Способ получения деэмульгатора для обезвоживания и обессоливания водонефтяных эмульсий (варианты)

 

Изобретение относится к химии и может быть использовано для обезвоживания и обессоливания высоковязких стойких эмульсий смолистых нефтей с одновременной защитой нефтепромыслового оборудования. Описываются два варианта способа получения деэмульгатора взаимодействием простого полиэфира и соединения с функциональными группами при нагревании. В первом варианте сначала проводят взаимодействие простого полиэфира и соединения с функциональными группами, выбранного из ортофосфорной кислоты, фосфорного ангидрида, диметилфосфита, п-толуилендиизоцианата с последующим взаимодействием полученного полупродукта с углеводом, причем процесс проводят при мольном соотношении простого полиэфира, соединения с функциональными группами и углевода 1: (1-2): 1 соответственно. Во втором варианте осуществления способа в качестве соединения с функциональными группами используют соединения, выбранные из ортофосфорной кислоты, фосфорного ангидрида, диметилфосфита, п-толуилендиизоцианата, а процесс проводят в присутствии углевода при одновременном введении компонентов при мольном соотношении простого полиэфира, соединения с функциональными группами и углевода 1:(1-2):1 соответственно. Далее полученный по обоим вариантам деэмульгатор растворяют в органическом растворителе. Технический результат состоит в разработке способа получения более эффективного деэмульгатора для обезвоживания и обессоливания высоковязких стойких эмульсий смолистых нефтей с одновременной защитой оборудования от коррозии. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к способу получения деэмульгатора, который может быть использован как при подаче в систему сбора, так и на установках подготовки нефти для глубокого обезвоживания и обессоливания высоковязких стойких эмульсий смолистых нефтей, а также для защиты нефтепромыслового оборудования от коррозии.

Известны способы получения деэмульгаторов для обезвоживания и обессоливания нефти путем функционализации простых полиэфиров фосфорсодержащими реагентами - RU, 2008322 C1, 1994, п-толуилендиизоцианатом (ТДИЦ), - RU 2089593, C1,1997.

Однако деэмульгаторы, полученные этими способами, недостаточно эффективны при подготовке высоковязких стойких эмульсий смолистых нефтей.

Наиболее близким к изобретению является способ получения деэмульгатора путем фосфорилирования при нагревании простых полиэфиров с последующим взаимодействием с различными аминами - RU 2077786 C1, 1997.

Однако деэмульгаторы, полученные этим способом, также недостаточно эффективны при подготовке высоковязких стойких эмульсий смолистых нефтей.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является разработка способов получения более эффективного деэмульгатора для обезвоживания и обессоливания высоковязких стойких эмульсий смолистых нефтей с одновременной защитой оборудования от коррозии.

Поставленная задача решается способом получения деэмульгатора для обезвоживания и обессоливания водонефтяных эмульсий взаимодействием простого полиэфира и соединения с функциональными группами при нагревании. Причем сначала проводят взаимодействие простого полиэфира и соединения с функциональными группами, выбранного из ортофосфорной кислоты, фосфорного ангидрида, диметилфосфита, п-толуилендиизоцианата, с последующим взаимодействием полученного полупродукта с углеводом, процесс проводят при мольном соотношении простого полиэфира, соединения с функциональными группами и углевода 1 : (1-2) : 1 соответственно.

Поставленная задача решается также способом получения деэмульгатора для обезвоживания и обессоливания водонефтяных эмульсий взаимодействием простого полиэфира и соединения с функциональными группами при нагревании. В этом варианте выполнения способа в качестве соединения с функциональными группами используют соединения, выбранные из ортофосфорной кислоты, фосфорного ангидрида, диметилфосфита и п-толуилендиизоцианата, а процесс проводят в присутствии углевода при одновременном введении компонентов, при мольном соотношении простого полиэфира, соединения с функциональными группами и углевода 1 : (1-2) : 1 соответственно.

В обоих вариантах выполнения способа полученный деэмульгатор далее растворяют в органическом растворителе.

В качестве простых полиэфиров могут быть использованы: 1. Лапрол - 6003-2Б-18 - простой полиэфир, получаемый алкоголятной полимеризацией окиси пропилена с глицерином с последующей блоксополимеризацией с окисью этилена (ТУ 6-05-221-880-86).

2. Лапрол - 4503 - простой полиэфир, получаемый алкоголятной полимеризацией окиси про пилена с глицерином (ТУ 6-05-2033-87).

3. Лапрол - 3003 - простой полиэфир, получаемый алкоголятной полимеризацией окиси пропилена с глицерином с последующей блоксополимеризацией с окисью этилена (ТУ 6-05-2947-87).

