Состав для обезвоживания и обессоливания нефти, ингибирования коррозии нефтепромыслового оборудования и асфалтено-смоло-парафиновых отложений

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для разделения водонефтяных эмульсий и ингибирования коррозии нефтепромыслового оборудования и АСПО. Деэмульгатор-ингибитор коррозии имеет следующий состав, мас.%: диметилфосфит 0,35-0,5; амины 0,35-0,5; оксиалкилированный ПАВ 14,0-19,0 фосфенокс Н-6 9,0-25,0; дипроксамин - 65М 15,0-20,0; растворитель остальное. 2 з.п.ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к средствам разрушения водонефтяных эмульсий при одновременной защите систем сбора, транспорта и подготовки нефти от коррозии и асфальтено-смоло-парафиновых отложений и может быть использовано при обезвоживании нефти, при трубной деэмульгации на объектах нефтесбора, промышленных установках подготовки нефти, на нефтеперерабатывающих заводах и процессах глубокого обезвоживания и обессоливания нефти, а также как самостоятельный ингибитор коррозии в кислородсодержащих и сероводородсодержащих средах и как ингибитор асфальтено-смоло-парафиновых отложений в нефтепромысловом оборудовании.

Известен состав для обезвоживания и обессоливания нефти на основе неионогенных поверхностно-активных алкилфенолов [1] Однако этот деэмульгатор малоэффективен при подготовке сернистой нефти, так как процесс идет при завышенных расходных нормах, при сравнительно высокой температуре и длительном времени отстоя.

Известен состав для обезвоживания и обессоливания нефти, включающий, мас. ч. неионогенный деэмульгатор типа блоксополимера окисей алкиленов 0,7-1,5; кубовые остатки производства бутанола оксосин тезом, содержащие алифатические спирты С₁-С₄ и их эфиры 0,2-0,8; бутилбензольная фракция 0,2-0,8 [2] Недостатком состава является невысокая деэмульгирующая эффективность.

Наиболее близким по технической сущности и эффективности к заявляемому является состав для обессоливания и обезвоживания нефти ингибирования коррозии и асфальтено-смоло-парафиновых отложений, включающий диметил- или диэтилфосфористую кислоту, неионогенный деэмульгатор, амин и растворитель (Заявка на патент РФ N 5033637/04, С 10 G 33/03,1995).

Недостатком его является недостаточная эффективность при использовании для высоковязких и высокосернистых нефтей.

В основу изобретения положена задача создать состав комплексного действия деэмульгатор нефти, ингибитор коррозии и асфальтено-смоло-парафиновых отложений, позволяющий эффективно осуществить разделение водо-нефтяной эмульсии, ингибировать коррозию нефтепромыслового оборудования и асфальтено-смоло-парафиновые отложения.

Заявленный состав для обезвоживания и обессоливания нефти, ингибирования коррозии нефтепромыслового оборудования и асфальтено-смоло-парафиновые отложения, включающий соединение фосфористой кислоты диметилфосфит, азотсодержащее соединение, амин или триэтаноламин, оксиалкилированное поверхностно-активное вещество и растворитель, в качестве оксиалкилированного поверхностно-активного вещества состав содержит оксиэтилированные алкилфенолы на основе тримеров пропилена и дополнительно содержит ингибитор коррозии на основе продукта взаимодействия хлорокиси фосфора и неонола "Фосфенокс-Н-Н" и деэмульгатор на основе блоксополимера этилени пропиленоксидов на основе этилендиамина "Дипроксамин-157- 65М" или "Дипроксамин-157" при следующем соотношении компонентов, мас. диметилфосфит 0,35-0,5; азотсодержащее соединение (амин или триэтаноламин) 0,35-0,5; этилированный алкилфенол 14-19; фосфенокс Н-6 9,0-25,0; дипроксамин-157 или дипроксамин-157-65М 15,0-30,0; растворитель остальное.

В преимущественном варианте состав содержит в качестве растворителя органический растворитель, выбранный из группы, содержащей метанол технический, толуол нефтяной, ксилол, бутилэтилбензол, или их смесь, и воду при следующем соотношении компонентов, мас. диметилфосфит 0,35-0,5; азотсодержащее соединение 0,35-0,5; оксиэтилированный алкилфенол 14,0-19,0; фосфенокс Н-6 9,0-25,0; дипроксамин 157-65М или дипроксамин-157 15,0-30,0; вода 1-3; органический растворитель остальное.

Диметилфосфит используют по ТУ-6-36-5763445-6-88; в качестве азотсодержащего соединения используют, например, триэтаноламин или диэтиламин, или NH OH, или тетраметилдипропилентриамин, или триэтиламин согласно ТУ-6-02-916-79; в качестве оксиэтилированных алкилфенолов могут быть использованы, например алкилфенолы АФ₉-6, АФ₉-8, АФ₉-10, АФ₉-12 согласно ТУ 38.507-63-171-91.

