Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Вязкость сырой нефти


процесс изменения вязкости сырой нефти - патент РФ 2481389

Изобретение относится к смеси для изменения вязкости сырой нефти, включающей следующие компоненты: а) допамин, полученный из полностью или частично окисленного сока, полученного из любой части бананового дерева; b) растительное масло и/или жирные кислоты; с) соединения металлов, выбранные из оксида титана, оксида железа и ортованадата натрия; и d) ионы, такие как ионы магния или кальция. Изобретение также касается способа изменения вязкости сырой нефти и применения смеси для изменения вязкости сырой нефти. Технический результат - использование допамина, при соединении с другими веществами позволяет изменять текучесть нефти. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 4 пр.

Область техники

Настоящее изобретение относится к смесям, полученным из допамина и сока, выжатого из любой части бананового дерева. Это изобретение было разработано и может быть использовано для решения многих задач, например для изменения вязкости сырой нефти путем изменения ее химических и физических свойств, а также для получения энергии и растворения металлов и их соединений.

Сок, полученный выжиманием из любой части бананового дерева, содержащий допамин, действует как сверхсильная кислота. Указанное свойство, выявленное в процессе экспериментальной работы, положено в основу создания настоящего изобретения, поскольку это свойство позволяет осуществлять гидрирование или химическое восстановление субстратов посредством воздействия активных металлов или их гидридов, а также окисление органических соединений посредством механизмов, которые еще недостаточно исследованы и изучение которых в настоящее время продолжается.

Уровень техники

Большое количество мировых запасов нефти составляет тяжелая нефть, которая распространена по всей планете, на поверхности в виде битумных песков, а также на глубине.

Классификация сырой нефти на "тяжелую" и "легкую" основывается на значении ее плотности и на величине параметра, называемого градусом API (American Petroleum Institute), который рассчитывают на основании значения плотности.

Этот параметр позволяет классифицировать нефть, имеющую плотность 5-16 градусов API, как тяжелую и вязкую, а сырую нефть, имеющую плотность 30-50 градусов API, как легкую.

Термин "улучшение сырой нефти" относится к процессам получения легкой нефти из запасов тяжелой нефти. Данный термин используется в патенте US 6,852,215 для описания процесса конверсии нефти с высоким значением API в нефть с низким API без изменения любых других свойств или их пределов.

Сырая нефть из Эквадора является нефтью с низким API, как, например, нефть, найденная ниже нулевой широты в Пунгараюку (5° API), или легкой нефтью с высоким API около 42° в северной части страны.

В вышеуказанном патенте США описано несколько способов улучшения нефти, используемых в нефтяной промышленности, включая эмульсификацию и нагревание сырой нефти с водяным паром при различных температурах и давлении. В указанном патенте описаны также ограничения, накладываемые на применение различных процессов, такие как стоимость и разложение сырья, а также трудности при разделении сырья и соединений, используемых в обработке перед фракционированием.

Влияние высокой и низкой температуры имеет очень важное значение для процесса облагораживания нефти, т.к. температура усиливает протекание нежелательных реакций, таких как крекинг и коксование и.т.д. Кроме того, высокая температура вызывает разложение определенных ценных компонентов. По этой причине возникает необходимость подавления нежелательных реакций, чтобы сохранить первоначальный состав улучшенной нефти. Вследствие указанных нежелательных эффектов необходимо проводить процесс улучшения при как можно более низкой температуре или даже при температуре внешней среды, как предлагается в настоящей заявке, чтобы контролировать селективность и конечный выход проходящих реакций.

В отношении переработки сырой нефти патент US 4,722,395 описывает способ окисления сырой нефти при высоких и низких температурах в диапазоне от 250 до 600°F. Согласно указанному патенту при низкой температуре наблюдается низкая текучесть вследствие увеличения вязкости. Настоящее изобретение, в свою очередь, относится к окислению сырой нефти при температуре окружающей среды.

Патент US 5,021,607 описывает окисление насыщенных углеводородов с помощью смесей, содержащих оксид титана, оксид кремния и оксид щелочного металла, органическое основание, содержащее азот и воду, а также пероксид водорода в качестве предпочтительного окислителя при температурах, намного превышающих комнатную. В изобретении, описанном в настоящей заявке, применение окисляющей смеси и катализатора согласно разработанному процессу позволяет проводить процесс при температуре окружающей среды и атмосферном давлении.

При растворении парафиновой и нафтеновой сырой нефти с использованием линейного или ароматического растворителя эффективность процесса определяется характеристиками сырой нефти. С другой стороны, когда растворяемая сырая нефть богата ароматическими химическими соединениями, использование растворителей ограничено из-за их карциногенности, высокой летучести и низкой температуры возгорания. С другой стороны, согласно настоящему изобретению в качестве растворителя предлагается использование биодеградируемой жидкости, которая не вызывает вышеуказанных проблем.

Патент US 5,547,563 предлагает способ улучшения сырой нефти с использованием звуковых вибраций, терпена (лимонена), жирной кислоты и соснового масла при низкой температуре и давлении. В указанном документе сообщается, что при применении вышеуказанного способа наблюдается резкое повышение содержания легких фракций после перегонки, и хотя механизм этого явления неизвестен, тем не менее, это может объясняться разрушением молекулярных связей между длинными алифатическими цепями. Утверждается, что указанное разрушение может также происходить в алифатических цепях циклических и ароматических колец, что приводит в обоих случаях к короткоцепочечным компонентам.

В описанном здесь изобретении один из компонентов перегонки также представляет собой органическое вещество.

Превращение углеводородов, происходящее в результате процесса гидрирования и окисления, согласно литературным источникам происходит благодаря кислотному катализу.

В данном контексте в патенте US 6,359,179 указывается, что карбонилирование парафинов в присутствии твердого катализатора с образованием промежуточных карбокатионных соединений происходит благодаря действию так называемых сверхкислот и что реакции происходят, когда окисленный насыщенный углеводород обрабатывается таким образом. В US 6,359,179 говорится о том, что в этом случае твердые вещества могут быть легко отделены от реакционной смеси и могут быть снова использованы с некоторыми ограничениями по времени, в то время как этого невозможно достичь при использовании жидких катализаторов.

Согласно настоящему изобретению жидкие смеси не требуют разделения, но при необходимости их удаления это может быть достигнуто с использованием небольшого количества энергии.

Краткое описание изобретения

Согласно одному аспекту настоящего изобретения предложена смесь для изменения химических или физических свойств, содержащая допамин и соединения допамина, раздельно либо совместно, в твердой либо жидкой фазах, к которым добавлены соединения кремния, магния, бора или фтора, совместно либо по отдельности, в любых пропорциях для вызывания подвижности ионов гидроксония. К указанной смеси могут быть добавлены соединения Li, Zn и Sn или соединения любого другого металла для переноса ионов гидроксония. Также к указанной смеси могут быть добавлены сырая нефть или любые продукты фракционирования сырой нефти, совместно либо по отдельности. Также к указанной смеси могут быть добавлены растительное масло и линейный и/или разветвленный спирты. Также к указанной смеси могут быть добавлены металлы, карбонизированные соединения или соединения азота и воздух или газы, такие как кислород и азот.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложена смесь для изменения химических или физических свойств, содержащая допамин из полностью или частично окисленного сока, полученного из любой части бананового дерева, причем указанное окисление может быть осуществлено с помощью любого способа или при любой степени превращения, в особенности, если указанное окисление достигается добавлением пероксида водорода (h3O2), барботированием воздуха или кислорода. К указанной смеси могут быть добавлены сырая нефть или любые продукты фракционирования сырой нефти, совместно либо по отдельности. Также к указанной смеси могут быть добавлены растительное масло и линейный и/или разветвленный спирты. Также к указанной смеси могут быть добавлены металлы, карбонизированные соединения или соединения азота и воздух или газы, такие как кислород и азот.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложена смесь для изменения химических или физических свойств, содержащая допамин и смесь соединений допамина или сок, полученный из любой части бананового дерева, содержащие отдельную смесь или комбинацию допамина или соединений допамина или сока, полученного из любой части бананового дерева, остающихся в жидкой фазе или твердой фазе, к которым добавлены металлы, соединения углерода или соединения азота и воздух либо газы, такие как кислород и водород. Согласно другому аспекту настоящего изобретения смесь сока, полученного из любой части бананового дерева, смеси допамина и соединений допамина приготовлена в различных пропорциях. Согласно другому аспекту настоящего изобретения указанная смесь характеризуется насыщением по двойной связи в процессе гидрогенерирования или восстановления субстратов и/или протонирования.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложено применение вышеописанной смеси для гидрогенирования углеводородов и нефти. Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложено применение вышеуказанной смеси для получения газообразного или расстворенного водорода, применяемого в водородном топливе посредством восстановления металлов, протонирования субстратов, электрического тока, электродов или засчет любых других средств. Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложено применение вышеописанной смеси для получения электрической энергии. Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложено применение вышеописанной смеси в способах разделения, экстракции или очистки металлов, основанные на восстановлении вышеуказанных металлов. Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложено применение вышеописанной смеси для ускорения разложения сырой нефти любого вида с любым значением API в условиях внешней среды, пролитой на почву. Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложено применение вышеописанной смеси для захвата азота, содержащегося в воздухе, или для захвата азотсодержащих соединений, содержащихся как в твердой, так и в жидкой фазах.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ниже представлена химическая формула допамина:

процесс изменения вязкости сырой нефти, патент № 2481389

Номенклатурное название допамина - 4-(2 аминоэтил)бензол-1,2 диол. Допамин - член семейства катехоламинов, имеющий следующую структурную формулу:

процесс изменения вязкости сырой нефти, патент № 2481389

Рядом научных центров сообщается, что содержание допамина в кожуре бананов составляет 80-560 мг. Известно, что допамин играет значительную роль в реакциях окисления: в некоторых случаях он является оксидантом (окислителем), а в других случаях - антиоксидантом. Известно также, что это поведение зависит от присутствия определенных циклических углеродных компонентов, определенных ионов или полярных соединений.

