Способ получения деэмульгатора для обезвоживания и обессоливания водонефтяных эмульсий

 

Изобретение относится к получению деэмульгатора для глубокого обезвоживания и обессоливания стойких эмульсий высоковязких нефтей с повышенным содержанием механических примесей. Деэмульгатор получают взаимодействием простого полиэфира разветвленного строения с п-толуилендиизоцианатом и крахмалом, взятыми в молярном соотношении 1:(1-2):1 соответственно, при нагревании. Простой полиэфир разветвленного строения получают алкоголятной полимеризацией оксида пропилена или смеси оксида этилена и оксида пропилена с глицерином, либо алкоголятной полимеризацией оксида пропилена с глицерином с последующей блоксополимеризацией с оксидом этилена. Полученный продукт взаимодействия затем смешивают с фосфорилированным простым полиэфиром линейного строения, полученным фосфорилированием простого полиэфира диметилфосфитом или фосфорилированием простого полиэфира диметилфосфитом с последующим аминированием, при массовом соотношении продукт взаимодействия: фосфорилированный простой полиэфир линейного строения (0,5-10):(10-0,5) соответственно. Предпочтительно использовать фосфорилированный простой полиэфир линейного строения в виде раствора (50±5 мас.%) в водном метаноле. Полученный деэмульгатор используют в виде раствора в органическом растворителе. Технический результат - получение более эффективных деэмульгаторов для глубокого обезвоживания и обессоливания стойких эмульсий высоковязких нефтей с повышенным содержанием механических примесей с одновременной защитой оборудования от коррозии. 2 з.п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к технологии получения деэмульгатора, который может быть использован как при подаче в систему сбора, так и на установках подготовки нефти для глубокого обезвоживания и обессоливания стойких эмульсий высоковязких нефтей с повышенным содержанием механических примесей.

Известен способ получения деэмульгатора, включающий взаимодействие блоксополимера на основе изобутилена и окиси этилена с толуилендиизоцианатом в токе азота и среде растворителя при нагревании до 100^oC (а.с. N 1362736, С 08 С 18/48, 1985г.).

Деэмульгатор, полученный этим способом, проявляет хорошую деэмульгирующую эффективность на легких нефтях, но не позволяет достигнуть глубокого обезвоживания при подготовке стойких эмульсий тяжелых нефтей.

Известен способ получения деэмульгатора для обезвоживания и обессоливания водонефтяных эмульсий взаимодействием простого полиэфира нелинейного строения с толуилендиизоцианатом при молярном соотношении полиэфир:толуилендиизоцианат от (n+1)-(n+3): n, где n - число молей толуилендиизоцианата (патент РФ N 2089593, С 10 G 33/04, 1997 г.).

Однако деэмульгатор, полученный этим способом, недостаточно эффективен в процессах подготовки высоковязких стойких эмульсий тяжелых нефтей.

Наиболее близким к изобретению является способ получения деэмульгатора для обезвоживания и обессоливания водонефтяных эмульсий взаимодействием простого полиэфира, соединения с функциональными группами, выбранного из ортофосфорной кислоты, фосфорного ангидрида, диметилфосфита, n-толуилендиизоцианата, и углевода в соотношении 1:(1-2):1 соответственно, при нагревании (патент РФ N 2135527, С 10 G 33/04, 1999 г.).

Однако деэмульгаторы, полученные этим способом, недостаточно эффективны для разрушения стойких эмульсий высоковязких нефтей с повышенным содержанием механических примесей. В состав механических примесей входит сульфид железа, содержание которого не должно превышать 70-120 мг/л. При превышении этого предела образуются трудноразрушаемые эмульсии (промежуточные слои).

Содержание механических примесей в подготовленной нефти по ГОСТ 9965-76 не должно превышать 0,05% весовых.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является разработка способа получения более эффективного деэмульгатора для глубокого обезвоживания и обессоливания стойких эмульсий высоковязких нефтей с повышенным содержанием механических примесей с одновременной защитой оборудования от коррозии.

Поставленная задача решается способом получения деэмульгатора для обезвоживания и обессоливания водонефтяных эмульсий взаимодействием простого полиэфира разветвленного строения с n-толуилендиизоцианатом и крахмалом, взятыми в молярном соотношении 1:(1-2):1 соответственно, при нагревании. Причем продукт взаимодействия простого полиэфира разветвленного строения, полученного алкоголятной полимеризацией оксида пропилена или смеси оксида этилена и оксида пропилена с глицерином, либо алкоголятной полимеризацией оксида пропилена с глицерином с последующей блоксополимеризацией с оксидом этилена, с п-толуилендиизоцианатом и крахмалом смешивают с фосфорилированным простым полиэфиром линейного строения, полученным фосфорилированием простого полиэфира диметилфосфитом или фосфорилированием простого полиэфира диметилфосфитом с последующим аминированием, при массовом соотношении продукт взаимодействия: фосфорилированный простой полиэфир линейного строения (0,5-10): (10-0,5) соответственно. Способ осуществляют также, растворяя фосфорилированный простой полиэфир линейного строения в виде раствора (50±5%) маc. в водном метаноле. Полученный деэмульгатор используют в виде раствора в органическом растворителе.

В качестве простых полиэфиров нелинейного строения могут быть использованы: 1. Лапрол-6003-2Б-18 - простой полиэфир, получаемый алкоголятной полимеризацией окиси пропилена с глицерином с последующей блоксополимеризацией с окисью этилена (ТУ 6-05-221880-86).

2. Лапрол-4503 - простой полиэфир, получаемый алкоголятной полимеризацией окиси пропилена 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).

В качестве фосфорилированных простых полиэфиров линейного строения могут быть использованы: 1. ФПАВ - фосфорсодержащий ПАВ, получаемый фосфорилированием простого полиэфира диметилфосфитом или его раствор с массовой долей (50±5)% в водном метаноле (патент РФ N 2008322, С 10 G 33/04, 1994 г.).

2. ФАПАВ - фосфор-азотсодержащий ПАВ, получаемый фосфорилированием простого полиэфира диметилфосфитом и дальнейшим аминированием или его раствор с массовой долей (50±5)% в водном метаноле (патент РФ N 2069669, С 10 G 33/04).

3. ФПАВ - фосфорсодержащий ПАВ, получаемый фосфорилированием диметилфосфитом простого полиэфира марки Лапрол 4202-2Б-30 (являющегося активной основой Реапона-4В, ТУ 6-55-54-91).

Используемый п-толуилендиизоцианат соответствует ТУ 113-03-17-17-85).

В способе используют крахмал картофельный (ГОСТ 7699-78), крахмал кукурузный (ГОСТ 7697-82).

В качестве растворителей заявляемого деэмульгатора могут быть использованы: 1. Ароматические растворители:нефрас А 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 моноалкиловые эфиры этилен- и диэтиленгликоля:спирты:ароматические растворители.

Примеры осуществления способа получения деэмульгатора.

Пример 1. В круглодонную колбу, снабженную мешалкой и термометром, загружают 50 г полиэфира марки Лапрол 6003-2Б-18, нагревают до 100^oC, добавляют 1,4 кукурузного крахмала и перемешивают 1 час 15 минут. Затем добавляют 2,9 г п-толуилендиизоцианата и перемешивают 2 часа при атмосферном давлении. Молярное соотношение реагентов 1:1:2 соответственно. Затем полученную массу смешивают с раствором ФПАВ (СНПХ-4501, ТУ N 2458-003-48680808-ОП-98) в соотношении 10:1 маc., соответственно. По окончании реакции непрореагировавший крахмал отфильтровывают.

Пример 2. К 50 г полиэфира марки Л-5003-2-15 добавляют 1,6 г картофельного крахмала, перемешивают 1 час при 100^oC, затем добавляют 1,7 г п-толуилендиизоцианата. Реакционную смесь перемешивают 2 часа. Молярное соотношение реагентов составляет 1:1:1 соответственно. Затем полученную массу смешивают с фосфорилированным простым полиэфиром марки Лапрол 4202-2Б-30 (являющимся активной основой Реапона-4В, ТУ 6-55-54-91), где в качестве фосфорилирующего агента использовали диметилфосфит, в соотношении 10:0,5, маc., соответственно.

Пример 3. К 50 г полиэфира марки Л-4503 добавляют 1,6 г кукурузного крахмала, перемешивают 1 час при 100^oC. Затем добавляют 1,7 г п-толуилендиизоцианата и перемешивают 2 часа при атмосферном давлении. Молярное соотношение реагентов 1:1:1 соответственно. Затем полученную массу смешивают с раствором ФАПАВ (СНПХ- 4502, ТУ N 39-05765670-ОП-190-98) в соотношении 10:1 маc., соответственно.

Синтез остальных образцов, представленных в таблице 1, осуществляют аналогично примерам 1-2, варьируя молярное соотношение исходных реагентов.

Полученные продукты представляют собой вязкие масла, которые могут иметь цвет от бесцветных до темно-коричневых.

На их основе готовят товарные формы деэмульгатора путем смешения его с растворителем.

Пример приготовления раствора деэмульгатора.

1) В случае использования ФПАВ (ФАПАВ) к 50 г активной основы при комнатной температуре добавляют 50 г растворителя из поименованных выше и перемешивают в течение 15 минут.

2) В случае использования раствора ФПАВ (ФАПАВ) количество растворителя берут с учетом растворителя уже имеющегося в объеме полученного деэмульгатора.

Пример: берут 50 г Л-6003-2Б-18, 1,4 г крахмала кукурузного и 2,9 г п-толуилендиизоцианата (что составляет 47,7% от общей массы товарной формы деэмульгатора), смешивают с раствором ФПАВ, взятого в количестве 5,43 г (4,6%) и добавляют 54,3 г (47,7%) растворителя.

Использование растворов ФПАВ и ФАПАВ (товарных форм) при получении деэмульгатора облегчает процесс смешения компонентов.

Полученные деэмульгаторы испытывают на деэмульгирующую и антикоррозионную активности, определяют остаточное содержание механических примесей.

Для испытаний деэмульгирующей активности используют эмульсии Куединского месторождения НГДУ "Чернушканефть" (угленосная нефть, плотность 1,105 г/см³, исходная обводненность 49%, содержание сульфида железа 1046,3 - 2561,4 мг/л, механических примесей 0,6935 - 1,0882%).

Реагенты дозируют в эмульсию в виде 2%-ного раствора товарной формы в смеси толуола и изо-пропанола, взятых в объемном соотношении 3:1.

Проведение испытаний.

В водонефтяную эмульсию дозируют испытываемый деэмульгатор, встряхивают на лабораторном встряхивателе Вагнера в течение 30 мин при комнатной температуре. Затем термостатируют при 40^oC в течение 2 часов и измеряют количество выделившейся воды. Далее определяют содержание механических примесей в нефти.

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

Содержание механических примесей определяют в соответствии с ГОСТ 6370-83.

Антикоррозионные 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 таблицах 1, 2. Остаточное содержание механических примесей для всех образцов деэмульгаторов не превышало 0,05% весовых, что соответствует ГОСТ 9965-76.

Для сравнения в табл. 3 приведены данные по деэмульгирующей эффективности прототипа, аналогов и деэмульгаторов, полученных по предлагаемому способу.

Из представленных в таблицах данных следует, что предлагаемый способ позволяет получить более эффективные деэмульгаторы для глубокого обезвоживания и обессоливания стойких эмульсий высоковязких нефтей с повышенным содержанием механических примесей с одновременной защитой оборудования от коррозии.

Формула изобретения

1. Способ получения деэмульгатора для обезвоживания и обессоливания водонефтяных эмульсий взаимодействием простого полиэфира разветвленного строения с п-толуилендиизоцианатом и крахмалом, взятыми в молярном соотношении 1 : (1-2) : 1 соответственно, при нагревании, отличающийся тем, что продукт взаимодействия простого полиэфира разветвленного строения, полученного алкоголятной полимеризацией оксида пропилена или смеси оксида этилена и оксида пропилена с глицерином либо алкоголятной полимеризацией оксида пропилена с глицерином с последующей блоксополимеризацией с оксидом этилена, с п-толуилендиизоцианатом и крахмалом, смешивают с фосфорилированным простым полиэфиром линейного строения, полученным фосфорилированием простого полиэфира диметилфосфитом или фосфорилированием простого полиэфира диметилфосфитом с последующим аминированием при массовом соотношении продукт взаимодействия : фосфорилированный простой полиэфир линейного строения (0,5-10) : (10-0,5) соответственно.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что фосфорилированный простой полиэфир линейного строения используют в виде раствора (50±5) мас.% в водном метаноле.

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

РИСУНКИ

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