Способ получения деэмульгатора для разрушения водонефтяной эмульсии

 

Сущность изобретения: способ предусматривает конденсацию С4-С12-алкилфенола с высококипящим побочным продуктом производства изопрена из изобутилена и формальдегида или 4,4-диметил-диокса-1,3 (молярное соотношение 1: /0,5-2/) с последующим оксиэтилированием до содержания оксиэтильных групп в молекуле 30-70 мас. Затем продукт конденсируют с адипиновой или янтарной кислотой, или малеиновым или фталевым ангидридом (молярное соотношение 1: /0,05-2/). 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к способу получения деэмульгатора для разрушения стойких водонефтяных эмульсий, стабилизированных мехпримесями и защиты нефтепромыслового оборудования от коррозии.

Известен способ получения деэмульгатора для разрушения водонефтяных эмульсий, включающий формальдегидную конденсацию фенолов, выделенных из сланцевых смол с последующим оксиэтилированием полученной новолачной смолы [1] Однако деэмульгатор, полученный этим способом, неэффективен для разрушения стойких водонефтяных эмульсий, стабилизированных мехпримесями и не обладает защитным от коррозии действием.

Известен способ получения деэмульгатора для разделения нефтяных эмульсий, включающий конденсацию продукта присоединения фенола и альдегида с блоксополимером полипропиленгликоля с этиленоксидом в присутствии щелочных катализаторов с последующей модификацией этерифицированного продукта конденсации пропиленоксидом или этиленоксидом и пропиленоксидом [2] Однако данный способ достаточно сложный и многостадийный и требует применения дефицитного реагента окиси пропилена. Деэмульгатор, полученный этим способом, неэффективен для разрушения стойких водонефтяных эмульсий, стабилизированных мехпримесями и не обладает антикоррозионным эффектом.

Наиболее близким к изобретению является способ получения деэмульгатора для разделения нефтяных эмульсий, включающий конденсацию фенола и формальдегида, оксипропилирование продукта конденсации с последующим взаимодействием его с оксиэтилированным полипропиленгликолем [3] Деэмульгатор, полученный этим способом, проявляет хорошую обезвоживающую эффективность, но только с истечением большого промежутка времени, не эффективен для разрушения стойких водонефтяных эмульсий, стабилизированных мехпримесями и не обладает антикоррозионным эффектом.

Кроме того, осуществление способа требует применения дефицитного реагента окиси пропилена.

Задачей изобретения является способ получения деэмульгатора для разрушения стойких водонефтяных эмульсий, стабилизированных мехпримесями и одновременно проявляющего антикоррозионное действие.

Поставленная задача решается предлагаемым способом получения деэмульгатора для разрушения водонефтяных эмульсий путем конденсации производного фенола и кислородсодержащего продукта с последующим оксиалкилированием, причем (в котором) в качестве производного фенола используют алкилфенол с 4-12 атомами углерода в алкильной цепи, в качестве кислородсодержащего продукта используют высококипящий побочный продукт производства изопрена из изобутилена и формальдегида или 4,4-диметилдиоксан-1,3 при их молярном соотношении 1: 0,5-2 соответственно, а оксиалкилирование проводят окисью этилена до содержания оксиэтильных групп в молекуле 30-70% и полученный продукт дополнительно подвергают взаимодействию с адипиновой или янтарной кислотой или малеиновым или фталевым ангидридом при молярном соотношении 1:0,05-2 соответственно с получением продукта конденсации. Продукт конденсации дополнительно растворяют в ароматическом растворителе или изопропиловом спирте, или смеси ароматического растворителя с изопропиловым спиртом в массовом соотношении 4-9:1 соответственно при следующем массовом соотношении, мас. продукт конденсации 40-65; растворитель 35-60.

Новая совокупность заявляемых существенных признаков позволит получить деэмульгаторы, эффективно разрушающие стойкие водонефтяные эмульсии, стабилизированные мехпримесями и обладающие антикоррозионным действием.