Сок, выжатый из любых частей бананового дерева из семейства Musaceae, - это жидкость сложного состава, содержащая в основном воду, фосфаты, калий, хинин, лигнин, смолы и допамин. В зависимости от технологии, применяемой для получения сока, сок может быть получен из стебля растения или из псевдостебля в виде водянистой жидкости, равноценной примерно 50% исходного веса растения; точное соотношение зависит от того, какая часть растения была использована. Эта жидкость содержит К, Na, Mn, Ca, Mg, Zn у Cu в разных соотношениях.

Как только все остатки целлюлозы отделены, цвет жидкости зависит от типа бананового дерева. После фильтрации жидкость изначально является однородной, однако, по прошествии 15 дней хранения она преобретает светло-коричневый воскоподобный полупрозрачный цвет и содержит в основном воду, смолы и соли.

При смешении 2 см3 водного раствора 40 г/л гидрохлорида допамина с 500 см3 эквадорской сырой нефти с API 16° в присутствии двухвалентных ионов, таких как магний и кальций, при рН 4-4,5 наблюдается значительное повышение текучести сырой нефти, вероятно благодаря окислительному эффекту полностью не объясненному до настоящего времени.

Что касается указанного окислительного эффекта, известно что реакции окисления-восстановления органических химических соединений в общем протекают с образованием свободных радикалов и переносом электронов в присутствии ионов металлов. Кроме того, прямое восстановление карбокатионов наблюдается в присутствии хлорида ванадия(II). Изобретатель предполагает, что в процессе автоокисления первый этап приводит к образованию гипероксидов, которые продолжают реагировать, пока в субстрате присутствуют ненасыщенные молекулы, и что некоторые алкены подвергаются автоокислению, когда RO2 радикалы присоединяются к двойным связям.

При взаимодействии сока, полученного из любых частей бананового дерева, с углеродосодержащими соединениями, например с сырой нефтью, указанные соединения окисляются, находясь в жидкой фазе, при температуре внешней среды и атмосферном давлении (условия в городе Кито - 545 мм Hg и 17°С). Окисление происходит, если в смеси, полученной ранее по способам, включающим использование сока, полученного из любой части бананового дерева, присутствуют металлы, такие как ванадий, титан и никель. Окислительный эффект может быть усилен использованием пероксида водорода.

Эффект, подобный эффекту, достигнутому путем использования сока, полученного из любой части бананового дерева, может быть получен при использовании гидрохлорида допамина вместе с пероксидом водорода.

Протонирование, которое происходит, когда сок, полученный из любой части бананового дерева, взаимодействует с эквадорской сырой нефтью, может быть частично объяснено присутствием хинонов в соке, полученном из любой части бананового дерева. Курсанов с соавторами (1985) дает следующее объяснение этим фактам, которое является вероятным, если предположить, что хиноны обеспечивают дегидрирование органических соединений в присутствии фосфорной кислоты с образованием стабильного карбений-иона.

процесс изменения вязкости сырой нефти, патент № 2481389

процесс изменения вязкости сырой нефти, патент № 2481389

В приведенных выше уравнениях Е - электрофильный агент, А - продукт дегидрирования и [АН]+ - это ион, который может быть очень стабильным.

В случае с сырой нефтью имеет место обратная реакция за счет наличия ванадия и никеля, изначально присутствующих в сырье. Дополнительно к этому эффекту улучшается передача гидрида, хотя и незначительно, если цинк или олово также присутствуют в сырье. В этом отношении данное поведение может быть объяснено гипотезой каталитического гидрирования (Kursanov et. al.(1985)), которое должно происходить в 4 этапа:

1. Протонирование субстрата (олефина) с образованием карбений-иона, как показано ниже:

процесс изменения вязкости сырой нефти, патент № 2481389

2. Активирование водорода с образованием гидридной формы носителя, как показано ниже:

процесс изменения вязкости сырой нефти, патент № 2481389

3. Перенос иона водорода от восстановленной формы катализатора к карбений-иону, как показано ниже:

процесс изменения вязкости сырой нефти, патент № 2481389

4. Регенерация катализатора

Помимо источников энергии, углеводороды являются исходным сырьем в производстве химических веществ, в чем накоплен огромный запас знаний. Эти знания находят себя во многих применениях, подавляющее большинство которых основано на закислении реактивных смесей или на контакте с кислотными активными центрами.

В то время как использование фтороводородной и серной кислот не приветствуется по причине загрязнения окружающей среды, продвигается использование твердых катализаторов, в особенности кристаллических алюмосиликатов (цеолитов).

Некоторые эксперименты, проведенные в процессе разработки этого изобретения, были направлены на подтверждение окислительной силы сока, полученного из любой части бананового дерева. В связи с этим были проведены лабораторные тесты для проверки окислительного потенциала сока, полученного из любой части бананового дерева.

В одном из экспериментов получали смесь, содержащую 100 см3 сока, полученного из любой части бананового дерева, и 5 мг хлорида железа (III) в 250 см3 герметичной колбе. Через минуту по звуку воздуха, входящего в колбу, подтверждали образование вакуума в колбе. Измеренное значение вакуума было ниже предполагаемого в случае, если бы потреблялся только кислород. Это подтверждало потребление дополнительного газа в процессе этой реакции.

Подобные эксперименты, проведенные с добавлением ванадия, никеля, меди и платины, давали похожие результаты.

Сплавы серебра и меди или золота и меди погружали в раствор пероксида водорода и сока, полученного из любой части бананового дерева, при комнатной температуре и атмосферном давлении. Растворение сплавов и присутствие протонов удавалось подтвердить в обоих случаях прямым измерением электрического тока, используемого для прохождения электрохимической реакции

В обоих случаях измеренные значения тока увеличивались, когда один из указанных двух сплавов использовался в качестве одного из электродов в электрохимической ячейке, тогда как другими электродами были цинковый или графитовый.

Медленное окисление органических и неорганических компонентов в открытой посуде без перемешивания при 18°С и атмосферном давлении, особенно усиленное соединениями железа, предположительно способствовало высвобождению протонов в воду. Это позволяло наблюдать различные значения электрического тока и напряжения в течение времени. В конце эксперимента были зарегестрированы ток в 22 мА, напряжение в 1 В с использованием медного и цинкового электродов с площадью поверхности в 1 см 2.

рН сока, полученного из любой части бананового дерева, близко к значению рН в других овощных и фруктовых соках (4, 5). Тем не менее, если сок, полученный из любой части бананового дерева, подкислен пероксидом водорода (примерно 1 капля на 20 см3 сока), зарегистрированное с помощью цифрового тестера значение тока составляет 15 мА вследствие высвобождения протонов и уменьшается со временем.

При смешении сока, полученного из любой части бананового дерева, с линейными растворителями, такими как керосин или бензин, могут образовываться две фазы - водная и маслянистая. При смешении сока, полученного из любой части бананового дерева, с топливной нефтью марки № 6 (бункер) или с дизельным топливом при комнатной температуре и давлении в присутствии металлов, кажущаяся вязкость смеси изменяется, при этом с течением времени образуются кластеры, которые постепенно затвердевают.

При смешении легкой или тяжелой сырой нефти с окисленным соком, полученным из любой части бананового дерева, или при добавлении сырой нефти к соку, полученному из любой части бананового дерева, с добавлением пероксида водорода, образуется смесь более низкой вязкости, чем первоначальная смесь. В результате наблюдается разложение на углерод и другие компоненты благодаря обратимости реакции, усиленной присутствием ванадия, никеля или железа. Добавление этих металлов не является необходимым в случае эквадорской сырой нефти, потому что она уже содержит вышеуказанные металлы.

Поиск путей сохранения полученных свойств улучшенной нефти заставили изобретателя настоящей заявки обратиться к изучению реакции, описанной в предыдущем параграфе в условиях температуры внешней среды и атмосферного давления. При этих условиях и учитывая, что сок, полученный из любой части бананового дерева, может растворять металлические соединения, различные составы этих соединений были добавлены к соку, полученному из любой части бананового дерева, при этом некоторые из них продолжают изучаться. Например, чтобы растворить 1 г оксида титана в 40 см3 сока, полученного из бананового дерева, требуется 20 см3 нейтрального детергента (Tween 80), 20 см3 50° этанола по шкале Гей-Люссака и 1 г глюкозы, чтобы достигнуть растворения за 24 часа. Предполагается, что растворение оксида титана достигается путем формирования хелата, который участвует в процессе улучшения сырой нефти, описанном в данной заявке.

