Ингибирующая присадка для парафинистых и высокопарафинистых смолистых нефтей Российский патент 2023 года по МПК C10G75/04 C10L1/10 C09K8/524 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для предотвращения образования асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО) в нефтепромысловом оборудовании. Решать практические задачи трубопроводного транспорта парафинистых и высокопарафинистых смолистых нефтей позволяет применение ингибирующих присадок [Агаев С.Г., Гребнев А.Н., Землянский Е.О. Ингибиторы парафиновых отложений бинарного действия// Нефтепромысловое дело. - 2008. - № 9. - С. 46 - 52.]. Использование ингибирующих присадок снижает количество АСПО, что способствует увеличению производительности нефтепроводов, гарантирует снижение энергозатрат на перекачку нефти и надежность пуска нефтепровода после длительных остановок.

Ингибирующие присадки, применяемые в настоящее время, для некоторых типов нефтей (высокопарафинистых и высокосмолистых) отсутствуют. В этой связи актуальными являются как разработки новых видов ингибиторов АСПО, так и усовершенствование уже существующих присадок [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].

Характерной особенностью новых разработок в области ингибирующих присадок к нефтям являются композиционный характер их состава (два или более компонентов активного вещества) и многофункциональность их действия. В литературе нет обобщающих рекомендаций по их применению в зависимости от физико-химических характеристик и компонентного состава нефтей.

Наиболее близкими по технической сущности и по достигаемому эффекту являются ингибиторы на основе сложных эфиров акриловой и метакриловой кислот. [Ингибитор асфальтосмолопарафиновых отложений /Дементьев А.В., Меджибовский А.С., Мойкин А.А., Казанцев О.А., Сивохин А.П., Каморин Д.М., Прозорова И.В., Юдина Н.В., Волкова Г.И., Литвинец И.В. - № 2014110887/03; заявл. 21.03.2014; опубл. 20.02.2015, Бюл. № 5 (II ч.). - 8 с.].

Однако они недостаточно эффективны для нефтей с массовой долей парафиновых углеводородов более 10 %, смолисто-асфальтеновых компонентов (САК) более 20% и для перекачки нефти и нефтепродуктов при температурах ниже 0°С.

Задача изобретения - создание ингибирующей присадки для предотвращения образования АСПО парафинистых, высокопарафинистых нефтей с высоким содержанием смолисто-асфальтеновых компонентов (САК) на стенках нефтепромыслового оборудования.

Технический результат достигается тем, что ингибирующая присадка содержит компоненты при следующих соотношениях, % мас.:

1. Сополимер алкилакрилатов С₁₆-С₂₀ и акриловокислой соли додециламина - 45,0-47,0;

2. Сернокислая соль додециламина - 2,0-3,0;

3. Растворитель (толуол) - 45,0-52,5;

4. Арахиновая кислота 0,5-5,0.

Арахиновая кислота (С₂₀Н₄₀О₂) получается омылением масла гидроксидом калия, разложением полученной соли хлороводородной кислотой и кристаллизацией из спирта; кристаллизуется в виде блестящих листочков.

Количественную оценку процесса осадкообразования проводили на установке, разработанной на основе известного метода «холодного стержня». Установка (рис. 1) состоит из стакана и металлического стержня, охлаждаемого до заданной температуры. В качестве теплоносителя использовали дистиллированную воду в термостате.

Отработаны оптимальные условия эксперимента: время - 1 ч, навеска нефти - 40 г. Количество осадка, образовавшегося на стержне, определяли гравиметрически. Результатом является среднее арифметическое трех параллельных опытов.

На рисунке 1 приведена Схема установки по определению количества нефтяного осадка в нефти методом «холодного стержня:

1 - теплоноситель (H₂O);

2 - нефть;

3 - стакан металлический;

4 - стержень металлический;

5 - трубка металлическая;

6 - пробка корковая;

7 - хладагент.

Пример 1. Ингибирующее действие присадки исследовали для высокопарафинистой, смолистой нефти № 1 (содержание парафиновых углеводородов (ПУ) - 13,1 мас. %, САК - 18,7 мас.%, Т_{заст. = +} 5,5°С).

Состав предлагаемой присадки, мас. %:

1. Сополимер алкилакрилатов С₁₆-С₂₀ и акриловокислой соли додециламина - 46,0;

2. Сернокислая соль додециламина - 2,5;

3. Растворитель (толуол) - 48,5;

4. Арахиновая кислота - 3,0.

На установке (рис. 1) исследовано осадкообразование исходной нефти и нефти с присадками. Время эксперимента - 1 ч, навеска нефти - 40 г. Температура нефти составляла +20°С и температура осадкообразующей поверхности – +10°С. Концентрация используемых присадок составляла 0,03-0,05 мас. %. В качестве сравнения использовали присадку К-210, состав которой приведен в наиболее близкой по технической сущности к нашим результатам заявке.

Полученные экспериментальные результаты приведены в табл. 1.

Присадка К-210 при концентрации 0,03 и 0,05% мас. снижает количество АСПО исследуемой нефти примерно в 2 раза, в то время как предлагаемая новая ингибирующая присадка - в 3,14 раза (при концентрации присадки 0,05 % мас.). Степень ингибирования новой присадки составляет 67-68 % мас.

Таблица 1 - Ингибирующая способность присадок для нефти № 1 при температуре нефти +20°С и температуре осадкообразующей поверхности +10°С. Образец Количество АСПО, г/100 г нефти Ингибирующая способность, % Нефть 24,15 Нефть + 0,03 К-210 10,3 59 Нефть + 0,05 К-210 9,6 62 Нефть + 0,03 присадка 8,0 67 Нефть + 0,05 присадка 7,7 68

Пример 2. Ингибирующую способность присадок исследовали для высокопарафинистой, смолистой нефти № 2 (ПУ - 20,0%, САК - 28,0 %, Т_{заст. =} + 18,0°С). Условия проведения эксперимента приведены в примере 1. Температура нефти – +35°С, температура осадкообразующей поверхности – +25°С.

