Состав для разрушения водонефтяных эмульсий, защиты нефтепромыслового оборудования от коррозии и асфальтено- смолопарафиновых отложений

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Состав для разрушения водонефтяных эмульсий, ингибирования коррозии нефтепромыслового оборудования и предотвращения асфальтено-смолопарафиновых отложений содержит, мас. %: блоксополимер окисей этилена и пропилена на основе глицерина с молекулярной массой 3000 - 6000 20 - 80, продукт взаимодействия окисей этилена и пропилена на основе глицерина и толуилендиизоцианата от (n + 1) : n до (n + 3) : n, где n - число молей толуилендиизоцианата, 5 - 20, растворитель - остальное. Повышаются деэмульгирующие и защитные свойства состава по сравнению с известными композициями. Состав может быть использован для месторождений нефтей с высокой обводненностью и при этом решать проблему очистки сточных вод. 2 табл.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для разрушения водонефтяных эмульсий, ингибирования коррозии и асфальтено-смолопарафиновых отложений нефтепромыслового оборудования.

Известен деэмульгатор для разрушения водонефтяных эмульсий, защиты нефтепромыслового оборудования от коррозии и асфальтено-смолопарафиновых отложений - блоксополимер пропилен- и этиленоксидов на основе гликолей (патент РФ N 2078095, МКИ C 10 G 33/04, 1997 г.). Данный деэмульгатор недостаточно эффективен.

Известен деэмульгатор для разрушения водонефтяных эмульсий высокосмолистых и парафинистых нефтей, обладающий антикоррозионными свойствами, представляющий собой продукт взаимодействия блоксополимера окисей этилена и пропилена на основе глицерина с толуилендиизоцианатом (патент РФ N 2089593, МКИ C 10 G 33/04, 1997 г.). Однако известный деэмульгатор не обладает свойствами ингибитора асфальтеносмоло-парафиновых отложений и не позволяет решить проблему очистки сточных вод в процессе подготовки нефти.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является состав для разрушения водонефтяных эмульсий, защиты нефтепромыслового оборудования от коррозии и асфальтено-смолопарафиновых отложений, включающий блоксополимер окисей этилена и пропилена на основе глицерина с молекулярной массой 3000-6000 и 50%-ный раствор оксиэтилированной алкилфенолдиоксановой смолы в ароматическом растворителе (патент N 2096438, МКИ C 09 K 3/00, 1997 г.). Известный деэмульгатор является недостаточно эффективным и не позволяет решать проблему очистки сточных вод в процессе подготовки нефти.

В основу настоящего изобретения положена задача создания состава для разрушения водонефтяных эмульсий, защиты нефтепромыслового оборудования от коррозии и асфальтеносмоло-парафиновых отложений для месторождений нефтей с высокой обводненностью и позволяющего решать проблему очистки сточных вод в процессах подготовки нефти.

Поставленная задача решается так, что состав для разрушения водонефтяных эмульсий, защиты нефтепромыслового оборудования от коррозии и асфальтено-смолопарафиновых отложений, включающий блоксополимер окисей этилена и пропилена на основе глицерина с молекулярной массой 3000-6000 и растворитель, дополнительно содержит продукт взаимодействия блоксополимера окисей этилена и пропилена на основе глицерина с толуилендиизоцианатом от (n+1):n до (n+3): n, где n - число молей толуилендиизоцианата при следующем соотношении компонентов, мас.%: Блоксополимер окисей этилена и пропилена на основе глицерина с молекулярной массой 3000-6000 - 20-80 Продукт взаимодействия, указанный выше - 5-20 Растворитель - Остальное В качестве блоксополимера окисей этилена и пропилена состав содержит блоксополимеры окисей этилена и пропилена на основе глицерина-Лапролы с молекулярной массой 3000-6000. Указанные блоксополимеры получают известным путем (пат. США N 3699051, МКИ B 01 D 17/04, 1972; Шенфельд "Поверхностно-активные вещества на основе оксида этилена", Москва, Химия, 1982 г. 752 с.).

Лапрол 3003 - простой полиэфир, получаемый алкоголятной полимеризацией окиси пропилена с глицерином с последующей блоксополимеризацией с окисью этилена и молекулярной массой 3000 (ТУ 6-05-1513-75), или Лапрол 3603-2-12 - простой полиэфир, получаемый алкоголятной полимеризацией окиси пропилена с глицерином с последующей блоксополимеризацией с окисью этилена, с молекулярной массой 3600 (ТУ 6-05-2014-86), или Лапрол 4503 - простой полиэфир, получаемый алкоголятной полимеризацией окиси пропилена с глицерином, с молекулярной массой 4500, или Лапрол 5003-2-15 - простой полиэфир, получаемый алкоголятной полимеризацией окисей этилена и пропилена с глицерином (ТУ 6-55-221-1141-90), с молекулярной массой 5000, или Лапрол 60003-25-18 - простой полиэфир, получаемый алкоголятной полимеризацией окиси пропилена с глицерином с последующей блоксополимеризацией с окисью этилена (ТУ 6-05-221-860-86), с молекулярной массой 6000.

Продукт взаимодействия блоксополимера окисей этилена и пропилена на основе глицерина (БС) и толуилендиизоцианата (ТДИ) от (n+1):n до (n+3):n, где n - число молей толуилендиизоцианата, получают способом, описанным в патенте РФ N 2089593, МКИ C 10 G 33/04, 1997 г. В качестве блоксополимера окисей этилена и пропилена на основе глицерина используют: Лапрол 4503 с молекулярной массой 4500, или
Лапрол 5003-26-10 с молекулярной массой 5000 по ТУ 6-55-221-1141-90, или
Лапрол 6003-26-18 с молекулярной массой 6000 по ТУ 6-05-221-880-86.

Толуилендиизоцианат используют в соответствии с ТУ 113-03-17-16-84 или ТУ 113-03-17-17-85, или ТУ 113-03-331-79.

В качестве растворителя предлагаемый состав содержит: ароматические углеводороды - нефрас Ap 120/200 - смесь ароматических углеводородов по ТУ 38-101-809-90, или толуол по ГОСТ 5789-78, или этилбензольную фракцию по ТУ 38.30225-81 (ЭБФ), или бутилбензольную фракцию (ББФ) по ТУ 38.10297-76, или смесь C₂-C₄ - моноалкиловых эфиров этилен - и диэтиленгликоля со спиртами в соотношении 1:15-19;
2. спирты: метанол, или изопропанол (ГОСТ 9805-84), или кубовый остаток производства бутиловых спиртов (ТУ 39-5794688-002-89). В качестве C₂-C₄ - моноалкиловых эфиров этилен- и диэтиленгликолей:
МЭЭ ЭГ - моноэтиловый эфир этиленгликоля (этилцеллозолов) по ГОСТ 8113-88, или
МЭЭ ДЭГ - моноэтиловый эфир диэтиленгликоля (этилкарбитол) по ТУ 6-01-5757583-6-89, или
МБЭ ЭГ - монобутиловый эфир этиленгликоля (бутилцеллозоль) по ТУ 6-01-646-84, или
МБЭ ДЭГ - монобутиловый эфир диэтиленгликоля (бутилкарбитол) по ТУ 6-05-10-5-86.

3. Смесь C₂-C₄ - моноалкиловые эфиры этилен- и диэтиленгликоля: спирты: ароматические растворители в соотношении 1: (7 - 63):(1 - 26) соответственно.

Предлагаемый деэмульгатор получают простым смешением компонентов: блоксополимера окисей этилена и пропилена на основе глицерина, продукта взаимодействия блоксополимера окисей этилена и пропилена на основе глицерина с толуилендиизоцианатом и растворителем.

Анализ отобранных в процессе поиска известных решений показал, что в науке и технике нет объекта, аналогичного по заявляемой совокупности признаков и преимуществ, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "новизна" и "изобретательский уровень".

Для доказательства соответствия предлагаемого решения критерию "промышленная применимость" приводили примеры конкретного выполнения изобретения.

Пример 1. (предлагаемый). К 80 г Лапрола-3003 добавляют 10 г продукта взаимодействия Лапрола 6003-2Б-18 и ТДИ (в молярном соотношении БС:ТДИ-3:2) и 10 г изопропанола. Смесь тщательно перемешивают до получения однородного продукта.

Примеры 2-17 выполняют аналогично примеру 1, изменяя соотношение компонентов.

Пример 18 (прототип).

Полученные составы представляют собой жидкости от бесцветного до желтого цвета с плотностью d=0,900-0,985 г/см³, вязкостью η не более 60 сст, температурой застывания t_заст. = -50 + -60^oC и представлены в табл. 1.

Предлагаемые составы испытывают на деэмульгирующую активность, защитный эффект от коррозии, асфальтено-смолопарафиновых отложений, остаточное содержание нефтепродуктов.

