Патент на изобретение №2301254

Published by on




РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ



ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 2301254 (13) C2
(51) МПК

C10G33/04 (2006.01)

B01F17/42 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 29.11.2010 – может прекратить свое действие

(21), (22) Заявка: 2005124653/04, 02.08.2005

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

02.08.2005

(43) Дата публикации заявки: 10.02.2007

(46) Опубликовано: 20.06.2007

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске:
RU 2179994 C1, 27.02.2002. RU 2037511 C1, 19.06.1995. EP 0174399 A1, 19.03.1986.

Адрес для переписки:

420088, г.Казань, ул. Арбузова, 8, ИОФХ им. А.Е. Арбузова КазНЦ РАН, Патентный отдел

(72) Автор(ы):

Гречухина Алевтина Анатольевна (RU),
Елпидинский Антон Александрович (RU),
Петрова Любовь Михайловна (RU),
Тудрий Галина Андреевна (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Институт органической и физической химии им. А.Е. Арбузова Казанского научного центра РАН (ИОФХ КазНЦ РАН) (RU),
Закрытое акционерное общество “Агентство Технологий и Оперативной Науки” (ЗАО “АТОН”) (RU)

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДЕЭМУЛЬГАТОРА ВОДОНЕФТЯНЫХ ЭМУЛЬСИЙ, ПРЕДОТВРАЩАЮЩЕГО ОБРАЗОВАНИЕ АСФАЛЬТОСМОЛОПАРАФИНОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ И КОРРОЗИЮ НЕФТЕПРОМЫСЛОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к нефтехимии, а именно к способу получения деэмульгатора, для разрушения стойких водонефтяных эмульсий, образованных нефтями различного состава. При осуществлении способа проводят конденсацию технического изононилфенола или смеси моноалкилфенолов фракции C4-C9 с формалином в присутствии щелочного катализатора при нагревании в мольном соотношении фенол:формальдегид=1:1,5. Продукт конденсации растворяют в нагретом состоянии в высококипящем углеводородном растворителе с последующим оксиэтилированием в присутствии щелочного катализатора до содержания оксиэтильных групп 49-53% с образованием целевого продукта. Для получения товарной формы целевой продукт растворяют в смешанном растворителе в соотношении 3:1. Смешанный растворитель предпочтительно состоит из метанола и бутилцеллозольва в соотношении 1:1 или метанола и тормозной жидкости в соотношении 5:1. 2 з.п. ф-лы, 4 табл.

Изобретение относится к нефтехимии, а именно к способу получения деэмульгатора, который может быть использован для разрушения стойких водонефтяных эмульсий, образованных нефтями различного состава, с эффектом ингибирования асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО) и коррозии нефтепромыслового оборудования.

Известен способ получения деэмульгатора для разрушения водонефтяных эмульсий [1. Патент США 4098717, МКИ В01Д 17/04, 1978], включающий получение фенолформальдегидной смолы нагреванием при 135-185°С смеси п-алкилфенола и параформальдегида в мольном соотношении 1:(1-2), в присутствии неполярного растворителя и гидроксида натрия как катализатора в виде 50%-ного водного раствора с отгонкой растворителя и воды. После этого фильтрацией отделяют кристаллический циклический тетрамер фенолформальдегидной смолы от смолы линейного строения и проводят его оксиэтилирование обычным способом с получением деэмульгатора. По данным [1] в кислой среде образуются фенолформальдегидные смолы исключительно линейного строения, оксиэтилированные производные которых существенно уступают оксиэтилированным циклическим тетрамерам в деэмульгирующей способности.

Однако получение деэмульгатора таким способом увеличивает его стоимость, деэмульгатор эффективен для разрушения эмульсий только при высокой температуре. Свойства ингибировать образование АСПО и коррозию неизвестны.

Известен способ получения деэмульгатора для разрушения водонефтяных эмульсий с эффектом ингибирования коррозии, включающий конденсацию алкилфенола с 4-12 атомами углерода в алкильной цепи с высококипящим побочным продуктом производства изопрена из изобутилена и формальдегида в растворителе и оксиэтилирование полученного продукта конденсации до содержания оксиэтилированных групп в продукте оксиэтилирования 30-70 мас.% [2. Патент РФ 2037511, МКИ 6 С10G 33/04, 1992]. Конденсацию проводят в присутствии кислотного катализатора. Однако эти оксиэтилированные продукты не обладают способностью ингибировать образование АСПО.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ получения деэмульгатора для разрушения водонефтяных эмульсий с эффектом ингибирования образование АСПО, включающий конденсацию алкилфенола или диалкилфенола, где алкил С430, и формалина при нагревании в мольном соотношении алкилированный фенол:формальдегид = 1:(0.8-1.2) с последующим оксиэтилированием продукта конденсации до содержания оксиэтильных групп в полученном продукте 30-70 мас.% [3. Патент РФ 2179994, МКИ С10G 33/04, 2000]. Реакцию конденсации проводят в присутствии кислотного катализатора и углеводородного растворителя, который отгоняется в процессе реакции с водой. Однако полученный деэмульгатор не обладает способностью ингибировать коррозию нефтепромыслового оборудования.

