Блоксополимер на основе изобутилена и окиси этилена в качестве деэмульгатора для нефти Советский патент 1983 года по МПК C08F293/00 C10G33/04 

Изобретение относится к новым химическим соединениям, а именно к синтезу блок-сополимеров изобутилена и окиси этилена, которые могут быть использованы в качестве деэмульгаторов при подготовке нефти к переработке-.

Для обезвоживания и обессоливаНИН нефтей применяются анионоактивные, катионоактивные и неионогенные поверхностно-активные вешества ПАВ). Известно использование в качестве деэмульгаторов следующих ПАВ: натриевых солей моноэтаноламидфталатов каприновой лауриновой, миристиновой и пальмитиновой кислот, натриевых солей моноэфиров ортофталевой кислоты и синтетических жирных спиртов t Недостатком известных соединен является их недостаточная деэмуль гирующая активность, высокий расход деэмульгаторов (150-300 г реагента на 1 т нефти).

Из1зестно использование в ка.честно деэмульгатора полиуретана, полученного взаимодействием гидроксилсодержащего блок-сополимера окиси этилена и окиси пропилена с толуилендиизоцианатом 23.

Известные соединения используются для обезвоживания и обессоливания нефти с содержанием воды до 20%.

Недостатком известных деэмульгаторов является усложнение стадии обессоливания использование повышенной температуры - . воздействие электрического поля), использование для его синтеза дефицитного - окиси пропилена Кроме того, известно использование в качестве дезмульгаторов импортного реагента марки Диссольван 4411, представляющего собой 65%-ный раствор неионогенного ПАВ в метиловом спирте (формула его неизвестна ), отечественного деэмульгатора марки Дипроксамин - 157, представляющий собой блок-сополимер окиси этилена и окиси пропилена на основе этилендиамина з.

Однако указанные деэмульгатрры обладают недостаточной деэмульГирующей способностью - не обеспечивают достаточное обезвоживание нефти. Они хорошо действуют только при температурах 40 - , что приводит к необходимости нагрва добытой нефти.

. Наиболее близким по структуре к предлагаемым являются оксиэтилированные жирные кислоты (ОЖК) общей формулы

(сНг-сНг-0)„Н о

где R - углеводородный радикал жирной кислоты, а п 7 - 20, иног-, да п 7 20 4.

Однако деэмульгирующая эффективность оксиэтилированных жирных 5 кислот низка: при температуре процесса обезвоживания 60°С и при времени отстоя 4 ч достигается степень обезвоживания 91 - 93%.

йель изобретения - псэлучение новых химических соединений обладающих деэмульгирующей способностью и обеспечивающих высокую степень обезвоживания и высокую скорость процесса при комнатной температу5 Р Указанные свойства определяются новой химической структурой блок-сополимера на основе изобутилена и Ъкиси этилена, котораявыражается следующей общей формулой

0 н-(о-СН2-СН2)0-С-СНг СН5 С%

5 «4 Н- с- о- (енг- СН г - о н о

где т-: - 5 - 20;

П 15 - 26. Указанные сополимеры получают

0 путем оксиэтилирования олигоизобутилена с кончеными карбоксильными группами при 160 - 180 в течение 8-20 ч в присутствии щелочного катализатора.

5 П р и мер 1. Оксиэтилирование проводят при атмосферном давлении. В колбу помещают 30 г (0,03 г-моль) ОЛИгоИзобутилена с концевыми карбоксильными группами (ОИКГ) при

Q п 15 и 0,2 г (0,0035 г-моль) едкого кали в качестве катализатора. Содержимое колбы нагревают и при 160 или подают в колбу окись этилена при непрерывном перемешивании реакционной смеси. Кб5 личество присоединившейся окиси этилена определяют по привесу, в данном случае он составляет 13,58 г (0,31 г-моль) и соответствует .. Выход продукта 43,58 г

0 100%. Мопекуляриая масса М 1412. Врутто-формула

Ss-Ve -

Вычислено, %: С 72,2; Н 11,9. Найдено, %: С 72,0; Н 12,1.

5 Пример 2. Синтез проводят аналогично описанному в примере 1. Количество ОИКГ (п 15), в ятого в реакций составляет 30 г (0,03 г-моль), количество присоединившейся окиси этилена 21,72 г (0,49 г-моль), что соответствует .. Выход продукта 51,72 г 100%, 1676. Бруттоформула

Вычислено, %: С 69,4 Н 11,5.

Найдено, %: С 69,1; Н 11,8.

