Изобретение относится к химии высокомолекулярных соединений, а именно к синтезу блоксополимера окисей этилена и пропилена на основе этилендиамина, а также к созданию деэмульгаторов на их основе, обладающих защитным эффектом от коррозии, которые могут быть использованы для разрушения стойких водонефтяных эмульсий в широком интервале температур.
Известен блоксополимер окисей пропилена основе этилендиамина с мол.м. 1800 - 5600 общей формулы 1:
описанный в способе обезвоживания и обессоливания нефти в качестве деэмульгатора (авт. св. N 168395, МПК C 10 G, 1965 г.). Данный продукт не может быть использован в широком интервале температур и не обладает защитным эффектом от коррозии.
Известен блоксополимер окисей этилена и пропилена на основе этилендиамина с мол.м. около 7000 у.е. общей формулы 2:
где 4n = 86-87, 4m = 64-65
активная основа Проксамина-385-50 (ТУ 6-14-19-675-86; Справочник "Химические реагенты в добыче и транспорте нефти", М.: Химия, 1987, с. 66), обладающий деэмульгирующим эффектом. Однако известный блоксополимер неэффективен для разрушения водонефтяных эмульсий тяжелых смолистых нефтей в условиях широкого интервала температур.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является блоксополимер окисей этилена и пропилена на основе этилендиамина с мол.м. около 5000 у.е. общей формулы 3:
где 4n = 24-28, 4m = 60-61.
Дипроксамин-157, используемый в способе обезвоживания и обессоливания нефти (ТУ 6-14-614-76). Данный деэмульгатор имеет низкий деэмульгирующий эффект в отношении водонефтяных эмульсий тяжелых смолистых нефтей, недостаточно защищает нефтепромысловое оборудование от коррозии и неэффективен для использования его в широком интервале температур.
В основу настоящего изобретения положена задача создания деэмульгатора, эффективного в широком интервале температур для разрушения стойких водонефтяных эмульсий, образованных тяжелыми смолистыми нефтями, обладающего одновременно защитным эффектом от коррозии и позволяющего решать проблему очистки сточных вод в процессе подготовки нефти.
Поставленная задача решается созданием нового блоксополимера окисей этилена и пропилена на основе этилендиамина с мол.м. 6000-15000 у.е. общей формулы 4:
где 4n = 26-234, 4m = 29-203,
а также деэмульгатором на основе указанного блоксополимера, включающем дополнительно растворитель, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Блоксополимер, указанный выше - 20 - 90
Растворитель - Остальное
Блоксополимер окисей этилена и пропилена на основе этилендиамина получают известным способом присоединения окисей алкиленов к этилендиамину в щелочной среде.
Для синтеза блоксополимера используют: окись этилена по ГОСТ 7568-88 (ОЭ); окись пропилена по ГОСТ 23001-88 (ОП); этилендиамин по ТУ 6-02-622-86Е.
Блоксополимер окисей этилена и пропилена на основе этилендиамина общей формулы 4 с мол. м. 6000-15000 у.е. позволяет получить новый технический результат, а именно - достичь высокой деэмульгирующей эффективности в широком интервале температур и обеспечить защиту нефтепромыслового оборудования от коррозии.
Анализ отобранных в процессе поиска известных решений показал, что в науке и технике нет объекта, аналогичного по заявленной совокупности признаков и преимуществ, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критериям "новизна" и "изобретательский уровень".
Для доказательства соответствия предлагаемого решения критерию "промышленная применимость" приводим конкретные примеры выполнения.
Пример 1 (прототип).
Пример 2 (предлагаемый). В реактор загружают 1 моль (60 г) этилендиамина и 0,0011 моль (0,06 г) KOH. С целью удаления кислорода осуществляют продувку азотом. Реактор вакуумируют при остаточном давлении 26,7-33,3 кПа. Оксипропилирование ведут при 90-110oC и 0,4 МПа. Массу присоединенной окиси пропилена фиксируют по разнице с первоначальной массой баллона до присоединения 232 г окиси пропилена. Оксиэтилирование идет при 135-145oC и 0,4 МПа. Окончание процесса оксиэтилирования фиксируют по разнице первоначальной и конечной массе баллона с окисью этилена до присоединения 3476 г окиси этилена. Полученный продукт полимер 150 оксипропилируют подобно процессу оксиэтилирования при 135-145oC и 0-4 МПа. Массу присоединенной окиси пропилена также фиксируют по разнице с первоначальной массой баллона с окисью пропилена до присоединения 10672 г окиси пропилена. Полученный продукт обрабатывают небольшим количеством воды и высушивают при 5,3-10,7 кПа и 110-115oC.
Примеры 3 - 8 выполняют аналогично примеру N 2, изменяя число молей окисей этилена от 30 до 173 и пропилена от 30 до 182, присоединяемых к этилендиамину, что соответствует 26-234 оксиэтиленовым звеньям и 29-203 оксипропиленовым звеньям блоксополимера.