В основу настоящего изобретения положена задача разработки нового способа получения эффективного деэмульгатора на основе доступного сырья для разрушения стойких водонефтяных эмульсий, обладающего эффектом ингибирования образования АСПО и коррозии нефтепромыслового оборудования при низких и высоких температурах для подготовки к переработке и транспортировке нефтей, расширяющего арсенал известных способов.

Техническим результатом данного изобретения является эффективный деэмульгатор с указанными свойствами. Технический результат достигается заявляемым способом, включающим конденсацию технического п-изононилфенола или смеси моноалкилфенолов с формальдегидом в присутствии щелочного катализатора при нагревании с получением фенолформальдегидных смол, их растворением в нагретом состоянии в высококипящем углеводородном растворителе с последующим оксиэтилированием в присутствии щелочного катализатора с образованием целевого продукта и растворением его в смешанном растворителе для получения товарной формы деэмульгатора.

Используют п-изононилфенол по ТУ 38.602-09-20-91. В качестве смеси алкилфенолов могут быть использованы, например, фенолы с алкильными заместителями С49. Формальдегид используют в виде водного раствора по ГОСТ 1625-89 «Формалин технический». В качестве высококипящего углеводородного растворителя используют дизельное топливо по ГОСТ 305-85 или нефрас-Н2-220/300 по ТУ 38.1011112. А также применяется метанол по ГОСТ 9.805-84, бутилцеллозольв по ТУ 6-01-646-84 и тормозная жидкость. Окись этилена используют по ГОСТ 7568-88.

Процесс конденсации п-изононилфенола или смеси моноалкилфенолов и формалина в отличие от прототипа ведут без растворителя в мольном соотношении названных реагентов 1:1,5 в пересчете на формальдегид с использованием в качестве катализатора 40%-ного водного раствора гидроксида натрия, добавленного в расчете 1% от алкилфенола. Процесс конденсации ведут прикапыванием формалина в разогретую до 145-155°С смесь п-изононилфенола или смеси моноалкилфенолов с катализатором, с отгонкой воды до получения фенолформальдегидных смол (продукты А) с молекулярной массой 660-1100 а.е.м. Полученные смолы непосредственно в колбе растворяют в высококипящем углеводородном растворителе в массовом соотношении 1:1, а затем оксиэтилируют до содержания оксиэтильных групп 49-53 мас.% в продуктах оксиэтилирования В (табл.1). Для получения товарной формы продукты В дополнительно растворяют в смешанном растворителе, представляющем собой смеси метанола и бутилцельлюзольва или метанола и тормозной жидкости.

Приводим конкретные примеры получения деэмульгатора заявляемым способом и его испытаний.

Пример 1

В колбу, снабженную мешалкой, термометром, капельной воронкой и нисходящим холодильником, помещают 220 г (1 моль) п-изононилфенола и 5,5 мл (2,2 г – 1% от п-изононилфенола) гидроксида натрия в виде 40%-ного водного раствора и нагревают. После достижения температуры в колбе 145-155°С постепенно прикапывают 121,6 г (1,5 моля в пересчете на формальдегид) 37%-ного технического формалина в течение 1-2 часов. По ходу реакции конденсации отгоняется вода. Непосредственно в колбе в полученные смолы А дозируют 220 г (100% на массу п-изононилфенола) дизельного топлива или нефраса. Для достижения однородности раствора продукта конденсации перемешивание продолжают в течение 10-15 минут.

Оксиэтилирование изононилфенолформальдегидных смол А в виде раствора в дизельном топливе или нефрасе проводят в автоклаве общепринятым методом в присутствии водного раствора щелочи до содержания в полученных целевых продуктах В1-В3 оксиэтиленовых групп в количестве 49-53 мас.% в пересчете на оксиэтилированную смолу без растворителя. Полученные продукты В1-В3 в растворителе представляют собой вязкие жидкости темно-коричневого цвета. Для получения товарной формы их растворяют в смешанном растворителе в массовом соотношении оксиэтилированная смола:смешанный растворитель 3:1, причем смешанный растворитель представляет собой смеси метанола и бутилцеллозольва (1:1) или метанола и тормозной жидкости (5:1).