Анализ отобранных в процессе поиска известных решений показал, что в науке и технике нет объекта, обладающего заявленной совокупностью признаков и которые бы приводили к достижению более высокого технического результата, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критериям "Новизна" и "Изобретательский уровень".

В качестве алкилфенола берут изононилфенол (ТУ 38.1011106-87) или бутилфенол или изооктилфенол или додецилфенол [4] В качестве кислородсодержащего продукта используют высококипящий побочный продукт производства изопрена из изобутилена и формальдегида по ТУ 38.103429-80-Флотореагент оксаль, представляющий собой, доведенный до необходимой кондиции путем дополнительной переработки, кубовый продукт стадии ректифиакции диметилдиоксана и представляет собой маслянистую жидкость с ароматическим запахом, содержащую более 50% диоксановых спиртов и эфиров или 4,4 диметилдиоксан-1,3 [5] В качестве модифицирующего агента могут быть использованы: адипиновая кислота в соответствии с ГОСТ 10558-80; янтарная кислота в соответствии с ГОСТ 6341-75; фталевый ангидрид в соответствии с ГОСТ 7119-77; малеиновый ангидрид в соответствии с ГОСТ 5854-78.

В качестве растворителя используют нефрас А 120/200 (ТУ 38.101809-90) или толуол (ГОСТ 5789-78) или изопропиловый спирт (ГОСТ 9805-84) или смесь нефраса с изопропиловым спиртом в соотношении 4-9:1 соответственно.

Для доказательства соответствия заявляемого объекта критерию "Промышленная применимость" приводим описания конкретных примеров способа получения деэмульгатора.

П р и м е р 1. В круглодонную колбу, снабженную мешалкой, термометром, ловушкой Дина-Старка с краном и обратным холодильником, помещают 220 г (1 моль изононилфенола и при перемешивании прикапывают 1,46 г (0,5% от реакционной массы) бензолсульфокислоты. Затем приливают 200 г толуола или нефраса А 120/200 и 73 г (0,5 моль) ВПП, поднимают постепенно температуру в колбе до 150^оС по мере отгонки легколетучих продуктов и воды, выделившейся в процессе конденсации. Реакционная смесь конденсируется в холодильнике и поступает в ловушку Дина-Старка, откуда растворитель и ВПП возвращаются в колбу, а вода удаляется. По окончании отгонки воды в реакционную массу добавляют 10 мл насыщенного раствора щелочи для нейтрализации бензолсульфокислоты и обеспечения в конденсированном продукте каталитического количества (0,1% от реакционной массы) KOH, необходимого для осуществления второй стадии процесса оксиэтилирования.

Оксиэтилирование проводят в автоклаве, снабженном манометром, мешалкой, термометром, барботером для подачи окиси этилена и змеевиком, по которому циркулирует теплоноситель. Реакционную массу нагревают до 100^оС и через вентиль, соединяющий систему с лабораторным водоструйным насосом, создают разряжение до остаточного давления 15-20 мм рт.ст. для удаления влаги. Затем систему продувают азотом, поднимают температуру до 150^оС и из мерной емкости под давлением азота по барботеру подают 130 г окиси этилена. Оксиэтилирование ведут при интенсивном перемешивании (3000 об/мин), температуре 150-160^оС и давлении 1,5-2 атм. После падения давления в автоклаве до атмосферного реакционную смесь перемешивают при 160^оС в течение 1 ч. Затем автоклав охлаждают до 30^оС, продувают азотом, открывают, продукт выгружают.

Продукт, полученный по примеру 1, модифицируют адипиновой кислотой.

В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром, ловушкой Дина-Старка с краном и обратным холодильником загружают 50 г (0,025 моля) продукта оксиэитилирования, полученной описанным способом, добавляют 0,28 г (0,5 мас. ) бензолсульфокислоты в расчете на вес продукта. Смесь нагревают до 150^оС и добавляют 1,7 г (0,01 моль) адипиновой кислоты. Реакцию проводят с отводом выделившейся воды и возвратом легколетучей органической фазы в зону реакции. Реакцию проводят 4-5 ч до достижения постоянного значения кислотного числа.

