adicionadas, ao invés de cerca de 60 gramas, como feito no exemplo anterior, para cerca de 30 gramas de amostra de carvão, alcançando assim a razão de reagente para carvão de 0,5 para 1. A conversão, ou seja, o grau de liquefação, da amostra de carvão alcançado reduziu de cerca de 75 % em peso, obtido no exemplo anterior, para cerca de 69 % em peso.
Exemplo 9. Neste exemplo, cerca de 3 gramas de xisto de Green-river, da região de Colorado, foram solubilizados com cerca de 9 gramas de α-terpineol, dando assim à razão reagente para amostra de 3 para 1, para extrair querogênio (matéria orgânica) e/ou betume (matéria orgânica) deste. 0 teor de carbono orgânico, incluindo ambos carbono volátil e fixo, foi determinado para ser cerca de 22,66 % em peso, por uma companhia de análise certificada. Dois experimentos com amostras de xisto, com tamanho de partícula de 60 mesh, foram realizados sob temperatura e pressão ambientes de cerca de 25 °C e ligeiramente menos que cerca de 0,101 MPa (1 atm), respectivamente. As perdas de peso da amostras foram determinadas pela pesagem após a filtração, lavagem com etanol, e secagem. Essas perdas foram cerca de 9 % em peso após cerca de 30 minutos e cerca de 17 % em peso após cerca de 45 minutos. A partir dessas perdas de peso, a conversão, ou seja, o grau de extração da matéria orgânica, ou seja, querogênio e/ou betume, foi estimada a ser cerca de 40 % em peso para o primeiro e foi cerca de 75 % em peso para o último.
Exemplo 10. Este exemplo duplicou o exemplo anterior com exceção de que um único experimento, de duração de cerca de 15 minutos, foi realizado na temperatura de cerca de 96 °C, ao invés de cerca de 25 °C. A perda de peso da amostra de xisto foi cerca de 12 % em peso, correspondendo à conversão, ou seja, o grau de extração, de querogênio (matéria orgânica) de cerca de 53 % em peso.
Exemplo 11. Neste exemplo, betume (matéria orgânica) nas areias betuminosas de Alberta, Canadá, foi solubilizado e extraído com terebentina sintética de grau comercial. A amostra de areias betuminosas foi obtida do Conselho de Pesquisa de Alberta, que proveu as seguintes análises aproximadas para este: 84,4 % em peso de sólidos secos, 11,6 % em peso de betume seco, e 4,0 % em peso de umidade como recebida. Cerca de 30 gramas de terebentina sintética foram cuidadosamente adicionados a cerca de 15 gramas de amostras de areias betuminosas em um vaso de extração tampado, mas não hermeticamente vedado, utilizando uma razão reagente para amostra de cerca de 2 para 1 em peso. O vaso de extração, contendo a mistura resultante de terebentina sintética e areias betuminosas, 'foi mantido em uma temperatura constante de cerca de 96 °C e continuamente agitado. Sem ferver a terebentina sintética, a pressão no vaso de extração permaneceu na pressão ambiente de ligeiramente menos que cerca de 0,101 MPa (1 atm). Após cerca de 20 minutos, a mistura no vaso de extração foi filtrada e os sólidos (areias betuminosas) retidos no filtro foram lavados com etanol e secos a um peso constante. Com base na perda de peso, a conversão, ou seja, o grau de extração, de betume da amostra das areias betuminosas foi determinado a ser cerca de 100 % em peso.
Exemplo 12. Neste exemplo, cerca de 60 gramas de amostra de areias betuminosas da mesma origem com as mesmas análises aproximadas conforme aquelas do exemplo anterior foram extraídas em cerca de 60 gramas de α-terpineol, ao invés de terebentina sintética de grau comercial, que inclui α-terpineol. A razão resultante de reagente para amostra foi de 1 para 1, ao invés de 2 para 1, no exemplo anterior. O experimento permaneceu cerca de 30 minutos na temperatura de cerca 96 °C sob a pressão ambiente de ligeiramente menos que cerca de 0,101 MPa (1 atm). A conversão, ou seja, o grau de extração, de betume (matéria orgânica) na amostra de areias betuminosas foi determinada para ser cerca de 100 I em peso.
Exemplo 13. Neste exemplo, cerca de 60 gramas de amostra de areias betuminosas da mesma origem com as mesmas análises aproximadas conforme aquelas dos dois exemplos anteriores foram extraídas em cerca de 60 gramas de terebentina sintética, que é de grau comercial. A razão resultante de reagente para amostra, dessa forma, foi cerca de 1 para 1. 0 experimento foi conduzido por cerca de 30 minutos na temperatura de cerca 96 °C sob a pressão ambiente de ligeiramente menos que cerca de 0,101 MPa (1 atm) . A conversão, ou seja, o grau de extração, de betume (matéria orgânica) na amostra de areias betuminosas foi determinada para ser cerca de 70 % em peso.
Exemplo 14. O experimento neste exemplo duplicou o aquele no Exemplo 8 em todos os aspectos, exceto que a razão reagente para amostra foi reduzida de cerca de 2 para 1 para cerca de 0,5 para 1: Cerca de 60 gramas para as areias betuminosas foram extraídos em cerca de 30 gramas de terebentina sintética, que é de grau comercial. A conversão, ou seja, o grau de extração, de betume (matéria orgânica) reduziu de cerca de 100 % em peso obtido no Exemplo 9 para cerca de 70 % em peso.
Exemplo 15. O experimento neste exemplo repetiu aquele do exemplo anterior com α-terpineol, ao invés de terebentina sintética de grau comercial. A conversão, ou seja, o grau de extração, de betume (matéria orgânica) na amostra de areias betuminosas foi cerca de 70 % em peso, como no exemplo anterior.