Полученные блоксополимеры представляют собой жидкости от бесцветного до желтого цвета с мол.м. 6000-15000.
ИК- и ЯМР-спектры подтверждают указанную структуру блоксополимеров. В ИК-спектрах блоксополимеров присутствует широкая интенсивная полоса с максимумом поглощения в области ν = 1100 см-1, свидетельствующая о наличии большого числа монотонно повторяющихся простых эфирных связей. В области 1350 см-1 проявляются деформационные маятниковые колебания C-H-связей CH2O-групп в области 1380 см-1 - деформационные колебания C-H-связей в метильной группе при метиновой (CH3CH). Соотношение интенсивности этих полос пропорционально соотношению массовых долей ОЭ и ОП в молекуле блоксополимера.
Валентным колебаниям OH-групп соответствует широкая размытая полоса в области 3300 см-1, что свидетельствует о наличии межмолекулярных и внутримолекулярных водородных связей. Валентным колебаниям C-N-связей соответствует полоса в области 1070 см-1.
В ЯМР-, H-спектрах присутствует триплет с химсдвигом δ = 1,09 м.д., соответствующий резонансу протонов CH3-группы при метиновой. Протоны CH- и CH2-групп при простом эфирном кислороде резонируют в виде сложного мультиплета в области 3,5 - 3,7 м.д., OH-группа - в виде широкой полосы с δ = 5 м. д. Анализ интегральной кривой позволяет определить соотношение оксиэтильных и оксипропильных групп в анализируемом блоксополимере.
В таблице 1 представлена расчетная молекулярная масса, определяемая из гидроксильного числа (г.ч.) по формуле:
где η - экв. KOH, равный 56;
Соотношение ОП/ОЭ определяется методом ИК-спектроскопии.
На основе полученных блоксополимеров готовят деэмульгаторы в виде товарных форм, добавляя к ним растворитель при перемешивании до получения однородного продукта.
В качестве растворителя могут быть использованы, например, метанол (МС) по ГОСТ 2222-78, или этанол (ЭС) ГОСТ 18300-87, или изопропанол (ИПС) ГОСТ 9805-84, или толуол ГОСТ 5789-78, или этилбензольную фракцию (ЭБФ) по ТУ 6-01-10-37-78, или бутилбензольную фракцию (ББФ) по ТУ 38-10297-78, или ксилольную фракцию (КФ) (по ксилолу ГОСТ 9410-78), или нефрас Ар 120/200 по ТУ 38.101809-90, или моноэтиловый эфир этиленгликоля (МЭЭЭГ) по ТУ 6-09-3222-79, или моноэтиловый эфир диэтиленгликоля (МЭЭДЭГ) по ТУ 6-01-575783-6-89, или монобутиловый эфир этиленгликоля (МБЭЭГ) ТУ 6-01-646-84, или монобутиловый эфир диэтиленгликоля (МБЭДЭГ), или их смеси с водой.
Пример 9. К 20 г блоксополимера окиси этилена и окиси пропилена на основе этилендиамина добавляют при комнатной температуре 80 г нефраса и перемешивают в течение 15 мин до получения однородного продукта.
Примеры 10 - 25 выполняют аналогично примеру 9, изменяя количественное и качественное соотношение компонентов.
Составы деэмульгаторов приведены в таблице 1.
Испытания деэмульгирующей эффективности проводят как на естественной, так и на искусственной эмульсиях.
Физико-химическая характеристика нефтей:
Плотность при 20oC, г/см3 - 915,4
Кинематическая вязкость при 20oC, мм2/с - 146,03
Содержание, мас.%:
серы - 4,40
асфальтенов - 5,93
смол - 12,68
парафинов - 1,56
Реагенты дозируют в эмульсию в виде 1%-ного раствора в смеси толуола и изопропанола, взятых в соотношении 3:1.
В водонефтяную эмульсию дозируют испытуемый деэмульгатор и встряхивают на лабораторном встряхивателе Вагнера в течение 30 мин при комнатной температуре. Затем термостатируют при 40oC в течение 2 ч и измеряют количество свободно выделившейся воды.
Определение содержания остаточной воды в нефти проводят в соответствии с ГОСТ 14870-77 методом Дина-Старка.
Степень очистки сточных вод определяют по методике, описанной в ОСТ 39-133-81 "Вода для заводнения нефтяных пластов. Определение содержания нефти в промысловой сточной воде", и оценивают по содержанию нефти в сточной воде.
Результаты испытаний деэмульгирующей активности представлены в таблице 1.
Защитные свойства от коррозии оценивают гравиметрическим методом на стандартной модели пластовой воды с минерализацией 190 г/л, плотностью 1,122 г/см3, содержанием H2S = 100-200 мг/л. 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 водонефтяных средах".
Результаты испытаний на антикоррозионную активность представлены в таблице 2.