Другие изученные металлические соединения - это ортованадат натрия и хлорид платины. После добавления последнего выделяется хлор и образуется прозрачная жидкость.

Несмотря на то, что эксперименты с использованием смеси сырой нефти и сока, полученного из любой части бананового дерева, сырой нефти и допамина, а также сырой нефти и других веществ, были проведены при различных температурах, в частности в интервале до 60°С, эксперименты, проведенные при температуре 20-35°С, оказались наиболее успешными.

Легкость проведения указанной реакции связана с тем, что понижается вязкость тяжелой нефти и при этом ускоряется смешивание сырой нефти с другими веществами. Кроме того, меняются энергии активации реакций, ускоряя тем самым образование продуктов. К сожалению, скорости реакций окисления также меняются, тем самым затрудняя подавление разложения сырья в целом.

При изучении подавления реакций с целью уменьшения их обратимости было найдено, что при повышенной температуре возможно инактивирование сформированных металлических катализаторов, поскольку, по-видимому, они находились в форме хелатов. Было найдено, что температура подавления составляет приблизительно 70°С, при этом время воздействия связано с объемом системы.

Хотя указанный способ прост для осуществления в лабораторных условиях ввиду того, что не возникает проблем с передачей тепла при малых объемах, в большем масштабе он представляется более сложным и до конца неизученным из-за образования неустановленных газов, которые меняют коэффициенты тепловой передачи смесей.

Количество твердых компонентов сока, полученного из любой части бананового дерева, увеличивается из-за испарения воды под частичным вакуумом, обеспечивая таким образом образование полутвердого продукта различной консистенции. Хотя имеются трудности при смешении сухого продукта с сырой нефтью, чем в случае с полутвердым продуктом, оба они - более эффективны в увеличении вязкости сырой нефти, чем необработанный сок, полученный из любой части бананового дерева. Полутвердый же продукт, напротив, очень эффективен при сборе пролитой нефти, особенно, если он был предварительно обработан пероксидом водорода.

В настоящее время проводятся дополнительные исследования, связанные с настоящим изобретением, направленные на изучение закрепления допамина на различных твердых матрицах, что позволит повторно использовать катализатор.

В процессе проведения экспериментов с соевым и пальмовым маслом и с другими жирными кислотами, а также с кетонами наблюдалось изменение их физических, химических и электрических свойств.

ПРИМЕРЫ

Пример 1

Процедура, доказывающая выработку электрической энергии в жидкости, содержащей среди прочего сок, полученный из любой части бананового дерева.

a) В стакан помещали 100 мл сока, полученного из любой части бананового дерева.

b) В небольшую емкость помещали 0,5 см 3 пероксида водорода.

c) Смешивали жидкости, описанные в (а) и (b), и перемешивали в течение 30 секунд.

d) В смесь, полученную на шаге (с), погружали один цинковый и один медный электрод с площадью поверхности 1 см 2 на расстоянии 1 мм друг от друга.

e) Измеряли полученный ток и напряжение с помощью цифрового тестера.

Полученные значения составляли примерно 15 мА и 1 В (постоянный ток).

Различные значения силы тока и напряжения могут быть получены, при изменении расстояния между электродами в вышеописанном эксперименте.

Пример 2

Процедура, доказывающая выработку электрической энергии в жидкости, содержащей, помимо прочего, сок, полученный из любой части бананового дерева.

a) В стакан помещают 100 мл сока, полученного из любой части бананового дерева.

b) Взвешивают 20 мг Al2O3 на аналитических весах.

c) Взвешивают 5 мг тетрагидроалюмината (LiAlH 4) на аналитических весах.

d) Смешивают (а) и (b), перемешивая в течение 1 минуты.

e) Смешивают (с) и (d), перемешивая в течение 1 минуты.

f) В смесь, полученную на стадии (е), погружают один цинковый и один медный электрод с размером поверхности 1 см2 на расстоянии 1 мм друг от друга.

g) Измеряют полученный ток и напряжение с помощью цифрового тестера.

Полученные значения составляют примерно 8 мА и 0,6 V (постоянный ток)

Различные значения силы тока и напряжения могут быть получены при изменении расстояния между электродами в вышеописанном эксперименте.

Пример 3

Данный пример иллюстрирует процедуру, используемую для изменения физических и химических характеристик сырой нефти с 16° API в лабораторных условиях. В частности, изобретение в данном виде может быть использовано для частичной очистки воды, загрязненной пролитой нефтью. Небольшие изменения могут быть внесены в настоящую процедуру в зависимости от значения API пролитой нефти.

Предже чем перейти непосредственно к эксперименту, готовят смесь А), далее называемую "усилитель вязкости", по следующей схеме:

а) В стакан отбирают 84,5 см3 сока, полученного из любой части бананового дерева.

b) В стакан отбирают 25 см3 этанола.

c) Отбирают 0,5 см3 пероксида водорода.

d) Смешивают (а) и (b) и перемешивают в течение 30 секунд.

e) Смешивают (с) и (d) и перемешивают в течение 30 секунд.

f) К смеси, полученной на стадии (e), добавляют 0,1 г оксида железа (Fe2O3) и перемешивают в течение 1 минуты.

Далее потребуется подходящая стеклянная емкость, достаточно глубокая для сравнительной оценки объемов слоев воды и сырой нефти, а также отфильтрованных твердых компонентов.

a) В указанную стеклянную емкость помещают воду до уровня 10 см.

b) Далее в воду добавляют сырую нефть для образования на поверхности слоя толщиной примерно в 2-3 мм.

c) Добавляют "усилитель вязкости" в количестве, примерно равном 10% от присутствующей сырой нефти, равномерно распределяя шпателем.

d) Смесь в стеклянной емкости выдерживают в течение приблизительно 8 часов или в течение приблизительно 4 часов при механическом перемешивании

e) По завершении реакции, как объяснено в (d), на поверхности воды наблюдают наличие илистого супернатанта в виде суспензии, который может быть аккуратно удален с поверхности воды с помощью подходящих физических средств, т.к. он не смешивается с водой.

При проведении демонстрационных экспериментов с "усилителем вязкости" изменения физических свойств сырой нефти при использовании больших объемов воды и сырой нефти могут быть видны невооруженным глазом вне зависимости от API нефти или даже от факта, что нефть была "состарена" посредством продолжительного контакта с воздухом.

В случае разлива нефти на почву ее очистка становится очень тяжелой и сложной или даже невозможной в короткосрочном и среднесрочном периодах. Для разрешения указанной проблемы предлагаются различные альтернативные современные технологии, некоторые из которых включают в себя разрушение нефти. Наиболее применяемыми способами очистки, тем не менее, являются такие, при которых загрязненную почву подвергают воздействию микроорганизмов, способных разлагать присутствующие загрязнители. Хотя эти методы являются приемлемыми, они - очень медленные и неэффективные.

Посредством использования "усилителя вязкости" по настоящему изобретению вышеуказанные и другие способы, которые требуют, главным образом, ускоренного разложения сырой нефти, приносят успех благодаря тому, что "усилитель вязкости" обеспечивает богатый углеродом субстрат, который может быть легко переработан микроорганизмами.

Пример 4

Две особенности настоящего изобретения показаны в настоящем примере: во-первых, процедура, использованная для изменения физических и химических характеристик сырой нефти с 16° API; во-вторых, растворение ортованадата натрия в воде.

Перед проведением процедуры необходимо получить смесь В, которая далее будет называться "смесь для уменьшения вязкости", по следующей схеме:

a) Отбирают 40 см3 сока, полученного из бананового дерева.

b) Отбирают 20 см3 Tween 80.

c) Отбирают 20 см3 50° раствор этанола, определенный по шкале Гей-Люссака.

d) Взвешивают 1 г оксида титана.

e) Взвешивают 1 г глюкозы технического сорта на прецизионных весах.

f) Взвешивают 1 г ортованадата натрия на прецизионных весах.

g) Смешивают (b) и (с). Перемешивают в течение 2-3 минут до образования равномерной смеси.

h) Смешивают (а) и (g). Перемешивают в течение 2-3 минут до образования равномерной смеси.

i) Смешивают (h), (d) и (f). Тщательно перемешивают в течение 3 минут.

j) Выдерживают смесь (i) при комнатной температуре в течение 24 часов в открытой посуде. После этого наблюдают полное растворение используемых изначально нерастворимых компонентов.

Объем "смеси для уменьшения вязкости", требуемый для обработки нефти с другой степенью API, чем та, которая упомянута выше, может быть установлен методом проб и ошибок. Успешным результатом эксперимента может считаться значение API, отличающееся на 5 единиц по сравнению с первоначальной степенью API.