Exemplo 16. O experimento neste exemplo foi conduzido sob pressão ambiente de ligeiramente menos que cerca de 0,101 MPa (1 atm) com a amostra de areias betuminosas da mesma origem com as mesmas análises aproximadas conforme aquelas nos exemplos precedentes com areias betuminosas. Cerca de 60 gramas de terebentina de grau comercial foram adicionadas à cerca de 60 gramas da amostra de areias betuminosas, dando, assim, origem à razão de reagente para amostra de cerca de 1 para 1. A temperatura da amostra e a terebentina líquida de grau comercial foram mantidas em cerca de 65 °C por cerca de 30 minutos seguido pelo resfriamento a cerca de 15 °C dentro de cerca de 5 minutos. Subsequentemente, a amostra de areias betuminosas foi filtrada, lavada, seca e pesada. Com base na perda de peso, a conversão, ou seja, o grau de extração, de betume (matéria orgânica) na amostra de areias betuminosas foi determinada a ser cerca de 70 % em peso.
Exemplo 17. 0 experimento neste exemplo repetiu aquele do exemplo anterior com α-terpineol, ao invés de terebentina sintética de grau comercial. A conversão, ou seja, o grau de extração, de betume (matéria orgânica) aumentou para cerca de 90 % em peso de cerca 70 % em peso, dos exemplos anteriores.
Exemplo 18. Neste exemplo, uma amostra de areias betuminosas, pesando cerca de 30 gramas, da mesma origem com as mesmas análises aproximadas conforme aquelas nos Exemplos 11 a 17, foi extraída com um líquido que inclui cerca de 20 gramas (80 % em peso) de α-terpineol e cerca de 5 gramas (20 % em peso) de tolueno na temperatura de cerca de 96 °C sob pressão ambiente de ligeiramente menos que cerca de 0,101 MPa (1 atm). A duração do experimento (tempo de reação ou extração) foi cerca de 30 minutos. A perda de peso da amostra foi cerca de 10,2 gramas. A partir desta perda de peso, a conversão, ou seja, o grau de extração, de betume (matéria orgânica) foi estimada para ser cerca de 33 i em peso.
Exemplo 19. Três amostras de areias betuminosas, todas de mesma origem com a mesma análise aproximada conforme aquelas usadas nos exemplos anteriores com areias betuminosas foram extraídas em reagentes compreendendo várias quantidades de α-terpineol e etanol na temperatura de cerca de 15 °C sob pressão ambiente de ligeiramente menos que cerca de 0,101 MPa (1 atm). A duração de cada experimento (tempo de reação ou extração) foi cerca de 15 minutos para cada amostra de areias betuminosas. A primeira amostra foi extraída com uma mistura compreendendo cerca de 0 gramas (0 % em peso) de α-terpineol e cerca de 15 gramas (100 % em peso) de etanol, ou seja, com etanol puro. A segunda amostra foi extraída com uma mistura compreendendo cerca de 7,5 gramas (50 % em peso) de α-terpineol e cerca de 7,5 gramas (50 % em peso) de etanol. A terceira amostra foi extraída com uma mistura compreendendo cerca de 12 gramas (80 % em peso) de α-terpineol e cerca de 3 gramas (20 % em peso) de etanol. As perdas de peso e as conversões estimadas, ou seja, os graus de extração, de betume (matéria orgânica) nas três amostras foram cerca de 0,2 gramas (1,0 % em peso), 0,6 gramas (3,0 % em peso) e 0,9 gramas (4,5 % em peso), para as primeira, segunda e terceira amostras, respectivamente.
Exemplo 20. Pelotas de formato irregular de asfalto de grau comercial, cujo tamanho médio foi cerca de 15 mm foram solubilizadas e extraídas com α-terpineol e na temperatura ambiente de cerca de 22 °C sob a pressão ambiente de ligeiramente menos que cerca de 0,101 MPa (1 atm). Ά primeira amostra pesando cerca de 20 gramas foi solubilizada e extraída com cerca de 40 gramas de a-terpineol, e a segunda amostra pesando cerca de 20 gramas foi solubilizada e extraída com cerca de 20 gramas de a-terpineol. Os hidrocarbonetos em ambas as amostras foram completamente extraídos após 30 minutos. Estes experimentos foram conduzidos para simular a solubilização e extração de óleo bruto pesado, que tende a ser rico em asfaltenos como asfalto.
Exemplo 21. Neste exemplo, betume (matéria orgânica) nas areias betuminosas da mesma origem com as mesmas análises aproximadas como aquelas usadas em todos os exemplos anteriores com areias betuminosas, foi solubilizado e extraído com duas variedades de óleos vegetais, óleo de soja e óleo de milho. Os óleos vegetais são completamente miscíveís com terebentina líquida. No primeiro experimento, uma amostra de areias betuminosas pesando cerca de 15 gramas foi misturada e continuamente agitada com cerca de 30 gramas de óleo de soja por cerca de 20 minutos na temperatura de cerca de 96 °C sob pressão ambiente de ligeiramente menos que cerca de 0,101 MPa (1 atm) . A perda de peso foi cerca de 0,5 gramas de cuja conversão, ou seja, o grau de extração, de betume na amostra foi estimada a ser cerca de 3,3 % em peso. No segundo experimento, uma amostra de areias betuminosas pesando cerca de 30 gramas foi misturada e continuamente agitada com cerca de 60 gramas de óleo de milho por cerca de 30 minutos na temperatura de cerca de 175 °C sob pressão ambiente de ligeiramente menos que cerca de 0,101 MPa (1 atm). A perda de peso foi cerca de 4,8 gramas de cuja conversão, ou seja, o grau de extração, de betume na amostra foi estimada a ser cerca de 12 % em peso.
