用于使原油液化和/或去除油渣的装置的制作方法

1.本发明涉及包含脂肪酸甲酯组分和醇组分的组合物。此外，本发明涉及包含原油、油泥和/或油渣和上述组合物的混合物。此外，本发明涉及一种降低原油、油泥和/或油渣的粘度的方法。此外，本发明涉及一种用于清洁表面上的原油、油泥和/或油渣的方法。
技术背景
2.原油工业中一个迄今未解决的问题是从例如储罐中环保地去除油渣和油泥。随着时间的推移，高粘度组分会积聚在这些储罐的底部，这些储罐的容量通常为几千立方米。
3.为了检查以及在运行数年(3至8年)后被沉积物严重污染的情况下，易燃液体罐，特别是油罐，如大型油罐，必须进行清洁。当这些罐被清空时，通常会残留油泥和油渣。
4.目前，清洁这些储罐的最常用方法是在储罐重新注油之前以机械和化学方式去除高粘度或固体成分。这些残余物必须像焦油一样的被处理掉，这会导致大量的销售损失和环境影响。
5.此外，在原油的开采中存在未解决的问题。例如，原油是从矿层中泵出以用于开采，因此原油的可泵送性还取决于原油的粘度。在开采阶段的开始，在所谓的初级开采中，矿层中的压力足够高，无需采取额外措施来开采原油，无论是借助天然存在的矿层压力进行挤压还是通过泵送。如果在开采过程中矿层压力下降，可以通过向矿层注水等人为措施提高压力，以继续开采原油，这称为二次开采。然而，越来越粘稠和浓密的油阻碍了进一步稳定的石油开采。三次开采总结了可通过一次和二次采油方法实现石油开采的石油开采技术。三次采油的主要目标之一是通过在高压下注入化学物质将石油推到地面。除了化学品的纯机械效应之外，还希望化学品降低原油的粘度以改善泵送特性。


技术实现要素：

6.因此，本发明的一个目的是提供用于降低原油粘度的装置和方法，从而简化油罐和表面的清洁以及原油的开采。特别是，本发明旨在提供不会对开采的原油的进一步加工产生不利影响的方法。类似地，油罐和表面的清洁会变得更经济、更便宜、更快、更有效和/或更环保。
7.这些目的通过独立权利要求的主题来实现。在从属权利要求中描述了本发明优选的进一步开发的技术方案。
8.因此，根据本发明，提供了一种包含脂肪酸甲酯组分和醇组分的组合物，其中该组合物在20℃和常压下为液体，并且基于组合物的总重量，脂肪酸甲酯组分的比例为≥65至≤95重量％，优选≥70至≤90重量％。
9.在本发明的意义上，常压被理解为是指1巴的压力。进一步优选地，该组合物在1.01325巴下也是液体。优选地，该组合物与水不混溶，这意味着该组合物不溶于水，因此当与水混合时不形成均匀混合物。优选地，当与水混合时，形成至少两个单独的相。
10.因此，提供了用于降低原油、油泥和/或油渣的粘度的组合物。该组合物使固体油
组分例如油泥和/或油渣液化，因此能够容易地去除油泥和/或油渣。此外，该组合物降低了已经为液态的原油的粘度，从而使高粘度的原油更易流动。
11.根据本发明的组合物能够降低原油的粘度并且能够使固体组分例如油泥和油渣液化。因此，该组合物能够容易地清洗罐。该组合物还使公司不仅能够及时地进行定期的储罐清洁，而且比使用单独传统的机械方式更快。此外，该组合物对油泥和/或油渣的可回收性具有积极作用，因为大部分油泥和/或油渣可以被精炼。因此，环境得到保护，因为油泥和/或油渣不必经过任何进一步的特殊处理或处置。此外，根据本发明的组合物可用于原油开采，特别是三次开采，以降低原油的粘度并促进开采。
12.该组合物优选降低原油、油泥和/或油渣的表面张力，并且优选不改变原油、油泥和/或油渣的分子的化学结构。换言之，原油、油泥和/或油渣的有机烃原子优选不像催化裂化中那样发生改变。
13.根据本发明的优选的进一步开发的实施方案，基于组合物的总重量，醇组分的比例为≥5至≤35重量％，优选≥7至≤28重量％。已经表明，具有这些重量比例的组合物在降低原油的粘度或者使油渣和/或油泥液化方面特别有效。