Типичная процедура улучшения нефти - следующая.

a) Отбирают 100 см3 сырой нефти.

b) Определяют API.

c) Добавляют 30 см3 "смеси для уменьшения вязкости" к сырой нефти.

d) Тщательно перемешивают.

e) Добавляют 10 см3 дистиллированной воды.

f) Измеряют конечную API.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Kanasawa, К., Sakakibara, H. "High content of dopamine a strong antioxidant in Cavendish banana", J.Agric.Food Chem. 2000. Mar; 48(3): 844-8.

2. Sojo, M.M.; Núñez Delicado, Е.; García-Carmona, F.; Sánchez-Ferrer, A., "Cyclodextrins as activator and inhibitor of latent banana pulp polyphenol", J.Agric.Food Chem. 1999. Feb; 47(2): 518-23

3. Sojo, M.M.; Núñez-Delicado, E.; Sánchez-Ferrer, A.; García-Carmona, F. "Oxidation of salsolinol by banana pulp polyphenol oxidase and its kinetic synergism with dopamine", J.Agric.Food Chem 2000, Nov; 48(11): 5543-7.

4. Kursanov, D.N., Parnes, Z.N., Kalinkin, M.I., Lim, N.M., "Ionic Hydrogenation and Related Reactions", A.N. Nesmeyanov Institute of Organo-Element Compounds USSR Academy of Sciences, Moscow, Soviet Scientific reviews Supplement Series, 1985. Harwood Academic Publishers. Poststrasse 22, 7000 Chur, Switzerland.

5. Wen, Michael Y; Nelson, Eric D. Heavy Oil upgrade method and apparatus. US patent № 6852215.

6. "Venkatesan, V.N. Viscous oil recovery method US patent № 4722395.

7. Huybrechts, Diana R. Oxidation of saturated hydrocarbon chains. US patent № 5021607.

8. Stowe, Lawrence R. Method of conversion of heavy hydrocarbon feedstocks. US patent № 5547563.

9. Nemeth, Laszlo T.; Bricker, Jeffrey C.; Rabo, Jules; Gillespie, R. Direct carbonylation of paraffins using solid strong acid catalyst. US patent № 6359179

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Смесь для изменения вязкости сырой нефти, включающая следующие компоненты:a) допамин, полученный из полностью или частично окисленного сока, полученного из любой части бананового дерева;b) растительное масло и/или жирные кислоты;c) соединения металлов, выбранные из оксида титана, оксида железа и ортованадата натрия; иd) ионы, такие как ионы магния или кальция.

2. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что указанное окисление может быть осуществлено добавлением пероксида водорода (H 2O2), барботированием воздуха или кислорода.

3. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что допамин представляет собой гидрохлорид допамина.

4. Способ изменения вязкости сырой нефти, включающий следующие этапы:a) добавление смеси по п.1 к сырой нефти;b) подкисление смеси до значения рН в интервале от 4 до 5; иc) подавление реакции нагреванием до температуры 70°С для достижения заданной вязкости.

5. Применение смеси по любому из пп.1-3 для изменения вязкости сырой нефти.

www.freepatent.ru

ПРОЦЕСС ИЗМЕНЕНИЯ ВЯЗКОСТИ СЫРОЙ НЕФТИ

Область техники

Настоящее изобретение относится к смесям, полученным из допамина и сока, выжатого из любой части бананового дерева. Это изобретение было разработано и может быть использовано для решения многих задач, например для изменения вязкости сырой нефти путем изменения ее химических и физических свойств, а также для получения энергии и растворения металлов и их соединений.

Сок, полученный выжиманием из любой части бананового дерева, содержащий допамин, действует как сверхсильная кислота. Указанное свойство, выявленное в процессе экспериментальной работы, положено в основу создания настоящего изобретения, поскольку это свойство позволяет осуществлять гидрирование или химическое восстановление субстратов посредством воздействия активных металлов или их гидридов, а также окисление органических соединений посредством механизмов, которые еще недостаточно исследованы и изучение которых в настоящее время продолжается.

Уровень техники

Большое количество мировых запасов нефти составляет тяжелая нефть, которая распространена по всей планете, на поверхности в виде битумных песков, а также на глубине.

Классификация сырой нефти на "тяжелую" и "легкую" основывается на значении ее плотности и на величине параметра, называемого градусом API (American Petroleum Institute), который рассчитывают на основании значения плотности.

Этот параметр позволяет классифицировать нефть, имеющую плотность 5-16 градусов API, как тяжелую и вязкую, а сырую нефть, имеющую плотность 30-50 градусов API, как легкую.

Термин "улучшение сырой нефти" относится к процессам получения легкой нефти из запасов тяжелой нефти. Данный термин используется в патенте US 6,852,215 для описания процесса конверсии нефти с высоким значением API в нефть с низким API без изменения любых других свойств или их пределов.

Сырая нефть из Эквадора является нефтью с низким API, как, например, нефть, найденная ниже нулевой широты в Пунгараюку (5° API), или легкой нефтью с высоким API около 42° в северной части страны.

В вышеуказанном патенте США описано несколько способов улучшения нефти, используемых в нефтяной промышленности, включая эмульсификацию и нагревание сырой нефти с водяным паром при различных температурах и давлении. В указанном патенте описаны также ограничения, накладываемые на применение различных процессов, такие как стоимость и разложение сырья, а также трудности при разделении сырья и соединений, используемых в обработке перед фракционированием.

Влияние высокой и низкой температуры имеет очень важное значение для процесса облагораживания нефти, т.к. температура усиливает протекание нежелательных реакций, таких как крекинг и коксование и.т.д. Кроме того, высокая температура вызывает разложение определенных ценных компонентов. По этой причине возникает необходимость подавления нежелательных реакций, чтобы сохранить первоначальный состав улучшенной нефти. Вследствие указанных нежелательных эффектов необходимо проводить процесс улучшения при как можно более низкой температуре или даже при температуре внешней среды, как предлагается в настоящей заявке, чтобы контролировать селективность и конечный выход проходящих реакций.

В отношении переработки сырой нефти патент US 4,722,395 описывает способ окисления сырой нефти при высоких и низких температурах в диапазоне от 250 до 600°F. Согласно указанному патенту при низкой температуре наблюдается низкая текучесть вследствие увеличения вязкости. Настоящее изобретение, в свою очередь, относится к окислению сырой нефти при температуре окружающей среды.

Патент US 5,021,607 описывает окисление насыщенных углеводородов с помощью смесей, содержащих оксид титана, оксид кремния и оксид щелочного металла, органическое основание, содержащее азот и воду, а также пероксид водорода в качестве предпочтительного окислителя при температурах, намного превышающих комнатную. В изобретении, описанном в настоящей заявке, применение окисляющей смеси и катализатора согласно разработанному процессу позволяет проводить процесс при температуре окружающей среды и атмосферном давлении.

При растворении парафиновой и нафтеновой сырой нефти с использованием линейного или ароматического растворителя эффективность процесса определяется характеристиками сырой нефти. С другой стороны, когда растворяемая сырая нефть богата ароматическими химическими соединениями, использование растворителей ограничено из-за их карциногенности, высокой летучести и низкой температуры возгорания. С другой стороны, согласно настоящему изобретению в качестве растворителя предлагается использование биодеградируемой жидкости, которая не вызывает вышеуказанных проблем.

Патент US 5,547,563 предлагает способ улучшения сырой нефти с использованием звуковых вибраций, терпена (лимонена), жирной кислоты и соснового масла при низкой температуре и давлении. В указанном документе сообщается, что при применении вышеуказанного способа наблюдается резкое повышение содержания легких фракций после перегонки, и хотя механизм этого явления неизвестен, тем не менее, это может объясняться разрушением молекулярных связей между длинными алифатическими цепями. Утверждается, что указанное разрушение может также происходить в алифатических цепях циклических и ароматических колец, что приводит в обоих случаях к короткоцепочечным компонентам.

В описанном здесь изобретении один из компонентов перегонки также представляет собой органическое вещество.

Превращение углеводородов, происходящее в результате процесса гидрирования и окисления, согласно литературным источникам происходит благодаря кислотному катализу.

В данном контексте в патенте US 6,359,179 указывается, что карбонилирование парафинов в присутствии твердого катализатора с образованием промежуточных карбокатионных соединений происходит благодаря действию так называемых сверхкислот и что реакции происходят, когда окисленный насыщенный углеводород обрабатывается таким образом. В US 6,359,179 говорится о том, что в этом случае твердые вещества могут быть легко отделены от реакционной смеси и могут быть снова использованы с некоторыми ограничениями по времени, в то время как этого невозможно достичь при использовании жидких катализаторов.

Согласно настоящему изобретению жидкие смеси не требуют разделения, но при необходимости их удаления это может быть достигнуто с использованием небольшого количества энергии.