Exemplo 22. Dois testes foram realizados das amostras de núcleo do tampão de arenito de Berea para determinar o efeito-da injeção de reagente sobre a recuperação de óleo do núcleo. O primeiro teste foi projetado para determinar o aumento da recuperação de óleo devido a injeção de a-terpineol após um campo já ter sido submetido à injeção de água (waterflooding) ao limite. O núcleo selecionado continha 9,01 mL de óleo laboratorial simulando óleo bruto. A injeção de água com solução aquosa contendo 3,0 I em peso de cloreto de potássio produziu 4,6 mL de óleo. Cinco (5) volumes de poro de injeção de α-terpineol produziram 3,61 mL adicionais de óleo, deixando, com isso, o núcleo com menos que 8,0 % de óleo remanescente no volume original, o segundo teste projetado para representar a recuperação aumentada que poderia ser esperada de um reservatório virgem com injeção de α-terpineol. O núcleo selecionado continha 8,85 mL de óleo laboratorial simulando óleo bruto. A produção de óleo começou após aproximadamente 0,5 volumes de poro de injeção de α-terpineol, e continuou até 3,5 volumes de poro de α-terpineol terem sido injetados; no entanto, a maioria do óleo foi recuperado após apenas 2,5 volumes de poro de injeção de α-terpineol. Um total de 7,94 mL de óleo laboratorial foram recuperados, deixando, com isso, o núcleo com menos que 7,5 % de óleo remanescente no volume original.
Em um experimento, várias razões de uma terebentina liquida para amostras de areias betuminosas foram testadas. A terebentina liquida para cada um dos experimentos provido abaixo teve a mesma formulação, em que a composição incluiu cerca de 60 % em volume de α-terpineol, cerca de 20 % em volume de β-terpineol, e cerca de 20 % em volume de γ-terpineol. As areias betuminosas foram uma mistura diferente de minérios de Alberta, Canadá, com um teor de betume de aproximadamente 12 % em peso e um teor de água de entre cerca de 4 a 5 % em peso. Os experimentos foram todos realizados em várias temperaturas conforme listado na tabela 6.
Como mostrado na tabela 6 abaixo, a recuperação dos hidrocarbonetos a partir de areias betuminosas ao longo de todas as razões providas abaixo (ou seja, razões de terebentina liquida para areias betuminosas variando de cerca de 1:2 a cerca de 2:1) resultou na boa recuperação de hidrocarbonetos e pouca diferença perceptível. Em relação à temperatura na qual a extração é conduzida, acredita-se que a temperatura ótima para a extração, solubilização e/ou liquefação dos hidrocarbonetos das areias betuminosas seja cerca de 65 °C. Como mostrado na tabela, em cerca de 130 °C, a quantidade de hidrocarbonetos recuperados das areias betuminosas é reduzida. Nota-se, no entanto, que para certos sólidos dos quais é particularmente difícil recuperar hidrocarbonetos, aumentando-se a temperatura do solvente de extração pode-se aumentar a quantidade de hidrocarbonetos que são recuperados. Finalmente, é mostrado que o tempo de exposição teve muito pouco efeito na quantidade de materiais que foram extraídos. Isto é provavelmente porque o baixo tempo de extração foi cerca de 20 minutos, acredita-se que deva ser mais do que adequado para a extração dos hidrocarbonetos de areias betuminosas.
Tabela 6 Experimentos adicionais foram conduzidos usando solventes alternativos, ou seja, etanol e óleo de milho, que foram comparados com a composição que incluía cerca de 60 % em peso de α-terpineol, cerca de 20 % em volume de β-terpineol, e cerca de 20 % em volume de γ-terpineol. Como observado na tabela 7 provida abaixo, o desempenho do etanol e óleo de milho foram inesperadamente substancialmente inferior que a composição que incluía cerca de 60 % em volume de α-terpineol, cerca de 20 % em volume de β-terpineol, e cerca de 20 % em volume de γ-terpineol. Por exemplo, enquanto a composição de terpineol atingiu extração completa ou quase completa dos hidrocarbonetos extraíveis, etanol rendeu apenas cerca de 10 % de hidrocarbonetos recuperáveis e óleo de milho aquecido rendeu apenas cerca de 33 % de hidrocarbonetos extraíveis.
Tabela 7 Como mostrado na tabela 8 abaixo, o desempenho de várias formulações de terebentina liquida, incluindo formulações de terebentina líquida que incluem apenas a-terpineol e a-terpineol em combinação com vários solventes orgânicos conhecidos, são providos. As primeiras três composições presentes na tabela incluem α-terpineol, β-terpineol e γ-terpineol. Por exemplo, o mesmo primeiro inclui cerca de 60 % em volume de α-terpineol, cerca de 30 % em volume de β-terpineol, e cerca de 10 % em volume de y-terpineol. Os resultados mostraram inesperadamente que conforme a concentração do α-terpineol aumenta, o desempenho da terebentina líquida aumenta ao ponto de que quando a terebentina líquida inclui aproximadamente 70 % de α-terpineol, a extração completa de material de hidrocarbonetos da amostra de areias betuminosas é atingida. O segundo conjunto de dados é apresentado para extração de hidrocarbonetos contendo areias betuminosas com α-terpineol puro. Como mostrado, a extração de mais que 100 % é atingida, provavelmente devido às inconsistências no teor de hidrocarbonetos das amostras. No entanto, os resultados geralmente demonstram o resultado inesperado que α-terpineol é capaz de extrair substancialmente todos os hidrocarbonetos recuperáveis de uma amostra de areia betuminosa.
Os dados providos na tabela 8 ilustram a eficácia dos sistemas mistos de α-terpineol e solventes orgânicos conhecidos. Como mostrado, a recuperação substancialmente completa dos hidrocarbonetos recuperáveis é atingida com uma composição que inclui cerca de uma razão de 1:1 de a-terpineol para etanol. Isto é inesperado como etanol puro apenas removeu cerca de 10 % dos hidrocarbonetos totais recuperáveis. Adicionalmente, sistemas mistos que incluem ou uma razão 1:1 ou uma razão 3:1 de α-terpineol para tolueno ainda resultaram na recuperação de cerca de 77% a 92 % dos hidrocarbonetos totais recuperáveis.
