Состав для удаления асфальтенов, смол и парафинов из промыслового оборудования

 

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для удаления асфальтосмолопарафиновых (АСП) отложений из трубопроводов и резервуаров. Состав содержит водные растворы хлорида алюминия и нитрита натрия, ПАВ и в качестве инициатора реакции хлористый алюминий при следующем соотношении компонентов, мас.%: раствор А: хлорид аммония 10-35,0; хлористый алюминий 1,0-10,0; ПАВ 0,01-0,5; вода остальное; раствор Б: нитрит натрия 15-40; вода остальное. Предлагаемый состав позволяет полностью очистить промысловое оборудование от асфальтосмолопарафиновых отложений. 2 табл.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для удаления асфальтосмолопарафиновых (АСП) отложений из трубопроводов и резервуаров.

При транспорте и хранении нефти на стенках и днищах нефтепромыслового оборудования неизбежно накапливается нефтяной конгломерат, уменьшающий пропускную способность трубопроводов и полезную емкость резервуаров. АСП отложения, имеющие плотность 900-1000 кг/м³ и состоящие на 40-60% из асфальтенов, смол, парафинов и 50-80% воды и механических примесей, практически не растворяются в растворителях нефтяной природы (бензин, керосин, дизельное топливо). Разрушение отложений (растворение, диспергирование, деэмульсация) интенсифицируется при температурах, близких к температуре плавления парафинов (50 - 60^oC).

Известно несколько способов удаления твердых парафинов горячим детергентом, один из них - патент США N 4755230, другой - патент Великобритании N 2276218, наиболее близкий по технической сути.

Композиция состоит из двух растворов: А - хлорида аммония, уксусной кислоты и эмульгатора, Б - из нитрита натрия и эмульгатора.

При контакте слабокислого раствора хлорида аммония и водного раствора нитрита натрия они вступают во взаимодействие непосредственно в трубопроводе или в резервуаре с образованием хлорида натрия, воды и азота. Уксусная кислота выполняет роль инициатора реакции, которая протекает в течение некоторого промежутка времени и сопровождается выделением тепла.

NH₄Cl(p-p) + NaNO₂(p-p) ---> NaCl(p-p) + 2H₂O + N₂(газ), H^o = -309 кДж/моль Повышение температуры реакционной среды приводит к плавлению и отрыву АСП отложений со стенок нефтепромыслового оборудования.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности очистки трубопроводов и резервуаров за счет увеличения количества тепла, приходящегося на единицу объема реакционной смеси.

Технический результат достигается тем, что состав включает водный раствор нитрита натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%: Нитрит натрия - 15 - 40 Вода - Остальное Водный раствор хлорида аммония дополнительно содержит ПАВ, а в качестве инициатора реакции - хлористый алюминий при следующем соотношении компонентов, мас. %: Хлорид аммония - 10 - 35,0 Хлористый алюминий - 1,0 - 10,0 ПАВ - 0,01 - 0,5 Вода - Остальное Растворение в воде хлористого алюминия сопровождается выделением большого количества тепла. Так, например, при растворении 1 кг хлористого алюминия в 24 л воды выделяется 2480 кДж/моль, что приводит к нагреванию раствора на 20-25^oC. В результате гидролиза хлористого алюминия возникает кислая реакция среды. Водородный показатель раствора хлористого алюминия в воде в зависимости от концентрации составляет pH 3,5 - 5,0.

Введение хлористого алюминия позволяет проводить окислительно-восстановительную реакцию между хлоридом аммония и нитритом натрия с большим тепловым эффектом.

Для определения эффективности бинарной композиции различного состава на предварительно взвешенную (mo) стальную пластину (фрагмент насосно-компрессорных труб) равномерным слоем наносят расплавленный парафин. После охлаждения парафина пластину вновь взвешивают (mn) и помещают в цилиндрический сосуд. Затем заливают растворы бинарной композиции и измеряют температуру реакции (t, ^oС) и продолжительность протекания реакции (to). После окончания реакции взвешивают сухую пластину (m), прошедшую термохимическую очистку и рассчитывают эффективность очистки по формуле

Приводим примеры конкретных составов.

Пример 1. Для приготовления раствора А берут 0,8 г (16%) хлорида аммония, 0,1 г (2%) хлористого алюминия, 0,01 г (0,2%) ПАВ, остальное вода. Для приготовления раствора Б берут 1 г (20%) нитрита натрия, остальное вода. Растворы сливают в цилиндрический сосуд с находящейся в ней металлической пластиной с парафином. Результаты приведены в табл. 1.

Пример 2. Для приготовления раствора А берут 0,8 г (16%) хлорида аммония, 0,5 г (10%) хлористого алюминия, 0,01 г (0,2%) ПАВ, остальное вода. Для приготовления раствора Б берут 1 г (20%) нитрита натрия, остальное вода. Далее по примеру 1.

Пример 3. Для приготовления раствора А берут 1,6 г (32%) хлорида аммония, 0,1 г (2%) хлористого алюминия и 0,01 г (0,2%) ПАВ, остальное вода. Для приготовления раствора Б берут 2,0 г (40%) нитрита натрия, остальное вода. Далее по примеру 1.

Пример 4. Для приготовления раствора А берут 1,6 г (32 %) хлорида аммония, 0,5 г (10%) хлористого алюминия и 0,01 г (0,2%) ПАВ, остальное вода. Для приготовления раствора Б берут 2,0 г (40%) нитрита натрия, остальное вода. Далее по примеру 1.

Пример 5. К 20 г пастообразного асфальтосмолопарафинового осадка (АСПО), содержащего 75% воды, приливают 0,5 мл раствора А, содержащего 0,08 г (16%) хлорида аммония, 0,1 г (2%) хлористого алюминия, 0,01 г (0,2%) ПАВ, остальное вода, и 0,5 мл раствора Б, содержащего 0,1 г (20%) нитрита натрия, остальное вода.

АСПО разделились на два слоя, водный и нефтяной. В выделившейся нефти осталось 37,5% воды. Данные по составу исходной и выделившейся нефти приведены в табл. 2.

Пример 6. К 20 г пастообразного асфальтосмолопарафинового осадка, содержащего 75% воды, приливают 3 мл раствора А, содержащего 0,96 г (32%) хлорида аммония, 0,1 г (2%) хлористого алюминия, 0,01 г (0,2%) ПАВ, остальное вода, и 3 мл раствора Б, содержащего 1,24 г (40%) нитрита натрия, остальное вода.

АСПО разделился на два слоя, водный и нефтяной. В выделившейся нефти осталось 20% воды.

Таким образом, предлагаемый состав позволяет полностью очистить промысловое оборудование от асфальтеносмолопарафиновых отложений.

Формула изобретения

Состав для удаления асфальтенов, смол и парафинов из нефтепромыслового оборудования, включающий водный раствор нитрита натрия и водный раствор хлорида аммония, содержащий инициатор реакции, отличающийся тем, что водный раствор нитрита натрия имеет следующее соотношение компонентов, мас.%:
Нитрит натрия - 15 - 40
Вода - Остальное
водный раствор хлорида аммония дополнительно содержит ПАВ, а в качестве инициатора реакции - хлористый алюминий при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Хлорид аммония - 10 - 35,0
Хлористый алюминий - 1,0 - 10,0
ПАВ - 0,01 - 0,5
Вода - Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1