ITTO930993A1

ITTO930993A1 - Emulsione combustibile di un idrocarburo viscoso in soluzione tampone acquosa e relativo metodo di preparazione

Info

Publication number: ITTO930993A1
Application number: IT93TO000993A
Authority: IT
Inventors: Hercilio Rivas; Socrates Acevedo; Xiomara Gutierrez
Original assignee: Intevep Sa
Priority date: 1993-01-04
Filing date: 1993-12-23
Publication date: 1995-06-23
Also published as: DE4345040A1; KR940018453A; ES2089954B1; CA2111942C; GB2274254B; FR2700125B1; ES2089954A1; GB2274254A; ITTO930993A0; US5556574A; CN1090788A; JPH083107B2; KR970002549B1; IT1266953B1; JPH073277A; US5622920A; GB9326134D0; CA2111942A1; DK145693A; MX9400162A

Abstract

Viene descritto un metodo per formare un'emulsione stabile di un idrocarburo viscoso in una soluzione tampone acquosa. Il metodo comprende le seguenti fasi:- ottenere un idrocarburo viscoso contenente un tensioattivo naturale inattivo ed avente un contenuto salino in peso minore o uguale a circa 15 ppm ed avente contenuto di acqua minore o uguale a circa 0,1%;- formare una soluzione acquosa di un additivo tampone efficace per estrarre ed attivare il tensioattivo naturale inattivo dall'idrocarburo viscoso; e - mescolare l'idrocarburo viscoso con la soluzione tampone acquosa a velocità sufficiente per formare un'emulsione dell'idrocarburo viscoso nella soluzione tampone acquosa, per cui l'additivo tampone estrae il tensioattivo naturale inattivo dell'idrocarburo viscoso ed attiva il tensioattivo naturale inattivo per stabilizzare l'emulsione.

Description

Descrizione a corredo di una domanda di brevetto per combustibile Invenzione Industriale dal titolo: Emulsione di un idrocarburo viscoso in soluzione tampone acquosa e relativo metodo di preparazione.

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un'emulsione di un idrocarburo viscoso in una soluzione tampone acquosa da.usarsi come combustibile.

Gli idrocarburi viscosi a basso peso specifico si trovano in grande quantit? in Canada, Russia, Stati Uniti, Cina e Venezuela, e sono normalmente liquidi con viscosit? variabili tra 10000 cp e pi? di 500000 cp a temperatura ambiente. Questi idrocarburi sono solitamente prodotti attraverso numerosi metodi, compresa l'iniezione di vapore, il pompaggio meccanico, tecnich'e di perforazione e combinazioni di questi metodi.

Una volta ottenuti, tali idrocarburi sono utili come combustibile una volta desalificati/ disidratati e trattati al fine di rimuovere altri componenti instabili. Come combustibile liquido, comunque, questi idrocarburi sono troppo viscosi per l'uso pratico, perci? vengono trasformati in emulsioni di idrocarburo in acqua a viscosit? migliorata e quindi con migliori caratteristiche di fluidit?. Quando vengono trasformate in un materiale con un elevato rapporto idrocarburo/acqua, tali emulsioni sono un combustibile eccellente. In ogni caso, l'emulsione non ? stabile e si interrompe facilmente se non viene stabilizzata da tensioattivi o emulsionanti. Purtroppo gli emulsionanti in commercio sono costosi, per cui il costo dell'emulsione risulta aumentato. Questo costo aggiuntivo incide negativamente sulla convenienza di usare idrocarburi viscosi per formare emulsioni combustibili.

E' noto che gli idrocarburi viscosi allo stato naturale contengono materiali che sono potenzialmente del tensioattivi. Si vorrebbe attivare tali materiali in modo da ottenere tensioattivi naturali per stabilizzare l'emulsione senza la spesa aggiuntiva di emulsionanti commerciali, in modo tale da avere un'alternativa pi? pratica per l'uso di idrocarburi viscosi da trasformare in emulsioni combustibili. I materiali contenuti naturalmente negli idrocarburi viscosi che sono . potenziali tensioattivi comprendono numerosi acidi carbossilici , esteri e fenoli, i quali, in un ambiente con pH basico, possono essere usati come tensioattivi naturali. L'idrossido di sodio ? stato utilizzato come additivo per fornire il pH giusto. Comunque, l'idrossido di sodio non ? in grado di mantenere il pH della fase acquosa costante in modo che il pH adatto, il tensioattivo attivato e l'emulsione stessa hanno tutti vita breve.

Si cerca, perci?, di ottenere un'emulsione stabilizzata con tensioattivi naturali che non richieda l'aggiunta di tensioattivi commerciali, la quale emulsione sopporti Invecchiamento e sia utile come combustibile liquido.

E' quindi uno scopo della presente invenzione proporre un'emulsione combustibile di un idrocarburo in acqua, la quale emulsione utilizzi i tensioattivi naturali dell'idrocarburo per ottenere stabilit?.

E' altro scopo dell'invenzione proporre il metodo per formare tale emulsione combustibile.

Un ulteriore scopo dell'invenzione ? quello di proporre un?emulsione ed un metodo in cui l'emulsione formata sia un'emulsione bimodale, con caratteristiche migliorate di viscosit?.

Altri scopi e vantaggi saranno compresi meglio in seguito.

Gli scopi e i vantaggi sono conseguiti per mezzo dell'emulsione e del relativo metodo di preparazione descritti qui di seguito.

