ИНГИБИРУЮЩАЯ ПРИСАДКА ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ ДЛЯ ПАРАФИНИСТЫХ И ВЫСОКОПАРАФИНИСТЫХ НЕФТЕЙ Российский патент 2012 года по МПК C10G75/04 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для предотвращения образования асфальто-смолопарафиновых отложений (АСПО) и снижения температуры застывания и вязкости при транспортировке парафинистых и высокопарафинистых нефтей в промысловом оборудовании. Решать практические задачи трубопроводного транспорта парафинистых и высокопарафинистых нефтей позволяет применение полифункциональных присадок. Использование полифункциональных присадок снижает вязкостно-температурные свойства нефтей и отложения АСПО, что способствует увеличению производительности нефтепроводов, гарантирует снижение энергозатрат на перекачку нефти и надежность пуска нефтепровода после длительных остановок.

В последние годы создано много ингибирующих и депрессорных присадок композиционного характера, состоящих из двух и более компонентов, синергетически усиливающих свои свойства [Агаев С.Г. Парафиновые отложения в условиях добычи нефти и депрессорные присадки для их ингибиторования / Агаев С.Г. Землянский Е.О., Гребнев А.Н. и др. // Известия вузов. Нефть и газ. - 2009. - №1. - С.219-222].

Разработки 2-4-компонентных композиционных присадок имеют целью не только возможность использования синергетического эффекта, но и возможность достижения сбалансированных свойств присадки как по увеличению степени ингибирования парафиноотложения, так и по снижению реологических характеристик высокопарафинистых нефтей. В этой связи наиболее привлекательны композиционные присадки, содержащие поверхностно-активные вещества. Поверхностно-активные вещества составляют отдельный класс ингибиторов парафиноотложения. Среди новых разработок в этой области следует отметить, что наиболее часто в качестве ПАВ используются моноалкиловые эфиры полиэтиленгликоля на основе первичных жирных спиртов («Синтанол»), оксиалкилированные аминосоединения («Дипроксамин», «Оксамин») и оксиалкилированные алкилфенолы. Предлагаемые ингибиторы не отличаются большим разнообразием, включая в свой состав различные синтетические ПАВ (или их смеси) или естественные ПАВ из отходов различных производств [Агаев С.Г., Гребнев А.Н., Землянский Е.О. Ингибиторы парафиновых отложений бинарного действия // Ж. прикладной химии. Химия природного топлива - 2006. - Т.79. - №8. - С.1373-1378; Прозорова И.В., Юдина Н.В., Небогина Н.А. и др. Подбор ингибирующей и депрессорной присадки для нефти Верхнечонского месторождения // Нефтяное хозяйство. - 2010. - №6. - С.68-70].

Применяемые в настоящее время ингибиторы парафиноотложения недостаточно эффективны, отличаются сложной технологией производства, дефицитны и дороги, а для некоторых типов нефтей (высокопарафинистых и высокосмолистых) отсутствуют.

Наиболее близким по технической сущности и по достигаемому эффекту является многофункциональный ингибитор парафиноотложений [Патент №2224778 РФ, БИ №6, 2004 г. Ингибирующая присадка комплексного действия].

Однако эта ингибирующая присадка недостаточно эффективна для парафинистых и высокопарафинистых нефтей с содержанием смолисто-асфальтеновых компонентов (САК) более 10% и мало влияет на реологические характеристики нефтей при температурах, наиболее близких к температурам застывания.

В этой связи актуальна задача разработки новых видов ингибиторов парафиноотложения, снижающих вязкостно-температурные характеристики для высокозастывающих и высоковязких нефтей, газовых конденсатов и расширение ресурсов сырья для этой цели.

Технический результат достигается тем, что ингибирующая присадка комплексного действия содержит экстракт фенольной очистки, триэтаноламин, едкий натрий, воду, талловое масло и дополнительно алкенилсукцинимид мочевины при следующих соотношениях компонентов, мас.%:

Триэтаноламин - 2-3 Едкий натрий - 0,8-1,3 Вода - 1,0-1,5 Талловое масло - 11-12 Алкенилсукцинимид мочевины - 10-15 Экстракт фенольной очистки - остальное.