Tabela 8 Exemplo 23. Aproximadamente 30 g de areias betuminosas foram aspergidas com cada um dos líquidos: d-limoneno, uma mistura de terebentina líquida, e água como controle. A temperatura foi mantida em cerca de 18 °C. A porcentagem de betume recuperada foi medida após um tempo de contato de cerca de 5, 10, 15, 20, 25 e 30 segundos. A mistura de terebentina líquida foi um extrator mais eficaz que o d-limoneno, enquanto a água foi ineficaz (veja Fig. 5).
Exemplo 24. Aproximadamente 15 g de amostras de areia betuminosa foram aspergidos com d-limoneno ou uma mistura de terebentina líquida e deixado em contato com o liquido por 97 segundo. A razão de líquido para areias betuminosas variou de aproximadamente 1:1 para aproximadamente 6:1. A partir de 54 % de recuperação em 1:1 para 84 % de recuperação em razões de 6:1, a mistura de terebentina liquida extraiu mais betume que o limoneno ao longo da faixa de razões de mistura (veja Fig.6).
Exemplo 25. A eficácia de uma série de espécies de terebentina líquida e combinações para extração de hidrocarbonetos foi medida em relação à capacidade de cada liquido em recuperar betume a partir de uma amostra de areia betuminosa. Em cada teste, uma amostra de areia betuminosa de aproximadamente 15 g foi tratada em cerca de 18 °C com uma das seguintes terebentinas líquidas: a-terpineol, β-terpineol, β-pineno, a-pineno, p-cimeno, d-limoneno, e uma mistura de terebentina líquida. A porcentagem de betume recuperado foi medida após o tempo de contato de cerca de 5 (fig. 7) e cerca de 15 (Fig. 8) minutos. Os dados mostram que todos os líquidos extraíram uma quantidade substancial do betume a partir das areias betuminosas. A mistura de terebentina líquida foi o extrator mais eficaz ao longo da faixa de razões de líquido para material, recuperando quase todo o teor de betume dentro de cerca de 5 minutos de contato (veja Fig. 7).
Exemplo 26. A quantidade de SAE 40 (um óleo bruto de médio peso) que podería ser extraída por uma mistura de terebentina líquida foi comparada contra n-butanol, ciclohenaol, e 1-heptanol. Em 35 °C, foi verificado que a quantidade de SAE 40 extraído em 100 mL de uma mistura de terebentina líquida consistindo de cerca de 50 % de a-terpineol, cerca de 35 % de β-terpineol, cerca de 10 % de β-pineno, e cerca de 5 % de p-cimeno foi de aproximadamente 8,14-, 6,67-, e 7,64 vezes mais que a quantidade de SAE 40 que foi extraída em 100 mL de n-butanol, 100 mL de ciclohexanol, e 100 mL de 1-heptanol, respectivamente. Cada uma das soluções alcalinas continham 150 mL de metassilicato de sódio à 97%.
Exemplo 27. Aproximadamente amostras de 15 g e 30 g de cera de parafina, e aproximadamente amostras de 100 g de asfaltinos foram extraídos em 100 de α-terpineol e 100 % de uma mistura de terebentina líquida em cerca de 60 °C por cerca de 15 minutos. A tabela 9 mostra a porcentagem de sólidos de hidrocarbonetos que foram extraídos nas terebentinas líquidas.
Exemplo comparativo. Em um exemplo comparativo, o uso de um líquido consistindo de cerca de 1/3 de terpenóides (limoneno, pineno), cerca de 1/3 de destilados de petróleo pesado, e cerca de 1/3 de destilados de petróleo leve para liquefazer ceras de parafina e asfaltenos foi comparado contra a-terpineol e o sistema de componentes múltiplos de terebentina usando o mesmo método como descrito no Exemplo 27. Uma comparação da porcentagem de cera de parafina e asfaltinos extraídos é mostrada na tabela 9.
Tabela 9 Exemplo 28. A tabela 10 mostra a redução em viscosidade de óleos de diferentes pesos após o contato com terebentinas liquidas. Foram tomadas medições dentro de 20 segundos em uma temperatura de cerca de 21 °C. A maior queda percentual em viscosidade é obtida pelo contato de óleos pesados com uma mistura de terebentinas liquidas.
Tabela 10 Exemplo 29. Teste de Corrosão. Cupons de aço carbono API X-65 (COMPANHIA DE AMOSTRAS METÁLICAS, Munford, Alabama, USA) foram expostas ao substituto da água do mar do ASTM com 500 ppm Na2S, pH ajustado para cerca de 4,8 usando ácido acético, sob fluxo continuo por duas semanas. Uma amostra controle continha apenas uma solução de referência da água do mar na ausência de inibidor de corrosão. Amostras I, II e III continham cerca de 0,0005 I, 0,001 %, e 0,0015 % em volume de uma mistura de terebentina liquida. As taxas de corrosão registras coincide com a amostra de ataque da fenda observadas em cada cupom teste. Amostra III, consistindo de cerca de 0,0015 % em volume de uma mistura de terebentina liquida produziu a taxa média de corrosão mais baixa (veja tabela 11) e nenhuma corrosão de pite.
Tabela 11 Exemplo 30. A capacidade extratora de uma mistura de terebentina liquida livre de surfactante foi comparada com d-limoneno contendo 0, 3, 9, e 12 % de surfactante (Surfonic N-95 da Huntsman). A mistura de terebentina liquida livre de surfactante e d-limoneno com surfactante foram contatados com 30 g de Super Pave Asphalt (peso do agregado: 92,9 I, peso de asfalto: 6,6%, peso de polímero: 0,5) por dois minutos, a uma razão de 1:1 de líquido para asfalto a 45 °C. A quantidade de recuperação de asfalto para mistura de terebentina líquida livre de surfactante foi 8,3 %, enquanto o d-limoneno recuperou apenas 4 %, 6,3 %, 5,3 %, e 5,7 % de asfalto para 0, 3, 9, e 12 % de surfactante, respectivamente. A mistura de terebentina líquida livre de surfactante extraiu mais matéria orgânica contendo hidrocarbonetos do asfalto do que d-limoneno com ou sem surfactante.