Secondo l'invenzione, un'emulsione stabile di un idrocarburo viscoso in una soluzione tampone acquosa viene formata tramite un metodo comprendente le seguenti fasi:

ottenere un idrocarburo viscoso contenente un tensioattivo naturale inattivo ed avente un contenuto salino in peso minore o uguale a circa 15 ppm ed avente un contenuto d'acqua in peso minore o uguale a circa 0,1%;

formare una soluzione di un additivo tampone in una soluzione acquosa per ottenere una soluzione tampone acquosa basica, l'additivo tampone essendo efficace nell 'estrarre ed attivare il tensioattivo naturale inattivo dall?idrocarburo viscoso; e

mescolare l?idrocarburo viscoso con la soluzione tampone acquosa ad una velocit? sufficiente per ottenere un'emulsione dell'idrocarburo viscoso nella soluzione tampone acquosa, in cui l'additivo tampone estrae il tensioattivo naturale inattivo dall'idrocarburo viscoso nella soluzione tampone acquosa ed attiva il tensioattivo naturale inattivo cos? da stabilizzare l'emulsione.

Secondo l'invenzione, l'additivo tampone ? preferibilmente un'ammina idrosolubile, ed il tensioattivo naturale inattivo viene scelto da un gruppo comprendente acidi, fenoli ed esteri carbossilici, e miscele di questi.

Secondo una forma di realizzazione preferita dell'invenzione, un'emulsione bimodale viene formata tramite un metodo in cui la fase di miscelazione comprende una prima fase di miscelazione in cui una prima emulsione viene preparata con una grossa dimensione DL di goccioline compresa tra 10 e 40 micron, ed una seconda fase di miscelazione in cui viene preparata una seconda emulsione avente piccola dimensione Dg di goccioline, minori o uguali a circa 5 micron; il metodo comprende anche la fase di mescolare la prima emulsione con la seconda emulsione in modo tale da formare un'emulsione bimodale avente fase dispersa caratterizzata da due dimensioni di goccioline corrispondenti a DL e Dg.

L'invenzione si riferisce all'emulsione di un idrocarburo viscoso in una soluzione tampone acquosa; l'emulsione viene utilizzata come combustibile liquido. L'invenzione si riferisce inoltre ad un metodo per preparare tale emulsione combustibile senza l'uso di emulsionanti commerciali o materiali tensioattivi.

La presente invenzione si riferisce in modo particolare ad un'emulsione e ad un metodo per formare un'emulsione da un idrocarburo viscoso trattato per ottenere un'emulsione stabile dell'idrocarburo viscoso in una soluzione acquosa tampone senza richiedere tensioattivi commerciali per stabilit?. L'emulsione cos? formata, cui si fa riferimento qui di seguito come l'emulsione commerciale venduta da Intevep, S.A. sotto il marchio di fabbrica ORIMULSION?, ? adatto alla combustione come combustibile liquido ed altri usi finali quali il trasporto alla raffineria per ulteriori trattamenti .

I materiali d? idrocarburo viscoso sono naturalmente prodotti da pozzi profondi attraverso un numero di meccanismi quali inondazioni di vapore, pompaggio, tecniche di perforazione e simili. Tali idrocarburi viscosi naturali sono solitamente caratterizzati, per esempio dalle seguenti propriet? chimiche e fisiche: C % peso da 78,2 a 85,5; H % peso da 9,0 a 10,8; O % peso da 0,2 a 1,3; N % peso da 0,5 a 0,7; S % peso da 2,0 a 4,5; cenere % peso da 0,05 a 0,33; vanadio da 50 a 1000 ppm; nichelio da 10 a 500 ppm; ferro da 5 a 100 ppm; sodio da 10 a 500 ppm; peso specifico da 0 a 16,0?API; viscosit? (est), 122?F da 100 a 5100000; viscosit? (cSt), 210?F da 10 a 16000; LHV (BTU/LB) da 15000 a 19000; e asfalteni % peso da 5,0 a 25,0.

Questi idrocarburi viscosi presenti allo stato naturale sono accompagnati durante la produzione da formazione di acqua in quantitativi almeno minimi, e solitamente molto variabili. Comunque, come illustrato sopra, l'idrocarburo ha generalmente viscosit? molto elevata, emulsioni primarie formate nel foro di scavo dell'idrocarburo con l'acqua di formazione possono ridurre di molto la viscosit? in modo da permettere all'idrocarburo di essere prodotto e trasportato a stazioni di trattamento, nelle quali l'emulsione viene tipicamente degassata e desalificata, e l'emulsione primaria viene spezzata per separare altri costituenti indesiderati con l'acqua di formazione. Tale procedimento di solito fornisce un idrocarburo viscoso avente un contenuto di sale di circa 15 ppm o meno in peso, preferibilmente 10 ppm o meno, ed un contenuto d'acqua di circa 0,1 % o meno in peso, preferibilmente 0%. L'idrocarburo viscoso trattato cos? ottenuto ? il materiale di partenza preferibile per formare l'emulsione della presente invenzione e pu?, secondo l'invenzione, essere ricostituito senza emulsionanti commerciali in un'emulsione quale il suddetto prodotto commerciale ORIMULSION?. Il brevetto statunitense n.4, 795,478, qui citato come riferimento, contiene una descrizione dettagliata di un metodo per processare idrocarburi viscosi presenti allo stato naturale adatti a formare ORIMULSION?; l'idrocarburo viscoso processato ? un materiale di partenza adatto per l?emulsione della presente invenzione. Per esempio, un bitume trattato Cerro Negro, pu? opportunamente avere le seguenti propriet? fisiche e chimiche:

