СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДЕЭМУЛЬГАТОРА, ОБЛАДАЮЩЕГО СВОЙСТВАМИ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ АСФАЛЬТЕНОСМОЛОПАРАФИНОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ И ЗАЩИТЫ ОТ КОРРОЗИИ Российский патент 1996 года по МПК C08G65/28 C10G33/04 

Изобретение относится к способу получения деэмульгатора комплексного действия, который может быть использован для обезвоживания нефти при подаче в систему сбора, а также транспорте парафинистых нефтей, для защиты нефтепромыслового оборудования, наземных и транспортных коммуникаций от коррозии и предотвращения образования асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО).

Известен способ получения деэмульгатора для обезвоживания и обессоливания нефти путем взаимодействия окисей этилена и пропилена с этилендиамином в присутствии щелочного катализатора при нагревании (а.с. N 171065, кл. C 10 G 33/04, 1965).

Деэмульгатор, полученный таким способом, проявляет хорошую деэмульгирующую эффективность, но в проанализированной нами литературе нет сведений о том, что он проявляет свойства предотвращения асфальтосмолопарафиновых отложений и защитные свойства от коррозии.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ получения деэмульгатора смеси блоксополимеров, оксиэтилированного полипропиленгликоля, получаемого алкоголятной полимеризацией окиси пропилена на пропиленгликоле (или этиленгликоле) с последующей концевой сополимеризацией с окисью этилена при нагревании и в присутствии КОН, причем число молей окисей пропилена составляет 48 58 (ТУ 6-65-54-91 Реапон 4В, постоянный технологический регламент опытно-промышленного производства Реапон-4В).

Однако деэмульгатор, полученный этим способом, хотя и проявляет высокую деэмульгирующую эффективность, но в проанализированной нами литературе нет сведений о том, что он проявляет свойства предотвращения асфальтосмолопарафиновых отложений и защитные свойства от коррозии.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является разработка способа получения деэмульгатора, одновременно обладающего свойствами ингибирований асфальтосмолопарафиновых отложений и защиты от коррозии.

Поставленная задача решается предлагаемым способом получения деэмульгатора, заключающимся во взаимодействии гликолей с окисью пропилена и окисью этилена в присутствии щелочного катализатора при нагревании, причем число молей окисей пропилена берут в количестве 59 90. Деэмульгатор дополнительно растворяют в растворителе при следующем соотношении компонентов, мас.

деэмульгатор 45 65
растворитель остальное
Новая совокупность заявляемых существенных признаков деэмульгатора позволяет наряду с высокой деэмульгирующей эффективностью достичь ингибирования асфальтосмолопарафиновых отложений и защиты от коррозии.

Анализ отобранных в процессе поиска известных решений показал, что в науке и технике нет объекта, аналогичного заявленной совокупности существенных признаков и обладающего высокими деэмульгирующими, ингибирующими свойствами, защитой от коррозии и предотвращающего образования АСПО, позволяет сделать вывод о соответствии объекта критериям "мировая новизна" и "изобретательский уровень".

В качестве гликолей можно использовать:
моноэтиленгликоль (МЭГ) HOCH₂CH₂OH
диэтиленгликоль (ДЭU) (HOCH₂CH₂)₂O
пропиленгликоль (ПГ)
В качестве катализатора используют КОН, NaOH.

В качестве растворителя можно использовать, например:
1) спирты: метанол или этанол или изопропанол;
2) смесь спирты вода в соотношении 5:1 1:1 соответственно;
3) смесь спирты вода C₂ C₄ моноалкиловые эфиры этилен и диэтиленгликоля в соотношении 57 9: 19 3:1;
4) С₂ C₄ моноалкиловые эфиры этилового спирта и этилен и диэтиленгликоля, а именно: этилацетат ГОСТ 223000-76 или бутилацетат (бутиловый эфир уксусной кислоты) ГОСТ 22300-76; этилцеллозольв (ГОСТ 8318-88) или бутилцеллозольв (ТУ 61-01-646-84) или этилкарбитол (ТУ 6-01-5757583-6-89) или бутилкарбитол (ТУ 6-05-10-50-86).

5) ароматические растворители:
нефраз А 120/200 (ТУ 38.101,809-90)
толуол (ГОСТ 5789-78)
В предлагаемом способе получения деэмульгатора число оксипропильных групп составляет 59 90, а число оксиэтильных групп 15 210 соответственно.