Краткое описание изобретения

Согласно одному аспекту настоящего изобретения предложена смесь для изменения химических или физических свойств, содержащая допамин и соединения допамина, раздельно либо совместно, в твердой либо жидкой фазах, к которым добавлены соединения кремния, магния, бора или фтора, совместно либо по отдельности, в любых пропорциях для вызывания подвижности ионов гидроксония. К указанной смеси могут быть добавлены соединения Li, Zn и Sn или соединения любого другого металла для переноса ионов гидроксония. Также к указанной смеси могут быть добавлены сырая нефть или любые продукты фракционирования сырой нефти, совместно либо по отдельности. Также к указанной смеси могут быть добавлены растительное масло и линейный и/или разветвленный спирты. Также к указанной смеси могут быть добавлены металлы, карбонизированные соединения или соединения азота и воздух или газы, такие как кислород и азот.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложена смесь для изменения химических или физических свойств, содержащая допамин из полностью или частично окисленного сока, полученного из любой части бананового дерева, причем указанное окисление может быть осуществлено с помощью любого способа или при любой степени превращения, в особенности, если указанное окисление достигается добавлением пероксида водорода (h3O2), барботированием воздуха или кислорода. К указанной смеси могут быть добавлены сырая нефть или любые продукты фракционирования сырой нефти, совместно либо по отдельности. Также к указанной смеси могут быть добавлены растительное масло и линейный и/или разветвленный спирты. Также к указанной смеси могут быть добавлены металлы, карбонизированные соединения или соединения азота и воздух или газы, такие как кислород и азот.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложена смесь для изменения химических или физических свойств, содержащая допамин и смесь соединений допамина или сок, полученный из любой части бананового дерева, содержащие отдельную смесь или комбинацию допамина или соединений допамина или сока, полученного из любой части бананового дерева, остающихся в жидкой фазе или твердой фазе, к которым добавлены металлы, соединения углерода или соединения азота и воздух либо газы, такие как кислород и водород. Согласно другому аспекту настоящего изобретения смесь сока, полученного из любой части бананового дерева, смеси допамина и соединений допамина приготовлена в различных пропорциях. Согласно другому аспекту настоящего изобретения указанная смесь характеризуется насыщением по двойной связи в процессе гидрогенерирования или восстановления субстратов и/или протонирования.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложено применение вышеописанной смеси для гидрогенирования углеводородов и нефти. Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложено применение вышеуказанной смеси для получения газообразного или расстворенного водорода, применяемого в водородном топливе посредством восстановления металлов, протонирования субстратов, электрического тока, электродов или засчет любых других средств. Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложено применение вышеописанной смеси для получения электрической энергии. Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложено применение вышеописанной смеси в способах разделения, экстракции или очистки металлов, основанные на восстановлении вышеуказанных металлов. Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложено применение вышеописанной смеси для ускорения разложения сырой нефти любого вида с любым значением API в условиях внешней среды, пролитой на почву. Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложено применение вышеописанной смеси для захвата азота, содержащегося в воздухе, или для захвата азотсодержащих соединений, содержащихся как в твердой, так и в жидкой фазах.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ниже представлена химическая формула допамина:

Номенклатурное название допамина - 4-(2 аминоэтил)бензол-1,2 диол. Допамин - член семейства катехоламинов, имеющий следующую структурную формулу:

Рядом научных центров сообщается, что содержание допамина в кожуре бананов составляет 80-560 мг. Известно, что допамин играет значительную роль в реакциях окисления: в некоторых случаях он является оксидантом (окислителем), а в других случаях - антиоксидантом. Известно также, что это поведение зависит от присутствия определенных циклических углеродных компонентов, определенных ионов или полярных соединений.

Сок, выжатый из любых частей бананового дерева из семейства Musaceae, - это жидкость сложного состава, содержащая в основном воду, фосфаты, калий, хинин, лигнин, смолы и допамин. В зависимости от технологии, применяемой для получения сока, сок может быть получен из стебля растения или из псевдостебля в виде водянистой жидкости, равноценной примерно 50% исходного веса растения; точное соотношение зависит от того, какая часть растения была использована. Эта жидкость содержит К, Na, Mn, Ca, Mg, Zn у Cu в разных соотношениях.

Как только все остатки целлюлозы отделены, цвет жидкости зависит от типа бананового дерева. После фильтрации жидкость изначально является однородной, однако, по прошествии 15 дней хранения она преобретает светло-коричневый воскоподобный полупрозрачный цвет и содержит в основном воду, смолы и соли.

При смешении 2 см3 водного раствора 40 г/л гидрохлорида допамина с 500 см3 эквадорской сырой нефти с API 16° в присутствии двухвалентных ионов, таких как магний и кальций, при рН 4-4,5 наблюдается значительное повышение текучести сырой нефти, вероятно благодаря окислительному эффекту полностью не объясненному до настоящего времени.

Что касается указанного окислительного эффекта, известно что реакции окисления-восстановления органических химических соединений в общем протекают с образованием свободных радикалов и переносом электронов в присутствии ионов металлов. Кроме того, прямое восстановление карбокатионов наблюдается в присутствии хлорида ванадия(II). Изобретатель предполагает, что в процессе автоокисления первый этап приводит к образованию гипероксидов, которые продолжают реагировать, пока в субстрате присутствуют ненасыщенные молекулы, и что некоторые алкены подвергаются автоокислению, когда RO2 радикалы присоединяются к двойным связям.

При взаимодействии сока, полученного из любых частей бананового дерева, с углеродосодержащими соединениями, например с сырой нефтью, указанные соединения окисляются, находясь в жидкой фазе, при температуре внешней среды и атмосферном давлении (условия в городе Кито - 545 мм Hg и 17°С). Окисление происходит, если в смеси, полученной ранее по способам, включающим использование сока, полученного из любой части бананового дерева, присутствуют металлы, такие как ванадий, титан и никель. Окислительный эффект может быть усилен использованием пероксида водорода.

Эффект, подобный эффекту, достигнутому путем использования сока, полученного из любой части бананового дерева, может быть получен при использовании гидрохлорида допамина вместе с пероксидом водорода.

Протонирование, которое происходит, когда сок, полученный из любой части бананового дерева, взаимодействует с эквадорской сырой нефтью, может быть частично объяснено присутствием хинонов в соке, полученном из любой части бананового дерева. Курсанов с соавторами (1985) дает следующее объяснение этим фактам, которое является вероятным, если предположить, что хиноны обеспечивают дегидрирование органических соединений в присутствии фосфорной кислоты с образованием стабильного карбений-иона.

В приведенных выше уравнениях Е - электрофильный агент, А - продукт дегидрирования и [АН]+ - это ион, который может быть очень стабильным.

В случае с сырой нефтью имеет место обратная реакция за счет наличия ванадия и никеля, изначально присутствующих в сырье. Дополнительно к этому эффекту улучшается передача гидрида, хотя и незначительно, если цинк или олово также присутствуют в сырье. В этом отношении данное поведение может быть объяснено гипотезой каталитического гидрирования (Kursanov et. al.(1985)), которое должно происходить в 4 этапа:

1. Протонирование субстрата (олефина) с образованием карбений-иона, как показано ниже:

2. Активирование водорода с образованием гидридной формы носителя, как показано ниже:

3. Перенос иона водорода от восстановленной формы катализатора к карбений-иону, как показано ниже:

4. Регенерация катализатора

Помимо источников энергии, углеводороды являются исходным сырьем в производстве химических веществ, в чем накоплен огромный запас знаний. Эти знания находят себя во многих применениях, подавляющее большинство которых основано на закислении реактивных смесей или на контакте с кислотными активными центрами.

В то время как использование фтороводородной и серной кислот не приветствуется по причине загрязнения окружающей среды, продвигается использование твердых катализаторов, в особенности кристаллических алюмосиликатов (цеолитов).

Некоторые эксперименты, проведенные в процессе разработки этого изобретения, были направлены на подтверждение окислительной силы сока, полученного из любой части бананового дерева. В связи с этим были проведены лабораторные тесты для проверки окислительного потенциала сока, полученного из любой части бананового дерева.

В одном из экспериментов получали смесь, содержащую 100 см3 сока, полученного из любой части бананового дерева, и 5 мг хлорида железа (III) в 250 см3 герметичной колбе. Через минуту по звуку воздуха, входящего в колбу, подтверждали образование вакуума в колбе. Измеренное значение вакуума было ниже предполагаемого в случае, если бы потреблялся только кислород. Это подтверждало потребление дополнительного газа в процессе этой реакции.

Подобные эксперименты, проведенные с добавлением ванадия, никеля, меди и платины, давали похожие результаты.

Сплавы серебра и меди или золота и меди погружали в раствор пероксида водорода и сока, полученного из любой части бананового дерева, при комнатной температуре и атмосферном давлении. Растворение сплавов и присутствие протонов удавалось подтвердить в обоих случаях прямым измерением электрического тока, используемого для прохождения электрохимической реакции

В обоих случаях измеренные значения тока увеличивались, когда один из указанных двух сплавов использовался в качестве одного из электродов в электрохимической ячейке, тогда как другими электродами были цинковый или графитовый.

Медленное окисление органических и неорганических компонентов в открытой посуде без перемешивания при 18°С и атмосферном давлении, особенно усиленное соединениями железа, предположительно способствовало высвобождению протонов в воду. Это позволяло наблюдать различные значения электрического тока и напряжения в течение времени. В конце эксперимента были зарегестрированы ток в 22 мА, напряжение в 1 В с использованием медного и цинкового электродов с площадью поверхности в 1 см2.