Il materiale di partenza per l'idrocarburo viscoso processato che si vuole ottenere potr? essere opportunamente ottenuto nel modo seguente: il materiale idrocarburo viscoso viene prodotto in uno scavo, ad esempio mediante iniezione diluente di cherosene, in modo da ottenere un idrocarburo con peso specifico API di circa 14 e viscosit? ta abbastanza bassa da permettere all'idrocarburo di essere pompato in superficie alle stazioni di trattamento per il convenzionale degasaggio, desalificazione e disidratazione. Il diluente viene poi rimosso, ad esempio in una torre di distillazione, con ottenimento di un idrocarburo viscoso degassato, desalificato e disidratato. Questo idrocarburo viscoso degassato, desalificato e disidradato ? quindi adatto ad essere usato per preparare prodotti commerciali ORIMULSION?.

Secondo l'invenzione, un?emulsione combustibile dell'idrocarburo viscoso viene formata in una soluzione tampone acquosa contenente un additivo tampone che estrae ed attiva tensioattivi naturali dall?idrocarburo viscoso in modo da stabilizzare l'emulsione senza richiedere tensioattivi commerciali.

La maggior parte del materiale idrocarburo viscoso presente in natura contiene tensioattivi inattivi comprendenti acidi carbossilici, fenoli ed esteri, i quali, sotto certe condizioni, possono essere attivati come tensioattivi. E' noto, per esempio che questi tensioattivi possono essere attivati per breve tempo con NaOH. L'NaOH fornisce una soluzione basica in cui i tensioattivi naturali inattivi possono essere attivati, ma le emulsioni che si formano non sono stabili perch? l'NaOH viene rapidamente esaurito da altri composti nell 'idrocarburo.

Secondo l'invenzione, viene usato un additivo tampone che fornisce un intervallo molto maggiore e duraturo durante 'il quale la soluzione contenente l?additivo ha un pH basico, preferibilmente compreso tra 11 e 13, e perci? fornisce un'emulsione pi? stabile. L'additivo tampone serve ad aumentare e tamponare il pH della fase acquosa continua dell'emulsione. L'additivo tampone estrae ed attiva i tensioattivi naturali dall'idrocarburo viscoso, portandoli nella soluzione acquosa tampone, e quindi stabilizzando l'emulsione della soluzione tampone di idrocarburo viscoso in acqua senza fare uso di costosi tensioattivi o emulsionanti commerciali .

Secondo l'invenzione, l'additivo tampone ? un'ammina idrosolubile. Le ammine sono composti dell'azoto che possono essere derivati dall'ammonio sostituendo uno o pi? idrogeni con un gruppo alchilico. Le ammine aventi un singolo gruppo alchilico quali, ad esempio, l'isopropilammina, sono adatte per dare emulsioni stabili. Le ammine con due o pi? gruppi alchilici richiedono comunque la presenza di un piccolo quantitativo di un metallo alcalino, o di un metallo alcalino-terroso, chiamato qui di seguito additivo alcalino, preferibilmente in forma di un sale di metallo alcalino o di un sale di un metallo alcalino-terroso, per attivare i tensioattivi naturali inattivi dell'idrocarburo. Tali ammine a gruppi multipli comprendono, ad esempio, etilammine, dietilaminine, trietilammine, propilammine, sec-propilammine, dlpropllammine, butilaminine, sec-butilammine, idrossido di tetrametilammonio, idrossido di tetrapropilammonio, e miscele di questi.

Gli additivi alcalini adatti possono comprendere metalli alcalini o alcalino-terrosi, e possono preferibilmente comprendere sodio, calcio e/o magnesio, i quali possono essere aggiunti in qualsiasi forma, preferibilmente sotto forma di sale, quale ad esemplo cloruro di sodio, cloruro di potassio, nitrato di sodio, nitrato di potassio, nitrato di calcio, nitrato di magnesio e miscele di questi. Questi sali sono preferibili essendo, in massima parte, prontamente ed economicamente disponibili.

L'emulsione combustibile viene formata mescolando l?idrocarburo viscoso processato con una soluzione acquosa dell'additivo tampone con sufficiente energia di mescolamento per emulsionare la miscela ed ottenere un'emulsione della fase discontinua di idrocarburo viscoso nella fase continua della soluzione tampone acquosa, con viscosit? e grandezza delle goccioline desiderate .

La soluzione tampone acquosa ? una soluzione dell'additivo tampone in acqua. L'additivo tampone ? preferibilmente aggiunto in una concentrazione nella soluzione tampone acquosa di circa almeno 500 ppm al fine di ottenere una soluzione tampone acquosa basica, con un pH preferibilmente compreso tra 11 e 13. Le concentrazioni superiori a 15000 ppm non sono preferibili poich? non si ottiene alcun beneficio apparente con il costo aggiuntivo relativo all'aggiunta di tali concentrazioni aggiuntive di additivo tampone. Pi? preferibilmente, l'additivo tampone viene aggiunto in concentrazione compresa tra 500 e 10000 ppm.

Dove necessario l?additivo alcalino viene aggiunto in concentrazioni tra 50 e 500 ppm, preferibilmente tra 50 e 100 ppm.