Os resultados para a extração de matéria orgânica contendo hidrocarbonetos a partir de material contendo hidrocarbonetos descrito no relatório, e especialmente nos Exemplos acima, foram inesperados.
Conforme medida aqui, a recuperação, ou seja, o rendimento, em determinadas amostras excede 100 % por causa de determinados materiais contendo hidrocarbonetos, por exemplo, areias betuminosas, compreendendo misturas heterogêneas ou impuras de liquido excessivamente viscoso e partículas sólidas relativamente grosseiras, irregular na forma e variando no tamanho. Assim, as medições da recuperação baseadas no valor médio de material hidrocarboneto nos materiais contendo hidrocarbonetos às vezes excedeu 100 % devido a esses fatores naturalmente variantes. Adicionalmente, alguns erros experimentais são inerentes para qualquer experimento.
Como aqui usado, os termos cerca e aproximadamente devem ser interpretados para incluir quaisquer valores que estão dentro de 5% do valor relatado. Além disso, a recitação dos termos cerca e aproximadamente em relação a uma faixa de valores deve ser interpretada para inclui ambas as extremidades superior e inferior da faixa recitada. Como aqui usado, os temos primeiro, segundo, terceiro e similar devem ser interpretados para identificar unicamente elementos e não implica ou restringe qualquer sequência particular de elementos ou etapas.
Enquanto a invenção foi mostrada ou descrita em apenas algumas de suas modalidades, deve ser aparente para aqueles versados na arte que não é tão limitada, mas é suscetível a várias alterações sem sair do escopo da invenção.
REIVINDICAÇÕES
Claims (34)
1. Método de extração de matéria orgânica contendo hidrocarboneto de um material contendo hidrocarbonetos, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de extração da matéria orgânica contendo hidrocarbonetos por um processo consistindo essencialmente em: prover um primeiro liquido substancialmente livre de surfactante compreendendo um líquido de extração de hidrocarbonetos não aquoso consistindo essencialmente em uma terebentina líquida selecionada a partir do grupo consistindo em terebentina natural, terebentina sintética, terebentina mineral, óleo de pinho, a-píneno, β-pineno, a-terpineol, β-terpineol, γ-terpineol, resinas de terpeno, α-terpeno, β-terpeno, γ-terpeno, geraniol, 3-careno, dipenteno (p-menta-1,8-dieno), nopol, pinano, hidroperóxido de 2-pinano, hidrato de terpina, 2-pinanol, dihidromicenol, isoborneol, p-mentan-8-ol, acetato de α-terpinil, citronelol, acetato de p-mentan-8-il, 7-hidroxidihidrocitronelal, mentol, anetol, canfeno; p-cimeno, anisaldeído, acetato de 3,7-dimetil-l,6-octadieno, acetato de isobornilo, ocimeno, aloocimeno, álcoois de aloocimeno, 2-metoxi-2,6-dimetil-7,8-epoxioctano, cânfora, citral, 7-metoxidihidro-citronelal, ácido 10-canforsulfônico, cintronelal, mentona, e suas misturas; contatar o material contendo hidrocarbonetos com o dito liquido de extração de hidrocarboneto, tal que uma mistura de extração é formada, a mistura de extração compreendendo pelo menos uma parte da dita matéria orgânica contendo hidrocarbonetos extraída no dito líquido de extração de hidrocarbonetos; e separar a mistura de extração a partir de qualquer material residual contendo material insolúvel do material contendo hidrocarbonetos que não é solúvel no líquido de extração de hidrocarbonetos.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender ainda a etapa de: prover meios para o contato da dita matéria orgânica contendo hidrocarboneto e da dita terebentina líquida in situ em uma formação subterrânea contendo a dita matéria orgânica contendo hidrocarbonetos, e meios para extração da dita matéria orgânica contendo hidrocarbonetos da dita formação subterrânea. Separar a mistura de extração em uma primeira parte e uma segunda parte, a primeira parte da mistura de extração compreendendo um produto hidrocarboneto compreendendo pelo menos uma parte da matéria orgânica contendo hidrocarbonetos, a segunda parte da mistura de extração compreendendo pelo menos uma parte da terebentina liquida, e reciclar pelo menos uma parte da terebentina líquida no líquido de extração de hidrocarbonetos para uso na etapa de contato.
3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de o material contendo hidrocarbonetos estar em uma formação subterrânea e o contato do material contendo hidrocarbonetos com a dita terebentina liquida ocorrer in situ na formação subterrânea; e compreender ainda a etapa de: recuperar a mistura de extração através de um poço de produção em comunicação fluida com a formação subterrânea, em que o material residual permanece in situ na formação subterrânea.
4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de compreender ainda a etapa de injetar uma corrente de liquido de extração de hidrocarbonetos na formação subterrânea para extração adicional do material hidrocarboneto.
5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a terebentina liquida compreender pelo menos cerca de 50 % em volume de α-terpineol e pelo menos cerca de 20 % em volume de β-terpineol.
6. Método, de acordo com a reivindicação '1, caracterizado pelo fato de a terebentina compreender ainda um de a-terpeno, β-terpeno ou γ-terpeno.
7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a terebentina liquida compreender α-terpineol e β-terpineol, em que a razão de α-terpineol para β-terpineol é pelo menos cerca de 2:1.
8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a terebentina liquida consistir essencialmente em uma mistura de a-terpineol, β-terpineol, a-terpeno, e β-terpeno.
9. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a terebentina liquida consistir essencialmente em uma mistura de α-terpineol, e β-terpineol.
10. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a quantidade de matéria orgânica extraída do material contendo hidrocarbonetos ser pelo menos 50 %.
11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de a quantidade de matéria orgânica extraída do material contendo hidrocarbonetos ser pelo menos 90 %.
