Деэмульгатор для разделения нефтяных эмульсий

 

Сущность изобретения: деэмульгатор содержит 50 - 75 мас.% оксиэтилированного 2-бис- γ -диметиламинопропил)-аминометил-4-изононилфенол общей ф-лы 1 и 50 - 25 мас.% этилового спирта. 8 табл. Соединение ф-лы 1: где n = 20 - 60.

Изобретение относится к деэмульгаторам и может использоваться для разделения нефтяных эмульсий с различным содержанием воды в процессах первичной подготовки нефти (на установках ЭЛОУ-АВТ), при утилизации нефтяных шламов, хранящихся в прудах отстойников накопителей, а также в процессах регенерации нефтяных масел.

Для разделения нефтяных эмульсий находят применение деэмульгаторы на основе блоков сополимера окиси этилена и пропилена, а также продукты на базе акриламида. Однако использование деэмульгаторов на основе блоков сополимеров окиси этилена и пропилена и акриламида ограничивается отсутствием сырья, а также при их применении требуется дополнительное оборудование для приготовления растворов деэмульгаторов, что значительно усложняет технологическую схему установки по переработке нефтяных эмульсий (1).

Эти недостатки частично устранены при применении в качестве деэмульгаторов неиногенных ПАВ на основе алкилфенолов. К таким веществам относится продукт ОП-10, представляющий собой оксиэтилированные моно- и диалкилфенолы (2). Структурная формула ОП-10 (условная) следующая: ^и где R - алкильный остаток, содержащий 9-10 атомов углерода: n ≈10-12.

Этот продукт принят в качестве прототипа.

Недостатки деэмульгаторов на основе алкилфенолов следующие: для достижения достаточно высокой эффективности деэмульгаторов необходимо содержание в них окиси этилена на уровне 80-85%; они могут применяться только для деэмульгирования небольшого числа нефтяных эмульсий, т.к. не являются универсальными.

Цель изобретения - повышение эффективности деэмульгаторов на основе оксиэтилированных алкилфенолов, применяемых при разделении различных типов нефтяных эмульсий.

Поставленная цель достигается тем, что при разделении различных типов нефтяных эмульсий используют деэмульгатор, включающий оксиэтилированный алкилфенол и растворитель, при этом в качестве оксиэтилированного алкилфенола используют оксиэтилированный 2-бис-(γ-диметилами- нопропил)-аминометил-4-изононилфенол общей формулы где n = 20-60, а в качестве растворителя применяют этиловый спирт, при этом компоненты деэмульгатора взяты при следующем соотношении (мас.%): Оксиэтилированный 2-бис-( γ-диметилами- нопропил)-аминоме- тил-4-изононилфенол 50-75 Этиловый спирт 50-25 Деэмульгаторы с различной степенью оксиэтилирования получали на основе препарата ФОМ-9 - фенольного основания Манниха, синтез которого осуществляли следующим образом, а именно к 220 г (1 моль) нонилфенола при 25-30^оС добавляли 136 г (1 моль) тетраметилдипропилентриамина (ТУ 38-502-48-83), и постепенно добавляли 160 г (1 моль) 30% формальдегида и перемешивали 2 ч при 70-80^оС. После подсоединения вакуума и отгонки воды при 80-100^оС при 200 мм рт.ст. получали 350 г (95%) целевого продукта, представляющего светлую жидкость мол.м. 410 (М_ср) и аминным числом 267.

Оксиэтилирование основания Манниха (ФОМ-9) ТУ 38407343-86 вели в реакторе-этоксилаторе при 60-80^оС в отсутствии катализатора.

В реактор загружали 1 моль ФОМ-9, реактор продували азотом, приливали соответственно 4, 20, 60 моля окиси этилена. Реакционную массу выдерживали 30 мин, выгружали и анализировали по аминному числу и молекулярной массе.

Показатели оксиэтилированных ФОМ-9 приведены ниже.

Молекулярная Аминное масса М_кр число (мг HCl на 1 г продукта) ФОМ-9-4 595 184 ФОМ-9-20 1299 84 ФОМ-9-60 3059 36 ФОМ-9-80 4039 12 Эффективность действия деэмульгаторов оценивали на модельной эмульсии типа "масло-вода", а также на реальных системах-нефтешламах, отобранных с верха и с низа шламонакопителя.

Приготовление эмульсии "масло-вода" проводили по измененной методике Кремнева. В открытый градуированный цилиндр, содержащий 20 см³воды, отпускали проволочную спираль, с помощью которой проводили эмульгирование. Спираль имела 3-5 витков, причем диаметр наибольшего витка меньше диаметра цилиндра, в котором производят приготовление эмульсии. Масло из бюретки выпускали каплями с определенной скоростью так, чтобы оно стекало по стенкам цилиндра. Скорость движения спирали находилась в соответствии со скоростью подачи масла из бюретки и так, чтобы оно успевало непрерывно диспергироваться и не накапливаться значительными объемами на поверхности эмульсии. При достижении концентрации масла в эмульсии 80 об.% поступление жидкости из бюретки прекращали и заканчивалось движение спирали.