Примеры 2-39 осуществляют аналогично примеру 1, изменяя исходные реагенты и их молярные соотношения в соответствии с табл.1.

Полученные продукты конденсации представляют собой темно-коричневые вязкие жидкости. Продукт конденсации растворяют путем смешения с растворителем при комнатной температуре в течение 15 мин. Приготовленные таким образом образцы деэмульгатора с различным соотношением продукта конденсации и растворителя представлены в табл.2.

Испытания полученных образцов на деэмульгирующую и ингибирующую активность проводят на естественной эмульсии Сергеевского месторождения. Характеристика эмульсии приведена в табл.3.

Деэмульгаторы дозируют в эмульсию в виде 1%-ного раствора в смеси толуола и изопропанола, взятых в соотношении 3:1.

В естественную эмульсию вводят деэмульгатор, смесь встряхивают на лабораторном встряхивателе Вагнера в течение 30 мин с амплитудой 6-7 см и числом двойных ходов 120 в мин при комнатной температуре. Затем термостатируют в течение 2 ч при 20^оС и измеряют количество выделившейся воды.

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

Антикорозионную активность оценивают гравиметрическим методом нестандартной модели пластовой воды (минерализация 206 г/л, плотность 1,12 г/см, рН 4,0-4,4) содержание H₂S 100 мг/л.

Испытания проводят при 50^оС в течение 6 ч в герметично закрытых циркуляционных ячейках.

Данные по деэмульгирующей и ингибирующей эффективности сведены в табл.2.

Содержание сульфида железа в нефтяной фазе определяется по следующей методике.

При определении сульфида железа в нефтяной фазе эмульсий, испытуемую водонефтяную эмульсию разделяют с помощью реагента-деэмульгатора и растворителя на воду и нефть. При этом сульфид железа сосредотачивается в нефтяной фазе или на границе раздела фаз. Выделившуюся воду отделяют, а нефтяную фазу промывают водой, не содержащей солей железа. Затем нефтяную фазу обрабатывают кислотой, при этом сульфид железа растворяется в растворе кислоты. Содержание сульфида железа рассчитывают по концентрации ионов железа в кислотной вытяжке (фотоколориметрическим методом) и ее объему.

Пересчет содержания железа на сульфид железа производят по формуле C_FeS мг/л, где C_Fe концентрация железа в кислотной вытяжке, мг/л; V_к.в. объем кислотной вытяжки, л; V_н объем нефтяной фазы, л; 1,57 фактор пересчета Fe_об на FeS.

Из представленных в табл.1 и 2 данных видно, что деэмульгатор, полученный заявленным способом, обладает высокой деэмульгирующей эффективностью и ингибирующей коррозию нефтепромыслового оборудования активностью.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДЕЭМУЛЬГАТОРА ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ ВОДОНЕФТЯНОЙ ЭМУЛЬСИИ путем конденсации производного фенола и кислородсодержащего продукта с последующим оксиалкилированием, отличающийся тем, что в качестве производного фенола используют алкилфенол с 4 12 атомами углерода в алкильной цепи, а в качестве кислородсодержащего продукта используют высококипящий побочный продукт производства изопрена из изобутилена и формальдегида или 4,4-диметилдиоксан-1,3 при их молярном соотношении 1 0,5 2 соответственно, и оксиалкилирование проводят окисью этилена до содержания оксиэтильных групп в молекуле 30 70 мас. и полученный продукт дополнительно подвергают взаимодействию с адипиновой или янтарной кислотой или малеиновым или фталевым ангидридом при молярном соотношении 1 0,05 2 соответственно с получением продукта конденсации.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что продукт конденсации дополнительно растворяют в растворителе ароматическом растворителе или изопропиловом спирте, или смеси ароматического растворителя с изопропиловым спиртом в массовом соотношении 4 9 1 соответственно при следующем соотношении, мас.

Продукт конденсации 40 65
Растворитель 35 60

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14