Процесс оксипропилирования ведут при 110 130^oС и давлении 150 - 600 кПА.

Процесс оксиэтилирования при 110 165^oС и давлении 150 600 кПа.

Для доказательства соответствия заявляемого способа критерию "промышленная применимость" приводим описания конкретных примеров осуществления способа получения деэмульгатора комплексного действия.

Пример 1. Синтез предлагаемого деэмульгатора.

В реактор загружают 1 моль этиленгликоля и 0,14 м КОН. С целью удаления кислорода осуществляют продувку азотом. Реактор вакуумируют при 80^oС. Доводят температуру в реакторе до 110^oC, после чего начинают оксипропилирование. К этиленгликолю (ЭГ) присоединяется такое количество пропиленоксида, чтобы величина молекулярной массы продукта составляла 3500, что рассчитывается по следующей формуле:

Реакция оксипропилирования идет при 115^oС и давлении 600 кПа. Массу присоединенной окиси пропилена фиксируют по разнице с первоначальной массой баллона. Реакцию ведут до тех пор, пока реальная масса не будет соответствовать теоретической массе. После этого оксипропилированный продукт оксиэтилируют, добавляя такое количество этиленоксида, чтобы массовая доля этого блока составляла 30% от массы всей молекулы. Расчет числа молей этиленоксида производится следующим образом: 3500 70% X 30%

молекулярная масса этиленоксида составляет 44, число молей этиленоксида m:

Процесс оксиэтилирования идет подобно процессу оксипропилирования при температуре 115^oC и давлении 600 кПа. Окончание процесса оксиэтилирования фиксируют по разнице первоначальной и конечной массы баллона с окисью этилена.

Примеры 2 47 осуществляют аналогично примеру 1, изменяя исходные гликоля и растворитель, соответственно таблице, а также варьируя температуру и давление в пределах, указанных выше.

Пример 48 (по прототипу).

В реактор загружают 1 моль этиленгликоля и 3 г КОН. Доводят температуру в реакторе до 120^oС, после чего начинают оксипропилирование, присоединяют 48 молей окиси пропилена. Реакция оксипропилирования идет при температуре 120 130^oC и давлении 400 КПа. Далее к оксипропилированному продукту добавляют 32 моля окиси этилена. Реакцию оксиэтилироания ведут при температуре 120^oС и давлении 400 КПа.

Пример 49 (по прототипу) осуществляют аналогично примеру 48.

Полученные образцы деэмульгаторов представляют собой вязкие жидкости или твердые вещества от бесцветной до желтой окраски, растворимые в воде и низших спиртах, их смеси, а также ароматических растворителях. Вязкость кинематическая при 80^oС, 80 180 мм₂/с, температура застывания 5 50^oС.

На основе полученной смеси (активная основа) готовят товарные формы деэмульгатора путем растворения в растворителе. Растворение деэмульгатора осуществляют следующим образом.

Пример 1, табл.2.

К 65 г активной основы при комнатной температуре добавляют 36 г изопропанола и перемешивают в течение 15 минут.

Пример 2 63 осуществляют аналогично примеру 1.

Приготовленные таким образом образцы с различным соотношением деэмульгатора (активной основы) и растворителя представлены в таблице 2.

Полученные образцы деэмульгаторов, представленные в таблицах 1 и 2, были испытаны на деэмульгирующую активность, ингибирующую способность по предотвращению образования АСПО, а также на определение защитного эффекта от коррозии.

Испытания на деэмульгирующую активность проводят как на естественной эмульсии, так и на искусственной.

Искусственную эмульсию 30% обводненности готовят на безводной угленосной нефти Ромашкинского месторождения и модели пластовой воды. Безводная нефть плотность 0,968 г/см³ отобрана с устоя скважины 14753. Минерализация модели пластовой воды, используемой для приготовления эмульсии, составляет 200% плотность 1,12 г/см³.

В качестве естественной используют эмульсию нефти Самотлорского месторождения. Характеристики нефтей и пластовых вод представлены в табл. 3 и 4.

Реагенты дозируют в эмульсию в виде 1%-ного раствора в смеси толуола и изопропанола, взятых в соотношении 3:1.

Проведение испытаний.

В водо-нефтяную эмульсию дозируют испытываемый деэмульгатор и встряхивают на лабораторном встряхивателе Вагнера в течение 30 мин при комнатной температуре. Затем термостатируют при 40^oС в течение 2 часов и измеряют количество свободно выделившейся воды.