В качестве объекта для исследований было взято нефтяное масло, имеющее следующие характеристики: плотность ρ₄²⁰, кг/м³ 878,6; ν₅₀, мм²/с 18,3; содержание механических примесей, % 1,2; температура вспышки в закрытом тигле, ^оС 154. Методом хромотографии на селикагеле определен состав углеводородной части нефтяного масла, мас.%: парафино-нафтеновые 74,40; моноароматические 20,80; биароматические 2,90; триароматические 1,30; смолы 0,60.

Все дальнейшие определения активности деэмульгаторов проводили для эмульсий, содержащих воду в количестве 20 об.%.

Целевой функцией (К) - является параметр, определяемый как отношение объема выделенной из эмульсии воды к исходной воде в разделяемой эмульсии.

Эффективность деэмульгаторов определяли при центрифугировании и методом отстоя. При использовании метода отстоя температуру процесса варьировали от 20 до 80^оС. Концентрация деэмульгаторов применялась от 100 до 500 мг/л.

Результаты по определению эффективности деэмульгаторов приведены в табл. 1-4.

Как видно из табл. 1-4, при разделении эмульсии типа "масло-вода" деэмульгаторы серии ФОМ-9 с различной степенью оксиэтилирования превосходит по деэмульгирующей способности ОП-10.

В табл. 5 на примере деэмульгаторов ФОМ-9-20 и ФОМ-9-60 представлены результаты по влиянию состава растворителей на эффективность действия деэмульгаторов серии ФОМ-9 при разделении масляной эмульсии при температуре 80^оС. В качестве растворителей использовали воду, изопропиловый и этиловый спирты и смесь изопропилового спирта и воды, взятых в соотношении 50:50 об. %. Концентрация деэмульгаторов составляла 50 мас.%. Деэмульгаторы в растворе этилового спирта более эффективны, чем деэмульгаторы, приготовленные на основе изопропилового спирта, воды и смеси изопропилового спирта и воды.

Эффективность действия деэмульгаторов также определяли при разделении нефтешламов, перерабатываемых на Рязанском и Киришском НПЗ.

Характеристика нефтешламов приведена в табл. 6.

Предварительные испытания показали, что при числе оборотов в минуту - 6000 и времени экспозиции 5 мин разделение Рязанского нефтешлама не происходило. Только введение в нефтешламы деэмульгаторов способствовало выделению воды из нефтяной эмульсии.

В качестве оценочного показателя был принят параметр - степень выделения воды из шлама, определяемый как отношение количества выделившейся воды при разделении методом центрифугирования к ее потенциальному содержанию в нефтешламе. Для оценки эффективности деэмульгаторов ФОМ-9 использовали импортные деэмульгаторы Proestol-665ВС и Accofloc-100 - на основе акриламида, отечественный Метацидпродукт на основе полигексаметиленгуанид ингидрохлорида и Дипроксамин - блоксополимер на основе этилендиамина. Деэмульгаторы серии ФОМ-9 (табл. 7 и 8) превосходят по эффективности отечественные и зарубежные деэмульгаторы при разделении нефтешламов с Рязанского и Киришского НПЗ.

Нефтешлам с Киришского НПЗ, отобранный с верха нефтеловушки, имел более высокую степень обводненности (86%), чем с Рязанского НПЗ и разделялся на водную и углеводородную часть при отстое. Результаты по влиянию деэмульгаторов на степень разделения нефтешлама с Киришского НПЗ приведены в табл. 7.

Accofloc-100, Proestol-665ВС, Метацид использовали в виде водных растворов, а Дипроксамин растворяли в изопропиловом спирте, ПО-10 в воде, а ФОМ-9-20 в этиловом спирте.

Таким образом препарат ФОМ-9 со степенью оксиэтилирования 20-60 является эффективным деэмульгатором для разделения различных типов нефтяных эмульсий.

Формула изобретения

ДЕЭМУЛЬГАТОР ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ НЕФТЯНЫХ ЭМУЛЬСИЙ, содержащий оксиэтилированный алкилфенол, отличающийся тем, что в качестве оксиэтилированного алкилфенола деэмульгатор содержит оксиэтилированный 2-бис( γ - диметиламинопропил)-аминометил-4-изононилфенол общей формулы

где n = 20 - 60,
и дополнительно содержит в качестве растворителя метанол при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Оксиэтилированный 2-бис( γ - диметиламинопропил)-аминометил-4-изононилфенол 50 - 75
Этиловый спирт 25 - 50

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7