14.关于脂肪酸甲酯组分，根据本发明的优选的进一步开发的实施方案，设想脂肪酸甲酯组分仅包含长度为10至24个碳原子，优选10至18个碳原子的呈线性排列的脂肪酸甲酯。换言之，脂肪酸甲酯组分优选包含含有10至18个碳原子的非支链脂肪酸的脂肪酸甲酯。
15.在本文中，根据另一个优选的进一步开发的实施方案，设想脂肪酸甲酯组分包含一种或多种选自以下的脂肪酸甲酯：
16.a)十六烷酸甲酯，
17.b)十八烷酸甲酯，
18.c)9-十八碳烯酸甲酯，
19.d)9,12-十八碳二烯酸甲酯，和
20.e)9,12,15-十八碳三烯酸甲酯。
21.其他脂肪酸甲酯在组合物中也是可能的。
22.已经表明，上述脂肪酸甲酯特别适于降低原油的粘度。甚至更优选地，根据本发明的组合物包含所有脂肪酸甲酯a)-e)的组合。
23.原则上，可以由合成的轻油和/或原油生产组合物，特别是脂肪酸甲酯组分。优选地，设想该组合物由大豆油、菜籽油、棕榈油、牛脂或用过的油炸脂肪生产或可以由其生产。这具有使组合物的生产非常节省资源的优点。
24.换言之，该组合物，尤其是脂肪酸甲酯组分，优选地从生物天然产物中获得。作为可持续原材料，大豆油、菜籽油甚至动物脂肪或用过的油炸脂肪都受到关注。
25.关于醇组分，根据本发明的优选的进一步开发的实施方案，设想醇组分包含一种或多种c2至c4一元醇。一元醇是仅具有一个-oh基团的醇。优选地，一元醇不具有任何其他官能团。进一步优选地，醇组分选自乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇以及它们的混合物。特别优选的是乙醇、异丙醇、正丁醇和叔丁醇。
26.根据本发明的另一个优选的进一步开发的实施方案，所述组合物包含至少一种选自以下的液化剂组分
27.a)月桂酸，和
28.b)乙醇胺。
29.特别是在高粘度原油、非常持久的油压和三次开采的情况下，已经表明，液化剂组分可以非常有效地降低原油的粘度，或者可以非常快速地使油渣液化。月桂酸，又称十二烷酸，是一种饱和脂肪酸，来源于烷烃正十二烷。乙醇胺也称为单乙醇胺、2-氨基乙烷-1-醇或mea，是属于氨基醇类物质的有机化合物。
30.优选地，基于组合物的总重量，组合物包含按重量计≤4％，优选≤2％的液化剂组分。已经发现，这些比例在降低粘度或使原油液化方面特别有效。
31.根据本发明的优选的进一步开发的实施方案，所述组合物还包含樟脑。基于组合物的总重量，樟脑优选以0.0015重量％的比例存在。
32.特别优选地，基于组合物的总重量，组合物分别包含70-90重量％的脂肪酸甲酯组分、7-27.9985重量％的醇组分和2重量％的液化剂组分。
33.进一步优选地，基于组合物的总重量，所述组合物分别包含70-90重量％的脂肪酸甲酯组分、7-27.9985重量％的醇组分、2重量％的液化剂组分和0.0015重量％的樟脑。
34.优选地，该组合物与水不混溶。在这方面，根据本发明的一个优选的进一步开发的实施方案，设想该组合物可以与原油以任何比例混溶。换言之，当组合物与原油混合时，获得了均匀的混合物，因此不存在分离的多个相。优选地，这种混合行为与原油和组合物的比例无关。
35.该组合物的一个优点是该组合物可以保留在原油中。它不会对油品性质产生不利影响，并且可以与原油一起精炼而没有任何问题。
36.在本文中，根据本发明的另一个优选的进一步开发的实施方案，设想该组合物不包含表面活性剂。在此，表面活性剂被理解为是指阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂。现有技术中已知的用于去除油渣的许多组合物均包括表面活性剂以使油渣能够分散在水中。然而，表面活性剂可能对原油产生不利影响，使得原油不能再像往常一样被精炼。此外，在处理油渣时必须考虑表面活性剂。因此，在组合物中放弃使用表面活性剂具有不影响原油性质的优点。