4. Лапрол - 5003-2-15 - простой полиэфир, получаемый алкоголятной полимеризацией окисей этилена и пропилена с глицерином (ТУ 6-55-62-93).

5. Лапрол - 4202-2Б-30 - простой полиэфир, получаемый алкоголятной полимеризацией окисей этилена и пропилена с этиленгликолем, являющийся активной основой Реапона-4В (ТУ 6-55-54-91).

В предлагаемом способе используют также ортофосфорную кислоту (ГОСТ 6552-80), фосфорный ангидрид (ТУ 6-09-4173-76), диметилфосфит (ТУ 6-00-5763445-11-89), п-толуилендиизоцианат (ТУ 113-03-17-17-85).

В качестве углеводов используют: сахарозу (ГОСТ 22-94), крахмал картофельный (ГОСТ 7699-78), крахмал кукурузный (ГОСТ 7697-82), декстраны (SIGMA reagents, мол. масса 19600 - 40000000 у.е.), декстрины (картофельный, пшеничный).

В качестве растворителей могут быть использованы: 1. Ароматические растворители: нефрас A 120/200 (ТУ 38.101.809-90), толуол (ГОСТ 5789-78), этилбензольная фракция ТУ 38.30225-81, бутилбензольная фракция (ТУ 38.10297-76).

2. Спирты: метанол (ГОСТ 2222-78), этанол (ТУ 6-09-1710-77), изо-пропанол (ГОСТ 9805-84), кубовый остаток производства бутиловых типовых спиртов (ТУ 39-5794688-002-89).

3. Смесь моноалкиловых эфиров этилен и диэтиленгликоля со спиртами.

В качестве моноалкиловых эфиров этилен- и диэтиленгликолей могут быть использованы: моноэтиловый эфир этиленгликоля (этилцеллозольв) ГОСТ 8113-88.

моноэтиловый эфир диэтиленгликоля (этилкарбитол) ТУ 6-01-5757583-6-89.

монобутиловый эфир этиленгликоля (бутилцеллозольв) ТУ 6-01-646-84.

монобутиловый эфир диэтиленгликоля (бутилкарбитол) ТУ 8-05-10-50-86.

4. Смесь моноалкиловых эфиров этилен- и диэтиленгликоля : спирты : ароматические растворители.

Пример 1.

В круглодонную колбу, снабженную мешалкой и термометром, загружают 50 г полиэфира марки Лапрол 6003-2Б-18, 1.65 г ортофосфорной кислоты и перемешивают 4 ч при Т = 130^oC. Далее добавляют 1.4 г картофельного крахмала и продолжают перемешивание еще 2 ч при Т = 130^oC. Молярное соотношение реагентов составляет 1:2:1 соответственно.

Пример 2.

В круглодонную колбу, снабженную мешалкой и термометром, помещают 50 г полиэфира марки Лапрол - 4503, 1.6 г фосфорного ангидрида и 1.8 г декстрана (Мол. масса = 19500). Реакционную смесь перемешивают 3 ч при Т = 130^oC. По окончании реакции реакционную смесь декантируют с осадка. Молярное соотношение реагентов составляет 1:1:1 соответственно.

Пример 3.

В круглодонную колбу, снабженную мешалкой и термометром, помещают 50 г поли эфира марки Лапрол 4202-2Б-30, 2.5 г диметилфосфита и нагревают реакционную смесь 2 ч при 130^oC. Далее добавляют 1.8 г декстрина и продолжают перемешивание при той же температуре еще 2 ч. Молярное соотношение реагентов составляет 1:2:1 соответственно.

Пример 4.

В круглодонную колбу загружают 50 г полиэфира марки Л 6003-2Б-18 и вакуумируют 1 ч при P = 15-20 мм рт. ст. и Т = 100^oC для удаления остаточной влаги. Далее температуру понижают до 80^oC, добавляют 2.9 г п-толуилендиизоцианата и перемешивают 1 ч при атмосферном давлении. Затем добавляют 1.4 г кукурузного крахмала, нагревают до 130^oC и при этой температуре перемешивают 3 ч. По окончании реакции непрореагировавший крахмал отфильтровывают. Молярное соотношение реагентов составляет 1:2:1 соответственно.

Пример 5.

К 50 г осушенного под вакуумом полиэфира марки Л - 5003 - 2-15 добавляют 1.6 г декстрана (Мол. масса = 267000), затем 1.7 г п-толуилендиизоцианата. Реакционную смесь нагревают до 100^oC и перемешивают при этой температуре 1 ч. Молярное соотношение реагентов составляет 1:1:1 соответственно.

Пример 6.