Сукцинимидные соединения обладают способностью диспергировать и поддерживать во взвешенном состоянии дисперсные частицы и повышать коллоидную стабильность масел, обеспечивая удержание в объеме нефтяной дисперсной системы (НДС) примесей органического и неорганического происхождения, которые накапливаются в процессе эксплуатации нефтепродуктов (Патент RU №2203930, Способ получения сукцинимидной присадки).

Предлагаемая присадка ориентирована на парафинистые и высокопарафинистые нефти Западной Сибири с различным содержанием смолисто-асфальтеновых компонентов: от минимального (нефти, похожие по групповому составу на газоконденсаты) до повышенного (нефти смолистого типа - содержание смолисто-асфальтеновых компонентов (САК) превышает 20 мас.%).

Присадку готовят следующим образом: вначале смешивают экстракт фенольной очистки с талловым маслом (представляет собой ароматизированный продукт фенольной очистки масляной фракции, полученной при ректификации нефти на Омском НПЗ (табл.1) при температуре 30°С до получения однородной смеси.

Таблица 1 Физико-химические свойства экстракта фенольной очистки марка А ТУ 38.101714-84 Наименование показателей Содержание Плотность при 20°С, кг/м³ 974,0 Вязкость кинематическая при 100°С, мм²/с 8,39 Показатель преломления при 50°С 1,5409 Температура вспышки, °С 212 Массовая доля фенола, % 0,0018 Массовая доля воды, % Следы

Расчет необходимого количества экстракта фенольной очистки (Gэфо) рассчитывают по формуле:

G_эфо=Gт.м.*(К.Ч.т.м. - 70)/70, где

Gт.м. - масса таллового масла, т;

К.Ч.т.м. - кислотное число таллового масла, мг КОН/г

После окончания перемешивания добавляют рассчитанное количество триэтаноламина и смесь перемешивают при температуре 50°С в течение 10 часов. Количество триэтаноламина (G_тэа), необходимого для омыления таллового масла, рассчитывается по формуле:

G_тэa=(К.Ч._{(т.м.+эфо)}*G._{(т.м.+эфо)}*0.6)/Щ.Ч._тэа, где

К.Ч._{(т.м.+эфо)} - кислотное число таллового масла после обработки экстрактом фенольной очистки, мг КОН/г;

G_{(т.м.+эфо)} - масса таллового масла с экстрактом фенольной очистки, т;

Щ.Ч._тза - щелочное число триэтаноламина, мг КОН/г;

Затем в смеситель подают водный раствор едкого натра, количество которого (G_c) определяют по формуле:

G_c=(К.Ч._{(т.м.+эфо)}*G_{(т.м.+эфо)}*0,75)/1000*С, где

С - концентрация водного раствора едкого натра, %

После омыления едким натром смесь выдерживают около 10 часов при температуре 50°С и затем добавляют необходимое количество алкенилсукцинимида мочевины и разбавляют полученный концентрат экстрактом фенольной очистки.

Количественную оценку процесса осадкообразования проводят на установке, разработанной на основе известного метода «холодного стержня», при следующих условиях испытаний: температура исследуемого образца нефти - 30°С, температура металлического стержня - 12°С и продолжительность единичного опыта - 60 минут. Ингибирующую способность присадок предотвращать образование нефтяного осадка на «холодном стержне» рассчитывают по формуле:

S_и=(W₀-W₁)*100/W₀,

где S_и - степень ингибирования, мас.%;

W₀ - выход осадка исходной нефти, г;

W₁ - выход осадка нефти с присадкой, г.

Депрессорные свойства присадки были установлены по изменению значений кинематической вязкости (ГОСТ 1747-91) и температуры застывания (по ГОСТ 20287-74) исследуемых нефтей.

Примеры конкретного выполнения

Пример 1. Для нефти Южно-Табаганского месторождения (содержание парафиновых углеводородов (ПУ) и САК - 6,6 и 10 мас.% соответственно) исследованы ингибирующие и депрессорные свойства присадки состава мас.%:

Триэтаноламин - 2 Едкий натрий - 0,8 Вода - 1,0 Талловое масло - 11 Алкенилсукцинимид мочевины - 11 Экстракт фенольной очистки - остальное.

Применение ингибирующей полифункциональной присадки для нефти Южно-Табаганского месторождения предотвращает процесс осадкообразования на 85-95% при концентрации присадки в нефти 0,03-0,07 мас.% (табл.1). Использование присадки приводит к снижению кинематической вязкости (при 20°С) и температуры застывания нефти на 25,5% и 12°С.