37.优选地，设想组合物在常压下具有300-600℃的较低沸点的沸程。此外，优选地设想组合物是非氧化性和/或还原性的。还优选地设想组合物具有875-900g/l的密度和/或自燃温度优选为120-180℃。进一步优选地，根据en iso 3104测定的组合物的动力学粘度在40℃为3.5至5cst。
38.因此，本发明的组合物特别适用于清洁含有原油、油渣和/或油泥，特别是石蜡油、重油或沥青的容器。特别地，该组合物适用于清洁油罐，优选原油储罐。
39.特别地，该组合物适用于降低高粘度原油的粘度和使固体油渣(特别是油泥、重油或沥青)液化。
40.此外，本发明涉及包含原油、油泥和/或油渣和上述组合物的混合物。优选地，所述组合物与原油、油泥和/或油渣的混合物是均匀混合物。与原油、油泥和/或油渣相比，该混合物具有降低的粘度并因此具有改进的可泵送性。
41.优选地，原油被理解为是指天然存在于地壳中的油，即未经进一步加工的原油。在本发明的意义上，原油因此包括主要由烃组成的物质的混合物，其已经通过有机物质的转化过程获得。在本发明的意义上，油泥和油渣被理解为是指在原油储存期间沉降的非常高
粘度的且为固体的成分。油渣的例子是沥青、油砂和重油。
42.进一步优选地，基于原油、油泥和/或油渣的重量，组合物以2-10重量％的比例存在于混合物中。已经表明，这种混合比例对混合物的可泵送性具有特别积极的影响。
43.进一步优选地，根据原油、油泥和/或油渣的性质和/或温度来调节组合物的醇组分。在高粘度原油的情况下，组合物的醇组分优选为异丙醇。对于油砂，组合物的醇组分优选为乙醇。如果混合物在外部温度或混合物温度高于25℃的情况下使用，则组合物的醇组分优选为正丁醇和/或叔丁醇。
44.进一步优选地，根据原油、油泥和/或油渣的性质来调节组合物的液化剂组分。在高粘度原油和/或油砂的情况下，组合物的液化剂组分优选为月桂酸。在油渣的情况下，特别是在高粘度油渣的情况下，组合物的液化剂组分优选为乙醇胺。
45.该混合物具有减少用于运输混合物的管道中的沉积物的优点。此外，特别是在法兰过渡处和管套处，可以使用较少的热能来防止管道冻结，因为混合物在较长时间内保持液态。通过与原油相比降低粘度，流速增加，管道和钻杆的维护间隔延长。
46.组合物和混合物的其他优点可以总结如下：
[0047]-大约90％到100％的油渣可以被回收和精炼。
[0048]-不再需要高成本的油渣排放。
[0049]-使高成本的残渣处理可以减少到油渣的10％以下。
[0050]-时间的节省使得节省了大量资金。
[0051]-大约90％的油渣可回收利用，环境污染降至最低。
[0052]-通过使用本发明，可以减少90％的高粘度的或为固体的成分的缓慢的机械去除，这使通常时间节省了近65％。
[0053]
此外，本发明涉及一种用于降低原油、油泥和/或油渣的粘度的方法，包括以下步骤：
[0054]-提供原油、油泥和/或油渣，
[0055]-提供如上所述的组合物，
[0056]-使组合物与原油、油泥和/或油渣接触。
[0057]
该方法允许以简单且有效的方式降低原油的粘度并使原油的非常高粘度的且为固体的组分液化。降低粘度也被理解为意味着固体组分的液化。
[0058]
根据优选的进一步开发的实施方案，组合物在接触时具有-10至280℃的温度。这加速了粘度的降低，因此该方法特别有效。
[0059]
该组合物可以在不同温度下使用以降低粘度。-10℃至280℃的温度范围是可能的。该方法也可以在具有零度以下范围的外部温度下使用。在实践中，这对于清洁炼油厂的加热回路特别有意义。该组合物优先结合残留的水和氧气。进一步优选地，组合物在接触时具有20至60℃的温度。这对于使油罐或表面上的油渣液化特别有利。
[0060]
根据另一个优选的进一步开发的实施方案，基于提供的原油、油泥和/或油渣的重量，使组合物与原油、油泥和/或油渣以2-10重量％的比例接触。因此，为了降低原油的粘度和/或使固体组分液化，仅需要少量的组合物。
[0061]