Состав предлагаемой присадки, мас. %:

1. Сополимер алкилакрилатов С₁₆-С₂₀ и акриловокислой соли додециламина - 47,0;

2. Сернокислая соль додециламина - 3,0;

3. Растворитель (толуол) - 45,0;

4. Арахиновая кислота - 5,0.

Ингибирующая способность присадок приведена в табл. 2. Полученные результаты показывают, что при использовании присадки К-210 количество АСПО нефти № 2 снижается приблизительно в 6 раз. Максимальное снижение количества нефтяного осадка (в 11 раз) наблюдается при использовании предлагаемой присадки (степень ингибирования 91 %).

Таблица 2 - Ингибирующая способность присадок для нефти № 2 при температуре нефти + 35°С и температуре осадкообразующей поверхности - + 25°С. Образец Количество АСПО, г/100 г нефти Ингибирующая способность, % Нефть 35,2 Нефть + 0,03 К-210 6,7 81 Нефть + 0,05 К-210 6,0 83 Нефть + 0,03 присадка 4,2 91 Нефть + 0,05 присадка 3,1 88

Пример 3. Ингибирующую способность присадок исследовали на парафинистой, смолистой нефти № 3 (ПУ - 4,5 %, САК - 28,9 %, Т_{заст. =} - 5,0°С). Условия проведения эксперимента описаны в примере 1. Температура нефти – (+10°С) и температура осадкообразующей поверхности – (0°С).

Состав предлагаемой присадки, мас. %:

1. Сополимер алкилакрилатов С₁₆-С₂₀ и акриловокислой соли додециламина – 45,0;

2. Сернокислая соль додециламина – 2,0;

3. Растворитель (толуол) - 52,5;

4. Арахиновая кислота - 0,5.

Полученные результаты показывают, что предлагаемая присадка замедляет процесс образования АСПО в исследуемой нефти и ее степень ингибирования составляет 75% (табл. 3). К-210 обладают незначительным ингибирующим эффектом, при использовании данных присадок количество АСПО нефти № 3 снижается в среднем на 30%.

Таблица 3 - Ингибирующая способность присадок для нефти № 3 при температуре нефти (+ 10°С) и температуре осадкообразующей поверхности – (0°С). Образец Количество АСПО, г/100 г нефти Ингибирующая способность, % Нефть 5,7 Нефть + 0,03 К-210 3,9 32 Нефть + 0,05 К-210 3,1 47 Нефть + 0,03 присадка 1,3 77 Нефть + 0,05 присадка 0,9 84

Пример 4. Ингибирующую способность присадок исследовали на примере парафинистой, смолистой нефти № 4 (ПУ - 4,0 %, САК - 24,2 % , Т_{заст. =} – 19,0°С). Условия проведения эксперимента как в примере 1. Температура нефти – +10°С, температура осадкообразующей поверхности – -10°С.

Состав предлагаемой присадки, мас. %:

1. Сополимер алкилакрилатов С₁₆-С₂₀ и акриловокислой соли додециламина - 46;

2. Сернокислая соль додециламина - 3;

3. Растворитель (толуол) - 57;

4. Арахиновая кислота - 4,0.

Полученные практические результаты показывают, что присадка К-210 снижает количество образовавшегося АСПО в нефти № 4 на 48%. Предлагаемая присадка максимально ингибирует процесс образования АСПО в исследуемой нефти и ее степень ингибирования составляет 77%.

Таблица 4 - Ингибирующая способность присадок для нефти № 4 при температуре нефти (+10°С) и температуре осадкообразующей поверхности (- 10°С). Образец Количество АСПО, г/100 г нефти Ингибирующая способность, % Нефть 7,7 Нефть + 0,03 К-210 4,3 44 Нефть + 0,05 К-210 4,0 48 Нефть + 0,03 присадка 1,8 77 Нефть + 0,05 присадка 2,2 71

Таким образом, предлагаемая присадка показывает максимальный ингибирующий эффект по сравнению с присадкой К-210 на парафинистых и высокопарафинистых нефтях с высоким содержанием смолисто-асфальтеновых компонентов.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Изобретение касается ингибирующей присадки для парафинистых, высокопарафинистых нефтей с высоким содержанием смолисто-асфальтеновых компонентов, содержащей сополимер алкилакрилатов С₁₆-С₂₀ и акриловокислой соли додециламина, сернокислую соль додециламина и толуол, и дополнительно содержащей арахиновую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%: сополимер алкилакрилатов С₁₆-С₂₀ и акриловокислой соли додециламина – 45-47; сернокислая соль додециламина – 2-3; растворитель - толуол – 45,0- 52,5; арахиновая кислота - 0,5-5,0. Технический результат - ингибирование образования АСПО в парафинистых и высокопарафинистых смолистых нефтях. 4 пр., 4 табл., 1 ил.

Ингибирующая присадка для парафинистых, высокопарафинистых нефтей с высоким содержанием смолисто-асфальтеновых компонентов, содержащая сополимер алкилакрилатов С₁₆-С₂₀ и акриловокислой соли додециламина, сернокислую соль додециламина и толуол, отличающаяся тем, что дополнительно содержит арахиновую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%:

1. Сополимер алкилакрилатов С₁₆-С₂₀ и акриловокислой соли додециламина – 45-47;

2. Сернокислая соль додециламина – 2-3;

3. Растворитель - толуол – 45,0-52,5;

4. Арахиновая кислота – 0,5-5,0.