Спосіб одержання дисперсії важких нафтових залишків у воді

1. Спосіб одержання дисперсії важких нафтових залишків у воді, яка є придатною для спалювання з низькою емісією SOx і має вміст води щонайменше 15%мас., введенням важкого нафтового залишку, який має точку розм'якшення вище ніж 25°С, у контакт з водним розчином одного або більше диспергаторів, вибраних з органічних сульфонатів лужних металів або амонію, які, відносно солі натрію, мають такі властивості: (A) вміст сірки складає щонайменше 10%мас., переважно від 11 до 15%мас.; (B) розчинність у воді при 20°С складає щонайменше 15%мас., переважно від 20 до 60%мас.; (C) зменшення поверхневого натягу у воді, при концентрації 1%мас., є нижчим ніж 10%, C2 2 77168 1 3 77168 4 це становить значні перешкоди при русі і на фазі для транспортування, але також придатних для диспергування, що також буде спричиняти перешспалювання із зменшеною емісією сульфурованих коди у роботі транспортних ліній. сполук, так званих SOX, все ще остається не виріПатентна література описує різні варіанти техшеною. Відомо, що під час спалювання нафтових нологій обробки для отримання рухомих важких фракцій, які знаходяться у паливній реакції з киссировинних нафт або в'язких нафтових фракцій, нем, утворюється діоксид сульфуру і сірчастий які за своїми властивостями незрівнянно кращі за ангідрид в залежності від їх лужності, і тільки мала вище описані важкі нафтові залишки. частина утримується золою. Одним з найбільш широко вивчених методів У відповідності з цим, винахід стосується водотримання рухомих важких сировинних нафт є ної дисперсії важких нафтових залишків, яка є утворення емульсій нафта-у-воді (Н/В), де зовнішпридатною для спалювання з низькою емісією ня фаза (вода) має меншу в'язкість ніж внутрішня SOX, яка включає: фаза (нафта). Ці емульсії, які виготовленні змішу(a) важкий нафтовий залишок; ванням води, емульгатора і нафти, можуть легко (b) диспергатор; рухатися. Крім того, що ці емульсії мають низьку (c) десульфуратор, вибраний з СаСО3, МдСО3, в'язкість, вони повинні мати певну стабільність, доломіту і відповідних сумішей, причому, зазначетобто, вони не повинні розділятися на дві фази під ний десульфуратор присутній у кількості від 0,5 до час транспортування і можливого зберігання. До3,0 молей, переважно від 1 до 2,5 молей, відносно датково, емульгуючі домішки повинні дозволяти сірки, яка є у важкому нафтовому залишку; утворення емульсії з високим вмістом нафтової (d) десульфуратор із стабілізуючими та антифази. Незалежно від цих характеристик, базовою корозійними властивостями, вибраний з МgО, вимогою для використання цієї технології є низька Мg(ОН)2, СаО, Са(ОН)2 і відповідних сумішей, привартість емульгуючих речовин. чому, зазначений десульфуратор присутній у кільЕмульгуючі речовини, які відомі у патентній лікості від 0,04% до 0,4% за масою відносно загальтературі не відповідають цим вимогам. ної маси суспензії; Наприклад, [у патентах США US-A-4 246 920, (e) воду; US-A-4 285 356, US-A-4 265 264 і US-A-4 249 554] процент за масою (e) відносно суми (а)+(e) наведені емульсії, які мають вміст нафти тільки складає щонайменше 15%. 50%; а це означає, що при таких умовах половина Відношення мас води і важкого нафтового задоступного об'єму (наприклад, трубопроводу) не лишку може змінюватися у широких межах, наприможе бути використана для транспортування нафклад, від 85/15 до 15/85. Але з економічних міркути. вань переважним є приготування дисперсій з [Канадські патенти 1 108 205, 1 113 529, 1 117 високим вмістом важкого нафтового залишку, які 568 і патент США US-A-4 246 919] з іншого боку, відповідають вимогам текучості водної дисперсії і показують значні обмежені зменшення в'язкості її ефективного спалювання. Кращого компромісу навіть при низькому вмісті нафти. між такими різними вимогами можна досягнути при [У патенті США US-A-4770199] описано викоспіввідношенні вода / важкий нафтовий залишок ристання емульгуючих речовин, які вміщують комвід 20/80 до 35/65. плексні суміші неіонних алкоксилованих поверхнеЩодо диспергатора (b), то, як визначено [у євво-активних речовин і епоксилат-пропоксилатних ропатенті ЕР-А-607426], до нього відносяться оркарбоксилатів. Неіонна поверхнево-активна речоганічні сульфонати лужних металів або амонію, які вина з цієї суміші помітно чутлива до температури відносно солі натрію мають наступні властивості: і тому може ставати нерозчинною у воді при пев(A) вміст сірки складає щонайменше 10% за них температурних умовах, інвертуючи фази, тобмасою, переважно від 11 до 15% за масою; то від Н/В до В/Н. Фазова інверсія також може (B) розчинність у воді при 20°С складає щоспричинятися високими величинами зсуву під час найменше 15% за масою, переважно від 20 до операцій переміщення. 