PL223035B1 - Klaryfikator ferromagnetyczny do rozdzielania emulsji wodno-olejowych - Google Patents
Klaryfikator ferromagnetyczny do rozdzielania emulsji wodno-olejowychInfo
- Publication number
- PL223035B1 PL223035B1 PL403858A PL40385813A PL223035B1 PL 223035 B1 PL223035 B1 PL 223035B1 PL 403858 A PL403858 A PL 403858A PL 40385813 A PL40385813 A PL 40385813A PL 223035 B1 PL223035 B1 PL 223035B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- ferromagnetic
- clarifier
- oil
- water
- organic
- Prior art date
Links
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 title claims abstract description 40
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 title claims abstract description 27
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 31
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title description 9
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 19
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 claims abstract description 11
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 6
- -1 ester derivative of succinic acid Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 19
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 4
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 4
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N succinic acid Chemical compound OC(=O)CCC(O)=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 2
- 125000001033 ether group Chemical group 0.000 claims description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000003138 primary alcohols Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000001384 succinic acid Substances 0.000 claims description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims 1
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 claims 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 15
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 12
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 6
- 239000002569 water oil cream Substances 0.000 description 5
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 4
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 3
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 3
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 3
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 3
- UEQGESBKRFPGEK-UHFFFAOYSA-N 3-[methyl-bis(trimethylsilyloxy)silyl]propan-1-ol Chemical class C[Si](C)(C)O[Si](C)(O[Si](C)(C)C)CCCO UEQGESBKRFPGEK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 2
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000002354 inductively-coupled plasma atomic emission spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical group C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 2
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 2
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 2
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- CYEJMVLDXAUOPN-UHFFFAOYSA-N 2-dodecylphenol Chemical compound CCCCCCCCCCCCC1=CC=CC=C1O CYEJMVLDXAUOPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000007832 Na2SO4 Substances 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- BCKXLBQYZLBQEK-KVVVOXFISA-M Sodium oleate Chemical compound [Na+].CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC([O-])=O BCKXLBQYZLBQEK-KVVVOXFISA-M 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 235000011148 calcium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000002173 cutting fluid Substances 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 230000001804 emulsifying effect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 150000002506 iron compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 125000005608 naphthenic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 239000008239 natural water Substances 0.000 description 1
- 229910001172 neodymium magnet Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- SNQQPOLDUKLAAF-UHFFFAOYSA-N nonylphenol Chemical class CCCCCCCCCC1=CC=CC=C1O SNQQPOLDUKLAAF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002902 organometallic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical group O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 150000003900 succinic acid esters Chemical class 0.000 description 1
- 150000003457 sulfones Chemical class 0.000 description 1
- 150000003460 sulfonic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 1
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
Klaryfikator ferromagnetyczny do rozdzielania emulsji wodno - olejowych zawiera od 10% (m/m) do 60% (m/m), metaloorganicznej nanocieczy magnetycznej w postaci organicznej dyspersji tlenków i/lub wodorotlenków i/lub oksywodorotlenków ferromagnetycznych metali grup przejściowych, od 5% (m/m) do 50% (m/m), syntetycznego demulgatora organicznego w postaci polioksyetylowanych i/lub polioksypropylowanych pochodnych alkilofenoli i od 0,1% (m/m) do 10% (m/m) stabilizatora nanodyspersji metaloorganicznej w postaci estrowej pochodnej kwasu bursztynowego oraz od 20% (m/m) do 40% (m/m) rozpuszczalnika organicznego będącego frakcją naftową.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest klaryfikator zawierający substancje ferromagnetyczne, przeznaczony do rozdzielania emulsji wodno-olejowych.