Quando l'idrocarburo viscoso e la soluzione acquosa vengono mescolati, i tensioattivi naturali vengono estratti dall'idrocarburo viscoso, passano nella soluzione tampone acquosa e sono attivati dall'additivo tampone per ottenere tensioattivi naturali ed attivi nella fase continua della soluzione tampone- acquosa dell'emulsione. La soluzione acquosa tampone ha un pH tamponato preferibilmente compreso tra 11 e 13, pi? preferibilmente tra 11,3 e 11,8. Il pH basico della soluzione acquosa tampone ? dato dall'additivo tampone ed ? di importanza critica nel garantire un'emulsione stabile. Il tamponamento del pH serve ad impedire una rottura dell'emulsione a causa di cambiamenti del pH che potrebbero essere causati da pompaggio, manipolazione, picchi di temperatura e pressione e mescolamento. Inoltre, l'additivo tampone della presente invenzione fornisce il pH desiderato della soluzione acquosa tampone per una vasta gamma di concentrazioni dell'additivo tampone nella soluzione acquosa tampone. Quindi, 1 cambiamenti nella concentrazione dell'additivo tampone, che devono essere messi in conto nel tempo, non producono un invecchiamento o una rottura dell?emulsione. La fase di miscelazione viene effettuata in modo da fornire alla miscela energia sufficiente per produrre un'emulsione avente le caratteristiche fisiche desiderate del prodotto finale ORIMULSION?, specialmente la grandezza delle goccioline e la viscosit?. In generale,jle goccioline di dimensi?ni minori richiedono una maggiore energia di miscelazione, una pi? larga concentrazione di emulsionante (tensioattivo naturale e additivo tampone) o entrambe. Secondo l'invenzione, l'emulsione ? mescolata con energia d? miscelazione sufficiente a produrre una grandezza media di goccioline di 30 micron o meno. Tale emulsione avr? una viscosit? inferiore a 1500 cp a 30?C e 1 sec Un miscelatore convenzionale, per esempio, potr? mescolare opportunamente l'emulsione ad una velocit? di almeno 500 giri al minuto. La ridotta viscosit? dell'emulsione cosi formata permette di usare l'idrocarburo viscoso come sorgente di combustibile utile ed ? ottenuto senza il costo aggiuntivo di tensioattivi commerciali.

Il rapporto della fase idrocarburo rispetto alla fase acquosa si ? rivelato influente sulla viscosit? dell'emulsione. In aggiunta, un alto rapporto della fase idrocarburo rispetto alla fase acquosa ? desiderabile per ottenere un?emulsione combustibile adatta per l'atomizzazione e per la combustione come combustibile senza ulteriori trattamenti. Quindi, il rapporto in peso di idrocarburo rispetto alla soluzione tampone acquosa ? preferibilmente di almeno 50:50 e pi? preferibilmente ? compreso tra 75:25 e 95:5. Ovviamente la formazione di emulsioni aventi alti rapporti di idrocarburo rispetto alla soluzione acquosa tampone richieder? maggiori concentrazioni di additivo tampone nelle quantit? specificate .

Secondo una forma di realizzazione preferita dell'invenzione, l'emulsione combustibile viene preparata in modo da fornire due popolazioni distinte di goccioline nella fase dispersa dell'emulsione. Tale emulsione, detta emulsione bimodale, ha ulteriormente migliorato le cara tteristiche di viscosit? e viene preparata secondo 'l?invenzione senza tensioattivi commerciali .

Secondo l'invenzione, un'emulsione bimodale pu? essere formata preparando una soluzione acquosa dell'additivo tampone e disponendo di un idrocarburo viscoso come sopra. Vengono quindi formate due emulsioni, ciascuna avente una diversa dimensione delle goccioline. La prima emulsione ha una dimensione mediamente larga di goccioline, che ? preferibilmente compresa tra 10 e 40 micron, e pi? preferibilmente tra circa 15 e 30 micron. La seconda emulsione ? formata con dimensione media piccola delle goccioline, Dg, che ? preferibilmente minore o uguale a 5 micron, e pi? preferibilmente minore o uguale a 2 micron.

Le due emulsioni sono quindi mescolate in modo da formare un'emulsione bimodale stabile, come descritto sopra, con due diverse grandezze di goccioline,DL e Dg, nella fase dispersa.

Si ? trovato che la viscosit? dell'emulsione bimodale viene controllata dal rapporto tra il peso dell'emulsione con dimensioni grosse delle goccioline ed il peso dell'emulsione con dimensioni piccole delle goccioline, cos? come dal rapporto tra la dimensione media DL dell'emulsione con goccioline di grandezza maggiore e la dimensione media di esse dell'emulsione con goccioline di grandezza minore.

Preferibilmente, il 70-80% in peso della fase di idrocarburo disperso si trover? nell'emulsione con goccioline di dimensioni maggiori, ed il rapporto tra DL e Dg ? almeno uguale a 4 e preferibilmente ? almeno 10. Questi valori possono essere manipolati durante la preparazione dell'emulsione alterando l'energia di miscelazione usata per formare una o entrambe le emulsioni al fine di controllare la grandezza delle goccioline risultanti, ed anche selezionando i giusti volumi di ciascuna emulsione da mescolare.

Le emulsioni formate secondo l'invenzione esibiscono bassa viscosit? e buona stabilit? che facilita di molto l'uso di idrocarburi viscosi con sorgente di combustibile liquido. Inoltre, le emulsioni sono formate senza l?uso di costosi emulsionanti commerciali.

Verr? ora descritta la preparazione di emulsioni secondo l'invenzione nei seguenti esempi.

Esemplo 1

Sono state preparate un certo numero di emulsioni usando tecniche HIPR come descritto nel brevetto statunitense n.4,934,398. Un bitume naturale Cerro Negro dal bacino petrolifero di Cerro Negro in Venezuela ? stato degassato, disidradato e desalificato per ottenere un idrocarburo viscoso trattato di partenza.