12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de a quantidade de matéria orgânica extraída do material contendo hidrocarbonetos ser pelo menos 100 %.
13. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de pelo menos cerca de 8 0 % dos hidrocarbonetos presentes no dito material contendo hidrocarbonetos extraíveis na dita terebentina líquida serem extraídos na dita terebentina líquida dentro de cerca de 5 minutos de contato do dito material contendo hidrocarbonetos com o dito primeiro líquido.
14. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a quantidade da dita terebentina líquida para qualquer outro solvente miscível em terebentina contido no dito primeiro líquido ser pelo menos cerca de 1:1.
15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de a quantidade da dita terebentina líquida para qualquer outro solvente miscível em terebentina contido no dito primeiro líquido ser pelo menos cerca de 3:1.
16. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o dito primeiro líquido consistir essencialmente na dita terebentina líquida.
17. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o material contendo hidrocarbonetos ser contatado com a dita terebentina líquida em uma razão de pelo menos cerca de 2:1 da dita terebentina líquida para o dito material contendo hidrocarbonetos.
18. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o material contendo hidrocarbonetos ser um material contendo hidrocarbonetos de uma formação geológica de ocorrência natural contendo pelo menos um carvão, óleo bruto, óleo bruto extra pesado, alcatrão, areias betuminosas, xisto, areias oleosas, gás natural, betume bruto, querogênio natural, asfalto natural, ou asfalteno natural.
19. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de durante o dito contato, a matéria orgânica contendo hidrocarbonetos extraída no líquido de extração de hidrocarbonetos estar em uma quantidade que corresponde a uma quantidade de cerca de 30 a 100 % da matéria orgânica contendo hidrocarboneto contida originalmente no dito material contendo hidrocarbonetos natural, extraída no líquido de extração de hidrocarbonetos dentro de cerca de 3 segundos a 180 minutos do dito contato, em uma temperatura de contato em uma faixa de cerca de 10 a 400 °C, em urna razão de peso de líquido de extração de hidrocarbonetos para material contendo hidrocarbonetos natural de cerca de 10 % a 600 %.
20. Método, de acordo com a reivindicação 1, para extrair matéria orgânica contendo hidrocarboneto de um material contendo hidrocarboneto, o dito material hidrocarboneto compreendendo areias betuminosas, caracterizado pelo fato de o contato do material contendo hidrocarboneto com o dito líquido de extração de hidrocarbonetos compreender a etapa de fornecer as areias betuminosas a uma porção interna de um vaso de extração e fornecer o líquido de extração de hidrocarbonetos à porção interna do vaso de extração por um período de tempo operável para extrair uma parte substancial da matéria orgânica contendo hidrocarboneto do material contendo hidrocarboneto.
21. Método para recuperação de matéria orgânica contendo hidrocarbonetos de areias betuminosas, caracterizado pelo fato de o método compreender as etapas de extração da matéria orgânica contendo hidrocarboneto por um processo consistindo essencialmente em: obter areias betuminosas compreendendo matéria orgânica contendo hidrocarbonetos recuperável; prover um primeiro liquido substancialmente livre de surfactante compreendendo um liquido de extração de hidrocarboneto compreendendo uma terebentina líquida compreendendo pelo menos um de α-terpineol ou β-terpineol; fornecer a amostra de areias betuminosas a um vaso de contato, o dito vaso de contato compreendendo pelo menos uma entrada para alimentação do líquido de extração de hidrocarbonetos ; contatar a amostra de areias betuminosas com o líquido de extração de hidrocarbonetos em um vaso de contato e agitar a amostra de areias betuminosas com o líquido de extração de hidrocarbonetos, tal que uma mistura de extração é formada e um material residual é formado, a mistura de extração compreendendo pelo menos uma parte da matéria orgânica contendo hidrocarbonetos no líquido de extração de hidrocarbonetos, o material residual compreendendo pelo menos uma parte de material não solúvel das areias betuminosas que não é solúvel no liquido de extração de hidrocarbonetos; separar a mistura de extração do material residual; separar a mistura de extração em uma corrente de produto de hidrocarbonetos e uma corrente de liquido de extração de hidrocarbonetos, a corrente de produto de hidrocarbonetos compreendendo pelo menos uma parte da matéria orgânica contendo hidrocarbonetos das areias betuminosas; e reciclar pelo menos uma parte da corrente de liquido de extração de hidrocarbonetos para a etapa de contato.
22. Método para recuperação de matéria orgânica contendo hidrocarbonetos de xisto contendo hidrocarbonetos cominuido, caracterizado pelo fato de o método compreender as etapas de extração da matéria orgânica contendo hidrocarbonetos por um processo consistindo essencialmente em: prover o xisto contendo hidrocarboneto cominuido; prover um primeiro liquido substancialmente livre de surfactante compreendendo um liquido de extração de hidrocarbonetos não aquoso essencialmente de uma terebentina liquida selecionada do grupo consistindo em terebentina natural, terebentina sintética, terebentina mineral, óleo de pinho, a-pineno, β-pineno, a-terpineol, β-terpineol, γ-terpineol, resinas de terpeno, a-terpeno, β-terpeno, γ- terpeno, geraniol, 3-careno, dipenteno (p-menta-1,8-dieno), nopol, pinano, hidroperóxido de 2-pinano, hidrato de terpina, 2-pinanol, dihidromicenol, isoborneol, p-mentan-8-ol, acetato de α-terpinil, citronelol, acetato de p-mentan-8-il, 7-hidroxidihidrocitronelal, mentol, anetol, canfeno; p-cimeno, anisaldeído, acetato de 3,7-dimetil-l,6-octadieno, acetato de isobornilo, ocimeno, aloocimeno, álcoois de aloocimeno, 2-metoxi-2,6-dimetil-7,8-epoxioctano, cânfora, citral, .7-metoxidihidro-citronelal, ácido 10-canforsulfônico, cintronelal, mentona, e suas misturas; filtrar o xisto contendo hidrocarbonetos cominuído; alimentar o xisto contendo hidrocarbonetos triturado em um vaso de contato, o vaso de contato contendo pelo menos uma entrada para fornecimento de liquido de extração de hidrocarbonetos no vaso de contato; contatar o xisto contendo hidrocarbonetos cominuído com o líquido de extração de hidrocarbonetos, tal que uma mistura de extração é formada e um material residual é formado,. a mistura de extração compreendendo pelo menos uma parte da matéria orgânica contendo hidrocarbonetos no líquido de extração de hidrocarbonetos, o material residual compreendendo pelo menos uma parte de material não solúvel do xisto que não é solúvel no líquido de extração de hidrocarbonetos; separar a mistura de extração do material residual; separar a matéria orgânica contendo hidrocarbonetos do liquido de extração de hidrocarbonetos na mistura de extração para produzir uma corrente de produto de hidrocarbonetos e uma corrente de liquido de extração de hidrocarbonetos, a corrente de produto de hidrocarbonetos compreendendo pelo menos uma parte da matéria orgânica contendo hidrocarbonetos a partir do xisto contendo hidrocarbonetos cominuido; e reciclar pelo menos uma parte da corrente de liquido de extração de hidrocarbonetos para a etapa de contato.