Определение содержания остаточной воды в нефти проводят в соответствии с ГОСТ 14870-77 методом Дина-Старка.

Результаты испытаний деэмульгирующей активности представлены в таблицах 1, 2.

Для сравнения в таблице 1 приведены результаты деэмульгирующей активности прототипа.

Оценку эффективности образцов по предотвращению АСПО проводят по следующим показателям:
по отмыву пленки нефти этим образцом;
по отмыву АСПО;
по величине дисперсий АСПО в среде образца.

Определение отмыва пленки нефти осуществляется в следующем порядке. В стеклянную пробирку до определенной метки пробирки наливают нефть, обработанную реагентом из расчета 0,005% на активную основу, и отстаивают 20 мин. Затем нефть выливают, а в пробирку до половины наливают пластовую воду, добавляют нефть до метки пробирки, пробирка закрывается пришлифованной пробкой. После этого одновременно с включением секундомера пробирку переворачивают. Нефть и вода меняются объемами. Фиксируют площадь отмыва поверхности пробирки, занятой пластовой водой взамен нефти. Результат считается отличным, если отмыв 70% площади происходит за 30 с, хорошим за 60 с и удовлетворительным за 180 с.

Диспергирование АСПО и отмыв поверхности. Эти две методики совмещают в одной лабораторной процедуре и проводят в конической колбе, в которую помещают 50 мл пластовой воды, дозируют испытуемый реагент. В эту же колбу помещают парафиноотложения весом 2,5 г. Содержание колбы нагревают до расплавления парафина (60 90^oС), а затем охлаждают перемешивая. После охлаждения до 20 25^oC замеряют величину частиц дисперсии парафина (σ) и площадь рабочей поверхности колбы, не покрытой (замазанной) парафиноотложениями (S).

Результаты испытаний приведены в таблице 5. Согласно методике результат считается отличным при величине дисперсии 0,1 1 мм, хорошим при величине дисперсии 1 2 мм, удовлетворительным при величине дисперсии 2 5 мм, неудовлетворительным при величине дисперсии > 5 мм.

При оценке метода отмыва АСПО с поверхности результат считается отличным если доля отмыва от АСПО поверхности S, составляет 90 100, хорошим 80 - 90, удовлетворительным 50 80 и плохо < 50.

Антикоррозионную активность деэмульгатора, полученного предлагаемым способом, оценивают гравиметрическим методом на стандартной модели пластовой воды: минерализация 170 г/дм³, плотность 1,122 г/см³, содержание H₂S 100 200 мг/дм³. Испытания проводят в течение 6 часов на лабораторной установке типа "колесо" в закрытой системе со скоростью движения испытуемой среды 0,4 м/с, а также в герметично закрытых ячейках циркуляционного типа по ГОСТ 9.506,87 "Ингибиторы коррозии металлов в водно-нефтяных средах".

Результаты испытаний на антикоррозионную активность предлагаемого деэмульгатора представлены в табл.6.

Из представленных в таблицах данных видно, что деэмульгатор, полученный предлагаемый способом, проявляя высокую деэмульгирующую эффективность, обладает свойствами предотвращения асфальтосмолопарафиновых отложений и защитным действием от коррозии. ТТТ1 ТТТ2 ТТТ3 ТТТ4 ТТТ5 ТТТ6 ТТТ7 ТТТ8 ТТТ9

Использование: для защиты нефтепромыслового оборудования, наземных и транспортных коммуникаций от коррозии и предотвращения образования на асфальте смолопарафиновых отложений. Сущность изобретения: проводят последовательное взаимодействие 1 моля гликоля с 59 - 90 молями окиси пропилена и 15 - 210 морлями окиси этилена. 6 табл.

1. Способ получения деэмульгатора, обладающего свойствами предотвращения асфальтеносмолопарафиновых отложений и защиты от коррозии, включающий последовательное взаимодействие гликоля с окисью пропилена и окисью этилена в присутствии щелочного катализатора при нагревании, отличающийся тем, что окись пропилена берут в количестве 59 90 молей, а окись этилена в количестве 15 210 молей на 1 моль гликоля. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что деэмульгатор дополнительно растворяют в растворителе при следующем соотношении, мас.

Деэмульгатор 45 65
Растворитель До 100