Способ получения деэмульгатора для обезвоживания и обессоливания водонефтяных эмульсий

 

Способ получения деэмульгатора, который может быть использован для глубокого обезвоживания и обессоливания стойких эмульсий высокосмолистых и парафинистых нефтей с одновременной защитой нефтепромыслового оборудования от коррозии. Способ заключается во взаимодействии простого полиэфира нелинейного строения с толуилендиизоцианатом, причем деэмульгатор дополнительно растворяет в растворителе и берут их в следующем массовом соотношении: мас. %: деэмульгатор - 30-65, растворитель до 100. 3 табл.

Изобретение относится к способу 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 высокосмолистых и парафинистых нефтей, а также для защиты нефтепромыслового оборудования от коррозий.

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

Однако деэмульгатор, полученный этим способом, проявляет хорошую деэмульгирующую эффективность на легких нефтях, но не позволяет достигнуть глубокого обезвоживания при подготовке стойких эмульсий тяжелых нефтей и кроме того, не проявляет антикоррозионных свойств.

Известен способ получения полиуретанов, которые могут быть использованы в качестве деэмульгаторов, заключающийся во взаимодействии смеси блоксополимеров на основе окисей алкиленов и оксиэтилированных спиртов и алкилфенолов с диизоцианатами при нагревании в среде растворителя (пат. ФРГ 294351, кл. C 08 С 22/08, 1971 г.).

Недостатком деэмульгаторов, полученных этим способом является то, что они не обеспечивают глубокого обезвоживания при разрушении стойких водонефтяных эмульсий и не проявляют антикоррозионных свойств.

Наиболее близким к изобретению является способ получения деэмульгатора для разрушения нефтеводяной эмульсии соединениями олигоуретанового типа, полученными на основе оксиэтилированных фенолальдегидных смол и блоксополимеров окисей алкиленов (пат. ФРГ 288713, кл. C 10 C 33/04, 1970 г.).

Однако деэмульгатор, полученный этим способом, не обеспечивает глубокого обезвоживания при подготовке стойких эмульсий высокосмолистых и парафинистых нефтей и не обладает защитным от коррозии действием.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является разработка способа получения деэмульгатора олигоуретанового типа для глубокого термохимического обезвоживания и обессоливания стойких эмульсий высокосмолистых и парафинистых нефтей и одновременно проявляющего антикоррозионное действие.

Поставленная задача решается предлагаемым способом получения деэмульгатора для глубокого термохимического обезвоживания и обессоливания стойких водонефтяных эмульсий путем взаимодействия при нагревании простого полиэфира с толуилендиизоцианатом при молярном соотношении полиэфира:толуилендиизационата от (n+1):n до (n+3):n соответственно, где n - число молей толуилендиизоцианата. Деэмульгатор дополнительно растворяют в органическом растворителе до концентрации 30-65 мас.

В качестве простых полиэфиров этилен и пропиленоксидов могут быть использованы: 1. Лапрол 5003-2-Б10 простой полиэфир, получаемых алкоголятной полимеризацией окиси пропилена и глицерина с последующей блоксополимеризацией с окисью этилена (ТУ 6-05-1513-75) или 2. Лапрол 5003-2-15 простой полиэфир, получаемый алкоголятной полимеризацией окисей этилена и пропилена с глицерином (ТУ 6-55-221-1141-90).

или 3. Лапрол 6003-2Б-18 простой полиэфир, получаемый алкоголятной полимеризацией окиси пропилена с глицерином с последующей блокосополимеризацией с окисью этилена (ТУ 6-05-221-880-86).

4. Лапрол 4503 простой полиэфир получаемый алкоголятной полимеризацией окиси пропилена с глицерином мол.м. равной 4500.

5. Лапрол 3003 (ТУ 6-05-1513-75) простой полиэфир, получаемый алкоголятной полимеризацией окиси пропилена с глицерином с последующей блоксополимеризацией с окисью этилена мол.м. 3000.

6. Лапрол 3603-2-12 (ТУ 6-05-2014-86) простой полиэфир, получаемый алкоголятной полимеризацией окиси пропилена с глицерином с последующей блоксополимеризацией с окисью этилена мол.м. 3600.

Толуилендиизоцианат используют в соответствии с ТУ 113-03-17-16-84 и ТУ 113-03-17-17-85, ТУ 113-03-331-79.

В качестве растворителей 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. Смесь C₂-C₄ моноалкиловые эфиры этилен и диэтиленгликоля: спирты в соотношении 1:15-19.

В качестве спиртов могут быть использованы метанол, изопропанол (ГОСТ 9805-84), кубовый остаток производства бутиловых типовых спиртов (ТУ 39-5794688-002-89).

В качестве C₂-C₄ моноалкиловых эфиров этилен- и диэтиленгликолей: МЭЭ ЭГ моноэтиловый эфир этиленгликоля (этилцеллозольв) ГОСТ 8113-88 МЭЭ ДЭГ моноэтиловый эфир диэтиленгликоля (этилкарбитол) ТУ 6-01-5757583-6-89 МБЭ ЭГ монобутиловый эфир этиленгликоля (бутилцеллозольв) ТУ 6-01-646-84 МБЭ ДЭГ монобутиловый эфир диэтиленгликоля (бутилкарбитол) ТУ 8-05-10-50-86.

3. Смесь C₂-C₄ моноалкиловые эфиры этилен и диэтиленгликоля: спирты: ароматические растворители в соотношении 1:(7-63):(1-26) соответственно.