23. Método para recuperação de matéria orgânica contendo hidrocarbonetos da formação de subsuperficie rica em carvão contendo hidrocarbonetos, caracterizado pelo fato de o método compreender as etapas de extração da matéria orgânica contendo hidrocarbonetos por um processo consistindo essencialmente em: obter carvão, o dito carvão compreendendo uma matéria orgânica contendo hidrocarbonetos recuperável; moer o carvão para produzir carvão triturado; filtrar o carvão triturado; alimentar o carvão triturado em um vaso de contato, o dito vaso de contato compreendendo pelo menos uma entrada para fornecimento de um liquido de extração de hidrocarbonetos ao vaso de contato; contatar o carvão triturado com um liquido de extração de hidrocarbonetos não aquoso substancialmente livre de surfactantes consistindo essencialmente em uma terebentina liquida selecionada do grupo consistindo em terebentina natural, terebentina sintética, terebentina mineral, óleo de pinho, oí-pineno, β-pineno, a-terpineol, β-terpineol, γ-terpineol, resinas de terpeno, a-terpeno, β-terpeno, γ-terpeno, geraniol, 3-careno, dipenteno (p-menta-1,8-dieno), nopol, pinano, hidroperóxido de 2-pinano, hidrato de terpina, 2-pinanol, dihidromicenol, isoborneol, p-mentan-8-ol, acetato de α-terpinil, citronelol, acetato de p-mentan-8-il, 7-hidroxidihidrocitronelal, mentol, anetol, canfeno; p-cimeno, anisaldeido, acetato de 3,7-dimetil-l,6-octadieno, acetato de isobornilo, ocimeno, aloocimeno, álcoois de aloocimeno, 2-metoxi-2,6-dimetil-7,8-epoxioctano, cânfora, citral, 7-metoxidihidro-citronelal, ácido 10-canforsulfônico, cintronelal, mentona, e suas misturas, tal que uma mistura de extração é formada e uma matéria residual é formada, a mistura de extração compreendendo pelo menos uma parte da matéria orgânica contendo hidrocarbonetos no liquido de extração de hidrocarbonetos, o material residual compreendendo pelo menos uma parte do material não solúvel a partir do carvão que é insolúvel no líquido de extração de hidrocarbonetos; separar o material residual da mistura de extração; separar a matéria orgânica contendo hidrocarbonetos do líquido de extração de hidrocarbonetos para produzir uma corrente de produto de hidrocarbonetos e uma corrente de líquido de extração de hidrocarbonetos, a corrente de produto de hidrocarbonetos compreendendo pelo menos uma parte da matéria orgânica contendo hidrocarbonetos do carvão; e reciclar pelo menos uma parte da corrente de líquido de extração de hidrocarbonetos para a etapa de contato, em que o dito primeiro líquido não contém água ou essencialmente nenhuma água.
24. Método para aumentar a recuperação de matéria orgânica contendo hidrocarbonetos a partir de um poço de produção acoplado a uma formação de subsuperfície contendo hidrocarbonetos, a formação de subsuperfície compreendendo material contendo hidrocarbonetos, caracterizado pelo fato de o método compreender as etapas de extração da matéria orgânica contendo hidrocarbonetos por um processo consistindo essencialmente em: prover um poço de injeção, a dita injeção estando em comunicação fluida com a formação de subsuperfície; prover um primeiro líquido substancialmente livre de surfactante compreendendo um líquido de extração de hidrocarbonetos não aquoso consistindo essencialmente em uma terebentina líquida compreendendo terpineol; injetar o líquido de extração de hidrocarbonetos através do poço de injeção e na formação, em que o líquido de extração de hidrocarbonetos e a matéria orgânica contendo hidrocarbonetos da formação de subsuperfície contendo hidrocarbonetos formam uma mistura de extração compreendendo pelo menos uma parte da mistura de extração, a matéria orgânica contendo hidrocarbonetos em pelo menos uma parte do liquido de extração de hidrocarbonetos; recuperar a mistura de extração da formação através do poço de produção; e separar a mistura de extração para produzir uma corrente de produto de hidrocarbonetos e uma corrente de liquido de extração de hidrocarbonetos.