Le emulsioni sono state preparate in una soluzione acquosa tampone contenente, come additivo tampone, un'amm?na idrosolubile aggiuntiva messa in commercio sotto il marchio INTAMINE? dalla Intevep, S.A.

Le emulsioni sono state preparate con rapporti in peso tra idrocarburo e soluzione acquosa tampone di 94:6, 90:10; 85:15, j e 80:20, usando concentrazioni tampone aggiuntive comprese tra 500 e 10000 ppm.

La fase di miscelazione ? stata eseguita a 60?C per tempi di miscelazione che sono stati controllati per produrre emulsioni aventi grandezza media delle goccioline di 2, 4, 20 e 30 micron.

Queste emulsioni sono quindi state diluite per produrre rapporti di fase idrocarburo/acqua di 70:30, 75:25, e 80:20.

Tutte le emulsioni sono st Iate stabilizzate sVenza l?uso di tensioattivi commerciali, anche quelle aventi grandezza delle goccioline minore di 3 micron.

Esemplo 2

Sono state preparate delle emulsioni usando un additivo tampone a gruppo singolo, l'isopropilammina, in concentrazioni di 6000 e 7000 ppm. Le emulsioni sono state mescolate ad un rapporto di fase idrocarburo/acquosa di 94:6 a 500 giri al minuto. La seguente tabella 1 sintetizza le grandezze medie delle goccioline ottenute a tempi di miscelazione compresi tra 0,5 e 5,0 minuti.

Come si pu? vedere, si sono ottenute dimensioni delle goccioline al di sotto di 3 micron senza l'uso di tensioattivi commerciali.

Esemplo 3

Sono state preparate delle emulsioni usando diverse concentrazioni di isopropilammina come additivo tampone; le emulsioni sono state preparate con mescolamento a 500 giri al minuto per 2 minuti con un rapporto di idrocarburo rispetto alla fase acquosa di 80:20 ed avendo grandezza media delle goccioline e viscosit? come i

illustrato qui sotto in tabella 2.

Esemplo 4

Sono state preparate delle emulsioni usando un'ammina a due gruppi (dietilammina) con una concentrazione di 3000 ppm. Un sale alcalino, il NaCl, ? stato anche aggiunto alla soluzione acquosa ad una concentrazione di 50 ppm. Sono state formate emulsioni con rapporti di fase idrocarburo/acqua di 90:10, 85:15 e 80:20 ad una velocit? di 550 giri/min con goccioline della grandezza indicata qui di seguito in Tabella 3.

Esempio 5

Sono state preparate emulsioni ad una velocit? di miscelazione di 500 giri/min usando concentrazioni di 5000 ppm di dietilammina e 50 ppm di NaCl. La Tabella 4 mostra la grandezza? media delle goccioline ottenute per queste emulsioni.

Esemplo 6

Sono state preparate emulsioni ad una velocit? di miscelazione di 500 giri/min usando concentrazioni di 7000 ppm di dietilammina e 50 ppm di NaCl. La Tabella 5 mostra la grandezza media delle goccioline ottenute per queste emulsioni. 1

Come illustrato, con concentrazioni di 7000 ppm, la dietilammina produce emulsioni con goccioline di grandezza minore a 3 micron senza fare uso di emulsionanti commerciali.

Esemplo 7

Sono state preparate delle emulsioni mediante tecniche HIPR come illustrato nel brevetto statunitense n. 4,934,398 facendo uso di bitume naturale Cerro Negro dal bacino petrolifero di Cerro Negro in Venezuela. Le emulsioni sono state preparate come illustrato in Tabella 6 usando una soluzione tampone acquosa di un'ammina idrosolubile, commercializzata dalla Intevep, S.A. sotto il marchio INTAMINE? a concentrazioni comprese tra 500 e 10000 ppm. La miscela ? stata riscaldata a 60?C e mescolata, variando la velocit? ed ? tempi di mescolamento in modo tale da ottenere emulsioni con dimensioni medie delle goccioline come illustrato di seguito in Tabella 6.

Tutte le emulsioni sono state stabilizzate senza fare uso di tensioattivi od emulsionanti.

Le emulsioni 2 e 3, aventi rispettivamente rapporto Idrocarburo/acqua di 70:30 e dimensioni medie delle goccioline di 4,3 e 20,7 micron, sono state mescolate insieme in diverse proporzioni; le viscosit? delle emulsioni bimodali risultanti sono state misurate. I risultati sono riportati nella seguente Tabella 7.

La tabella 7 mostra che esiste una relazione tra la viscosit? dell'emulsione e la frazione della fase idrocarburo nell'emulsione a goccioline maggiori (20,7 micron) e nell'emulsione a goccioline minori (4,3 micron). Al fine di ottenere il pi? basso valore di viscosit?, entrambe le frazioni di goccioline devono essere chiaramente definite come due dimensioni di goccioline distinte ed identificabili. La viscosit? ottimale ? ottenuta secondo un rapporto tra l'emulsione a goccioline maggiori e l'emulsione a goccioline minori di circa 75:25 in peso.