根据本发明的另一个优选的进一步开发的实施方案，该方法包括精炼混合物的步骤，该混合物通过使组合物与原油、油泥和/或油渣接触的步骤而形成并且包含原油、油泥
和/或油渣和组合物。该方法的优点是混合物可以用原油的通常加工步骤(如精炼)进一步加工，并且组合物不会对进一步加工产生不利影响。
[0062]
此外，本发明涉及一种用于清洁表面上的原油、油泥和/或油渣的方法，包括以下步骤：
[0063]
a)在表面上实施上述用于降低原油、油泥和/或油渣的粘度的方法，
[0064]
b)使组合物作用于表面上存在的原油、油泥和/或油渣，从而形成液体产物，
[0065]
c)从表面去除液体产物，和
[0066]
d)任选地用水清洁表面和/或将组合物重新施加到表面上。
[0067]
该方法可用于清洁工具、环形扳手、开口扳手、发动机舱、燃油分配器、地板、墙壁、油盘、船体等的表面。
[0068]
根据优选的进一步开发的实施方案，该表面是油罐的内表面，其中步骤a)包括将组合物引入到油罐中，步骤c)包括将液体产物泵出油罐，并且步骤d)包括将组合物重新施加到油罐的内表面上。该组合物的重新施加具有减少油罐内表面的未来沉积物的优点。这样，就不再需要那么频繁地清洗油罐。
[0069]
附图简要说明
[0070]
下面，结合附图，基于本发明的优选示例性实施方案，对本发明作进一步的详细描述。
[0071]
在附图中：
[0072]
图1显示了根据本发明的优选示例性实施方案，具有不同比例的原油和组合物的混合物的粘度测量；
[0073]
图2显示了根据本发明进一步优选的示例性实施方案的原油和组合物的混合物的粘度测量，以及作为比较的不含组合物的原油的粘度测量；和
[0074]
图3显示了在用根据本发明的另一个优选示例性实施方案的组合物进行清洁之前、期间和之后的表面。
[0075]
实施方案的详细描述
[0076]
图1显示了通过添加根据本发明的优选示例性实施方案的组合物，使德国原油粘度降低。第一示例性实施方案的组合物在下文中称为a1111。a1111具有以下组成：
[0077]
[0078]
将德国原油的几个原油样品与不同量的组合物a1111混合。将混合物各自加热至59.5℃并在59.5℃搅拌5分钟。随后，根据en iso 3219测定动态粘度。剪切速率分别为200s-1
，测量时间为30分钟，测量温度为59.5℃。图1显示了对于德国原油与组合物a1111的混合物在59.5℃下获得的粘度，其中基于原油样品的重量，在混合物中具有不同重量比例的组合物。未添加a1111的原油样品和显示出最高的粘度。a1111的比例为5％至7％时发现粘度显著降低。基于原油重量，a1111的比例为20％的原油和a1111的混合物作为参考。测量结果表明，基于原油重量，a1111添加量超过7％的原油和a1111的混合物不会使粘度进一步地显著降低。
[0079]
图2a和2b显示了原油的粘度测量，一个是不添加组合物(图2a)，一个是添加了根据本发明的进一步优选的示例性实施方案的组合物。第二个优选的示例性实施方案的组合物在下文中将被称为liqui。liqui具有以下组成：
[0080][0081]
根据en iso 3219测定原油样品的动态粘度，结果如图2a所示。基于原油和liqui的混合物的重量，也将liqui以7.5重量％的比例添加到原油样品中，并根据上述规则测定动态粘度(图2b)。原油和liqui的混合物的动态粘度显著降低。例如，不含liqui的原油样品在60℃时的动态粘度为31.1mpas，而原油和liqui的混合物的动态粘度为4.9mpas。图3显示了使用根据本发明第三优选的示例性实施方案的组合物对钢板上三种不同的油污染物进行清洁。
[0082]
第三优选的示例性实施方案的组合物在下文中称为rh-12.01-rcb。rh-12.01-rcb的组成如下：
[0083][0084][0085]