Фосфенокс Н-6 получают традиционным методом взаимодействия хлорокиси фосфора с неонолами (Химия фосфорорганических соединений. Нифантьев Э.Е. МГУ, 1971, с. 148) и используют согласно ТУ 6-40-5763445-23-90, в качестве ингибитора коррозии.

Дипроксамин-157 представляет собой блоксополимер этилен и пропиленоксидов на основе этилендиамина с молекулярной массой около 5000, который является активной основой товарной формы его Дипроксамина 157-65М, используют согласно ТУ-14-611476 в качестве деэмульгатора.

В качестве растворителя могут быть использованы любые органические, ароматические и неорганические растворители, например, метанол технический, толуол нефтяной, ксилол (орто, пара, мета), а также этилбензол, бутилбензол, или их смесь и вода.

Новая совокупность заявленных существенных признаков позволит получить новый технический результат, а именно получить эффективный состав комплексного действия.

Анализ отобранных в процессе поиска известных решений показал, что в науке и технике нет объекта, аналогичного заявленной совокупности признаков и обладающего высокими деэмульгирующими свойствами, свойствами ингибировать коррозию нефтепромыслового оборудования и отложения асфальтено-смолопарафиновых отложений, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критериям "новизна" и "изобретательский уровень".

Для доказательства соответствия заявленного объекта соответствию "промышленная применимость" приводим конкретные примеры приготовления составов 1-14 и их свойства.

Составы готовят последовательным смешением диметилфосфита с неонолом АФ₉-12 в реакторе, снабженном мешалкой с числом оборотов 60 об/мин при 100^oС в течение 30 мин. Полученную смесь охлаждают до 20^oС и добавляют в нее триэтаноламин при перемешивании при 20^oС в течение 10 мин, затем при перемешивании в смеси вводят фосфенокс Н-6 в течение 10 мин, далее добавляют дипроксамин 157-65М при перемешивании 10 мин. Полученную смесь растворяют в смеси растворителей, включающей метанол, толуол, п,м,о-ксилов, воды, при перемешивании в течение 40 мин.

Составы N 1-14 готовят аналогично вышеописанному, изменяя исходные компоненты и их количество согласно табл.1.

Полученные составы испытывают на деэмульгирующую активность, на эффективность ингибировать коррозию в сероводородных, углекислотных и кислородсодержащих средах и асфальтено-смоло-парафиновые отложения.

Испытания деэмульгирующей активности составов проводят на искусственной эмульсии 60 и 40%-ной обводненности. Водонефтяные эмульсии готовят смешением сырой нефти и моделей вод (пластовой воды) с помощью миксера со скоростью 3000 об/мин в течение определенного времени непосредственно перед испытанием деэмульгатора. Для оценки эффективности используют сибирскую нефть (месторождение "Стрижевой") с пресной водой (30 г/л) и Куйбышевской нефти и минерализованной воды (170 г/л) согласно "Методике определения деэмульгирующей способности реагентов-деэмульгаторов", разработанной БашНИПИнефть.

Свежеприготовленную водонефтяную эмульсию разливают в мерные пробирки вместимостью 20 см³ по 10 см³. В пробы эмульсии дозируют 1%-ные растворы исследуемых составов и состава по прототипу с помощью микрошприца.

Пробы перемешивают и помещают на отстой в водяную баню при температуре 20-30^oС в течение 1 ч.

Кинетику отделения воды в процессе отстаивания выражают количеством выделившейся воды в от содержания воды в исходной пробе эмульсии. Количество выделившейся воды контролируют каждые 15 мин.

Результаты испытаний приведены в табл.2.

Испытания образцов в качестве ингибиторов сероводородной углекислотной коррозии проводят по ОСТ-39-099-79 "Ингибиторы коррозии. Метод оценки эффективности защитного действия ингибиторов коррозии в нефтепромысловых сточных водах", в стандартном растворе с плотностью 1,12 г/см³. В качестве образцов используют пластины из Ст 3. Время экспозиции образцов при оценке ингибирующего действия состава составляет 6 ч. Концентрация реагента во всех случаях составляет 50 мг/л. При сероводородной коррозии концентрация сероводорода составляет 100 мг/л.

Результаты испытаний приведены в табл.2.

Испытание состава на ингибирующий эффект в кислородсодержащей среде ведут по ГОСТ 9.506-87. Метод заключается в определении потери массы металлических образцов за время их пребывания в неингибированной и испытуемой средах.

Испытуемой средой служит стандартный раствор сточной воды, моделирующей нефтепромысловые пластовые воды, с точностью 1,12 г/см³. Для приготовления модели пластовой воды используют магний хлористый 22 г, кальций хлористый 23 г, кальций сернокислый 1,4 г, натрий хлористый 144 г. Для приготовления кислородсодержащего раствора указанные соли растворяют в 1 л дистиллированной воды.