25. Método de modificação de compostos de enxofre em um material contendo hidrocarbonetos contendo enxofre de uma formação geológica natural, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: prover um primeiro liquido substancialmente livre de surfactante compreendendo um liquido de extração de hidrocarbonetos não aquoso consistindo essencialmente em uma terebentina liquida selecionada do grupo consistindo em terebentina natural, terebentina sintética, terebentina mineral, óleo de pinho, oí-pineno, β-pineno, α-terpineol, β-terpineol, γ-terpineol, resinas de terpeno, α-terpeno, β-terpeno, γ-terpeno, geraniol, 3-careno, dipenteno (p-menta-1,8-dieno), nopol, pinano, hidroperóxido de 2-pinano, hidrato de terpina, 2-pinanol, dihidromicenol, isoborneol, p-mentan-8-ol, acetato de α-terpinil, citronelol, acetato de p-mentan- 8-il, 7-hidroxidihidrocitronelal, mentol, anetol, canfeno; p-cimeno, anisaldeído, acetato de 3,7-dimetil-l,6-octadieno, acetato de isobornilo, ocimeno, aloocimeno, álcoois de aloocimeno, 2-metoxi-2,6-dimetil-7,8-epoxioctano, cânfora, citral, 7-metoxidihidro-citronelal, ácido 10-canforsulfônico, cintronelal, mentona, e suas misturas, e contatar o material contendo hidrocarbonetos com o dito liquido de extração de hidrocarbonetos de forma a interagir com o enxofre no dito material contendo hidrocarbonetos e com isso modificar o dito material contendo hidrocarbonetos; em que o dito material contendo hidrocarbonetos contendo enxofre ser selecionado a partir do grupo consistindo em gás natural, gás de petróleo, óleo bruto, areias betuminosas, xisto, e carvão.
26. Método, de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de o dito gás natural ou gás de petróleo ser borbulhado através da dita terebentina liquida.
27. Método para redução da corrosão de uma superfície corrosível de transporte, armazenamento, ou equipamento de manutenção para material contendo hidrocarbonetos, compreendendo as etapas de: formar uma mistura de um material contendo hidrocarbonetos com uma quantidade redutora de corrosividade de um líquido redutor de corrosividade não aquoso consistindo essencialmente em uma terebentina liquida selecionada do grupo consistindo em terebentina natural, terebentina sintética, terebentina mineral, óleo de pinho, α-pineno, β-pineno, a-terpineol, β-terpineol, γ-terpineol, resinas de terpeno, a-terpeno, β-terpeno, γ-terpeno, geraniol, 3-careno, dipenteno (p-menta-1,8-dieno) , nopol, pinano, hidroperóxido de 2-pinano, hidrato de terpina, 2-pinanol, dihidromicenol, isoborneol, p-mentan-8-ol, acetato de α-terpinil, citronelol, acetato de p-mentan-8-il, 7-hidroxidihidrocitronelal, mentol, anetol, canfeno; p-cimeno, anisaldeido, acetato de 3,7-dimetil-1,6-octadieno, acetato de isobornilo, ocimeno, aloocimeno, álcoois de aloocimeno, 2-metoxi-2,6-dimetil-7,8-epoxioctano, cânfora, citral, 7-metoxidihidro-citronelal, ácido 10-canforsulfônico, cintronelal, mentona, e suas misturas; contatar a dita superfície corrosível com a dita mistura, caracterizado pelo fato de a taxa de corrosão da dita superfície ser substancialmente reduzida quando comparada à corrosão da dita superfície quando contatada com o dito material contendo hidrocarbonetos em uma ausência do dito líquido redutor de corrosividade.
28. Método, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de a dita mistura compreender mais que cerca de 0,0005 % do dito líquido redutor de corrosividade.
29. Método, de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de a dita mistura compreender mais que cerca de 0,0015 % do dito liquido redutor de corrosividade.
30. Método, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de a taxa da dita corrosão ser reduzida em pelo menos cerca de 2 vezes comparada à corrosão da dita superfície quando contatada com o dito material contendo hidrocarbonetos na ausência do dito líquido redutor de corrosividade.
31. Método, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de a taxa da dita corrosão ser reduzida em pelo menos cerca de 4 vezes comparada à corrosão da dita superfície quando contatada com o dito material contendo hidrocarbonetos na ausência do dito líquido redutor de corrosividade.
32. Método, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de o dito líquido redutor de corrosividade compreender a-terpineol, β-terpineol, β-pineno, e p-cimeno.
33. Método de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de o dito líquido redutor de corrosividade compreender: cerca de 40 a 60 % a-terpineol, cerca de 30 a 40 % β-terpineol, cerca de 5 a 20 % β-pineno, e cerca de 0 a 10 % p-cimeno.
34 . Método de preparação de um gás contendo hidrocarbonetos, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: contatar um material contendo hidrocarbonetos com um primeiro liquido substancialmente livre de surfactante pára formar uma mistura, o primeiro liquido compreendendo um liquido de extração de hidrocarbonetos não aquoso consistindo essencialmente em uma terebentina liquida selecionada do grupo consistindo em terebentina natural, terebentina sintética, terebentina mineral, óleo de pinho, α-pineno, β-pineno, a-terpineol, β-terpineol, γ-terpineol, resinas de terpeno, a-terpeno, β-terpeno, γ-terpeno, geraniol, 3-careno, dipenteno (p-menta-1,8-dieno) , nopol, pinano, hidroperóxido de 2-pinano, hidrato de terpina, 2-pinanol, dihidromicenol, isoborneol, p-mentan-8-ol, acetato de α-terpinil, citronelol, acetato de p-mentan-8-il, 7-hidroxidihidrocitronelal, mentol, anetol, canfeno; p-cimeno, anisaldeido, acetato de 3,7-dimetil-1,6-octadieno, acetato de isobornilo, ocimeno, aloocimeno, álcoois de aloocimeno, 2-metoxi-2,6-dimetil-7,8-epoxioctano, cânfora, citral, 7-metoxidihidro-citronelal, ácido 10-canforsulfônico, cintronelal, mentona, e suas misturas; formar uma mistura, em que a dita mistura compreende pelo menos uma parte da dita matéria orgânica contendo hidrocarbonetos extraída no líquido de extração de hidrocarbonetos; e aquecer a mistura para formar um gás contendo o material de terebentina e hidrocarbonetos do dito material contendo hidrocarbonetos.
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