Депрессорная присадка комплексного действия и способ транспортирования парафинистосмолистых и малообводненных нефтей с ее использованием

Изобретение относится к получению присадок для нефтяной промышленности и может быть использовано для снижения температуры застывания, динамической вязкости, а также как средство предотвращения образования асфальтеносмолопарафиновых отложений (АСПО) при транспортировке и хранении нефти. Описана депрессорная присадка комплексного действия, включающая сополимер этилена с полярным мономером, неионогенное поверхностно-активное вещество (НПАВ) и ароматический растворитель, причем присадка дополнительно содержит тройной сополимер винилпирролидона, алкилакрилата и метакриловой кислоты и/или сополимер изобутилена с изопреном, при следующем соотношении компонентов, мас.%: сополимер этилена с полярным мономером - 2,0-30,0; тройной сополимер винилпирролидона, алкилакрилата и метакриловои кислоты и/или сополимер изобутилена с изопреном - 5,0-10,0; неионогенное поверхностно-активное вещество - 1,0-10,0; ароматический растворитель - остальное. Также описан способ транспортирования парафинистосмолистых и малообводненных нефтей, включающий введение в нефтяной поток реагента, в котором в качестве реагента используют вышеописанную депрессорную присадку комплексного действия, причем присадку вводят путем дозирования в нефтяной поток. Технический результат - упрощение процесса обработки нефти и удешевление способа ее транспортирования. 2 н.п. ф-лы, 3 табл.

 

Изобретение относится к получению присадок для нефтяной промышленности и может быть использовано для снижения температуры застывания, динамической вязкости, а также как средство предотвращения образования асфальтеносмолопарафиновых отложений (АСПО) при транспортировке и хранении нефти.

Наиболее известны промышленные алкилароматические депрессорные присадки (депрессатор АзНИИ, АФК, парафлоу, сантокур), полиметакрилатные (ПМА-Д), сополимеры этилена и винилацетата и др. (см. Тертерян Р.А. Депрессорные присадки к нефтям, топливам, и маслам. М.: Химия, 1990, с.238).

Недостатками перечисленных присадок являются недостаточно хорошая их растворимость в нефти, недостаточная технологичность в применении, а также высокие требования к хранению и эксплуатации.

Известна топливная композиция на основе дистиллятного нефтяного топлива с добавлением сополимера этилена с винилацетатом и сополимера этилена с пропиленом или полиизобутилена, включающая азотсодержащее соединение (см. Патент РФ №1271375, C10L 1/18, публ. 15.11.1986 г.).

Известная топливная композиция используется для улучшения текучести светлых нефтепродуктов, а не для товарных и малообводненных нефтей.

Наиболее близким к заявляемой присадки по технической сущности и достигаемому эффекту является присадка к нефтям и нефтепродуктам, включающая сополимер этилена с винилацетатом, продукт взаимодействия 1 моля высших жирных спиртов фракции С₁₀-C₁₈ с 8-20 молями окиси этилена и углеводородный растворитель (см. Патент РФ №2098459, C10L 1/18, публ. 10.12.1997 г.).

Известная присадка эффективна при использовании только для высокопарафинистых высокозастывающих товарных нефтей и недостаточно технологична в применении.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к способу транспортирования высоковязких нефтей является способ транспортирования по трубопроводу вязких нефтей и нефтепродуктов с высоким содержанием асфальтосмолистых веществ, включающий введение в нефтяной поток в растворителе в соотношении 1:1 смеси блоксополимера на основе гликолей и полиалкилбензольной смолы, взятых в соотношении 1:1-4 (см. Патент РФ №2202730, F17D 1/17, публ. 20.04.2003 г.).

Недостатком данного способа является недостаточная эффективность применения используемого реагента при транспортировке парафинистосмолистых и малообводненных нефтей и сложность ввода реагента, заключающаяся в введении его в нефтяной поток в растворителе при определенном соотношении.

Задачей настоящего изобретения является создание новой эффективной депрессорной присадки комплексного действия для снижения температуры застывания парафинистых и парафинистосмолистых нефтей, улучшение их реологических свойств и предотвращение процесса осадкообразования АСПО при хранении и транспортировке товарной и малообводненной нефти, а также упрощение способа введения депрессорной присадки в нефтяной поток.