Esemplo 8

Le emulsioni bimodali contenenti il 75% in peso di emulsione a goccioline grosse DL e il 25% in peso di emulsione a goccioline piccole Dg in un rapporto totale idrocarburo/acqua nel prodotto finale di emulsione di 70:30 sono state ottenute dalle emulsioni di tabella 6 come illustrato nella seguente tabella 8

La tabella 8 mostra la relazione tra la viscosit? di un'emulsione bimodale e l'effetto del rapporto tra le goccioline a grandezza media maggiore e le goccioline a grandezza media minore (DL/Dg) per emulsioni con un rapporto idrocarburo/acqua di 70:30 in peso. Si pu? vedere che la viscosit? dell'emulsione bimodale aumenta quando aumenta la frazione con goccioline a grandezza media minore. Comunque, tutti i valori di viscosit? riportati per emulsioni F, G ed H sono ben al di sotto della viscosit? di emulsioni raonomodali aventi il 70% in peso di idrocarburo nella fase dispersa (vedere tabella 6).

Esemplo 9

Con emulsioni preparate come nell'esempio 7 ed aventi le caratteristiche illustrate in tabella 6, sono state prodotte, come illustrato in tabella 9, delle emulsioni bimodali contenenti il 75% in peso di emulsione con goccioline di grandezza maggiore DL e il 25% in peso di emulsione con goccioline di grandezza minore Dg, secondo un rapporto totale idrocarburo/acqua uguale a 75:25 nel prodotto di emulsione finale.

La tabella 9 mostra la relazione tra la viscosit? ed il rapporto tra la grandezza delle goccioline maggiori rispetto alla grandezza delle goccioline minori (DL/DS) per emulsioni bimodali con un rapporto in peso idrocarburo/acqua uguale a 75:25.

Si pu? notare che una viscosit? inferiore a 1500 cp a 1 sec-1 e 30?C pu? essere ottenuta quando il rapporto tra la grandezza delle goccioline mediamente maggiori e la grandezza delle goccioline mediamente minori (DL/Dg) ? maggiore o uguale a 4.

Esemplo 10

Con emulsioni preparate come nell'esempio 7 ed aventi caratteristiche illustrate in tabella 6, sono state preparate ulteriori emulsioni bimodali aventi diversi rapporti di (DL/DS) e contenenti il 75% in peso di emulsione a goccioline grosse DL e il 25% in peso di emulsione a goccioline minori Dg secondo un rapporto totale idrocarburo/acqua di 80:20 nel prodotto di emulsione finale, come illustrato in tabella 10.

La tabella 10 mostra la relazione tra la viscosit? ed il rapporto tra la grandezza delle goccioline maggiori rispetto alla grandezza delle goccioline minori (DL/DS) per emulsioni bimodali con un rapporto in peso idrocarburo/acqua uguale a 80:20. Si pu? notare che con un'emulsione bimodale avente un rapporto idrocarburo/acqua di 80:20, in altre parole con l'80% di fase dispersa di idrocarburo, ? necessario che il rapporto tra la grandezza delle goccioline mediamente maggiori e la grandezza delle goccioline mediamente minori (DL/Dg) sia maggiore o uguale a 10 al fine di ottenere una viscosit? inferiore a 1500 cp a 1 sec-1 e 30?C.

Esemplo 11

Con le emulsioni preparate nell'esempio 7 ed aventi le caratteristiche illustrate in tabella 6, sono state preparate ulteriori emulsioni bimodali con differenti rapporti in peso tra l'emulsione con goccioline di grandezza media maggiore e l'emulsione con goccioline di grandezza media minore Dg, come illustrato in tabella 11.

La tabella 11 mostra la relazione tra la viscosit? e la proporzione in peso tra la grandezza delle goccioline maggiori rispetto alla grandezza delle goccioline minori (DL/DS) per emulsioni bimodali con un rapporto in peso idrocarburo/acqua uguale a 80:20. Si pu? notare che la viscosit? di un'emulsione bimodale avente un rapporto idrocarburo/acqua di 80:20 pu? essere modificata cambiando la proporzione in, peso di idrocarburo nelle emulsioni a goccioline di grandezza media piccole e di grandezza media grosse. Quando il quantitativo di idrocarburo nell'emulsione con goccioline di grandezza media minore viene aumentato, la viscosit? dapprima diminuisce e poi aumenta.

Quindi, secondo l'invenzione, vengono preparate emulsioni combustibili da idrocarburi viscosi e vengono stabilizzate senza fare uso di tensioattivi commerciali. Le emulsioni cos? preparate esibiscono eccellenti caratteristiche di viscosit? che sono ulteriormente migliorate preparando emulsioni bimodali. L'ottenimento di emulsioni combustibili a bassa viscosit? senza il costo aggiuntivo di tensioattivi commerciali permette di ottenere un eccellente uso di idrocarburi viscosi come sorgente di materiale combustibile.

Questa Invenzione pu? essere realizzata in altre forme o attuata in altri modi senza esulare dal proprio ambito o dalle proprie caratteristiche essenziali. La presente forma di realizzazione ? perci? da considerarsi illustrativa sotto tutti gli aspetti e non limitativa; lo scopo dell'invenzione ? indicato nelle rivendicazioni allegate, ed ? possibile operare tutti i cambiamenti che rientrano nei criteri di equivalenza di quanto descritto .