Приме р 3. Синтез проводят аналогично описанйому в примере 1. Количество ОИКГ {л 15), взятого в реакцию,составляет 3Q г (0,01 г-моль), количество присоединившейся окиси этилена 32,6 г (0,74 г-моль), что соответствует . Выход продукта 6,б г 100%7 А„, 2028. Бруттог формула

В| числено, %s С 66,9; Н 11. «айдено, %: ,i; Н 10,8.

; tn р. и м е р Т.. Синтез проводят аягшогкчно описанному в примере 1. Количество ОИКГ (п 20), взятого в реакция, составляет 30 г ( г-моль), количество присоединившейся окиси этилена - 12,65 (О , 29 г/июль), что соответствует

. Выход пррду|ст;а 42,65 г 100Vit. Ац 1780. Брутто-формула

Fiitcjietio, % С 73,4J Н 12,1. : itdflweRa/ %t С 73/1; В 12,5. р 5, Синтез 5лок-с«)пзаюлбу А иэобутилена и окиси этиле а о ма1яекуля| ой массой йзобутиленЬвой цепи 1252, что соответствует п 20, и содержанием окиси этилена 41,2% в расчете на конечный продукт.

/Синтез проводят аналогично описашювгу в П| имере 1. Количество ОИКР; взятого в реакцию, составляет 30 г (О,023 г-моль), количество пр|Исоединив||1ейся окиси этилена 21/1 г (0,48 г-м1эль), что соответствует (.j Выход продукта 51,1 г 100%, 2132. Бруттоформула

V

г

, %: с 70,З; Н 11,6. Найдеио, %j с 70,о; н 11,9. П jp 8 М е р 6. Синтез проводят аналоги 1но описанному в примере . 1. Количество ОИКГ (п 20), взятого в реакцию, составляет 30 г (0,02Э г-моль), количество присоединившейся окиси этилена 33,73 г (0,7вб г-моль), что соответствует . Выход продукта 63,73 г , №«« 2660. Брутто-формула

S4

Вычислено, %t с 67,20 Н 11,1. Найдено, %: С 67,0; Н 11,4. .Пример 7i Синтез блок-сополимера изобутйлена и окиси, этилена с молекулярной -массой изобути:леновой цепи 1588, что соответствует п е 26, и содержанием окиси этилена 30,7% в расчете на конечный продукт. .

Синтез проводят аналогично описанному в примере 1. Количество ОИКГ, взятого в реакцию, составляет 30 г (0,019 г-моль), количество присоединившейся окиси этилена 13,29 г (0,30 г-моль), что соответствует . Выход продукта 43,29 г 100%, Ми 2292. Брутто-формула

5 Вычислено, %: С 73,8; Н 12,,2. Найдено, %: С 74,0; Н 11,9. Пример 8. Синтез проводят аналогично описанному в примере 1. Количество ОИКГ (п 26), взятого в реакцию;,составляёт 30 г (0,019 г-моль), количество присоединившейся окиси этилена 21,6 г (О,49 г-моль), что соответствует . Выход продукта 51,61 г : 100%, 2732. Врутто-формула 5. .

Вычислено, %: 70,7| Н 11,7. .Найдено, %: С 71,0; 11,5.

Пример 9. Синтез блок-сополимера изобутйлена и Ькисй этилена с молекулярной массой изобутиленовой цепи 1588, что соответствует п 26, и содержанием окиси

5 этилена 52,6% в расчете на конечный продукт.

Синтез проводят аналогично описанному в примере 1. Количество ОИКГ, взятого в реакцию, составляд ёт 30 г (0,019 г-моль), количество присоединившейся окиси этилена 33,23 г (0,75 г-моль), что соответствует f .. ВыЗсод продукта 63,23 г iOO%, /iAy, 3348. БруттофОЕмула

5

89% Вычислено, %: С 67,7; Н 11,2.

Найдено, %; С 67,4; Н 11,4. 0 Структура новых соединений доказана данными ЯМР-Н-спектроскопии. На ЯМР-Н -спектре наблюдают резонансные сигналы протонов следующих групп:

5| I

-С- « СНзс хикшческим сдвигом CHj .-1,25 м.д.

с химическим сдвигом

-О-СН 3,55 м.д.

с химическим СДВИГ(М4 --ОН

4,05 м;д. Спектр записывают на приборе О рабочей частотой 80 МГц. Влок-сополимеры изобутйлена и окиси этилен

при n 15 и 5 обладают слабой деэмульгирующей способностью. Блок-сополимеры изобутилена и окиси ;этилена при 2б и 20 по своей деэмульгирующей активности не отличаются от предлагаемых блоксополимеров. Однако, учитывая, что для получения блок-сополимеров m i:i 2t) требуется значительное количество окиси этилена, верхний предел ограничен значениями и .