Поставленная задача решается созданием депрессорной присадки комплексного действия, включающей сополимер этилена с полярным мономером, неионогенное поверхностно-активное вещество (НПАВ) и ароматический растворитель, отличающейся тем, что присадка дополнительно содержит тройной сополимер винилпирролидона, алкилакрилата и метакриловой кислоты и/или сополимер изобутилена с изопреном, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

сополимер этилена с полярным мономером	- 2,0-30,0
тройной сополимер винилпирролидона, алкилакрилата
и метакриловой кислоты и/или сополимер
изобутилена с изопреном	- 5,0-10,0
неионогенное поверхностно-активное вещество	- 1,0-10,0
ароматический растворитель	- остальное

Способ транспортирования парафинистосмолистых и малообводненных нефтей, включающий введение в нефтяной поток реагента, отличающийся тем, что в качестве реагента используют депрессорную присадку комплексного действия по п.1, причем присадку вводят путем дозирования в нефтяной поток.

Для приготовления депрессорной присадки в качестве сополимера этилена с полярным мономером используют, например:

- сополимер этилена с винилацетатом по ТУ 6-05-1636-97;

- сополимер этилена с алкилакрилатом общей формулы:

,

где: R=C₁₆H₃₃, C₁₈H₃₇,

- тройной сополимер этилена, винилацетата и диметилвинилкарбинола общей формулы:

Тройной сополимер винилпирролидона, алкилакрилата и метакриловой кислоты общей формулы:

где: R1=CH₃, С₄Н₉, С₁₆Н₃₃, С₁₈Н₃₇

берут по ТУ 2216-084-00204317-95.

Сополимер изобутилена с изопреном общей формулы:

берут по ТУ 2294-034-05766801-2002.

В качестве НПАВ используют, например:

- дипроксамин 157 - блоксополимер окисей этилена и пропилена на основе этилендиамина с молекулярной массой 5000 по ТУ 6-14-614-7615;

- лапрол-6003-2Б-18 по ТУ 2226-020-10488057-94 или лапрол-5003-2Б-10 по ТУ 2226-023-10488057-95 - блоксополимеры окисей этилена и пропилена на основе глицерина с молекулярной массой 6000 или 5000 соответственно;

- диссолван - оксиэтилированные полиэфирные смолы (паспорт фирмы «Хехст», Германия).

В качестве ароматического растворителя используют, например:

- нефрас АР 120/120 по ТУ 38-101809-90;

- этилбензольную фракцию (ЭБФ) по ТУ 6-01-10-37-78 с изм.4;

- бутилбензольную фракцию (ББФ) по ТУ 38.10297-78 с изм.4;

- смесь ароматических углеводородов по ТУ 38.402-62-144-93 с изм.1, 2 или ТУ 2415-002-5598251-2002 с изм.1.

Заявляемую присадку готовят простым смешением компонентов при перемешивании и нагревании до 60-80°С.

При транспортировании нефти депрессорную присадку без предварительного разбавления дозируют специальным дозирующим устройством в нефть с температурой не ниже 30°С с дозировкой 200-3000 г/т нефти.

Предлагаемая депрессорная присадка может быть использована в технологии добычи малообводненной высоковязкой нефти путем непосредственной закачки в добывающую скважину.

Примеры приготовления присадки представлены в таблице 1.

Пример 1 (заявляемая присадка). 2,0 г сополимера этилена с винилацетатом смешивают с 92,0 г нефраса АР, при перемешивании при температуре до 60-80°С добавляют 5,0 г тройного сополимера винилпирролидона, алкилакрилата и метакриловой кислоты и 1,0 г дипроксамина-157.

Примеры 2-15. Присадки готовят аналогично примеру 1, варьируя компоненты и их содержание.

Пример 16.

2,0 г сополимера этилена с винилацетатом смешивают с 92,0 г смеси ЭБФ и ББФ (при соотношении 1:1) и при перемешивании при температуре до 60-80°С добавляют 5,0 г сополимера изобутилена с изопреном и 1,0 г дипроксамина-157.

Примеры 17-30. Присадки готовят аналогично примеру 16, варьируя компоненты и их содержание.

Пример 31.

2,0 г сополимера этилена с винилацетатом смешивают с 87 г смеси ЭБФ и ББФ при их соотношении 2:1 и при перемешивании при температуре до 60-80°С добавляют 5,0 г тройного сополимера винилпирролидона, алкилакрилата и метакриловой кислоты, 5,0 г сополимера изобутилена с изопреном и 1,0 г лапрола-6003-2Б-18.

Примеры 32-36. Присадки готовят аналогично примеру 31, варьируя компоненты и их содержание.