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Metodo per formare un'emulsione stabile di un idrocarburo viscoso in una soluzione tampone acquosa, caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti fasi: ottenere un idrocarburo viscoso contenente un tensioattivo naturale inattivo ed avente un contenuto salino in peso minore o uguale a circa 15 ppm ed avente un contenuto d'acqua in peso minore o uguale a circa 0,1%; formare una soluzione di un additivo tampone in una soluzione acquosa per ottenere una soluzione tampone acquosa basica, l?additivo tampone essendo efficace nell'estrarre ed attivare il tensioattivo naturale inattivo dall'idrocarburo viscoso; e mescolare l'idrocarburo viscoso con la soluzione tampone acquosa ad una velocit? sufficiente per ottenere un'emulsione dell'idrocarburo viscoso nella soluzione tampone acquosa, in cui l'additivo tampone estrae il tensioattivo naturale inattivo dall'idrocarburo viscoso nella soluzione tampone acquosa ed attiva il tensioattivo naturale inattivo cos? da stabilizzare l'emulsione.
2. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la fase di ottenere un idrocarburo viscoso comprende le seguenti fasi: diluire un materiale idrocarburo viscoso allo stato naturale con un diluente nel foro di scavo, cos? da ottenere un idrocarburo viscoso diluito; degassare, desalificare e disidratare l'idrocarburo viscoso diluito; e separare il diluente dall'idrocarburo viscoso diluito, ottenendo cos? l'idrocarburo viscoso.
3. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'additivo tampone viene aggiunto alla soluzione tampone acquosa in modo tale da dare alla soluzione tampone acquosa un pH compreso tra circa 11 e 13.
4. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'additivo tampone ? un?ammina idrosolubile .
5. Metodo secondo la rivendicazi?ne 4, caratterizzato dal fatto che la soluzione tampone acquosa ? formata con una concentrazione dell'additivo tampone d? almeno 500 ppm.
6. Metodo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che la concentrazione dell'additivo tampone nella soluzione tampone acquosa ? compresa tra circa 500 e 15000 ppm.
7. Metodo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che la concentrazione dell'additivo tampone nella soluzione tampone acquosa compresa tra circa 500 e 10000 ppm.
8. Metodo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che l'ammina idrosolubile ha un singolo gruppo alchilico.
9. Metodo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che l?ammina idrosolubile ha almeno due gruppi alchilici, il metodo comprendendo inoltre la fase di aggiungere un additivo alcale alla soluzione tampone acquosa.
10. Metodo secondo la rivendicazione 9/ caratterizzato dal fatto che l'ammina idrosolubile ? selezionata dal gruppo comprendente etilammina, dietilammina, trietilammina, propilammina, dipropilaminine, secpropilammina, butilammina, sec-butilammina, idrossido di tetrametilammonio, idrossido di tetrapropilammonio, e miscele di'questi.
11. Metodo secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che l'additivo alcale viene aggiunto alla soluzione tampone acquosa in concentrazioni comprese tra circa 50 e 500 ppm.
12. Metodo secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che l'additivo alcale viene aggiunto alla soluzione tampone acquosa in concentrazioni comprese tra circa 50 e 100 ppm.
13. Metodo secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che l'additivo alcale viene selezionato dal gruppo comprendente sali di metalli alcalini, sali di metalli alcalino-terrosi, e miscele di questi.
14. Metodo secondo la rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto che l'additivo alcale viene selezionato dal gruppo comprendente cloruro di sodio, cloruro di potassio, nitrato di sodio, nitrato di potassio, nitrato di calcio, nitrato di magnesio e miscele di questi .
15. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il tensioattivo naturale inattivo dell'idrocarburo viscoso viene selezionato dal gruppo comprendente acidi carbossilici, fenoli, esteri, e miscele di questi.
16. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la fase di miscelazione comprende l?applicazione di un'energia di miscelazione sufficiente a formare un'emulsione avente una grandezza media delle goccioline minore o uguale a circa 30 micron, ed una viscosit? minore o uguale a circa 1500 cp a 30?C e 1 sec-1.
17. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la fase di miscelazione comprende la miscelazione di idrocarburo viscoso e della soluzione tampone acquosa cos? da ottenere un rapporto inteso tra idrocarburo viscoso e soluzione tampone acquosa di almeno 50:50 circa.
18. Metodo secondo la rivendicazione 17, caratterizzato dal fatto che il rapporto in peso tra l'idrocarburo viscoso e la soluzione tampone acquosa ? compreso tra circa 75:25 e 95:5.
19. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la fase di miscelazione comprende una prima fase di miscelazione in cui viene preparata una prima emulsione avente dimensione grossa di goccioline DL compresa tra circa 10 e 40 micron, ed una seconda fase di miscelazione in cui viene preparata una seconda emulsione avente dimensione piccola di goccioline Dg minore o uguale a circa 5 micron; il metodo comprendendo inoltre la fase di miscelare la prima emulsione con la seconda emulsione cos? da formare un'emulsione bimodale avente fase dispersa caratterizzata da due dimensioni di goccioline corrispondenti a DL e Ds.
20. Metodo secondo la rivendicazione 19, caratterizzato dal fatto che DL ? compreso tra circa 15 e 30 micron, e Dg ? minore o uguale a circa 2 micron.