Пример 2

Оксиэтилированную смолу В4 получают из смеси моноалкилфенолов фракции С49 аналогично примеру 1.

Пример 3

Продукты В1-В3 и В4 испытаны в сравнении с известными деэмульгаторами на деэмульгирующую активность (табл.2) на естественных водонефтяных эмульсиях девонского и каменноугольного горизонтов, содержание воды в которых составляет 40,0-68,0%. Состав деэмульгатора дозируют в эмульсию в виде 1%-ного раствора в изопропаноле из расчета 100-150 г товарной формы на 1 т эмульсии. Водонефтяную эмульсию с деэмульгатором интенсивно встряхивают в течение 3 минут при комнатной температуре, затем выдерживают при фиксированных температурах в течение 1-5 часов, измеряют количество выделившейся воды и по ее процентному содержанию оценивают степень обезвоживания нефти. Определение содержания остаточной воды в нефти после деэмульгации проводят в соответствии с ГОСТ 14870-77 методом Дина-Старка. На эмульсии смеси нефтей девонских и каменноугольных отложений НГДУ Бавлынефть показаны преимущества степени обезвоживания нефтей продуктом В1 в широком интервале температур 5-60°С. Глубина обезвоживания нефтей продуктом В1 при низкой температуре 5-8°С выше как на эмульсиях легкой нефти девонских отложений НГДУ Джалильнефть, так и тяжелой нефти каменноугольных отложений НГДУ Азнакаевскнефть. Продукты В2, В3 и В4 также обладают высоким деэмульгирующим эффектом.

Пример 4

Эффективность предотвращения образования АСПО продуктами В оценивают по следующим показателям:

– по величине частиц дисперсии,

– по замазыванию стенок колбы парафином.

Испытание проводят в конической колбе, в которую помещают 25 см3 пластовой воды, дозируют испытуемый реагент из расчета 100 г/т. В эту же колбу помещают АСПО весом 1,25 г. Содержимое колбы нагревают до расплавления образца АСПО (60-90°С), а затем интенсивно охлаждают с энергичным перемешиванием. После охлаждения до 20-25°С замеряют величину частиц дисперсии АСПО и площадь рабочей поверхности колбы, покрытой (замазанной) парафиноотложениями.

Результат считается отличным при величине дисперсии частиц 0,1-1 мм, хорошим – при величине дисперсии 0,1-3 мм, удовлетворительным – при величине дисперсии 0,1-5 мм, неудовлетворительным – при величине дисперсии более 5 мм. При оценке замазывания стенок колбы в процентах от рабочей поверхности результат считается отличным, если замазывание составляет не более 5%, хорошим – до 20%, удовлетворительным – до 50%, неудовлетворительным – более 50%. Результаты испытания приведены в табл.3.

Пример 4.

Определение скорости коррозии металлических образцов в коррозионной среде проводят гравиметрическим методом по ОСТ 39-099-79. Используют пластовую воду плотностью 1,12 г/см3 со следующими характеристиками: CaSO4·2H2O 1,4 г/л, CaCl2·2H2О 23 г/л, NaCl 144 г/л, MgCl2·6H2O 22 г/л, H2S 100 мл/л. Результаты представлены в табл.4.

Проиллюстрированные примеры показывают, что предлагаемый способ позволяет получить эффективный деэмульгатор водонефтяных эмульсий комплексного действия при низких и высоких температурах, обладающий одновременно ингибирующим образование АСПО и коррозию нефтепромыслового оборудования действием.

Таблица 1
Характеристика оксиэтилированных изононилфенолформальдегидных смол
Продукт Гидрофобная часть Гидрофильная часть
Молекулярная масса гидрофобной части, а.е.м. Содержание оксиэтильных групп, мас.%
В1 770 53
В2 850 53
В3 1100 49
В4 660 50