Анализ данных, представленных в таблицах 1, 2, показывает, что заявляемый блоксополимер и деэмульгатор на его основе обеспечивают эффективное разрушение стойких водонефтяных эмульсий, образованных тяжелыми смолистыми нефтями, высокий защитный эффект от коррозии и позволяет решать проблему очистки сточных вод в процессе подготовки нефти.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
БЛОКСОПОЛИМЕР ОКИСЕЙ ЭТИЛЕНА И ПРОПИЛЕНА НА ОСНОВЕ ЭТИЛЕНДИАМИНА В КАЧЕСТВЕ ДЕЭМУЛЬГАТОРА ВОДОНЕФТЯНОЙ ЭМУЛЬСИИ, ОБЛАДАЮЩИЙ ЗАЩИТНЫМ ЭФФЕКТОМ ОТ КОРРОЗИИ, И ДЕЭМУЛЬГАТОР НА ЕГО ОСНОВЕ | 2001 |
|
RU2208020C2 |
ДЕЭМУЛЬГАТОР ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ ВОДОНЕФТЯНЫХ ЭМУЛЬСИЙ | 1999 |
|
RU2141502C1 |
СОСТАВ ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ ВОДОНЕФТЯНЫХ ЭМУЛЬСИЙ И ЗАЩИТЫ НЕФТЕПРОМЫСЛОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ ОТ АСФАЛЬТЕНОСМОЛОПАРАФИНОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ И КОРРОЗИИ | 2001 |
|
RU2185400C1 |
БЛОКСОПОЛИМЕР ЭТИЛЕН- И ПРОПИЛЕНОКСИДОВ НА ОСНОВЕ ПЕНТАЭРИТРИТА В КАЧЕСТВЕ ДЕЭМУЛЬГАТОРА ВОДОНЕФТЯНОЙ ЭМУЛЬСИИ, СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ И ДЕЭМУЛЬГАТОР НА ЕГО ОСНОВЕ | 2006 |
|
RU2306322C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДЕЭМУЛЬГАТОРА ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ ВОДОНЕФТЯНЫХ ЭМУЛЬСИЙ | 1999 |
|
RU2152422C1 |
СОСТАВ ДЛЯ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ И ОБЕССОЛИВАНИЯ НЕФТИ И ЗАЩИТЫ НЕФТЕПРОМЫСЛОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ ОТ АСФАЛЬТЕНО-СМОЛО-ПАРАФИНОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ | 1999 |
|
RU2150487C1 |
СОСТАВ ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ ВОДОНЕФТЯНЫХ ЭМУЛЬСИЙ, ЗАЩИТЫ НЕФТЕПРОМЫСЛОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ ОТ КОРРОЗИИ И АСФАЛЬТЕНО-СМОЛОПАРАФИНОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ | 1999 |
|
RU2140961C1 |
СОСТАВ ДЛЯ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ И ОБЕССОЛИВАНИЯ НЕФТИ | 1992 |
|
RU2019555C1 |
СОСТАВ ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ ВОДОНЕФТЯНЫХ ЭМУЛЬСИЙ И ЗАЩИТЫ НЕФТЕПРОМЫСЛОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ ОТ АСФАЛЬТЕНО-СМОЛОПАРАФИНОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ | 1999 |
|
RU2152424C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДЕЭМУЛЬГАТОРА | 1994 |
|
RU2069669C1 |
Изобретение относится к синтезу блоксополимера окисей этилена и пропилена на основе этилендиамина, а также к созданию деэмульгаторов нефтяных эмульсий на их основе, обладающих защитным эффектом от коррозии. Блоксополимер окисей этилена и пропилена на основе этилендиамина общей формулы [H(OC3H6)m(OC2H4)n(OC3H6)]2NCH2CH2N[(C3H6O)(OC2H4)n(OC3H6)mH] 2, где 4n = 26-234, 4m = 29-203, имеет мол.м. 6000-15000 у.е. и обладает свойствами деэмульгатора водонефтяной эмульсии. Деэмульгатор на основе блоксополимера дополнительно содержит растворитель при следующем соотношении компонентов, мас. %: блоксополимер - 20-90; растворитель - остальное. Технический результат - высокая эффективность деэмульгатора при разрушении стойких водонефтяных эмульсий в широком интервале температур с одновременной защитой аппаратуры от коррозии. 2 с.п. ф-лы, 2 табл.
где 4n=26-234;
4m=29-203,
в качестве деэмульгатора водонефтяной эмульсии, обладающего защитным эффектом от коррозии.
Блоксополимер, указанный выше - 20 - 90
Растворитель - Остальное
СОСТАВ ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ ВОДОНЕФТЯНОЙ ЭМУЛЬСИИ И ИНГИБИРОВАНИЯ КОРРОЗИИ | 1994 |
|
RU2065478C1 |
СПОСОБ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ И ОБЕССОЛИВАНИЯ НЕФТИ | 1994 |
|
RU2093544C1 |
Композиция для обезвоживания и обессоливания нефти | 1990 |
|
SU1773932A1 |
Авторы
Даты
2001-10-20—Публикация
2000-12-26—Подача