Металлические образцы перед экспериментом обезжиривают и взвешивают с точностью до 0,00005 г.

Для коррозийных испытаний используют одновременно две установки с U-образными стеклянными сосудами, в которых создается линейный поток движения жидкости. Образцы помещают в колено двугорлого U-образного сосуда, заполненного стандартным кислородсодержащим раствором. На второй установке образцы опускают в раствор кислородсодержащий с добавкой испытуемого ингибитора.

Продолжительность испытаний 6 ч.

По разности весов образца с корродированным налетом и без него определяют эффективность ингибитора. Результаты представлены в табл.2.

Испытание состава N 1-5, 8-13 на эффект ингибирования асфальто-смоло-парафиновых отложений проводят по лабораторной методике определения диспергирования частиц, которая состоит в следующем.

В коническую колбу на 200 мл наливают 100 мл пластовой воды и дозируют 1 мл испытуемого реагента. Стенки колбы обрабатывают полученным 1%-ным раствором реагента в пластовой воде. Добавляют 2-3 г парафиновых отложений того же месторождения и нагревают на водяной бане до полного их расплавления. Затем колбу резко охлаждают под струей холодной воды, встряхивая ее круговыми движениями. По состоянию парафиновых отложений оценивается диспергирующая способность реагента.

После проведения лабораторных испытаний подробно записывается состояние парафиноотложений и раствора в пластовой воде и дается оценка диспергирующей способности.

Отличным считается диспергирование отложений в однородные частицы 0,5-1 мм. Диспергированные частицы при этом отстаиваются в течение не более 2-3 мин, раствор реагента в пластовой воде должен оставаться прозрачным, стенки колбы чистыми.

Хорошим считается диспергирование отложений в неоднородные частицы размером от 0,1 до 3 мм, при этом допускается незначительное загрязнение (замазывание) стенок колбы (менее 10%) от рабочей поверхности.

Состояние, при котором образуются частицы размером до 2-3 мм или диспергирование до размера 0,1 мм в диаметре при незначительном загрязнении поверхности стенок колбы, считается удовлетворительным.

Неудовлетворительным считается состояние, при котором отложения не диспергированы в частицы более 5 мм и наблюдается полное загрязнение рабочей поверхности стенок колбы.

Неудовлетворительным также считается диспергирование до недопустимого мелких размеров (диаметром менее 0,1 мм) и медленное отстаивание, что может привести к осложнению работы скважин. Результаты испытаний представлены в табл.2.

Из представленного в таблицах данных вид, что заявленный состав обладает повышенным деэмульгирующих и ингибирующим коррозию и АСПО эффектами. Заявленный состав имеет товарное название "Деэмульгатор ингибитор коррозии и АСПО АМ-7".

Формула изобретения

1. Состав для обезвоживания и обессоливания нефти, ингибирования коррозии нефтепромыслового оборудования и асфальтено-смоло-парафиновых отложений, включающий соединение фосфорной кислоты диметилфосфит, азотсодержащее соединение амин или триэтаноламин, оксиалкилированное поверхностно-активное вещество и растворитель, отличающийся тем, что в качестве оксиалкилированного поверхностно-активного вещества он содержит оксиэтилированные алкилфенолы на основе тримеров пропилена и дополнительно ингибитор коррозии на основе продукта взаимодействия хлорокиси фосфора с неонолом -"Фосфенокс-Н-6" и деэмульгатор на основе блок-сополимера этилен- и пропиленоксидов на основе этилендиамина "Дипроксамин-157-65М" или "Дипроксамин-157" при следующем соотношении компонентов, мас.

Диметилфосфит 0,35 0,5 Азотсодержащее соединение (амин или триэтаноламин) 0,35 0,5 Оксиэтилированный алкилфенол 14,0 19,0 "Фосфенокс-H-6" 9,0 25,0 "Дипроксамин-157-65М" или "Дипроксамин-157" 15,0 30,0 Растворитель Остальное
2. Состав по п. 1, отличающийся тем, что в качестве растворителя он содержит органический растворитель, выбранный из группы, содержащей метанол технический, толуол нефтяной, ксилол, бутилэтилбензол или их смесь, и воду при следующем соотношении компонентов, мас.

Диметилфосфит 0,35 0,5
Азотсодержащее соединение (амин или триэтаноламин) 0,35 0,5
Отксиэтилированный алкилфенол 14,0 19,0
"Фосфенокс -Н-6" 9,0 25,0
"Дипроксамин-157-65М"
или
"Дипроксамин-157" 15,0 30,0
Вода 1,0 3,0
Органический растворитель ОстальноеF