Złoża ropy naftowej często występują w układach, w których poszczególne warstwy złoża uł ożone są w następujący sposób: u dołu występuje podścielająca złoże solanka, następnie ropa naftowa, a w szczycie złoża gaz ziemny. Dlatego, z powodu ruchu turbulentnego cieczy w czasie przepływu przez instalacje technologiczne w trakcie procesu wydobycia ropy naftowej, dochodzi do zmieszania się poszczególnych warstw i wytworzenia emulsji olejowo-wodnej. Emulsja taka jest układem dyspersyjnym dwóch niemieszających się ze sobą cieczy, z których jedna jest zdyspergowana w postaci kropel w drugiej. W tym przypadku jest to mieszanina ropy naftowej i zdyspergowanej w niej wody w ilości od kilku do kilkunastu procent masowych. Trwałość takiej emulsji zależy m.in. od ilości naturalnych emulgatorów (związki asfaltenowo-żywiczne, kwasy naftenowe, cząsteczki stałej parafiny) ułatwiających mieszanie wody z ropą, rozpuszczonych w wodzie soli mineralnych (chlorki, siarczki), wielkości kropel wody, ładunku elektrycznego zdyspergowanych cząstek oraz temperatury złoża.
Przed przystąpieniem do obróbki technologicznej ropy naftowej dokonuje się rozdziału wspomnianej emulsji otrzymując w efekcie frakcję organiczną (ropę naftową) oraz fazę wodną (emulsja wody z pozostałościami ropy naftowej). Przed wykorzystaniem odpadowych wód złożowych do celów technologicznych lub skierowaniem ich do naturalnych ujęć wodnych, muszą z nich zostać starannie oddzielone zemulgowane oleje.
Innym, bardzo rozpowszechnionym, typem emulsji woda - olej jest chłodziwo wykorzystywane w procesie obróbki metali skrawaniem. Chłodziwo takie składa się w głównej mierze z wody i oleju emulgującego, czyli mieszaniny olejów mineralnych z emulgatorami. W tym przypadku, w przeciwieństwie do procesu wydobycia ropy naftowej, emulsja tworzona jest celowo dzięki dodatkowi syntetycznych emulgatorów. Ze względów ekologicznych, przepracowane chłodziwo musi zostać poddane recyklingowi, a w tym celu najpierw należy rozdzielić je na frakcję wodną i organiczną.
Również we wszystkich miejscach, gdzie używane są oleje może występować konieczność oczyszczenia wody z zanieczyszczeń organicznych, będących efektem procesu produkcyjnego, czy skutkiem awarii i przedostania się substancji organicznych do ścieków przemysłowych.
W procesie rozdzielania emulsji wodno-olejowych mają zastosowanie zarówno metody chemiczne, fizyczne jak i połączenie obu tych metod. Metody fizyczne rozdziału emulsji, takie jak np.: odparowanie, odwirowywanie czy mikro- i ultrafiltracja, zazwyczaj są wspomagane metodami wykorzystującymi oddziaływanie pola elektromagnetycznego, promieniowania mikrofalowego lub metodami chemicznymi, pozwalającymi na przyspieszenie i zwiększenie efektywności tych procesów stosując środki demulgujące służące do rozdzielenia emulsji woda - ropa naftowa zwane niekiedy klaryfikatorami.
Najczęściej demulgatory są mieszaninami kilku lub kilkunastu środków powierzchniowo czynnych w rozpuszczalniku organicznym, tak aby miały zastosowanie w jak największej ilości aplikacji.
Typowymi, stosowanymi aktualnie w charakterze demulgatorów, substancjami są pochodne nonylofenolu i dodecylofenolu, które ze względu na ochronę środowiska są powoli wycofywane z zastosowań przemysłowych. Natomiast najnowocześniejsze, przyjazne środowisku naturalnemu, demulgatory składają się najczęściej z różnego typu soli amoniowych kwasów sulfonowych.
W amerykańskim opisie patentowym US 5899220 przedstawiono aparat i metodę służącą do zapobiegania powstawaniu osadów parafinowo-asfaltenowych wykorzystującą właściwości cieczy ferromagnetycznych, naturalnych związków żelaza znajdujących się w ropie naftowej oraz pola ele ktromagnetycznego wytworzonego przez aparat będący przedmiotem zgłoszenia patentowego. Zasada działania polega na przepuszczeniu cieczy przez aparat, który powoduje że nabywa ona właściwości ferromagnetycznych, a następnie oddziaływanie na nią zmiennym polem elektromagnetycznym powodującym drgania cząstek, które to drgania uniemożliwiają agregację osadów.
W kanadyjskim patencie CA 1057670A1 został ujawniony przepływowy aparat pracujący w tr ybie ciągłym, jak również metoda jego wykorzystania, do rozdzielania zawiesin i roztworów zawierających cząsteczki ferromagnetyczne za pomocą pola elektromagnetycznego o wysokim natężeniu generowanym przez ten aparat. Aparat wytwarza pianę, która zawiera związki ferromagnetyczne, wydzielaną z roztworu w komorze, w której wytwarzane jest zmienne pole magnetyczne.
Natomiast w brytyjskim patencie GB 2319023A autorzy opisują metodę oczyszczania wody z zanieczyszczeń organicznych typu oleje, ropa naftowa za pomocą demulgatora/klaryfikatora. Demulgator ten składa się z ferromagnetycznych cząstek, na powierzchni których zaadsorbowany został
PL 223 035 B1 związek powierzchniowo czynny typu oleinianu sodu, oraz klasycznego demulgatora, stosowanego w przemyśle wydobywczym ropy naftowej, zawierającego polioksyetylenowane etery nonylofenolowe.
W międzynarodowym zgłoszeniu patentowym WO 2011008315A1 opisano metodę otrzymywania i zastosowania cieczy magnetycznych otrzymywanych z wykorzystaniem promieniowania mikrofalowego z surowców odnawialnych takich jak lignina do oczyszczania emulsji olejowo-wodnych. Opisywane ciecze ferromagnetyczne zawierają w swoim składzie związki organometaliczne w rozpuszczalniku organicznym, które autorzy otrzymywali poprzez reakcję pochodnych sulfonowych ligniny lub innych surowców odnawialnych z solami metali w polu promieniowania mikrofalowego.
W innym, międzynarodowym zgłoszeniu WO 2012115814A1 autorzy zastrzegają metodę usuwania zanieczyszczeń olejowych z powierzchni wodnych, takich jak ocean, za pomocą materiałów, które poddają namagnesowaniu. Cząstki tych materiałów w połączeniu z powszechnie stosowanymi surfaktantami usuwają z powierzchni wody za pomocą konwencjonalnych magnesów lub elektromagnesów o dużej mocy.
Celem wynalazku jest uzyskanie klaryfikatora zawierającego substancje ferromagnetyczne, służącego do efektywnego i szybkiego rozdzielania w polu magnetycznym emulsji wodno-olejowych powstających w procesie wydobycia ropy naftowej oraz do rozdziału/recyklingu cieczy obróbkowych, a także w miejscach, gdzie w wyniku stosowania substancji organicznych (proces produkcyjny, awaria i przedostanie się stosowanych substancji organicznych do ścieków przemysłowych) mogą tworzyć się emulsje wodno-olejowe i może występować konieczność oczyszczenia wody z zanieczyszczeń organicznych. Klaryfikator dzięki swojemu składowi pozwala na rozdział emulsji wodno-olejowej w sposób fizyczny, za pomocą pola magnetycznego, dodatkowo wspomagany wchodzącym w jego skład typowym demulgatorem.
Nieoczekiwanie stwierdzono, że takie właściwości posiada zgodny z niniejszym wynalazkiem klaryfikator ferromagnetyczny do rozdzielania emulsji wodno-olejowych, zawierający metaloorganiczną nanociecz magnetyczną, syntetyczny demulgator organiczny, stabilizator nanodyspersji i rozpuszczalnik organiczny.
Klaryfikator ferromagnetyczny według niniejszego wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera od 10,0% (m/m) do 60,0% (m/m), korzystnie od 20,0% (m/m) do 40,0% (m/m) metaloorganicznej nanocieczy magnetycznej, w ilości od 5,0% (m/m) do 50,0% (m/m), korzystnie od 10,0% (m/m) do 30,0% (m/m) syntetycznego demulgatora organicznego, w ilości od 0,1% (m/m) do 10,0% (m/m), korzystnie od 1,0% (m/m) do 5,0% (m/m) stabilizatora nanodyspersji, w ilości od 20,0% (m/m) do 40,0% (m/m) rozpuszczalnika organicznego będącego frakcją naftową.
Według wynalazku substancja ferromagnetyczna, będąca składnikiem przedmiotowego klaryfikatora, zawiera nanodyspersję tlenków i/lub wodorotlenków i/lub oksywodorotlenków ferromagnetycznych metali grup przejściowych korzystnie żelaza i/lub kobaltu i/lub niklu o zawartości metali od 5% (m/m) do 20% (m/m) korzystnie od 15% (m/m) do 20% (m/m) i średnicy hydrodynamicznej rdzeni tlenkowych i/lub wodorotlenkowych i/lub oksywodorotlenkowych w zakresie od 5 nm do 300 nm, korzystnie od 10 nm do 150 nm, skompleksowanych za pomocą wysokocząsteczkowych, nienasyconych pochodnych kwasu karboksylowego o liczbie atomów węgla w cząsteczce od 9 do 19 korzystnie estrowych i/lub semiestrowych i/lub kwasowych.
Według niniejszego wynalazku w klaryfikatorze ferromagnetycznym jako syntetyczny demulgator organiczny stosuje się polioksyetylowane i/lub polioksypropylowane pochodne alkilofenoli o podstawniku alkilowym i strukturze łańcuchowej prostej i/lub rozgałęzionej, zawierającej od 6 do 28 atomów węgla i/lub eteroalkohole, korzystnie alkoholi pierwszorzędowych o ilości atomów węgla w cząsteczce od 8 do 18 i ilości grup eterowych od 10 do 25.
Klaryfikator ferromagnetyczny według wynalazku zawiera stabilizator dyspersji organicznej będący estrową pochodną kwasu alkenylobursztynowego o średniej masie cząsteczkowej od 500 do 1200 Da, korzystnie od 600 do 900 Da.
Według niniejszego wynalazku w klaryfikatorze ferromagnetycznym jako rozpuszczalnik organiczny stosuje się frakcję naftową o ilości atomów węgla w cząsteczce co najmniej 9 i końcowej temperaturze wrzenia w warunkach normalnych do 350°C.
Wynalazek jest bliżej wyjaśniony w poniższych przykładach wykonania od 1 do 11, przedst awiających skład klaryfikatora ferromagnetycznego oraz ocenę wybranych własności użytkowych w próbach laboratoryjnych, nie można ich zatem traktować za ograniczenie istoty wynalazku, ponieważ mają one jedynie charakter ilustracyjny.
PL 223 035 B1
P r z y k ł a d 1
Do reaktora wprowadzono 47 g frakcji alifatycznej ropy naftowej o zakresie temperatur wrzenia od 170°C do 220°C, 30 g metaloorganicznej nanocieczy magnetycznej o zawartości żelaza równej 12,1% (m/m) mierzonej metodą ICP AES i liczbie kwasowej równej 18,5 mg/g oraz 20 g etoksylowanego 3-(3-hydroksypropylo)heptametylotrisiloksanu w postaci produktu handlowego firmy Dow Corning (USA) o symbolu handlowym DM 4. Zawartość reaktora wymieszano do całkowitego ujednorodnienia w temperaturze 45°C.
P r z y k ł a d 2
Do reaktora wprowadzono 47 g frakcji alifatycznej ropy naftowej o zakresie temperatur wrzenia od 170°C do 220°C i 30 g metaloorganicznej nanocieczy magnetycznej o zawartości kobaltu równej 9,5% (m/m) mierzonej metodą ICP AES i średnicy hydrodynamicznej cząstek równej 27,5 nm oraz 20 g etoksylowanego 3-(3-hydroksypropylo)heptametylotrisiloksanu w postaci produktu handlowego firmy Dow Corning (USA) o symbolu handlowym DM 4. Zawartość reaktora wymieszano do całkowitego ujednorodnienia w temperaturze 45°C.
P r z y k ł a d 3
Do 97 g produktu z przykładu 1 wprowadzono 3 g stabilizatora nanodyspersji metaloorganicznej w postaci semiestru kwasu bursztynowego o masie cząsteczkowej równej 1084 Da. Zawartość reakt ora wymieszano do całkowitego ujednorodnienia w temperaturze 45°C.
P r z y k ł a d 4
Do 97 g produktu z przykładu 2 wprowadzono 4 g stabilizatora nanodyspersji metaloorganicznej w postaci estru kwasu bursztynowego o masie cząsteczkowej równej 1128 Da. Zawartość reaktora wymieszano do całkowitego ujednorodnienia w temperaturze 45°C.
P r z y k ł a d 5
Zbadano stabilność kompozycji otrzymanych jak w przykładach od 1 do 6 za pomocą metody opracowanej w Instytucie Nafty i Gazu. W metodzie tej badaną próbkę przechowuje się w temperaturze 80°C przez okres 14 dni, poddając w określonych odstępach czasowych wizualnej ocenie. Kryterium stabilności badanych substancji jest brak rozwarstwiania się i brak osadów. Wyniki badań zamieszczono w tablicy 1.
T a b l i c a 1
Badania stabilności klaryfikatorów ferromagnetycznych
| Klaryfikator ferromagnetyczny wg | ||||
| przykładu 1 | przykładu 2 | przykładu 3 | przykładu 4 | |
| Stabilność klaryfikatora, dni | 4 | 5 | 14 | 14 |
P r z y k ł a d 6
Stosując mieszadło mechaniczne z prędkością 1500 obr./min. w czasie 10 minut wytworzono stabilną emulsję poprzez wymieszanie w stosunku objętościowym 9 do 1 modelowej wody morskiej, wytworzonej wg PN-ISO 7120 o składzie zamieszczonym w tablicy 2, z ropą naftową, o właściwościach zamieszczonych w tablicy 3.
T a b l i c a 2
Skład modelowej wody morskiej zastosowanej do przygotowania emulsji
| Składnik | Zawartość [%(mm)] |
| MgCl2-6H2O | 11,10 |
| CaCl2 bezwodny | 1,16 |
| SrCl2-6H2O | 0,04 |
| KCl | 0,69 |
| NaHCOa | 0,20 |
| KBr | 0,10 |
| H3BO3 | 0,03 |
| NaF | 0,003 |
| NaCl | 2,454 |
| Na2SO4 | 0,409 |
| Woda destylowana | do 100 |
PL 223 035 B1
T a b l i c a 3
Właściwości fizykochemiczne ropy naftowej zastosowanej do przygotowania emulsji
| Parametr | Wartość |
| Wygląd w 20°C | brunatna ciecz |
| Temperatura płynięcia [°C] | poniżej -30 |
| Gęstość, 20°C [g/cm3] | 0,812 |
| Zawartość wody [% (m/m)] | 0,25 |
| Temperatura początku destylacji [°C] | 37,7 |
| - do temp. 100°C destyluje [% (v/v)] | 10,1 |
| - do temp. 150°C destyluje [% (v/v)] | 21,3 |
| - do temp. 200°C destyluje [% (v/v)] | 31,3 |
| - do temp. 250°C destyluje [% (v/v)] | 40,7 |
| - do temp. 300°C destyluje [% (v/v)] | 51,2 |
| - do temp. 350°C destyluje [% (v/v)] | 63,4 |
| Zawartość parafin [% (m/m)] | 1,9 |
| Zawartość asfaltenów [% (m/m)] | poniżej 0,01 |
| Zawartość żywic [% (m/m)] | 3,0 |
| Zawartość siarki [% (m/m)] | 0,075 |
| Temperatura zapłonu [°C] | poniżej -30 |
| Zawartość chlorków [g NaCl/l] | 16,8 |
P r z y k ł a d 7
Stosując mieszadło mechaniczne z prędkością 1500 obr./min. w czasie 10 minut wytworzono stabilną emulsję poprzez wymieszanie w stosunku objętościowym 9 do 1 wody destylowanej, o właściwościach zamieszczonych w tablicy 4, z olejem mineralnym, będącym składnikiem cieczy obróbkowej, o właściwościach zamieszczonych w tablicy 5.
T a b l i c a 4
Właściwości fizykochemiczne wody destylowanej zastosowanej do przygotowania emulsji
| Parametr | Wartość |
| Wygląd w 20°C | bezbarwna ciecz |
| Gęstość, 20°C [g/cm3] | 0,999 |
| Pozostałość po odparowaniu [pg/ml] | 9 |
| Przewodność elektrolityczna właściwa w 20°C [pS/cm] | 3,9 |
| pH | 6,5 |
| Azotany [pg/ml] | 0,19 |
T a b l i c a 5
Właściwości fizykochemiczne oleju mineralnego zastosowanego do przygotowania emulsji
| Parametr | Wartość |
| Wygląd w 20°C | brązowa ciecz |
| Temperatura płynięcia [°C] | -6 |
| Gęstość, 20°C [g/cm3] | 0,812 |
| 5% emulsja | |
| Zdolność ochrony przed korozją, stopień korozji | H1 |
| pH | 9,5 |
| Stabilność emulsji po 24 h/20°C woda 10°N | wytrzymuje |
PL 223 035 B1
P r z y k ł a d 8
Do otrzymanej w przykładzie 6 emulsji dozowano produkt z przykładu 3 w ilości 0, 40, 80 mg/kg, mieszano i poddawano działaniu pola magnetycznego wytwarzanego przez aparat zbudowany wg koncepcji autorów zgłoszenia. Głównym elementem aparatu były magnesy neodymowe wytwarzające pole magnetyczne 2000 Gaussów (0,2 T).
W turbidymetrze odczytywano transmitancję będącą miarą zawartości zanieczyszczeń organicznych w badanej substancji, powodujących zmętnienie, a więc obniżających transmitancję. Pomiary prowadzono w temperaturze pokojowej po 1, 3, 5 i 7 minutach oddziaływania pola magnetycznego na wysokości 12 mm poniżej końca słupa cieczy w naczyniu pomiarowym. Jako kryterium rozdziału emulsji przyjęto transmitancję na badanej wysokości nie mniejszą niż 95% transmitancji wody wyk orzystanej do wytworzenia badanej emulsji. Wyniki przedstawiono w tablicy 6.
T a b l i c a 6
Wyniki rozdziału emulsji woda-olej
| Czas oddziaływania pola magnetycznego [min] | Ilość demulgatora [mg/kg] | ||
| 0 | 40 | 80 | |
| 0 | - | - | - |
| 1 | - | - | + |
| 3 | - | - | + |
| 5 | - | + | + |
| 7 | - | + | + |
+ transmitancja wyższa lub równa 95% - transmitancja niższa niż 95%
P r z y k ł a d 9
Do otrzymanej w przykładzie 7 emulsji dozowano produkt z przykładu 4 w ilości 0, 40, 80 mg/kg, mieszano i poddawano działaniu sił pola magnetycznego wytwarzanego przez aparat z przykładu 8. W turbidymetrze odczytywano transmitancję będącą miarą zawartości zanieczyszczeń organicznych w badanej substancji, powodujących zmętnienie, a więc obniżających transmitancję. Pomiary prowadzono w temperaturze pokojowej po 1,3, 5 i 7 minutach oddziaływania pola magnetycznego na wys okości 12 mm poniżej końca słupa cieczy w naczyniu pomiarowym. Jako kryterium rozdziału emulsji przyjęto transmitancję na badanej wysokości nie mniejszą niż 95% transmitancji wody wykorzystanej do wytworzenia badanej emulsji. Wyniki przedstawiono w tablicy 7.
T a b l i c a 7
Wyniki rozdziału emulsji woda-olej
| Czas oddziaływania pola magnetycznego [min] | Ilość demulgatora [mg/kg] | ||
| 0 | 40 | 80 | |
| 0 | - | - | - |
| 1 | - | - | - |
| 3 | - | - | - |
| 5 | - | - | + |
| 7 | - | + | + |
+ transmitancja wyższa lub równa 95% - transmitancja niższa niż 95%
P r z y k ł a d 10
Warstwę wodną wydzieloną z emulsji jak w przykładach 8 i 9 zbadano na zawartość węglowodorów alifatycznych wg PN-82/C-04565.01 oraz węglowodorów aromatycznych wg PN-85/C-04577. Wyniki przedstawiono w tablicy 8.
PL 223 035 B1
T a b l i c a 8
Zawartość węglowodorów aromatycznych i alifatycznych w warstwie wodnej
| Warstwa wodna wydzielona z emulsji jak w przykładzie 8 | Warstwa wodna wydzielona z emulsji jak w przykładzie 9 | |
| Zawartość węglowodorów aromatycznych, mg/kg | < 20 | < 20 |
| Zawartość węglowodorów alifatycznych, mg/kg | < 20 | < 20 |
P r z y k ł a d 11
Wydzieloną warstwę organiczną z emulsji jak w przykładach 8 i 9 zbadano na zawartość wody wg PN-89/C-04087. Wyniki przedstawiono w tablicy 9.
T a b l i c a 9
Zawartość wody w warstwie organicznej
| Warstwa organiczna wydzielona z emulsji jak w przykładzie 8 | Warstwa organiczna wydzielona z emulsji jak w przykładzie 9 | |
| Zawartość wody, % (m/m) | < 0,5 | < 0,5 |
Zastrzeżenia patentowe
Claims (5)
- Zastrzeżenia patentowe1. Klaryfikator ferromagnetyczny do rozdzielania emulsji wodno-olejowych, zawierający metaloorganiczną nanociecz magnetyczną, syntetyczny demulgator organiczny, stabilizator nanodyspersji i rozpuszczalnik organiczny, znamienny tym, że zawiera od 10% (m/m) do 60% (m/m), korzystnie od 20% (m/m) do 40% (m/m) metaloorganicznej nanocieczy magnetycznej w postaci organicznej dyspersji tlenków i/lub wodorotlenków i/lub oksywodorotlenków ferromagnetycznych metali grup przejściowych i od 5% (m/m) do 50% (m/m), korzystnie od 10% (m/m) do 30% (m/m) syntetycznego demulgatora organicznego w postaci polioksyetylowanych i/lub polioksypropylowanych pochodnych alkilofenoli i od 0,1% (m/m) do 10% (m/m), korzystnie od 1% (m/m) do 5% (m/m) stabilizatora nanodyspersji metaloorganicznej w postaci estrowej pochodnej kwasu bursztynowego oraz od 20% (m/m) do 40% (m/m) rozpuszczalnika organicznego będącego frakcją naftową.
- 2. Klaryfikator ferromagnetyczny do rozdzielania emulsji wodno-olejowych według zastrz. 1, znamienny tym, że wchodząca w jego skład metaloorganiczna nanociecz magnetyczna zawiera dyspersję tlenków i/lub wodorotlenków i/lub oksywodorotlenków ferromagnetycznych metali grup przejściowych korzystnie żelaza i/lub kobaltu i/lub niklu zawartości metali od 5% (m/m) do 20% (m/m) korzystnie od 15% (m/m) do 20% (m/m) średnicy hydrodynamicznej rdzeni tlenkowych i/lub wodorotlenkowych i/lub oksywodorotlenkowych w zakresie od 5 do 300 nm, korzystnie od 10 do 150 nm, skompleksowanych za pomocą wysokocząsteczkowych, nienasyconych pochodnych kwasu karboksylowego o liczbie atomów węgla w cząsteczce od 9 do 19 korzystnie estrowych i/lub semiestrowych i/lub kwasowych.
- 3. Klaryfikator ferromagnetyczny do rozdzielania emulsji wodno-olejowych według zastrz. 1, znamienny tym, że wchodzący w jego skład syntetyczny demulgator organiczny stanowią polioksyetylowane i/lub polioksypropylowane pochodne alkilofenoli o podstawniku alkilowym i strukturze łańcuchowej prostej i/lub rozgałęzionej, zawierającej od 6 do 28 atomów węgla i/lub eteroalkohole, korzystnie alkoholi pierwszorzędowych o ilości atomów węgla w cząsteczce od 8 do 18 i ilości grup eterowych od 10 do 25.
- 4. Klaryfikator ferromagnetyczny do rozdzielania emulsji wodno-olejowych według zastrz. 1, znamienny tym, że wchodzący w jego skład stabilizator dyspersji organicznej stanowią estrowe pochodne kwasu alkenylobursztynowego o średniej masie cząsteczkowej od 500 do 1200 Da, korzystnie od 600 do 900 Da.
- 5. Klaryfikator ferromagnetyczny do rozdzielania emulsji wodno-olejowych według zastrz. 1, znamienny tym, że wchodzący w jego skład rozpuszczalnik organiczny stanowi frakcję naftową o ilości atomów węgla w cząsteczce co najmniej 9 i końcowej temperaturze wrzenia do 350°C w warunkach normalnych.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL403858A PL223035B1 (pl) | 2013-05-13 | 2013-05-13 | Klaryfikator ferromagnetyczny do rozdzielania emulsji wodno-olejowych |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL403858A PL223035B1 (pl) | 2013-05-13 | 2013-05-13 | Klaryfikator ferromagnetyczny do rozdzielania emulsji wodno-olejowych |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL403858A1 PL403858A1 (pl) | 2014-11-24 |
| PL223035B1 true PL223035B1 (pl) | 2016-09-30 |
Family
ID=51902421
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL403858A PL223035B1 (pl) | 2013-05-13 | 2013-05-13 | Klaryfikator ferromagnetyczny do rozdzielania emulsji wodno-olejowych |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL223035B1 (pl) |
-
2013
- 2013-05-13 PL PL403858A patent/PL223035B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL403858A1 (pl) | 2014-11-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Raya et al. | A critical review of development and demulsification mechanisms of crude oil emulsion in the petroleum industry | |
| CA2811048C (en) | Separatory and emulsion breaking processes | |
| DK1751395T4 (en) | Low-dose naphthenate inhibitors | |
| WO2013158989A1 (en) | Demulsifier composition and method of using same | |
| US20160222278A1 (en) | Encapsulated Production Chemicals | |
| Yau et al. | Evaluation of different demulsifiers for Marpol oil waste recovery | |
| da Silva et al. | Novel produced water treatment using microemulsion systems to remove oil contents | |
| Maddah et al. | Demulsification of water in Iraqi crude oil emulsion | |
| NO341486B1 (no) | Fremgangsmåte for å inhibere dannelsen av naftenatutfellinger eller naftenatstabiliserte emulsjoner | |
| Topilnytskyy et al. | Demulsification methods for heavy crude oil emulsions. A review | |
| Abdullah et al. | Synthesis and characterization of tannic acid esters and their performances as asphaltenes dispersants | |
| Gurbanov et al. | STUDY ON EFFICIENCY OF NEW MULTIFUNCTIONAL COMPOSITIONS FOR PREPARATION OF OIL FOR TRANSPORTATION. | |
| EP3642300B1 (en) | Naphthenate inhibition | |
| CA2890197A1 (en) | Low interfacial tension surfactants for petroleum applications | |
| Gasanov et al. | Evaluation of novel nanodemulsifier based on colloidal and non-colloidal surfactants for the removal of hydrocarbons from wastewater | |
| RU2676088C1 (ru) | Состав для разрушения промежуточных слоев в аппаратах подготовки нефти | |
| Chang | Study on Emulsification/Demulsification behavior and mechanism of produced liquid from polymer flooding on Alaska North Slope | |
| Padinhattath et al. | Ionic Liquids in Advanced Oil Dispersion | |
| Gasimzadeh | Study of the effect of demulsifiers on the group composition of transported Azerbaijani crude oils | |
| US20230191286A1 (en) | Compositions and related kits and methods for water treatment | |
| Hamadi | Study the effect of glycols base cosolvent additives on breaking of crude oil emulsion | |
| Adewunmi et al. | Evaluation of alkaline treated fly ash as a demulsifier for crude oil emulsions | |
| Zangaeva | Produced water challenges: influence of production chemicals on flocculation | |
| Gurbanov et al. | The influence of polymer-based additives on asphaltene-resin-paraffin deposits of highly paraffin oils | |
| Li et al. | Formation of crude oil emulsions in chemical flooding |