185401. lajstromszámú szabadalom • Eljárás palaolaj, nehézolaj, kerogén vagy kátrány kinyerésére előfordulási közegeiből
1 185 401 2 olyan szén-(IV)dio.xid tartalmú gáz, vagy cseppfolyósított, halogénezett szénhidrogén, melynek dielektromos állandója célszerűen 5-néi nem nagyobb és a kiszorítóközegként alkalmazott anyag dielektromos veszteségi tényezője 7000 körüli, vagy annál kisebb. Az előnyös foganatosítási mód szerint a mikrohullámú besugárzást folyamatos üzemmódban, legfeljebb 40 percen át végezzük. Előnyösen úgy járunk el, hogy 400--5800 MHz közötti mikrohullámú rezgésszám mellett végezzük a besugárzást. További előnyös kivitel szerint a besugárzási és kiszorítási kezelésnél az alkalmazott átlagos hőmérséklet 600 °K alatt, a zárt tér nyomása pedig 100 bar alatt, előnyösen 5-95 bar között van. A továbbiakban a találmány szerinti eljárást részleteiben is bemutatjuk, példák keretében, anélkül azonban, hogy a találmányt a példára korlátoznánk. A találmány szerint a palaolajat, nehézolajat vagy kerogént tartalmazó kőzetet, vagy egyéb szénhidrogént tartalmazó fiatalkorú szenet mikrohullámú besugárzásnak tesszük ki. A besugárzást mindig zárt nyomás alatti térben foganatosítjuk és egyidejűleg meghatározott kiszorítóközeget is alkalmazunk. Zárt, nyomás alatti tér jelen bejentés szempontjából fallal határolt, mikrohullámú sugárzás alatt álló teret jelent, melybe a sugárzással egyidejűleg kiszorítóközeget be- és kivezetünk. Az említett zárt tér általában nyomástartó edény (pl. autokláv), de lehet kvarcüveg vagy tefloncső is, melyben az őrölt kőzet surran, vagy lehet vibrációs surrantó is, melynek perforált lapja fölött a kőzetre merőlegesen elhelyezett és/vagy tölcsérsugárzók vannak elrendezve, de lehet vízszintes cső is, melyben szállítószalagon mozog a kőzet, végül lehet centrifuga, melynek forgása közben a dob belső falára rakódott kőzetre a mikrohullámú sugárzással egyidőben kiszorítóközeget vezetünk. Nem értelmezzük a találmány szempontjából zárt térnek a tároló, kút, akna vagy bármely más természetes kőzetelőfordulási üregeket. Ezek esetén a mikrohullámú sugárzás behatolási mélysége, - tehát az a távolság, melyen a térintenzitás „e”-ad részére csökken, - néhány cm-től néhány dm távolság, mely az alkalmazott frekvenciától, kőzetféleségtől, annak víztartalmától függ. Kiszorítóközegként cseppfolyós szén-(lV)dioxidot, vagy más gáznemű, magas szén-(lV)dioxid tartalmú kevert gázt, illetve cseppfolyós oldószert, mint pl. széntetrakloridot, kloroformot, vagy más aromás szénhidrogéneket tartalmazó oldószereket alkalmazunk, melyeknek dielektromos állandója három GHz-en kisebb, mint 5 és a kiszorítóközegként alkalmazott gáz, ill. folyadékfázisú gáz, ill. anyag dielektromos veszteségí tényezője kisebb, mint 7000. E behatárolásnak a megfigyelés szerint az az előnye, ill. értelme, hogy az elnyelődő energia ebben a tartományban viszonylag alacsony. Kedvező hatást érünk el, ha az alkalmazott elektromágneses tér rezgésszámát, ill. a mikrohullám frekvenciaszámát 400—5800 MHz közötti tartományra, előnyösen 915 ±50 MHz-re, vagy 2375±50 MHz-re, vagy 2450±S0 MHz-re választjuk, előnyösen szabványos ipari frekvenciákon, A mikrohullámú besugárzást folyamatos üzemmódban foganatosítjuk oly módon, hottv a kezelések időtartamát legfeljebb 40 percben határozzuk meg. A tapasztalat szerint előnyös, ha a besugárzásból és kiszorításból álló kezelési folyamat alatt a zárt tér hőmérsékletét 600 °K fölé nem engedjük. Ezzel eleijük, hogy a szénhidrogén kokszolódás nem következik be. A találmány értelmében a kiszorítóközeg segítségéve! a kőzet felületéről eltávolítjuk a hőbomlásra érzékeny szerves vegyületeket, hátráltatva, mérsékelve hőbomlásukat. A használt kis dielektromos tényezőjű, ifi. elnyelésű anyag oldóhatásával elősegítjük a szerves anyag kőzetről való deszorpcióját. A térfogategységre jutó teljesítménysűrűség: Pd = 5,56- 10~nf-e'r tgó E2 ; álról f = a frekvencia; e'r = a relatív permittivitás, másként dielektromos állandó; tg ô = a veszteségi szög tangense, azaz dielektromos veszteségi tényező és E = a térerősség. Aur ák érdekében, hogy a kiszorítóközeg maga kevés energiát nyeljen el, kis dielektromos állandójú, kis veszteségi szögű kiszorítóközeget, mint pl. gáz vagy folyadékfázisú, vagy szuperkritikus széndioxidot, vagy szén (IV) dioxidban dús földgázt, vagy cseppfolyós halogénezett szénhidrogént (pl. széntctrakloridot, tetraklormetánt) vagy kloroformot (triklormetánt) vagy 6-8 szénatomé aromás szénhidrogénekből álló oldószert alkalmazunk, melyeknek 3 MHz frekvencián mért relatív permi tivitása 5-nél kisebb, dielektromos veszteségi tényezője (tg 5) 7000-nél kisebb. A kiszorítási folyamat során az átlaghőmérséklet 600 °K alatti és zárt tér nyomását 100 bar-nál kisebb értéken tartjuk. A találmány szerinti eljárás foganatosítási módjának sz.emlíltetésére az alábbi példák szolgálnak: 1. példa Hengeres kvarcüveg csőbe 1 cm-nél kisebbre őrölt, és 8—16 tömeg% palaolajat tartalmazó légszáraz alginitet (fiatalkorú olajospala) 915 MHz sugárzásnak vetjük alá, mintegy 15-20 perc időtartamon át, melynek során folyamatosan széntetrakloridot vagy kloroformot áramoltatunk függőlegesen felülről lefelé az anyaghalmazon. Ilyen módon a Fischer-lepárlás szerinti olajtartalom 80*%-át kinyertük. 2. példa Bitumenes barnaszénből, melynek ismert bevizsgálási módszer szerinti bitumentartalma 8 tömegé, 0,4-2,5 GHz frekvencián való besugárzással, mikrohullámú üvegrezonátorba helyezett teflon mintatartó bombán (csavaros kettősfedelű edény) át bevezetett aromás oldószerek (pl. benzol-toluol-ctilbenzol-xilil clcgyével) és széntetraklorid oldószerrel, tehát két oldószer egyidejű alkalmazásával a bitumen (barnaszénkátrány) 65-90 %-át kinyertük 20-40 perc besugárzás alatt. 3. példa Nehézolajat vagy magas aszfalténtartalmú kőolajat tartalmazó tárolókőzetet autoklávba helyeztünk 85- 95 bar nyomású szén-{iV)dioxiddai; 2,5 GHz frekvencií jví sugárzást nyomásálló ablakon áta kőzetre bocsátottunk Ily módon az olaj 65 %-át kinyertük 5 perces besugárzással. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