21. Metodo secondo la rivendicazione 19, caratterizzato dal fatto che la prima emulsione e la seconda emulsione sono mescolate ciascuna nelle rispettive prime e seconde fasi di miscelazione in modo tale da fornire dimensioni di goccioline in cui il rapporto tra DL e DS ? maggiore o uguale a circa 4.
22. Metodo secondo la rivendicazione 19, caratterizzato dal fatto che la prima emulsione e la seconda emulsione sono mescolate ciascuna nelle rispettive prime e seconde fasi di miscelazione in modo tale da fornire dimensioni di goccioline in cui il rapporto tra DL e DS ? maggiore o uguale a circa 10.
23. Metodo secondo la rivendicazione 19, caratterizzato dal fatto che la prima emulsione e la seconda emulsione sono mescolate ciascuna nelle rispettive prime e seconde fasi di miscelazione in modo tale che una percentuale in peso compresa tra circa 70 e 80% di idrocarburo viscoso si trovi nella prima emulsione, avente dimensione di goccioline grosse D L
24. Emulsione di un idrocarburo in una soluzione tampone acquosa, caratterizzata dal fatto di comprendere : una fase discontinua di idrocarburo viscoso avente un contenuto salino in peso minore o uguale a circa 15 ppm ed avente un contenuto d'acqua minore o uguale a circa 0,1%; e una fase continua di soluzione tampone acquosa basica contenente un additivo tampone ed un tensioattivo naturale, il tensioattivo naturale essendo un tensioattivo inattivo contenuto allo stato naturale nell'idrocarburo viscoso, il tensioattivo inattivo essendo estratto ed attivato dall'additivo tampone in modo tale da stabilizzare" l'emulsione dell'idrocarburo viscoso in soluzione tampone acquosa.
25. Emulsione secondo la rivendicazione 24, caratterizzata dal fatto che la soluzione tampone acquosa basica ha un pH compreso tra circa 11 e 13.
26. Emulsione secondo la rivendicazione 24, caratterizzata dal fatto che l'additivo tampone ? un'ammina idrosolubile.
27. Emulsione secondo la rivendicazione 26, caratterizzata dal fatto che l'ammina idrosolubile ha una concentrazione nella soluzione acquosa tampone di almeno 500 ppm.
28. Emulsione secondo la rivendicazione 26, caratterizzata dal fatto che l'ammina idrosolubile ha una concentrazione nella soluzione acquosa tampone compresa tra circa 500 e 15000 ppm.
29. Emulsione secondo la rivendicazione 26, caratterizzata dal fatto che l'ammina idrosolubile ha una concentrazione nella soluzione acquosa tampone compresa tra circa 500 e 10000 ppm.
30. Emulsione secondo la rivendicazione 26, caratterizzata dal fatto che l?ammina idrosolubile ha un singolo gruppo alchilico.
31. Emulsione secondo la rivendicazione 26, caratterizzata dal fatto che l'ammina idrosolubile ha almeno due gruppi alchilici, la soluzione tampone acquosa comprendendo inoltre un additivo alcale.
32. Emulsione secondo la rivendicazione 31, caratterizzata dal fatto che l'ammina idrosolubile ? selezionata dal gruppo comprendente etilammina, dietilammina, trietilammina, propilammina, secpropilammina, dipropilammina, butilammina, secbutilammina, idrossido di tetrametilammonio, idrossido di tetrapropilammonio , e miscele di questi.
33. Emulsione secondo la rivendicazione 31, caratterizzata dal fatto che l'additivo alcale ha una concentrazione compresa tra circa 50 e 500 ppm.
34. Emulsione secondo la rivendicazione 31, caratterizzata dal fatto che l'additivo alcale ha una concentrazione compresa tra circa 50 e 100 ppm.
35. Emulsione secondo la rivendicazione 31, caratterizzata dal fatto che l'additivo alcale ? selezionato dal gruppo comprendente sali di metalli alcalini, sali di metalli alcallno-terrosi e miscele di questi.
36. Emulsione secondo la rivendicazione 31, caratterizzata dal fatto che l'additivo alcale ? selezionato dal gruppo comprendente cloruro di sodio, cloruro di potassio, nitrato di sodio, nitrato di potassio, nitrato di calcio, nitrato di magnesio, e miscele di questi.
37. Emulsione secondo la rivendicazione 24, caratterizzata dal fatto che il tensioattivo naturale inattivo ? selezionato dal gruppo comprendente acidi carbossilici, fenoli, esteri e miscele di questi.
38. Emulsione secondo la rivendicazione 24, caratterizzata dal fatto che l'emulsione ha goccioline di dimensioni medie minori o uguali a circa 30 micron, e viscosit? minore o uguale a circa 1500 cp a 30?C e 1 sec-1.
39. Emulsione secondo la rivendicazione 24, caratterizzata dal fatto che il rapporto in peso dell'idrocarburo viscoso rispetto alla soluzione tampone acquosa ? di almeno 50:50 Circa.
40. Emulsione secondo la rivendicazione 39, caratterizzata dal fatto che il rapporto in peso dell'idrocarburo viscoso rispetto alla soluzione tampone acquosa ? compreso tra circa 75:25 e 95:5.
41. Emulsione secondo la rivendicazione 24, caratterizzata dal fatto che la fase dispersa di idrocarburo viscoso ? caratterizzata da una prima dimensione delle goccioline grosse compresa tra circa 10 e 40 micron, e da una seconda dimensione Dg delle goccioline piccole minore o uguale a circa 5 micron.
42. Emulsione secondo la rivendicazione 41, caratterizzata dal fatto che DL ? compreso tra circa 15 e 30 micron, e DS ? minore o uguale a circa 2 micron.
43. Emulsione secondo la rivendicazione 41, caratterizzata dal fatto che il rapporto tra DL e Dg ? maggiore o uguale a circa 4.
44. Emulsione secondo la rivendicazione 41, caratterizzata dal fatto che il rapporto tra DL e Dg e maggiore o uguale a circa 10.
45. Emulsione secondo la rivendicazione 41, caratterizzata dal fatto che il 70-80% in peso dell'idrocarburo viscoso ha dimensione DL delle goccioline grosse