рН сока, полученного из любой части бананового дерева, близко к значению рН в других овощных и фруктовых соках (4, 5). Тем не менее, если сок, полученный из любой части бананового дерева, подкислен пероксидом водорода (примерно 1 капля на 20 см3 сока), зарегистрированное с помощью цифрового тестера значение тока составляет 15 мА вследствие высвобождения протонов и уменьшается со временем.

При смешении сока, полученного из любой части бананового дерева, с линейными растворителями, такими как керосин или бензин, могут образовываться две фазы - водная и маслянистая. При смешении сока, полученного из любой части бананового дерева, с топливной нефтью марки № 6 (бункер) или с дизельным топливом при комнатной температуре и давлении в присутствии металлов, кажущаяся вязкость смеси изменяется, при этом с течением времени образуются кластеры, которые постепенно затвердевают.

При смешении легкой или тяжелой сырой нефти с окисленным соком, полученным из любой части бананового дерева, или при добавлении сырой нефти к соку, полученному из любой части бананового дерева, с добавлением пероксида водорода, образуется смесь более низкой вязкости, чем первоначальная смесь. В результате наблюдается разложение на углерод и другие компоненты благодаря обратимости реакции, усиленной присутствием ванадия, никеля или железа. Добавление этих металлов не является необходимым в случае эквадорской сырой нефти, потому что она уже содержит вышеуказанные металлы.

Поиск путей сохранения полученных свойств улучшенной нефти заставили изобретателя настоящей заявки обратиться к изучению реакции, описанной в предыдущем параграфе в условиях температуры внешней среды и атмосферного давления. При этих условиях и учитывая, что сок, полученный из любой части бананового дерева, может растворять металлические соединения, различные составы этих соединений были добавлены к соку, полученному из любой части бананового дерева, при этом некоторые из них продолжают изучаться. Например, чтобы растворить 1 г оксида титана в 40 см3 сока, полученного из бананового дерева, требуется 20 см3 нейтрального детергента (Tween 80), 20 см3 50° этанола по шкале Гей-Люссака и 1 г глюкозы, чтобы достигнуть растворения за 24 часа. Предполагается, что растворение оксида титана достигается путем формирования хелата, который участвует в процессе улучшения сырой нефти, описанном в данной заявке.

Другие изученные металлические соединения - это ортованадат натрия и хлорид платины. После добавления последнего выделяется хлор и образуется прозрачная жидкость.

Несмотря на то, что эксперименты с использованием смеси сырой нефти и сока, полученного из любой части бананового дерева, сырой нефти и допамина, а также сырой нефти и других веществ, были проведены при различных температурах, в частности в интервале до 60°С, эксперименты, проведенные при температуре 20-35°С, оказались наиболее успешными.

Легкость проведения указанной реакции связана с тем, что понижается вязкость тяжелой нефти и при этом ускоряется смешивание сырой нефти с другими веществами. Кроме того, меняются энергии активации реакций, ускоряя тем самым образование продуктов. К сожалению, скорости реакций окисления также меняются, тем самым затрудняя подавление разложения сырья в целом.

При изучении подавления реакций с целью уменьшения их обратимости было найдено, что при повышенной температуре возможно инактивирование сформированных металлических катализаторов, поскольку, по-видимому, они находились в форме хелатов. Было найдено, что температура подавления составляет приблизительно 70°С, при этом время воздействия связано с объемом системы.

Хотя указанный способ прост для осуществления в лабораторных условиях ввиду того, что не возникает проблем с передачей тепла при малых объемах, в большем масштабе он представляется более сложным и до конца неизученным из-за образования неустановленных газов, которые меняют коэффициенты тепловой передачи смесей.

Количество твердых компонентов сока, полученного из любой части бананового дерева, увеличивается из-за испарения воды под частичным вакуумом, обеспечивая таким образом образование полутвердого продукта различной консистенции. Хотя имеются трудности при смешении сухого продукта с сырой нефтью, чем в случае с полутвердым продуктом, оба они - более эффективны в увеличении вязкости сырой нефти, чем необработанный сок, полученный из любой части бананового дерева. Полутвердый же продукт, напротив, очень эффективен при сборе пролитой нефти, особенно, если он был предварительно обработан пероксидом водорода.

В настоящее время проводятся дополнительные исследования, связанные с настоящим изобретением, направленные на изучение закрепления допамина на различных твердых матрицах, что позволит повторно использовать катализатор.

В процессе проведения экспериментов с соевым и пальмовым маслом и с другими жирными кислотами, а также с кетонами наблюдалось изменение их физических, химических и электрических свойств.

ПРИМЕРЫ

Пример 1

Процедура, доказывающая выработку электрической энергии в жидкости, содержащей среди прочего сок, полученный из любой части бананового дерева.

a) В стакан помещали 100 мл сока, полученного из любой части бананового дерева.

b) В небольшую емкость помещали 0,5 см3 пероксида водорода.

c) Смешивали жидкости, описанные в (а) и (b), и перемешивали в течение 30 секунд.

d) В смесь, полученную на шаге (с), погружали один цинковый и один медный электрод с площадью поверхности 1 см2 на расстоянии 1 мм друг от друга.

e) Измеряли полученный ток и напряжение с помощью цифрового тестера.

Полученные значения составляли примерно 15 мА и 1 В (постоянный ток).

Различные значения силы тока и напряжения могут быть получены, при изменении расстояния между электродами в вышеописанном эксперименте.

Пример 2

Процедура, доказывающая выработку электрической энергии в жидкости, содержащей, помимо прочего, сок, полученный из любой части бананового дерева.

a) В стакан помещают 100 мл сока, полученного из любой части бананового дерева.

b) Взвешивают 20 мг Al2O3 на аналитических весах.

c) Взвешивают 5 мг тетрагидроалюмината (LiAlh5) на аналитических весах.

d) Смешивают (а) и (b), перемешивая в течение 1 минуты.

e) Смешивают (с) и (d), перемешивая в течение 1 минуты.

f) В смесь, полученную на стадии (е), погружают один цинковый и один медный электрод с размером поверхности 1 см2 на расстоянии 1 мм друг от друга.

g) Измеряют полученный ток и напряжение с помощью цифрового тестера.

Полученные значения составляют примерно 8 мА и 0,6 V (постоянный ток)

Различные значения силы тока и напряжения могут быть получены при изменении расстояния между электродами в вышеописанном эксперименте.

Пример 3

Данный пример иллюстрирует процедуру, используемую для изменения физических и химических характеристик сырой нефти с 16° API в лабораторных условиях. В частности, изобретение в данном виде может быть использовано для частичной очистки воды, загрязненной пролитой нефтью. Небольшие изменения могут быть внесены в настоящую процедуру в зависимости от значения API пролитой нефти.

Предже чем перейти непосредственно к эксперименту, готовят смесь А), далее называемую "усилитель вязкости", по следующей схеме:

а) В стакан отбирают 84,5 см3 сока, полученного из любой части бананового дерева.

b) В стакан отбирают 25 см3 этанола.

c) Отбирают 0,5 см3 пероксида водорода.

d) Смешивают (а) и (b) и перемешивают в течение 30 секунд.

e) Смешивают (с) и (d) и перемешивают в течение 30 секунд.

f) К смеси, полученной на стадии (e), добавляют 0,1 г оксида железа (Fe2O3) и перемешивают в течение 1 минуты.

Далее потребуется подходящая стеклянная емкость, достаточно глубокая для сравнительной оценки объемов слоев воды и сырой нефти, а также отфильтрованных твердых компонентов.

a) В указанную стеклянную емкость помещают воду до уровня 10 см.

b) Далее в воду добавляют сырую нефть для образования на поверхности слоя толщиной примерно в 2-3 мм.

c) Добавляют "усилитель вязкости" в количестве, примерно равном 10% от присутствующей сырой нефти, равномерно распределяя шпателем.

d) Смесь в стеклянной емкости выдерживают в течение приблизительно 8 часов или в течение приблизительно 4 часов при механическом перемешивании

e) По завершении реакции, как объяснено в (d), на поверхности воды наблюдают наличие илистого супернатанта в виде суспензии, который может быть аккуратно удален с поверхности воды с помощью подходящих физических средств, т.к. он не смешивается с водой.

При проведении демонстрационных экспериментов с "усилителем вязкости" изменения физических свойств сырой нефти при использовании больших объемов воды и сырой нефти могут быть видны невооруженным глазом вне зависимости от API нефти или даже от факта, что нефть была "состарена" посредством продолжительного контакта с воздухом.

В случае разлива нефти на почву ее очистка становится очень тяжелой и сложной или даже невозможной в короткосрочном и среднесрочном периодах. Для разрешения указанной проблемы предлагаются различные альтернативные современные технологии, некоторые из которых включают в себя разрушение нефти. Наиболее применяемыми способами очистки, тем не менее, являются такие, при которых загрязненную почву подвергают воздействию микроорганизмов, способных разлагать присутствующие загрязнители. Хотя эти методы являются приемлемыми, они - очень медленные и неэффективные.