Пример 2. Для нефти Урманского месторождения (содержание ПУ и САК 10,3 и 9 мас.% соответственно) исследовано комплексное действие полифункциональной присадки состава, мас.%:

Триэтаноламин - 2,5 Едкий натрий - 1,1 Вода - 1,3 Талловое масло - 11,5 Алкенилсукцинимид мочевины - 13 Экстракт фенольной очистки - остальное.

Применение присадки для нефти Урманского месторождения предотвращает процесс осадкообразования на 60-80% при концентрации присадки в нефти 0,05-0,07 мас.% (табл.2). Использование присадки приводит к снижению кинематической вязкости (30°С) и температуры застывания нефти в 1,6 раза и на 18°С соответственно.

Пример 3. Для нефти Верхне-Салатского месторождения (содержание ПУ и САК 16,5 и 4,1 мас.% соответственно) исследовано комплексное воздействие ингибирующей полифункциональной присадки состава, мас.%:

Триэтаноламин - 3 Едкий натрий - 1,3 Вода - 1,3 Талловое масло - 11,8 Алкенилсукцинимид мочевины - 15 Экстракт фенольной очистки - остальное.

Применение комплексной присадки снижает осадкообразование на 77-86% (табл.4), кинематическая вязкость (30°С) уменьшается почти в 2 раза, и температура застывания снижается на 20°С.

Таким образом, предлагаемая присадка позволяет значительно снижать количество АСПО и вязкостно-температурные характеристики парафинистых и высокопарафинистых нефтей.

Таблица 2 Влияние присадки на реологические свойства нефти Южно-Табаганского месторождения Концентрация присадки в нефти, мас.% Количество АСПО в нефти, г/100 г нефти Ингибирующая способность, S_и, мас.% Кинематическая вязкость, мм²/c Температура застывания, °C 0,00 9,7   110,3 +2,5 0,03 1,2 85,1 76,7 -2,8 0,05 0,5 94,8 67,5 -14,5 0,07 0,8 91,8 71,6 -10,2

Таблица 3 Влияние присадки на реологические свойства нефти Урманского месторождения Концентрация присадки в нефти, мас.% Количество АСПО в нефти, г/100 г нефти Ингибирующая способность, S_и, мас.% Кинематическая вязкость, мм²/с Температура застывания, °С 0,00 19,7   97,3 +8,5 0,03 9,2 53,3 86,7 +0,8 0,05 7,5 63,0 77,5 -2,5 0,07 3,8 80,7 61,6 -10,2 0,1 8,5 56,8 90,3 +1,0

Таблица 4 Ингибирующая способность присадки для нефти Верхне-Салатского месторождения Концентрация присадки в нефти, мас.% Количество АСПО в нефти, г/100 г нефти Ингибирующая способность, S_и, мас.% Кинематическая вязкость, мм²/с Температура застывания, °С 0,00 50,7   109,3 +15,5 0,03 19,2 62,1 100,7 +9,8 0,05 11,5 77,3 77,5 +3,5 0,07 6,8 86,6 61,6 -5,2 0,1 15,5 69,4 90,3 +1,0

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Изобретение касается ингибирующей присадки полифункционального действия для транспортировки нефтей в промысловом оборудовании, содержащей талловое масло, экстракт фенольной очистки, триэтаноламин, едкий натрий и воду, при этом она дополнительно содержит алкенилсукцинимид мочевины при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Триэтаноламин - 2-3 Едкий натрий - 0,8-1,3 Вода - 1,0-1,5 Талловое масло - 11-12 Алкенилсукцинимид мочевины - 10-15 Экстракт фенольной очистки - остальное.

Технический результат - предотвращение образования асфальто-смолопарафиновых отложений (АСПО) и снижения температуры застывания и вязкости при транспортировке парафинистых и высокопарафинистых нефтей в промысловом оборудовании. 3 пр., 4 табл.

Ингибирующая присадка полифункционального действия для транспортировки нефтей в промысловом оборудовании, содержащая талловое масло, экстракт фенольной очистки, триэтаноламин, едкий натрий и воду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит алкенилсукцинимид мочевины при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Триэтаноламин 2-3 Едкий натрий 0,8-1,3 Вода 1,0-1,5 Талловое масло 11-12 Алкенилсукцинимид мочевины 10-15 Экстракт фенольной очистки Остальное