Таблица 2
Результаты испытания продуктов В и известных реагентов на деэмульгирующую способность
НГДУ, возраст нефтевмещающих пород* Реагент Расход реагента, г/т Температура отстоя, °С Время отстоя, ч Степень обезвоживания, % Содержание остаточной воды, %
1 2 3 4 5 6 7
Бавлынефть, 85%С:15%Д В1 100 5-8 2 62,0
СНПХ 4501 23,0
Реапон 4В 0,0
Доуфакс DF70 0,0
ДИН 34,0
«-« В1 100 20 2 97,0 1,7
СНПХ 4501 84,0 6,7
Реапон 4В 52,0
Доуфакс DF70 13,0
ДИН 77,0
«-« В1 100 60 2 100,0 0,0
СНПХ 4501 90,8 4,6
Реапон 4В 95,4 4,8
Доуфакс DF70 90,8 5,8
ДИН 97,2 2,8
Джалильнефть, Д В1 100 5-8 5 99,4 0,4
СНПХ 4501 40,0 36,8
Рекод 752 2,1 64,0
LML4312 45,0 36,0
Лениногорскнефть, С В1 150 5-8 7 100,0 0,0
СНПХ 4501 99,7 0,2
Рекод 758 99,7 0,2
LML 4312 89,7 7,2
Азнакаевскнефть, Д В2 100 20 1 89,8
СНПХ 4501 75,9
Реапон 4В 90,8
Рекод 758 90,8
Доуфакс DF70 0,0
«-« В2 100 60 1 97,4
СНПХ 4501 94,9
Реапон 4В 94,9
Рекод 758 93,3
Доуфакс DF70 92,3
Азнакаевскнефть, С В2 100 20 1 91,3
СНПХ 4501 90,0
Реапон 4В 90,0
Рекод 758 96,7
Доуфакс DF70 93,3
«-« В2 100 60 1 100,0
СНПХ 4501 96,7
Реапон 4В 96,7
Рекод 758 100,0
Доуфакс DF70 96,7
Джалильнефть, С В2 100 60 1 100,0 0,0
СНПХ 4501 0,0 35,0
Реапон 4В 0,0 35,0
Рекод 758 0,0 35,0
Джалильнефть, Д В3 100 60 2 0,0
СНПХ 4501 30,2
Реапон 4В 1,0
Доуфакс DF70 2,2
Рекод 758 31,8
Джалильнефть, С В3 100 60 1 0,9
СНПХ 4501 35,0
Реапон 4В 35,0
Рекод 758 94,3
Бавлынефть, 85%С:15%Д В4 100 20 1 89
«-« В4 100 60 1 95
Азнакаевскнефть, Д В4 100 20 1 88
«-« В4 100 60 1 94
*НГДУ – нефтегазодобывающее управление, Д – девон, С – карбон

Таблица 3
Результаты испытания продуктов В и известных реагентов на эффективность предотвращения АСПО
Реагент Дисперсия частиц, мм Оценка Замазывание, % Оценка
В1 0,1-3 отлично 5 отлично
В2 0,1-3 отлично 5 отлично
В3 0,1-3 отлично 5 отлично
В4 0,1-3 отлично 5 отлично
СНПХ 7941 0,1-5 хорошо 5 отлично
СНПХ 7920М 0,1-5 хорошо 5 отлично

Таблица 4
Результаты испытания продуктов В на эффективность предотвращения коррозии
Реагент Защитный эффект от коррозии (%) при дозировке реагента при дозировке, г/т
15 25 50 100
В1 76,4 89 89 88
В2 88 88
В3 86 69 89,9 89
В4 86 91 93 94

Формула изобретения

1. Способ получения деэмульгатора водонефтяных эмульсий, предотвращающего образование асфальтосмолопарафиновых отложений и коррозию нефтепромыслового оборудования, включающий конденсацию моноалкилфенола с формалином в присутствии катализатора при нагревании с последующим оксиэтилированием продукта конденсации, отличающийся тем, что реакцию конденсации проводят путем прикапывания 1,5 моль формалина (в пересчете на формальдегид) в разогретую до 145-155°С смесь 1 моль изононилфенола или смеси моноалкилфенолов фракции C4-C9 с 40%-ным водным раствором гидроксида натрия в качестве катализатора с последующим добавлением в полученный продукт конденсации высококипящего углеводородного растворителя в соотношении 1:1 и оксиэтилированием раствора продукта конденсации до содержания оксиэтильных групп в целевом продукте 49-53% и растворением целевого продукта в смешанном растворителе в соотношении 3:1 для получения товарной формы.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве высококипящего углеводородного растворителя используют дизельное топливо или нефрас.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что смешанный растворитель для получения товарной формы состоит из метанола и бутилцеллозольва в соотношении 1:1 или метанола и тормозной жидкости в соотношении 5:1.

Categories: BD_2301000-2301999