Посредством использования "усилителя вязкости" по настоящему изобретению вышеуказанные и другие способы, которые требуют, главным образом, ускоренного разложения сырой нефти, приносят успех благодаря тому, что "усилитель вязкости" обеспечивает богатый углеродом субстрат, который может быть легко переработан микроорганизмами.

Пример 4

Две особенности настоящего изобретения показаны в настоящем примере: во-первых, процедура, использованная для изменения физических и химических характеристик сырой нефти с 16° API; во-вторых, растворение ортованадата натрия в воде.

Перед проведением процедуры необходимо получить смесь В, которая далее будет называться "смесь для уменьшения вязкости", по следующей схеме:

a) Отбирают 40 см3 сока, полученного из бананового дерева.

b) Отбирают 20 см3 Tween 80.

c) Отбирают 20 см3 50° раствор этанола, определенный по шкале Гей-Люссака.

d) Взвешивают 1 г оксида титана.

e) Взвешивают 1 г глюкозы технического сорта на прецизионных весах.

f) Взвешивают 1 г ортованадата натрия на прецизионных весах.

g) Смешивают (b) и (с). Перемешивают в течение 2-3 минут до образования равномерной смеси.

h) Смешивают (а) и (g). Перемешивают в течение 2-3 минут до образования равномерной смеси.

i) Смешивают (h), (d) и (f). Тщательно перемешивают в течение 3 минут.

j) Выдерживают смесь (i) при комнатной температуре в течение 24 часов в открытой посуде. После этого наблюдают полное растворение используемых изначально нерастворимых компонентов.

Объем "смеси для уменьшения вязкости", требуемый для обработки нефти с другой степенью API, чем та, которая упомянута выше, может быть установлен методом проб и ошибок. Успешным результатом эксперимента может считаться значение API, отличающееся на 5 единиц по сравнению с первоначальной степенью API.

Типичная процедура улучшения нефти - следующая.

a) Отбирают 100 см3 сырой нефти.

b) Определяют API.

c) Добавляют 30 см3 "смеси для уменьшения вязкости" к сырой нефти.

d) Тщательно перемешивают.

e) Добавляют 10 см3 дистиллированной воды.

f) Измеряют конечную API.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Kanasawa, К., Sakakibara, H. "High content of dopamine a strong antioxidant in Cavendish banana", J.Agric.Food Chem. 2000. Mar; 48(3): 844-8.

2. Sojo, M.M.; Núñez Delicado, Е.; García-Carmona, F.; Sánchez-Ferrer, A., "Cyclodextrins as activator and inhibitor of latent banana pulp polyphenol", J.Agric.Food Chem. 1999. Feb; 47(2): 518-23

3. Sojo, M.M.; Núñez-Delicado, E.; Sánchez-Ferrer, A.; García-Carmona, F. "Oxidation of salsolinol by banana pulp polyphenol oxidase and its kinetic synergism with dopamine", J.Agric.Food Chem 2000, Nov; 48(11): 5543-7.

4. Kursanov, D.N., Parnes, Z.N., Kalinkin, M.I., Lim, N.M., "Ionic Hydrogenation and Related Reactions", A.N. Nesmeyanov Institute of Organo-Element Compounds USSR Academy of Sciences, Moscow, Soviet Scientific reviews Supplement Series, 1985. Harwood Academic Publishers. Poststrasse 22, 7000 Chur, Switzerland.

5. Wen, Michael Y; Nelson, Eric D. Heavy Oil upgrade method and apparatus. US patent №6852215.

6. "Venkatesan, V.N. Viscous oil recovery method US patent №4722395.

7. Huybrechts, Diana R. Oxidation of saturated hydrocarbon chains. US patent №5021607.

8. Stowe, Lawrence R. Method of conversion of heavy hydrocarbon feedstocks. US patent №5547563.

9. Nemeth, Laszlo T.; Bricker, Jeffrey C.; Rabo, Jules; Gillespie, R. Direct carbonylation of paraffins using solid strong acid catalyst. US patent №6359179

edrid.ru

Изменение - вязкость - нефть

Изменение - вязкость - нефть

Cтраница 3

Если учесть, что наземная часть гидропоршневой насосной установки, находящаяся под открытым небом, подвержена влиянию атмосферных условий, то станет понятным, как велико может быть изменение вязкости нефти, используемой на установке в качестве рабочей жидкости.  [31]

Втакости природных газов при пластовых температурах не меняются так резксо с изменением плотности сырой нефти, связанной с газом; принятые изменения в / H / Ur приписывались всецело изменениям вязкости нефти.  [32]

Сравнительные вычисления влияния вязкости нефти на конечную нефтеотдачу указывают, что последняя уменьшается с ростом вязкости. Изменение вязкости нефти в 12 раз уменьшает нефтеотдачу для интервала исследованных вязкостей приблизительно в два раза. Рост количества газа в растворе сам по себе вызывает большую нефтедобычу. Однако связанное с этим увеличение усадки нефти в результате может обусловить меньшую нефтеотдачу.  [33]

Эта зависимость более удобна при расчете среднего коэффициента вытеснения для всей нефтяной залежи в случае, когда вязкость нефти по объему залежи изменяется, например, при переходе от купольной центральной зоны с менее вязкой нефтью к периферийным зонам залежи с более вязкой нефтью. Обычно изменение вязкости нефти по объему залежи подчиняется какому-либо закону распределения, например, бета-распределению.  [34]

Экспериментальные кривые вязкости, полученные для дегазированных и пластовых нефтей, имеют S-образную форму. Типичная кривая изменения вязкости нефтей в зависимости от напряжения сдвига, полученная для нефти скв. Из рис. видно, что кривая изменения вязкости характеризуется двумя областями напряжений с постоянными значениями коэффициента вязкости: наибольшей предельной вязкостью / ] практически неразрушенной структуры и наименьшей вязкостью - цт предельно разрушенной структуры, которая остается постоянной в области ламинарного движения. В некотором диапазоне изменения напряжения сдвига вязкость нефти является переменной величиной и зависит от напряжения сдвига.  [35]

Анализ рисунков 1 - 3 показывает, что вязкость нефти после контакта с водными растворами вышеуказанных реагентов снижается в 3 - 10 раз. Следует отметить, что изменение вязкости нефти от концентрации носит нелинейный характер. Особенно резкое снижение наблюдается, как уже отмечалось, в областях низких концентраций. Зависимость эффективной вязкости от концентрации реагента имеет ярко выраженный минимум в области концентраций 1 - 2 г / дм3, что подтверждает каталитический характер влияния ПФР на свойства нефти. Как показали исследования, оптимальная концентрация реагента зависит как от структуры ПФР, так и от состава нефти.  [36]

Вязкость пластовой нефти также существенно меньше вязкости ее в поверхностных условиях, что обусловлено газосодержанием пластовой нефти и пластовой температурой. Давление оказывает небольшое влияние на изменение вязкости нефти в области выше давления насыщения.  [37]

На рис. 2 приведены графики изменения вязкости нефти для одного-из экспериментов. При градиентах давления меньше Я и превышающих Нт расчетные и опытные точки практически совпадают. Несколько увеличивается относительная погрешность в диапазоне изменения градиента давления от Я до Нт. Однако величина этой погрешности не может вносить большие ошибки при проведении расчетов.  [39]

Анализ прогнозных значений ВНФ по первой и второй модели, применимых для относительно маловязких нефтей, показывает значительный рост ВНФ при увеличении площади водонефтяных зон и относительного объема нефти, приуроченной к ВИЗ. Несмотря на относительно небольшой диапазон изменения вязкости нефти для этих моделей наблюдается значительный рост ВНФ с ростом цн ПРИ прочих равных геолого-физических характеристиках объекта разработки.  [41]

Так [6], было исследовано влияние изменения вязкости нефти на показатели оптимального плана перекачки.  [42]

Таким образом, в качестве модели для построения кривых может быть взята любая нефть. Но следует иметь в виду, что изменение вязкости нефти за счет изменения температуры имеет определенные пределы, и они не одинаковы для различных нефтей. Чрезмерное повышение температуры может привести к выделению легких компонентов, а при низкой температуре начнется выпадение из раствора парафинов и асфальтенов.  [43]

Принимая плотность сырой нефти, как комплексный показатель характеристик газа и нефти, и учитывая взаимосвязанные изменения в вязкости нефти и газа, растворимости газа и усадки нефти, было найдено, что абсолютная конечная нефтеотдача является максимальной при уд. Это в значительной степени является результатом противоположных воздействий изменения вязкости нефти и усадки на нефтеотдачу.  [44]

Принимая плотность сырой нефти, как комплексный показатель характеристик газа и нефти, и учитывая взаимосвязанные изменения в вязкости нефти и газа, растворимости газа и усадки нефти, было найдено, что абсолютная конечная нефтеотдача является максимальной при уд. Это в значительной степени является результатом противоположных воздействий изменения вязкости нефти и усадки на нефтеотдачу. Однако процент извлеченной нефти от начального запаса ее в пласте монотонно увеличивается с уменьшением плотности нефти от 0 1 до 0 778 г / сж3 для рассматриваемых типов пластовых пород и жидкостей. В теоретическом выводе также отражена важная роль усадки. Кроме того, абсолютная нефтеотдача может уменьшиться с падением содержания связанной воды в пласте, если рассматривать зависимость проницаемость-насыщение как постоянную.  [45]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Изменение - вязкость - нефть