图3显示了清洁前(图3a)和清洁后(图3c)的图像。在所有三种情况下都可以看到几乎定量的油污染物去除。不可去除的残余物的量仅占油污染物总量的3％到8％，具体取决于油污染物的稠度。
[0086]
图3中的油污染物是以下油污染物：
[0087]-来自大型炼油厂的德国油渣与印度油泥的混合物(i)，
[0088]-来自印度的高石蜡油泥(ii)，以及
[0089]-来自维策(wietze)的德国原油(iii)。
[0090]
所有的油污染物都涂覆在具有4cm高边缘的大钢板上，并放置在阳光下干燥3周。然后在直立的板上进行清洁。
[0091]
图3a从左到右显示了8mm厚的“混合废物”油渣(i)，然后是5mm厚的“污泥”油泥(ii)，右侧是约2.5mm厚的干原油(iii)。在2.8bar压力下使用一升rh-12.01-rcb 3分钟，污泥和渣层被破坏，油表面被清洁。喷涂后暴露7分钟的时间。图3c显示了处理的结果。
[0092]
诸如量和暴露时间的因素对表面清洁的重要性不如对油罐、船舶油罐和货车油罐中的油的液化那么重要。在这里，可以通过暴露时间或高喷嘴压力来处理坚硬的污泥沉积物。尽管根据优选的示例性实施方案的组合物能够承受高巴压力，但实际上所需的压力远低于用水，因为该组合物不会通过压力决定性地清洁。较旧的罐壁得以幸免，因为清洁也可以在90巴以下进行。通常设定最低压力在90到180巴之间。
[0093]
其他应用领域如下：
[0094]
无论以前是否使用过化学品或水，都可用本发明的组合物清洁。具体而言，这涉及需要原油清洁的罐冲洗、铁路油罐、船舶油罐。
[0095]
在表面清洁方面，可以考虑以下应用：工具，例如环形扳手或开口扳手的清洁；车间的肮脏地板、瓷砖墙壁、洗手盆、工作台、烟灰污染的表面和水桶、油盘、塑料容器或摩托车链条的清洁。可以清洁发动机或发动机舱(外部)。如有必要，用水或蒸汽清洁剂冲洗表面很重要。
[0096]
可以很好地清洁被汽油污染的表面(例如罐柱)。清洗后优选用水冲洗。在汽油泄漏或石油泄漏的情况下，建议先添加少量组合物，让其短暂作用，然后撒上吸收材料。一个便宜的好的解决方案是例如锯末。
[0097]
清洁油性手掌后，建议用水冲洗干净并涂抹护手霜。
[0098]
铜和黄铜部件优选在施用组合物后用水冲洗。
[0099]
该组合物可以在没有和有高压清洁剂的情况下使用，以清洁工具和船体内部，无需其他化学品或水。结果发现，不仅船壁变得干净，而且高达2m的层(沉积的、硬化的油沉积物)也被液化并再次变得可泵送。
[0100]
在下文中，参照罐的清洁描述了根据优选实施方案的用于清洁表面上的原油、油泥和/或油渣的方法。
[0101]
通过已经永久安装在储罐中的高压喷雾系统或通过工业高压清洁器，将根据本发明的优选示例性实施方案的组合物直接用作储罐中的清洁剂。当喷雾到壁上时，它已经开始发挥其液化特性。它在循环过程中与高粘度油一起循环并喷雾到表面上，直到罐壁被清洁。随后，具有经液化的油泥的组合物在经过几次清洁过程后被泵出罐。一旦清洗了罐壁，只要已经展现出相对于污泥量的液化效果，就可以通过吸浮子喷嘴泵启动泵送过程。混合物通过再循环过程泵入和泵出罐。这反过来又意味着所添加的组合物已将污泥转化为可泵送的产品。这种循环一直持续到所有污泥层都被液化为止。
[0102]
使用搅拌器可以帮助加速液化过程。特别是在清洁罐壁之后和清洁底部之前，根据罐的类型，可以安装搅拌器。这些设备的使用显著加快了这一过程。在产品被液化后，可以将全部可泵送液体返回到炼油厂进行精炼。只有不能通过管道泵送的物质必须进行处理。这是这个过程的经济价值的基础。
[0103]
本发明特别优选的组合物具有以下物理和化学性质。
[0104][0105]
所描述的实施方案仅是示例，其可以在权利要求的范围内以多种方式修改和/或补充。针对特定示例性实施方案描述的各个特征可以单独使用或与任何其他示例性实施方案中的其他特征结合使用。已经针对特定类别的示例性实施方案描述的任何特征也可以以相应的方式用于另一类别的示例性实施方案中。