Пример 37(прототип). 70,0 г нефраса АР смешивают с 20,0 г сополимера этилена с винилацетатом и 10,0 г продукта взаимодействия, перемешивают в течение 1,5 часов при температуре до 130°С.

Эффективность полученных присадок оценивают по остаточному напряжению сдвига, по осаждению АСПО на «холодной» поверхности и изменению температуры застывания. Для испытаний используют парафинистые, смолистые и малообводненные нефти, составы которых приведены в таблице 2.

Депрессорные свойства присадки устанавливают по определению температуры застывания по ГОСТ 20287-74. Депрессорный эффект (ΔТ) рассчитывают по формуле:

ΔТ=Тзаст.исх-Тзаст. с прис;

где Тзаст.исх - температура застывания исходной нефти, °С;

Тзаст. с прис - температура застывания нефти с присадкой, °С.

Оценка эффективности ингибирования осаждения АСПО на «холодной» поверхности заключается в определении количества высаживающихся на охлаждаемой металлической поверхности АСПО отложений из нефти в присутствии присадки и в холостом опыте в начальной фазе кристаллизации.

В предварительно взвешенные стаканы емкостью 60 мл наливают по 50 мл нефти, еще раз взвешивают стаканы с нефтью, прогревают до 35-55°С в течение 30 минут, дозируют присадку в количестве 250-3000 г/т нефти, интенсивно перемешивают в течение 1 минуты и еще раз прогревают при температуре 35-55°С в течение 30 минут. Аналогично готовят контрольную пробу без присадки, затем постепенно охлаждают до температуры 15-18°С.

Стальные стержни перед испытаниями обезжиривают петролейным эфиром и ацетоном, затем помещают в морозильную камеру холодильника на 3-5 часов.

Стаканы с предварительно подготовленными пробами ставят на подставку и опускают в них охлажденные стержни на 10 минут. Затем крышку со стержнями и выделенными на них АСПО вынимают и взвешивают стаканы с нефтью, определяя по разности массу отложений на стержнях.

Эффективность депрессорной присадки (η) в процентах вычисляют по формуле:

где m_o - масса отложений на стержне в контрольном опыте (без депрессора);

m_i - масса отложений на стержне в опыте с депрессорной присадкой.

Напряжение сдвига на ротационном вискозиметре Брукфилда оценивают по следующей методике. Пробу нефти нагревают до 35-55°С в течение 30 минут, вводят депрессорную присадку (250-3000 г/т), смесь интенсивно перемешивают в течение 1 минуты и выдерживают при указанной температуре в течение 30 минут. Затем охлаждают с постоянной скоростью (например 10 или 20°С в час) до температуры окружающей среды. Подготовленную таким образом пробу нефти заливают в измерительный цилиндр визкозиметра, охлаждают до заданной температуры, выдерживают 10 минут и замеряют значение напряжения сдвига при разных скоростях вращения ротора. Аналогично проводят холостой опыт без присадки.

Результаты испытаний приведены в таблице 3.

Анализ данных таблицы свидетельствует о том, что заявляемая депрессорная присадка обладает большей эффективностью по сравнению с прототипом, расширяется область применения присадок за счет возможности их использования для хранения и транспортирования как парафинистых и парафинистосмолистых, так и товарных и малообводненных нефтей. Введение предлагаемой присадки в нефтяной поток путем дозирования специальным дозирующим устройством без предварительного смешения с растворителем упрощает процесс обработки нефти и удешевляет способ ее транспортировки.

1. Депрессорная присадка комплексного действия, включающая сополимер этилена с полярным мономером, неионогенное поверхностно-активное вещество (НПАВ) и ароматический растворитель, отличающаяся тем, что присадка дополнительно содержит тройной сополимер винилпирролидона, алкилакрилата и метакриловой кислоты и/или сополимер изобутилена с изопреном при следующем соотношении компонентов, мас.%:

сополимер этилена с полярным мономером	2,0-30,0
тройной сополимер винилпирролидона, алкилакрилата
и метакриловой кислоты и/или сополимер
изобутилена с изопреном	5,0-10,0
неионогенное поверхностно-активное вещество	1,0-10,0
ароматический растворитель	остальное

2. Способ транспортирования парафинистосмолистых и малообводненных нефтей, включающий введение в нефтяной поток реагента, отличающийся тем, что в качестве реагента используют депрессорную присадку комплексного действия по п.1, причем присадку вводят путем дозирования в нефтяной поток.