Изменение - вязкость - нефть

Cтраница 3

Если учесть, что наземная часть гидропоршневой насосной установки, находящаяся под открытым небом, подвержена влиянию атмосферных условий, то станет понятным, как велико может быть изменение вязкости нефти, используемой на установке в качестве рабочей жидкости.  [31]

Втакости природных газов при пластовых температурах не меняются так резксо с изменением плотности сырой нефти, связанной с газом; принятые изменения в / H / Ur приписывались всецело изменениям вязкости нефти.  [32]

Сравнительные вычисления влияния вязкости нефти на конечную нефтеотдачу указывают, что последняя уменьшается с ростом вязкости. Изменение вязкости нефти в 12 раз уменьшает нефтеотдачу для интервала исследованных вязкостей приблизительно в два раза. Рост количества газа в растворе сам по себе вызывает большую нефтедобычу. Однако связанное с этим увеличение усадки нефти в результате может обусловить меньшую нефтеотдачу.  [33]

Эта зависимость более удобна при расчете среднего коэффициента вытеснения для всей нефтяной залежи в случае, когда вязкость нефти по объему залежи изменяется, например, при переходе от купольной центральной зоны с менее вязкой нефтью к периферийным зонам залежи с более вязкой нефтью. Обычно изменение вязкости нефти по объему залежи подчиняется какому-либо закону распределения, например, бета-распределению.  [34]

Экспериментальные кривые вязкости, полученные для дегазированных и пластовых нефтей, имеют S-образную форму. Типичная кривая изменения вязкости нефтей в зависимости от напряжения сдвига, полученная для нефти скв. Из рис. видно, что кривая изменения вязкости характеризуется двумя областями напряжений с постоянными значениями коэффициента вязкости: наибольшей предельной вязкостью / ] практически неразрушенной структуры и наименьшей вязкостью - цт предельно разрушенной структуры, которая остается постоянной в области ламинарного движения. В некотором диапазоне изменения напряжения сдвига вязкость нефти является переменной величиной и зависит от напряжения сдвига.  [35]

Анализ рисунков 1 - 3 показывает, что вязкость нефти после контакта с водными растворами вышеуказанных реагентов снижается в 3 - 10 раз. Следует отметить, что изменение вязкости нефти от концентрации носит нелинейный характер. Особенно резкое снижение наблюдается, как уже отмечалось, в областях низких концентраций. Зависимость эффективной вязкости от концентрации реагента имеет ярко выраженный минимум в области концентраций 1 - 2 г / дм3, что подтверждает каталитический характер влияния ПФР на свойства нефти. Как показали исследования, оптимальная концентрация реагента зависит как от структуры ПФР, так и от состава нефти.  [36]

Вязкость пластовой нефти также существенно меньше вязкости ее в поверхностных условиях, что обусловлено газосодержанием пластовой нефти и пластовой температурой. Давление оказывает небольшое влияние на изменение вязкости нефти в области выше давления насыщения.  [37]

На рис. 2 приведены графики изменения вязкости нефти для одного-из экспериментов. При градиентах давления меньше Я и превышающих Нт расчетные и опытные точки практически совпадают. Несколько увеличивается относительная погрешность в диапазоне изменения градиента давления от Я до Нт. Однако величина этой погрешности не может вносить большие ошибки при проведении расчетов.  [39]

Анализ прогнозных значений ВНФ по первой и второй модели, применимых для относительно маловязких нефтей, показывает значительный рост ВНФ при увеличении площади водонефтяных зон и относительного объема нефти, приуроченной к ВИЗ. Несмотря на относительно небольшой диапазон изменения вязкости нефти для этих моделей наблюдается значительный рост ВНФ с ростом цн ПРИ прочих равных геолого-физических характеристиках объекта разработки.  [41]

Так [6], было исследовано влияние изменения вязкости нефти на показатели оптимального плана перекачки.  [42]

Таким образом, в качестве модели для построения кривых может быть взята любая нефть. Но следует иметь в виду, что изменение вязкости нефти за счет изменения температуры имеет определенные пределы, и они не одинаковы для различных нефтей. Чрезмерное повышение температуры может привести к выделению легких компонентов, а при низкой температуре начнется выпадение из раствора парафинов и асфальтенов.  [43]

Принимая плотность сырой нефти, как комплексный показатель характеристик газа и нефти, и учитывая взаимосвязанные изменения в вязкости нефти и газа, растворимости газа и усадки нефти, было найдено, что абсолютная конечная нефтеотдача является максимальной при уд. Это в значительной степени является результатом противоположных воздействий изменения вязкости нефти и усадки на нефтеотдачу.  [44]

Принимая плотность сырой нефти, как комплексный показатель характеристик газа и нефти, и учитывая взаимосвязанные изменения в вязкости нефти и газа, растворимости газа и усадки нефти, было найдено, что абсолютная конечная нефтеотдача является максимальной при уд. Это в значительной степени является результатом противоположных воздействий изменения вязкости нефти и усадки на нефтеотдачу. Однако процент извлеченной нефти от начального запаса ее в пласте монотонно увеличивается с уменьшением плотности нефти от 0 1 до 0 778 г / сж3 для рассматриваемых типов пластовых пород и жидкостей. В теоретическом выводе также отражена важная роль усадки. Кроме того, абсолютная нефтеотдача может уменьшиться с падением содержания связанной воды в пласте, если рассматривать зависимость проницаемость-насыщение как постоянную.  [45]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Отношение - вязкость - нефть

Отношение - вязкость - нефть

Cтраница 1

Отношение вязкостей нефти и смеси ця / Цв само по себе неоднородность не создает, но уменьшает или, наоборот, увеличивает действие неоднородности пласта. В наших условиях вязкость смеси в зоне вытеснения меньше вязкости нефти ця Мн, ввиду чего общая неравномерность вытеснения нефти водой увеличивается.  [1]

Отношение вязкости нефти в пластовых условиях ццл к вязкости при различных температурах и разных количествах растворенного газа цк ( безразмерная вязкость нефти) описывается одной и той же зависимостью для нефтей с разной температурой и отличающихся количеством растворенного газа. По мнению автора, кривая при превышении вязкости нефти свыше 200 мПа с выполажива-ется.  [2]

Влияние отношения вязкостей нефти и воды обнаруживается любым методом исследования. Это влияние существенно на всех стадиях разработки, но наиболее сильно, сравнительно с влиянием других факторов, оно проявляется на начальных стадиях разработки.  [3]

Кроме понижения отношения вязкости нефти к вязкости воды, при закачке в пласт горячей воды или пара расплавляются смолы и асфальтены, Частично покрывающие поверхность пород-коллекторов, и, следовательно, происходит гидрофилизация пласта, приводящая к повышению активности капиллярных сил, увеличению скорости капиллярной пропитки и более полному извлечению нефти из линз и блоков пород.  [4]

Поскольку от величины отношения вязкостей нефти и растворителя непосредственно зависит длина зоны смеси, т.е. необходимый объем растворителя, выбор растворителя оказывает прямое воздействие на технико-экономические показатели процесса в целом.  [6]

Проанализировано влияние параметра л0 ( отношение вязкости нефти к вязкости воды) на нефтеотдачу и количество отобранной жидкости.  [7]

Таким образом при изменении величины отношения вязкостей нефти и воды от 10 до 13 ( на 30 %) для получения устойчивого водо-нефтяного контакта необходимо уменьшить параметр Т в 100 раз.  [9]

Для более четкого выявления уменьшения отношения вязкостей нефти и воды следует сделать допущение о неизменности остаточной нефтенасыщенности при любом вытеснении, а также о независимости относительной проницаемости от температуры.  [11]

Наклонное положение текущего ВНК при невысоких значениях отношения вязкостей нефти и воды, предопределяет характер обводнения скважин. Обычно водный период их эксплуатации непродолжителен, он длится от нескольких месяцев до Двух-трех лет, после чего наступает полное обводнение. Охват залежи заводнением происходит практически по всему ее объему, что обеспечивает высокую полноту вытеснения нефти при малых объемах прокачанной воды. Практически происходит поршневое вытеснение нефти. Контроль за перемещением ВНК и контуров нефтеносности, как правило, осуществляется сравнительно просто и требует минимума геолого-промысловой информации. Ее основой может служить наблюдение за Лводненностью продукции. Появление воды в продукции скважин, где пласт перфорирован до подошвы при условии качественного цементирования и целостности эксплуатационной колонны, свидетельствует о подходе ВНК к скважине. Его глубина в это время соответствует глубине подошвы пласта. Подъем ВНК по пласту в интервале фильтра сопровождается ростом обводненности продукции.  [13]

Устойчивое равномерное продвижение ВНК возможно за счет снижения отношения вязкости нефти и закачиваемого агента. Достигается это путем увеличения вязкости закачиваемой воды ( загущения) полимерными добавками.  [14]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru