Состав для обезвоживания и обессоливания нефтяных эмульсий

 

Изобретение относится к подготовке нефти к переработке, в частности к составу для обессоливания и обезвоживания нефтяных эмульсий, включающему поверхностно-активное вещество и ароматический растворитель. В качестве поверхностно-активного вещества состав содержит либо анионоактивное ПАВ, выбранное из группы алкилбензолсульфонат кальция (ПМС-А), где алкил более C₃₀, алкинсульфонат натрия, где алкил C₁₁ - C₁₇, либо неионогенное ПАВ - оксиэтилированный алкилфенол, где число этиленоксидных групп равно 4 или 10, либо продукты сульфинирования смеси ароматических углеводородов, которая включает в основном о-ксилол, кумолы, пропилбензол, толуолы и которую получают при производстве о- и п-ксилолов, или маслорастворимые ПАВ (углеводородный слой несульфированных углеводородов) или водорастворимые ПАВ (водный слой - кислый гудрон). В качестве растворителя состав включает указанную выше смесь ароматических углеводородов, полученную при производстве о- и п-ксилолов. Массовое соотношение ПАВ : растворитель равно 1 : 1. Концентрация состава в водонефтяной эмульсии составляет 5 - 20 г/т эмульсии. В результате обработки нефти деэмульгирующим составом остаточное содержание солей составляет 2 - 4 мг/л нефти при высокой степени ее обезвоживания. 2 табл.

Изобретение относится к области использования химреагентов, применяемых для разрушения водонефтяных эмульсий как в процессах нефтедобычи, так и нефтепереработки. Данное изобретение относится к области использования химреагентов в качестве составов деэмульгаторов для обезвоживания и обессоливания нефти в процессе ее подготовки на нефтеперерабатывающих заводах.

Известно, что товарная форма реагента, применяемая для обезвоживания и обессоливания нефти на НПЗ, представляет собой 65- 35%-ный раствор собственно деэмульгатора (как правило, ПАВ) в системе растворителей. В качестве собственно деэмульгаторов применяются различные классы поверхностно-активных веществ, среди которых преимущественно неионогенные ПАВ, или смеси различных ПАВ.

В качестве растворителей традиционно применяются различные ароматические углеводороды отдельно или в смесях с алифатическими углеводородами. Эффективность применяемого реагента зависит не только от высокой поверхностной активности ПАВ, но и от состава и свойств растворителей. Часто применение определенных смесей растворителей дает больший эффект, чем использование дорогостоящих синтезированных ПАВ. Это связано со сложным и неоднозначным механизмом действия реагентов-деэмульгаторов. Растворители, являясь компонентами в составе реагента, выполняют несколько функций, обуславливающих эффективность процесса обезвоживания и обессоливания водонефтяных эмульсий.

Известны составы для обезвоживания и обессоливания нефтей, которые содержат деэмульгаторы типа блоксополимеров окисей этилена и пропилена или других неионогенных ПАВ и фракции ароматических углеводородов - в основном отходы производства изопропилбензола. (А.С. 1172937, СССР, заявлен 8.07.83, N 3617944/23-04, опубл. в БИ. 1985, N30, МКИ C 10 G 33/04). Названный состав для обезвоживания и обессоливания нефтяной эмульсии содержит растворитель и деэмульгатор в соотношении р:ДЭ = 0,7-1,5. В качестве растворителя используется кубовый остаток производства бутанола оксосинтезом 0,2-0,8 и бутилбензольная реакция с t_кип=150-210^oC - 0,2-0,8. В качестве ПАВ-деэмульгатора используются дипроксамин-157, сепарол WF-34 и др.

Недостатком выше приведенных составов является использование двух различных растворителей: бутилбензольной фракции (ароматические углеводороды) и кубового остатка производства бутанола оксосинтезом, содержащим спирты C₁-C₄ и их эфиры. Очевидно, применение только фракции ароматических соединений с t_кип150-210^oC и состоящей в основном из изопропил-бутил-поли-алкилбензолов не обуславливает эффективного деэмульгирующего действия. Поэтому требуется добавление к ней спиртов и эфиров, что значительно корректирует полярность системы растворителей и способствует растворению гомологов неионогенных ПАВ- деэмульгаторов.

Задачей предлагаемого технического решения является создание высокоэффективного состава для обезвоживания и обессоливания нефтяных эмульсий.

Сущность заявляемого решения заключается в том, что в состав реагента-деэмульгатора вводится: 1) Смесь высших ароматических соединении, содержащих углеводороды C₉ и выше. Фракция получается на НПЗ в процессе производства о- и п-ксилолов, после отбора последних.

В настоящее время данная фракция используется как добавка в бензины, повышающая его октановое число.

2) В состав реагента-деэмульгатора в качестве ПАВ вводятся продукты сульфирования смеси высших ароматических соединений.

Отличительными от прототипа существенными признаками является получение новых составов реагентов-деэмульгаторов, позволяющих увеличить обезвоживание и обессоливание нефтяных эмульсий за счет применения смеси высших ароматических соединений и их сульфированных продуктов.

Характеристика используемых веществ 1. Нефть ГОСТ 9965-76 2. Смесь высших ароматических углеводородов Плотность при 20^oC, г/см³...0,881 Температура вспышки, ^oC...46 Фракционный состав (t^o перегонки, ^oC) нк 160 10% 165 50% 168
90% 192
кк 312/98
Углеводородный состав, мас. доля, % (в основном углеводороды C₉ и выше):
о-ксилол - 5,88
кумол - 4,81
н-пропилбензол - 3,73
п,м-этилтолуол - 21,7
о-этилтолуол - 3,35
псевдокумол - 29,23
н-бутилбензол - 1,87
гемимелитол - 4,08
суммарное содержание неароматических углеводородов - 0,23
суммарное содержание прочих углеводородов - 25,07
Используемые в работе ПАВ:
3. Кальций алкилбензолсульфонат (ПМС-А) R=C>30
4. Натрий алкансульфонат RSO₃Na; R=C₁₁-C₁₇
5. Оксиэтилированный алкилфенол (АФ-4,10) R=C_8,9 n=4,10
АФ-4, ПМС-А - маслорастворимые ПАВ, RSO₃Na-водорастворимые ПАВ
6. Бутилбензольная фракция (отходы производства изопропилбензола), содержащая изопропил-, бутил-полиалкилбензолы с t_кип 150-210^oC. Растворитель, используемый в составе реагента-деэмульгатора, взятый за прототип.

Деэмульгирующая способность новых составов реагентов определялась при разрушении водонефтяных эмульсий путем сравнения их деэмульгирующей способности с эффективностью (базового) аналога деэмульгатора. Для этого приготавливаются искусственные водонефтяные эмульсии. При приготовлении искусственной эмульсии перемешивание воды и нефти производится с помощью мешалки пропеллерного типа. Объем перемешиваемой жидкости, температура, интенсивность и продолжительность перемешивания всегда постоянны. При определении эффективности ПАВ-деэмульгатора используют один и тот же растворитель и наоборот. Раствор реагента в пробу эмульсии вносится с помощью градуированной пипетки. Проба эмульсии перемешивается с реагентом в течение 5 мин, затем помещается в цилиндр и в термостат при t=80^oC на заданное время, через определенные промежутки времени фиксируется количество выделенной воды и время полного выделения всего количества воды.

Пример: 100 г нефти помещалось в цилиндр и термостатировалось в течение 5 мин при 80^oC. После этого добавлялось 20 мас.% воды на нефть, содержимое пробирки интенсивно перемешивалось в течение 5 мин. Затем добавлялся раствор реагента в исследуемых концентрациях (от 5 до 50 г в пересчете на тонну нефти). Содержимое цилиндра снова интенсивно перемешивалось в течение 5 мин, и цилиндр помещался в ремостат (t = 80^oC). Далее через 3, 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60 мин замерялось количество выделенной воды. Чем быстрей выделится все введенное количество воды, тем эффективней исследуемый реагент.