К 50 г осушенного под вакуумом простого полиэфира марки Л - 3003 добавляют 2.8 г сухого декстрина и 2.9 г п-толуилендиизоцианата. Реакционную смесь нагревают до 100^oC и перемешивают при этой температуре 3 ч. Молярное соотношение реагентов составляет 1:1:1 соответственно: Синтез остальных образцов, представленных в табл. 1, осуществляют аналогично примерам 1-6, варьируя молярное соотношение исходных реагентов.

Полученные продукты представляют собой вязкие бесцветные или желтоватые масла.

На их основе готовят товарные формы деэмульгатора путем растворения в растворителе.

Пример приготовления раствора деэмульгатора.

К 50 г активной основы при комнатной температуре добавляют 50 г растворителя из поименованных в разделах 1-3, и перемешивают в течение 15 мин.

Полученные деэмульгаторы испытывают на деэмульгируюшую и антикоррозионную активности.

Испытания деэмульгирующей активности проводят как на искусственной, так и на естественной эмульсиях.

Искусственную эмульсию 30%-ной обводненности готовят на безводной угленосной нефти Ромашкинского месторождения и модели пластовой воды. Безводная нефть плотностью 0.868 г/см³ отобрана с устья скважины 14753. Минерализация модели пластовой воды, используемой для приготовления эмульсии, составляет 200 г/дм³, плотность - 1.12 г/см³.

В качестве естественной эмульсии используют эмульсию девонской нефти куста 262 Северо-Западного месторождения НГДУ "Мамонтовнефть" ОАО "Юганскнефтегаз" (плотность 0.86 г/см³ вязкость 900 мм²/с при 20^oC, содержание смол 15% мас.).

Реагенты дозируют в эмульсию в виде 1%-ного раствора активной основы или 2%-ного раствора товарной формы в смеси толуола и изопропанола, взятых в объемном соотношении 3:1.

Проведение испытаний.

В водонефтяную эмульсию дозируют испытываемый деэмульгатор и встряхивают на лабораторном встряхивателе Вагнера в течение 30 мин. при комнатной температуре. Затем термостатируют при 40^oC в течение 2 ч и измеряют количество выделившейся воды.

Определение содержания остаточной воды в нефти проводят в соответствии с ГОСТ 14870-77 методом Дина-Старка.

Антикоррозийные свойства деэмульгатора, полученного предлагаемыми способами, оценивают гравиметрическим методом на стандартной модели пластовой воды минерализации - 190 г/дм³, плотность - 1.122 г/см³, содержание сероводорода - 100 мг/дм³. Испытания проводят в течение 6 ч в герметично закрытых ячейках циркуляционного типа по ГОСТ 9-506-87. ("Ингибиторы коррозии металлов в водонефтяных средах").

Результаты испытаний на деэмульгирующую и антикоррозионную активность образцов приведены в табл. 1, 2.

Для сравнения в табл. 3 приведены данные по деэмульгирующей эффективности прототипа (патент РФ N 2077786) и аналогов N 1 (патент РФ N 2008322) и N 2 (патент N 2089593) при расходе 40 г/т нефти и предлагаемых деэмульгаторов на примерах NN 5, 92 при расходе 40 г/т нефти, испытанных на нефтях ОАО "Юганскнефтегаз".

Из представленных данных следует, что заявленный способ позволяет получить более эффективные деэмульгаторы для обезвоживания и обессоливания высоковязких стойких смолистых эмульсий и защиты оборудования от коррозии.

Формула изобретения

1. Способ получения деэмульгатора для обезвоживания и обессоливания водонефтяных эмульсий взаимодействием простого полиэфира и соединения с функциональными группами при нагревании, отличающийся тем, что сначала проводят взаимодействие простого полиэфира и соединения с функциональными группами, выбранного из ортофосфорной кислоты, фосфорного ангидрида, диметилфосфита, п-толуилендиизоцианата, с последующим взаимодействием полученного полупродукта с углеводом, причем процесс проводят при мольном соотношении простого полиэфира, соединения с функциональными группами и углевода 1 : (1 - 2) : 1 соответственно.

2. Способ получения деэмульгатора для обезвоживания и обессоливания водонефтяных эмульсий взаимодействием простого полиэфира и соединения с функциональными группами при нагревании, отличающийся тем, что в качестве соединения с функциональными группами используют соединения, выбранные из ортофосфорной кислоты, фосфорного ангидрида, диметилфосфита, п-толуилендиизоцианата, а процесс проводят в присутствии углевода при одновременном введении компонентов при мольном соотношении простого полиэфира, соединения с функциональными группами и углевода 1 : (1 - 2) : 1 соответственно.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что полученный деэмульгатор растворяют в органическом растворителе.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5