Пример 10. проверку деэмулгирующей способности блок-сополимера изобутилена и окиси этилена проводят на естественной эмульсии ромашкинской нефти по методике, рекомейдованной институтом Гипровостокнефть.

Для сравнения был взят водораст.воримый импортный реагент марки Диссольван 4411.

К 150 мл водо-нефтяной эмульсии добавляют 1%-ный раствор блок-сополмера изобутилена и окиси этилена в смеси толуола и изопропанола, взятых в соотношении 3:1 и перемешиваю с э.мушзсией в течение 10 мин. Затем обработанную нефть отстаивают на водяной бане в течение 2 ч при отмечая через каждые 0,5 ч объем отстоявшейся воды.

Пример а,. При проверке деэмульгирующей способности блок-со полимеров изобутилена и окиси этилена при температуре отстоя нефти перемешивание осущ:ествляют в течение 60 мин. В аналогичных условиях испытывают импортный реагент диссольван 4411 и отечественный дипрокчйамин 157. .Данные по деэмульгирующей способности блок сополимеров изобутилена и окиси этилена представлены в табл. 1.

Результаты испытаний, приведенные в табл. 1, позволяют сделать вы вод что блок-сополимеры изобутилена и окиси этилена по своей деэмульгирующей способности превосходят импортный реагент диссольван 4411, отечественный реагент дипрокса1 шн 157 и известные оксиэтилировавны(б жирные кислоты с числом углеродных атомов от 7 до 20 и боЛее 2D. Использование блок-сс1полимеров иэобутилена и окиси этилена в качестве деэмулъгаторов обеспечивает 100%-ную степень обезвоживания

нефти При , что устраняет необходимость нагрева добытой нефти.

Достоинством блок-сополимеров изобутилена и окиси этилена является то, что при их получении не требуется дефицитная в нашей стране окись пропилена, в отличие от других предлагаемых деэмульгатором, например, дипроксаМина 157.

Для сравне.ния предлагаемый деэмульгаторов с известными 2, обладающими обессоливающим и обезвоживающим действием, приведены и табл..

Условия проведения обезвоживаиия аналогичны примеру 10 Стабл.2К Порядок и условия проведения испытаний на обессоливающую способг ность блок-сополимеров изобутилена и окиси этилена (табл. З) слеуйщиё:: к предварительно обезвоженной нефти, содержащей 0,5% воды, добавляют деэмульгатор из расчета 27-32 г/т нефти, 8 мл дистиллированной воды и перемешивают в течение 1 Мин (интенсивность перемешивания 4UOO об./мин). После перемешивания пробы нефти, отстаивают на водяной бане в течение 30 мин при 50°С. Затем удаляют свободную воду, а в пробах обработанной нефти определяют содержание остаточной воды и хлористых солей.

Известно, что при обессоливании нефти ловЕлдение температуры с 50с до .приводит к понижению расхода деэмульгатора на 7 г/т. Следовательно, расход предлагаемого деэмульгатора на стадии обессоливания при 65°G составит 20-21 г/т. Кроме того, применение электрического поля приводит также к уменьшению расходу деэмульгатора. Таким образом, использование предлагаемых деэмульгаторов позволяет упростить технологию стадии обессоливания фти, поскольку применение электрического поля приводит к удорожанию и усложнению процесса подготовки нефти, кроме того, повышенная температура ) приводит к потере низкокипящих фракций нефти, являющихся ценным нефтехимическим сырьем.

Таким образом, предлагаемые деэмульгаторы обладают высоким деэмульгирующим действием и позволяют упростить технологию подготовки

нефти к переработке.

Т а б л и

U а

Блок-сополимер на основе изобутилена и окиси атилена общей формулы H-(o-CH,-.CH8J-0-j|-CHz- О Р ( ®«rfe« - -o-(OHj-aij-o ).и гдвВ1вр«5 - 20; |.15 - 26, в качестве деэмульгатора для нефти. ш

Блик-сополимеры изобутилёна и окиси этилена с различным значением п и

БЛОК-сополимеры иаоОутилева и окиси этилена с различным значением п

т, р Характеристика нефти, используемой дпя Содержание волы % 19 Содержание хлористых солей, мг/л 40000

10

1031972

продолжение табл. 1

Ф а б я и ц испытаийя по спооооу

Данные взйты нз 23.

Таблица 3