Приводим данные о физико-химических характеристиках нефтей, использованных при проведении испытаний:
Обводненность эмульсии,% - Более 80
Плотность при 20^oC, г/см³ - 0,900 - 0,930
Кинематическая вязкость, мм²/с при 20^oC, - 29,83
мас. доля, %:
серы - 1,50 - 3,0
асфальтенов - 3,81 - 4,58
силикатных смол - 6,51 - 7,52
парафинов - 4,82 - 6,53
Реагенты дозируют в эмульсию в виде 1%-ного раствора.

Проведение испытаний.

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

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

Антикоррозионную активность предлагаемого состава оценивают гравиметрическим методом на стандартной модели пластовой воды с минерализацией 190 г/л, плотностью 1.122 г/см³, содержанием H₂S=100-200 м/л. Испытания проводят в течение 6 часов на лабораторной установке типа "колесо" в закрытой системе со скоростью движения испытуемой среды 0,4 м/с, а также в герметично закрытых ячейках циркуляционного типа по ГОСТ 9.506.87. "Ингибиторы коррозии металлов в водонефтяных средах".

Эффективность предотвращения асфальтено-смолопарафиновых отложений (АСПО) оценивают по следующим показателям:
1) по отмыву пленки нефти композиций;
2) по величине дисперсии АСПО в среде композиции;
3) по отмыву АСПО.

Определение отмыва пленки нефти осуществляют в следующем порядке. В стеклянную пробирку до определенной метки наливают нефть, обработанную реагентом из расчета 0,005% на активную основу и отстаивают 20 минут. Затем нефть выливают, а в пробирку до половины наливают пластовую воду, добавляют нефть до метки. Пробирку закрывают пришлифованной пробкой, после чего одновременно с включением секундомера пробирку переворачивают. Нефть и вода меняются объемами. Фиксируют площадь отмыва поверхности пробирки, занятой пластовой водой взамен нефти. Результат считается отличным, если отмыв 70% площади происходит за 30 секунд, хорошим - за 60 секунд и удовлетворительным - за 180 секунд.

Диспергирование АСПО и отмыв поверхности. Эти две методики совмещены в одной лабораторной процедуре и проводятся в конической колбе, в которую помещают 50 см² пластовой воды, дозируют испытуемый реагент. В эту же колбу помещают АСПО весом 0,5 г. Содержимое колбы нагревают до расплавления парафина (60-90^oC), а затем охлаждают, перемешивая. После охлаждения до 20-25^oC замеряют величину частиц дисперсии парафина ( σ ) и площадь рабочей поверхности колбы, не покрытой (замазанной) АСПО (S).

Согласно методике результат считается отличным при величине дисперсии 0,1-1 мм, хорошим при величине дисперсии 1-2 мм, удовлетворительным при величине дисперсии 2-5 мм, неудовлетворительным при величине дисперсии > 5 мм. При оценке метода отмыва АСПО с поверхности результат считается отличным, если доля отмыва поверхности (S) от АСПО в % составляет 90-100, хорошим 80-90, удовлетворительным 50-80 и плохим < 50.

Степень очистки сточных вод определяют по методике, описанной в ОСТ 39-133-81 "Вода для заводнения нефтяных пластов. Определение содержания нефти в промысловой сточной воде" и оценивают по содержанию нефти в сточной воде.

Результаты испытаний предлагаемого состава приведены в таблице 2.

Анализ данных, представленных в таблице, показывает, что заявленный состав позволяет эффективно разрушать водонефтяные эмульсии, защищать нефтепромысловое оборудование от коррозии и асфальтено-смолопарафиновых отложений. Кроме того, состав позволяет решать проблему очистки сточных вод.

Формула изобретения

Состав для разрушения водонефтяных эмульсий, защиты нефтепромыслового оборудования от коррозии и асфальтено-смолопарафиновых отложений, включающий блоксополимер окисей этилена и пропилена на основе глицерина с мол.м. 3000-6000 и растворитель, отличающийся тем, что он дополнительно содержит продукт взаимодействия блоксополимера окисей этилена и пропилена на основе глицерина и толуилендиизоцианата от (n+1):n до (n+3):n, где n - число молей толуилендиизоцианата, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Блоксополимер окисей и пропилена на основе глицерина с мол.м. 3000-6000 - 20-80
Продукт взаимодействия блоксополимера окисей этилена и пропилена на основе глицерина с толуилендиизоцианатом, указанный выше - 5-20
Растворитель - Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2