В качестве реагентов испытывались следующие составы:
1. Бутилбензольная фракция + дипроксамин - 157 + кубовый остаток производства бутанола оксосинтезом (состав прототипа).

2. Смесь высших ароматических соединений + ПМС-А (анионное ПАВ).

3. Смесь высших ароматических соединений +RSO₃Na (анионное ПАВ).

4. Смесь высших ароматических соединений + АФ-4 (неионогенное ПАВ).

5. Маслорастворимые технические сульфонаты, полученные сульфированием смеси высших ароматических соединений (углеводородный слой).

6. Водорастворимые технические сульфонаты, полученные сульфированием смеси высших ароматических соединений (кислый гудрон).

Технические масло- и водорастворимые сульфонаты-реагенты N 5 и 6 были получены нами сульфированием смеси высших ароматических соединений с последующей нейтрализацией. В качестве реагентов технические сульфонаты используются без предварительного выделения из реакционной массы, т.е. маслорастворимые технические сульфонаты используются в несульфируемых углеводородах, а водорастворимые - в кислом гудроне. Далее приводим условия сульфирования и состав продуктов.

Фракция-смесь высших ароматических соединений содержит в своем составе до 70 мас.% алкилароматических углеводородов, в основном C₉. С целью получения технических сульфонатов фракция подвергалась сульфированию серной кислотой и олуемом при различных условиях реакции. Продукты сульфирования представляют собой две фазы: углеводородный слой и водный - кислый гудрон. В зависимости от применяемого сульфоагента и условий проведения реакции углеводородного слоя образуется 30-45мас. %, кислого гудрона соответственно - 70-55 мас. %. После нейтрализации 20%-ным раствором щелочи в углеводородный слой (несульфируемый) переходят маслорастворимые сульфонаты. Оба слоя исследовались в качестве деэмульгаторов. Результаты приведены в таблице 1.

Как показывают результаты исследований, углеводородный слой независимо от условий сульфирования содержит одно и то же количество маслорастворимых сульфонатов. Выход водорастворимых сульфонатов выше при температуре реакции 130-140^oC.

Рецептуры N1-6 проверены при концентрациях 5 г/т, 20 г/т, так как это концентрации, при которых оценивается эффективность реагентов при их практическом использовании. Причем 5 г/т - считается результат "отлично", 20 г/т - "хорошо". Так как при концентрации 5 г/т реагенты показали результаты, приблизительно равные с 20 г/т, то в табл. 2 для рецептур N1-6 приведены данные для минимальной концентрации, т.е. 5 г/т, обуславливающей эффективное деэмульгирующее действие, т.е. рецептуры N 3, 4, 5, 6 обладают наиболее эффективным деэмульгирующим действием, что и составляет предмет изобретения. Они отличаются от прототипа не только более высоким действием обезвоживания, но и обеспечивают этот эффект меньшим количеством компонентов.

Формула изобретения

Состав для обезвоживания и обессоливания водонефтяных эмульсий, содержащий смесь поверхностно-активного вещества (ПАВ) и ароматического растворителя, отличающийся тем, что в качестве поверхностно-активного вещества состав содержит либо анионоактивное ПАВ, выбранное из группы алкилбензолсульфонат кальция (ПМС-А), где алкил более С₃₀, алкилсульфонат натрия, где алкил С₁₁ - С₁₇, либо неионогенное ПАВ - оксиэтилированный алкилфенол, где число этиленоксидных групп равно 4 или 10, либо продукты сульфирования смеси ароматических углеводородов, которая включает, в основном, о-оксилол, кумолы, пропилбензол, толуолы и которую получают при производстве о- и п-ксилолов, или маслорастворимые ПАВ (углеводородный слой несульфированных углеводородов) или водорастворимые ПАВ (водный слой - кислый гудрон), а в качестве растворителя состав включает указанную выше смесь ароматических углеводородов, полученную при производстве о- и п-ксилолов при массовом соотношении ПАВ : растворитель 1 : 1 и при концентрации состава в водонефтяной эмульсии 5 - 20 г/т эмульсии.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2