177738. lajstromszámú szabadalom • Eljárás javított minőségű szénhidrogén-termékek kinyerésére
17 177738 18 ezen minták szénhidrogén-súlytartalma, valamint ezen minták 540 °C hőmérsékleten, levegőn végzett kalcinálás alatti súlyvesztesége között. A szénhidrogének térfogatig súlytartalma egyaránt Fischer vizsgálatán alapszik, melyet L. Goodfellow, C. F. Haberman és M. T. Atwood: „Modified Fischer Assay”, Division of Petroleum Chemistry, Abstracts, F. 86 oldal, American Chemical Society, San Francisco Meeting, April 2—5, 1968 ír le. Ezt az összefüggést az 1. ábra mutatja. Az 1. ábra összefüggését alkalmazva, az olajpalamintákból várt kitermelést azért használjuk az értékeléshez, hogy összehasonlítsuk a tényleges szénhidrogén-kitermelést az olajpala-mintákból várt, összes lehetséges szénhidrogének kitermelésével. Az alkalmazott olajpalaminták kalcinálás alatti súly vesztesége, és az 1. ábrában mutatott összefüggés azt jelenti,.hogy az olajpala-minták folyékony termékei kinyerhetők lennének, az olajpala nyersanyagra vonatkoztatva, megközelítőleg 14— 22 súlyszázalékban. Az A olajpala-minta kalcinálás alatti tényleges súlyveszteségét, ezen olajpalában a szénhidrogének várt kitermelését, és az olaj, bitumen és gáztermékek (szén-dioxid és Cj—C3 szénhidrogének) tényeges kitermelését, melyet az A olajpala-minta 2 óra hosszat tartó szakaszos műveletében különböző hőmérsékleten kapunk, a 2. ábra mutatja. Ezt a műveletet 0,56 vagy 1 palavíz súlyaránnyal folytatjuk le. Amennyiben az arány 0,56 volt, akkor 90 g vizet adagolunk be, és 1 aránynál 60 g vizet alkalmazunk. A nyomás 170—285 atm. A 2. ábrában felvett adatokat a 3. táblázatban megadott értékekből vettük. A folyadék kiválasztási tényezője — a folyékony termékek összes kitermelésének és az olajpalaminták kalcinálás alatti súlyveszteségének aránya — az A olajpala mintára 400 °C hőmérsékleten 0,67. Az olaj kiválasztási tényezője — az olaj kitermelésének, és a folyékony termékek összes kitermelésének aránya — az A olajpala mintára 400 °C hőmérsékleten 0,61. A találmány szerinti módszerrel, az olajpalából kinyert olaj kitermelése kifejezetten a hőmérséklet függvénye. Az összes folyékony termék kitermelése — olaj és bitumen — nagyjából konstans 375 °C fölötti hőmérsékleten, és jelentősen csökken 375 °C hőmérséklet alatt. 375 °C fölötti hőmérsékleten az összes folyékony termék kitermelése megegyezik, vagy kissé meghaladja a Fischer-vizsgálattal kapott kinyerhető mennyiséget. Bár a találmány szerinti módszerrel az olajpalából 375 °C hőmérsékleten lényegében az összes felhasználható szénhidrogéneket eltávolítjuk, azonban a kinyert könnyebb szénhidrogénfrakciók mennyisége növekszik, ha a hőmérsékletet 375 °C fölé emeljük. A 2. ábrából jelentős növekedés tűnik ki az olaj kitermelésében, és csökkenés a bitumen kitermelésében, amint a hőmérsékletet 375 °C fölé emeljük. Az olaj kitermelésében az fiyen növekedés, és a bitumen kitermelésében a csökkenés indokolt, ha a bitumen — termikusán, vagy katalitikusán, az olajpalában eredetileg bennlevő katalizátor jelenlétében — krakkolása megy végbe. Hasonló eredményeket kaptunk az 1. 2. 15. és 26—■ 28. példákban, melyet a 6. táblázat mutat, különböző kontakt idővel és különböző szemcseméretű olajpala mintákkal, mint amelyeket a 2. ábrában mutatott eredmények adtak. 6. táblázat Adatok a példákból Olajpala minta1 Reakcióidő hőmérséklet, °C Reakcióidő, óra í Folyadék ! kiválasz-1 tás Olaj kiválasztás 2 A 660 2 0,27 0,06 1 A 752 2 0,67 0,61 28 B 716 2 0,63 0,41 15 B 752 2 0,58 0,68 27 D 698 0,5 0,42 0,47 26 D 752 0,5 0,58 0,50 1 A minták megfelelnek az 1. táblázat adatainak. Ezek az eredmények azt mutatják, hogy még 370 °C hőmérsékleten, kissé a víz kritikus hőmérséklete alatt, a folyadék és az olaj szelektivitása lényegesen csökken ahhoz az értékhez viszonyítva, melyet a víz kritikus hőmérséklete fölötti hőmérsékleten kapunk. Az olajpala-szubsztrátum szemcseméretének, és a szénhidrogének olajpalából való kinyerésének sebességre gyakorolt hatását a 3. és 4. ábrák szemléltetik. A 3. és 4. ábrák grafikonjait a 3. táblázatban felvett, pala-víz 0,56 súlyaránnyal lefolytatott művelet eredményéből szerkesztettük. A kalcinálás alatti súlyveszteséget, az olajpala-mintából várt szénhidrogének kitermelését, és a folyékony szénhidrogén-termékek mért kitermelését — mindegyik a betáplált olajpala súlyszázalékában kifejezve — a 3. ábra mutatja a kontakt idő, és a betáplált olajpala szemcseméretének függvényében. Általában 6 mm, vagy ennél kisebb szemcseméretű olajpalával, a betáplált olajpala széntartalmú anyagának több mint 90 súlyszázaléka nyerhető ki fél óránál kevesebb idő alatt. Amennyiben a betáplált olajpala szemcsemérete 2,38 mm lyukbőségűnek megfelelő, vagy ennél kisebb, az összes folyékony termék kitermelése nagyobb lesz fél óra kontakt idővel, mint 2 óra kontakt idő után, és meghaladja az olajpalából várt szénhidrogének kitermelését. Az ilyen műveletnél, a kontakt idő növelésével bekövetkező folyékony szénhidrogén-termékek összes kitermelésének csökkenése, a folyékony termékek száraz gázzá való nagyobb átalakulásának, például a folyékony termékek krakkolásának a következménye. Krakkolást jelentenek a 4. ábra görbéi is, melyek az olaj kiválasztási tényezőjét a kontakt idő, és a betáplált olajpala szemcseméretének függvényében mutatják. Amennyiben a betáplált olajpala szemcsemérete 3— 6 mm, akkor a kinyerés aránya eléggé alacsony lesz úgy, hogy a folyékony termékek összes kitermelése fél óra kontakt idő alatt kevesebb lesz, mint 2 óra kontakt idő után. Ezt mutatja a 3. ábra. Miután erre vonatkozó javasolt elmélet nincs, azonban, ha nagyobb szemcseméretű darabos olajpalát dolgozunk fel, akkor az ilyen anyagok részecske-térfogatához viszonyított fajlagos felület aránya kisebb, mint a finomabb anyagoké, a durvább olajpala szemcsékbe a víz diffúziója, és a szuperkritikus vízben a szervetlen mátrix kioldási sebessége csökken, következésképp a kinyerés sebessége is csökken. Magától értetődik, hogy a folyadékok olajpalából, találmány szerinti módszerrel történő hatásos kinyerése magában foglalja az olajpala szubsztrátum szervetlen mátrixának részleges kioldását. 6 mm—0,177 mm lyuk-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 9