60% за масою; Крім того, зазначені вище поверхнево-активні (C) зменшення поверхневого натягу води, при речовини мають дуже високу вартість і тому підконцентрації 1% за масою є нижче 10%. вищують вартість всієї технології. Вище зазначені властивості чітко відрізняють Наприкінці, щодо використання Н/В емульсій, диспергатори за винаходом від звичайних сульто [ЕР-А-237724] описує використання сумішей фованих поверхнево-активних речовин (наприетоксилованих карбоксилатів і етоксилованих суклад, алкілбензолсульфонатів). Останні фактично льфатів, тобто продуктів, які не є легко доступнимають повністю відмінні властивості, наприклад, ми на ринку. низьку розчинність у воді, вміст сірки звичайно В описі [WO-94/01684] показане вирішення нижче 10% і значне зменшення поверхневого напроблеми рухомих важких сировинних нафт шлятягу у воді. Типовими прикладами диспергаторів є хом утворення Н/В дисперсій, які отримані за допродукти, отримані при конденсації (алпомогою диспергаторів, інжектованих у нафтові кіл)нафталін сульфокислот і формальдегіду, сусвердловини. По відношенню до звичайних поверльфовані полістироли, лігнін-сульфонати, окиснені хнево-активних речовин, диспергатори є сульфосульфовані продукти, отримані обробкою SO3 натами, які добре розчинюються у воді і які не окремих ароматичних фракцій (наприклад, сульзменшують поверхневий натяг води великою міфонати, описані [у ЕР-А-379 749 і отримані оброброю. кою SO3 паливної нафти з парового крекінгу. ОрАле, проблема приготування водних дисперсій ганічні сульфонати, які мають диспергуючі важких нафтових залишків не тільки придатних властивості, є звичайно речовинами з молекуляр 5 77168 6 ною масою більшою за 1000. Завдяки їх високій розм'якшення вище, ніж приблизно 25°С, то його розчинності у воді і присутності неорганічних сопереважно слід нагріти до температури, яка є щолей (наприклад, сульфату натрію), дуже важко найменше рівною точці розм'якшення, для пократочно визначити їх молекулярну масу. щення розрідження. Альтернативно, водний розВодна дисперсія за винаходом вміщує кільчин диспергатору або обидві складові можуть бути кість диспергаторів в залежності від . кількості і нагрітими. типу важкого нафтового залишку. У будь-якому Щодо сполук (і) і (іі), то вони можуть бути доразі кількість диспергатору, необхідного для отридані на фазі контакту між важким · нафтовим замання стабільної і текучої дисперсії, складає від лишком і водним розчином диспергатора, як твер0,3 до 1,5% за масою, причому, зазначені проценді речовини і як дисперсія цих твердих речовин у ти кількості диспергатора відносно загальної кільводі. кості води і важкого нафтового залишку. Змішування важкого нафтового залишку і водЩодо десульфураторів (с), то вони є твердими ного розчину диспергаторів у присутності твердих речовинами, які розчинюються у воді і спроможні речовин (і) і (іі) можна здійснити, використовуючи блокувати або щонайменше значно зменшувати звичайне змішувальне обладнання, наприклад, SOX, що утворюється на фазі горіння. У переважлопатні змішувачі, турбінні змішувачі і тому подібному втіленні вони мають середній діаметр менше ні. Змішування здійснюють до отримання достат300мкм, переважно від 1 до 50мкм. Такі розміри ньо рідкої дисперсії, яку можливо перекачувати сприяють збільшенню ефективності десульфурупомпою і яка є стабільною значний період часу. вання. Таке приготування водної дисперсії можна виДесульфуратори із стабілізуючими і антикороконувати "на місці", тобто там, де утворюють (або зійними властивостями (d) також переважно мавиробляють) важкі нафтові залишки. В цьому виють середній діаметр десь такої самої величини, падку дисперсія буде транспортуватися переважяк і у зазначених вище десульфураторах (с). но по трубопроводах до станцій згорання. АльтерЗа необхідності, дисперсія за винаходом має нативно, приготування дисперсії може бути також мінімальну кількість гідророзчинних полімевиконане ближче до станції згорання. Зрозуміло, рів, наприклад, натуральних полісахаридів або що можливі проміжні розчини. натуральних похідних, таких як склероглюконати, Наступним об'єктом винаходу є композиція, гуарова смола, ксантанова смола. Ці гідророзчинні придатна для приготування водних дисперсій важполімери можуть підвищувати стабільність при ких нафтових залишків, яка включає: зберіганні власну дисперсії. (I) водний розчин одного або більше диспергаКрім того, що водна дисперсія важких нафтоторів, вибраних з речовин, описаних вище; вих залишків завинаходом має текучість і стабіль(II) десульфуратор, вибраний з СаСО3, МgСО3, ність, вона ще має перевагу в тому, що її можна доломіту і відповідних сумішей; спалювати за відомими технологіями з низьким (III) десульфуратор із стабілізуючими та антивиходом SOX. корозійними властивостями, вибраний з МgО, Наступним об'єктом винаходу є спосіб пригоМg(ОН)2, СаО, Са(ОН)2 і відповідних сумішей. тування дисперсії важких нафтових залишків у Сполуки (II) і (III) можуть бути суспендовані у воді, яка є придатною для спалювання з низькою водному розчині (І) так, щоб мати одну ефективну емісією SOX і має вміст води щонайменше 15% за композицію. Альтернативно, сполуки (II) і (III) момасою, введенням зазначеного важкого нафтового жуть зберігатися окремо, як тверді речовини або залишку у контакт з водним розчином одного або як водна суспензія. В останньому випадку сполуки більше диспергаторів, вибраних з органічних су(II) і (III) використовують разом з водним розчином льфонатів лужних металів або амонію, які віднос(І) під час приготування водної дисперсії. но солі натрію, мають наступні ( властивості: Альтернативно, сполуки (II) і (III) можуть бути (A) вміст сірки складає щонайменше 10% за додані потім до водної дисперсії, яка була пригомасою, переважно від 11 до 15% за масою; тована, використовуючи водний розчин (І), пере(B) розчинність у воді при 20°С складає щоважно перед подачею водної дисперсії у зону згонайменше 15% за масою, переважно від 20 до рання. 60% за масою; Наступні приклади слугують для кращого ро(C) зменшення поверхневого натягу у воді при зуміння винаходу. концентрації 1% за масою нижче 10%, Приклади причому, зазначену дисперсію готують у приПриклади 1-3 стосуються приготування диспесутності (і) одного або більше десульфураторів, рсій за винаходом. вибраних з СаСО3, МgСО3, доломіту і відповідних Використовують наступні продукти: сумішей, причому, зазначені десульфуратори при(a) нафтовий залишок, який має показник АРІ сутні у кількості від 1,5 до 3,0 молей відносно сір9, в'язкість при 25°С - 120000мПа і вміст сірки до ки, яка є у важкому нафтовому залишку; і (іі) одно3,5% за масою; го або більше десульфураторів із стабілізуючими (b) водну суміш натрієвої солі конденсованої з та антикорозійними властивостями, вибраних з формальдегідом нафтален-сульфо кислоти, в якій МgО, Мg(ОН)2, СаО, Са(ОН)2 і відповідних суміє карбонат кальцію з середнім розміром частинок шей, причому, зазначені десульфуратори із стабі10мкм і оксид магнію з середнім розміром частилізуючими та антикорозійними властивостями нок 20мкм, диспергують. присутні у кількості від 0,04% до 0,4% за масою Дисперсію отримують додаванням до водної відносно загальної маси суспензії. суміші, яку нагріли до температури приблизно Так як важкий нафтовий залишок має точку 80°С, нафтового залишку, який також нагріли до 7 77168 8 такої ж температури, і перемішуванням отриманої В'язкість цих дисперсій періодично контролюсуміші турбінною мішалкою при швидкості приблиють. зно 1000об./хв. впродовж часу, який варіює від 20 Виміри в'язкості були зроблені реометром до 120 секунд. Haak RV 12 при швидкості зсуву 10сек-1. Дисперсії, отримані в такий спосіб, доводять Результати наведені у таблиці. до кімнатної температури (приблизно 25°С). Таблиця Приклад Залишок % маси Вода % маси Дисперсія % маси СаСО3 % маси МgО % маси В'язкість (мПас) 1 62,5 30,5 1,9 5,0 0,1 1296,5 2 60,9 29,9 1,8 7,2 0,2 1298,4 3 58.7 28,8 1,7 10,5 0,3 1644,2 Дисперсії у прикладах 1-3 є також стабільними при зберіганні впродовж щонайменше одного тижня. Комп’ютерна верстка Т. Чепелева Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601