При получении деэмульгатора исходный полиэфир предварительно обезвоживают в токе азота при температуре 150^oC±5^oC в течении 1 ч или вакуумированием при давлении 5-20 мм рт.ст. и температуре 100^oC±5^oC в течение 1 ч.

Пример 1 (см. образец N 1 табл. 1).

В круглодонную колбу, снабженную мешалкой, термометром загружают 97,5 г полиэфира марки Л 4503 и вакуумируют при P=5-20 мм рт.ст. и T=100^oC±5^oC в течении 1 ч для удаления следов влаги. Затем температуру снижают до 40-50^oC и при атмосферном давлении в колбу добавляют 2,5 г толуилендиизоцианата. Реакционную смесь перемешивают в течении 2 ч при температуре 50^oC. Молярное соотношение реагирующих веществ составляет 3:2 (полиэфир:толуилендиизаоцианата соответственно).

Примеры по образцам N 2-7 осуществляют аналогично примеру 1, изменяя молярное соотношение исходных соответственно примеры табл. 1.

Пример 2 (см. образец N 37 табл. 1).

В круглодонную колбу, снабженную мешалкой, термометром, загружают 98,1 г полиэфира марки Л 6003-2Б-28, который обезвоживается в токе азота при температуре 150^oC±5^oC в течение 1 ч. Затем температуру снижают до 40-50^oC и при атмосферном давлении в колбу добавляют 1,9 г толуилендиизоцианата. Реакционную смесь перемешивают в течении 2 ч при T=50^oC. Молярное соотношение реагирующих веществ составляет 3:2 (полиэфир:толуилендиизоцианат соответственно).

Примеры по образцам N 8-45 осуществляют аналогично описанному в примерах 1, 2, измеряя исходный полиэфир, соответственно примерам в табл. 1. Молярное соотношение исходных реагентов варьируют в заявленных пределах n+(1-3):n, где n число молей реагирующих веществ (полиэфир:ТДИ) соответственно примерам в табл. 1.

Полученные образцы представляют собой вязкие прозрачные продукты.

На их основе готовят товарные формы деэмульгатора путем растворения в растворителе. Растворение деэмульгатора (активной основы) осуществляют следующим образом.

К 55 г активной основы (образец N 1 табл. 2) при комнатной температуре добавляют 45 г смеси моноэтилового эфира этиленгликоля (МЭЭ ЭТ): метанол в соотношении 1:19 соответственно и перемешивают в течении 15 мин.

Примеры 2-26 табл. 2 осуществляют аналогично образцу 1, варьируя соотношение деэмульгатора (активной основы), и растворителя, а также соотношение массовых долей растворителя соответственно примерам в табл. 2.

Полученные деэмульгаторы испытывают на деэмульгирующую и антикоррозионную активности.

Испытания деэмульгирующей активности проводят как на искусственной эмульсии, так и на естественной.

Искусственную эмульсию 30%-ной обводненности готовят на безводной угленосной нефти. "Ромашкинского месторождения" и модели пластовой воды. Безводная нефть плотностью 0,868 г/см³ отобрана с устья скважины 14753. Минерализация модели пластовой воды, используемой для приготовления эмульсии составляют 200 г/л, плотность 1,12 г/см³.

В качестве естественной эмульсии используют эмульсию угленосной нефти ПО "Пермнефть" (плотность 0,946 г/см³, вязкость при 20^oC 219,1 мм²/c).

Реагенты дозируют в эмульсию в виде 1%-ного раствора на активной основе и 2%-ного раствора по товарной форме в смеси толуола и изопропанола, взятых в соотношении 3:1.

Проведение испытаний.

В водо-нефтяную эмульсию дозируют испытываемый деэмульгатор и встряхивают на лабораторном встряхиватели Вагнера в течение 30 мин при комнатной температуре. Затем термостатируют при 40^oC в течении 2 ч и измеряют количество свободно выделившейся воды.

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

Антикоррозионную активность деэмульгатора, полученного предлагаемым способом, оценивают гравиметрическим методом на стандартной модели пластовой воды минерализации 190 г/л, плотность 1,122 г/см³, содержание H₂S 100-200 мг/л. Испытания проводят в течение 6 ч на лабораторной установке типа "колесо" в закрытой системе со скоростью движения испытуемой среды 0,4 м/с, а также в герметично закрытых ячейках циркуляционного типа по ГОСТ 9.506.87. Ингибиторы коррозии металлов в водо-нефтяных средах".

Результаты испытаний на деэмульгирующую и антикоррозионную активность образцов приведены в табл. 1, 2.

Для сравнения в табл. 3 приведены данные по прототипу (авт. св. 288713) при расходе 20 г/л и данные по эффективности предлагаемого деэмульгатора при расходе 20 г/т, испытанного на нефтях "Пермнефть".

Из представленных в табл. 1, 2 данных видно, что заявленный способ получения деэмульгатора позволяет получить реагенты для глубокого термохимического обезвоживания и обессоливания стойких эмульсий высокосмолистых и парафинистых нефтей, обладающий антикоррозионным действием.

Формула изобретения

1. Способ получения деэмульгатора для обезвоживания и обессоливания водонефтяных эмульсий путем взаимодействия простого полиэфира и толуилендиизоцианата, отличающийся тем, что в качестве простого полиэфира используют оксиэтилированный и оксипропилированный глицерин и процесс проводят при молярном соотношении простого полиэфира и толуилендиизоцианата от (n + 1) (n + 3) n соответственно, где n число молей толуилендиизоцианата.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что полученный продукт дополнительно растворяют в органическом растворителе до концентрации 30 65 мас.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4