Депрессорная присадка для нефти и нефтепродуктов и способ ее получения. Присадка для нефти


Присадки для бензина и дизтоплива, антидетонаторы, октаноповышающие, депрессорные, антигели

Антидетонатор "CHIMTEC E10"

Октаноповышающая присадка "CHIMTEC E10" является уникальной отечественной разработкой.

Состав:

Многокомпонентная, на основе оксигенатов. Не содержит запрещенных компонентов, таких как: металлорганические соединения (железо, марганец, свинец), ММА (N-метиланилин), спирты (метанол, этанол).

Внешний вид:

Прозрачная жидкость светло-желтого цвета, не окрашивает топливо.

Запах:

Свойственный бензину. Не меняет запах топлива.

Растворимость:

Легко растворима в бензинах. Не расслаивается, не выпадает в осадок. Не расслаивается при наличии воды в топливе.

Светоустойчивость:

Абсолютно светоустойчива. Не разлагается, не окисляется на свету.

Прирост октанового числа:

При добавлении 0,5% в прямогонный бензин с ОЧ 58-62 м.м., октановое число повышается на ок. 6 ед.

При добавлении 0,8% в прямогонный бензин с ОЧ 58-62 м.м., октановое число повышается на ок. 10 ед.

При добавлении 1,0% в прямогонный бензин с ОЧ 58-62 м.м., октановое число повышается на ок. 12 ед.

Варианты рецептур:

49 % об. прямогона (ОЧ 59)   +   49 % об. ГОСТ Аи-92   +   1 % об. ММА*   +   1 % об. "CHIMTEC E10"   =   =   бензин с ОЧ 85,5 по моторному методу, т.е. ОЧ выше, чем в Аи-92

Прямогонный бензин (ОЧ 58-64)   +   1,5 % об. "CHIMTEC E10"   =   [повышение ОЧ до 17 ед.]

Бензин Аи-80 (ОЧ 76 по м.м.)   +   0,8% об. "CHIMTEC E10"   =   Бензин с ОЧ 83,7 по м.м., т.е. ОЧ выше, чем в Аи-92

ОЧ (Бензин + 1 % об. "CHIMTEC E10")   =   ОЧ (Бензин + 2 % об. ММА*)

* ММА в рецептурах можно заменять в два раза меньшим количеством "CHIMTEC E10"   1 %об. ММА = 1.3 %масс. ММА         1 %об. "CHIMTEC E10" = 1.1 %масс. "CHIMTEC E10"

Присадка "CHIMTEC E10" в два раза эффективнее N-метиланилина, разработана для замены монометиланилина в связи ограничением его использования (не более 1 % об.) в настоящее время и полным запретом на использование ММА в России с 01.01.2016 г.

 

Присадки для дизельного топлива

Депрессорно-диспергирующие присадки (антигели) серии Deprolux понижают температуру застывания и ПТФ дизельного топлива и позволяют использовать ДТ при более низких температурах (например, летние сорта ДТ зимой). Эффективность на разных топливах не уступает или превосходит показатели присадок европейских производителей.

Таблица 2. Изменения ПТФ и др. температурных характеристик эталонного летнего топлива ГОСТ 305-82 в зависимости от вводимых дозировок присадки Deprolux EF.ПоказательБезприсадки1л на1м3ДТ1,5л на1м3ДТ2л на1м3ДТ2,5л на1м3ДТ3л на1м3ДТ
Температура помутнения+2+2+2+1+10
Предельная температурафильтруемости (ПТФ)-5-15-22-28-30-31
Температура застывания-12-22-29-30-31-32
 

Поставка присадок осуществляется в стальных бочках 216,5 литров. Возможен как самовывоз, так и отправка автомобильным и железнодорожным транспортом.

prisadka.com

Присадка комплексного действия для транспортировки нефти и нефтепродуктов

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к присадкам для транспортировки нефти и нефтепродуктов по промысловым трубопроводам, и может быть использовано для снижения гидродинамического сопротивления и регулирования реологических свойств вязких нефтей и нефтяных эмульсий.

В нефтяной промышленности существует большое разнообразие добавок, основу которых составляет полимерный компонент. Наибольшее распространение среди них получили вязкостные и противотурбулентные присадки, которые нацелены либо на снижение вязкости, либо - на снижение гидравлического сопротивления. Эти присадки позволяют существенно снизить затраты на перекачку жидкостей по трубопроводу и нагрузку на перекачивающее оборудование. Однако они не способны решать обе эти задачи совместно. Поэтому актуальным направлением разработки такого рода присадок, снижающих эксплуатационные затраты на транспортировку нефти и нефтяных эмульсий, является формирование композиций, обладающих как вязкостным, так и противотурбулентным действиями.

Известны полимерные присадки противотурбулентного действия на основе полисахарида (US №2007205392, С09K 5/10, 2007), полиакриламида (WO 2412395, МПК C10L 1/2383, 2008), полиолефинов (US №61722151, MПК C08L 33/26, 2001). Однако они не способны оказывать существенного влияния на изменение реологических свойств нефти и нефтяных эмульсий.

Известны композиции, снижающие вязкость (например, патенты RU 1271375, RU 2285034, RU 1271375, RU 2453584, RU 2242503). Известные присадки нацелены на изменение реологических свойств нефтей и нефтепродуктов, однако они не обладают противотурбулентным действием по отношению к нефтям и нефтяным эмульсиям при их транспортировке трубопроводным транспортом. Кроме того, эти присадки теряют свою эффективность в условиях турбулентного режима течения жидкости.

Полимерные присадки, обладающие как противотурбулентными, так и вязкостными свойствами, в источниках информации не были выявлены.

В качестве прототипа выбрана композиционная депрессорная присадка, используемая для парафинистых и высокопарафинистых нефтей, включающая в свой состав сополимер этилена с винилацетатом, сукцинимид мочевины, триэтаноламин, неонол, сульфонат натрия (патент RU 2453584, МПК C10L 1/182, опубл. 20.06.2012).

Однако данная присадка не способна снижать гидравлическое сопротивление прокачиваемой жидкости в трубопроводной системе.

Задачей настоящего изобретения является создание присадки комплексного действия, предназначенной для снижения гидродинамического сопротивления и для регулирования реологических свойств вязких нефтей и нефтяных эмульсий при транспортировке трубопроводным транспортом.

Поставленная задача решается тем, что присадка комплексного действия, для транспортировки нефти и нефтепродуктов, содержащая полимер, азотсодержащее соединение и поверхностно-активное вещество, согласно изобретению, дополнительно содержит наноразмерный оксид алюминия с размерами частиц 40 нм, а в качестве полимера содержит низкомолекулярный полиэтилен, в качестве азотсодержащего вещества - гидразин, в качестве поверхностно-активного вещества - неионогенное поверхностно-активное вещество Реапон-4В при следующем соотношении компонентов, мас.%:

низкомолекулярный полиэтилен 60-65
гидразин 20-25
указанный оксид алюминия 5-10
Реапон-4В 5-10

Техническим результатом изобретения является присадка комплексного действия, которая снижает вязкость и гидродинамическое сопротивление нефти и вязких нефтепродуктов при транспортировке трубопроводным транспортом, обладающая высокой устойчивостью к механодеструкциям.

Изобретение поясняется чертежами и графиками, приведенными на фиг. 1-5.

На фиг. 1 представлена микрофотография композиции, содержащей низкомолекулярный полиэтилен, гидразин и Реапон-4 В.

На фиг. 2 приведена микрофотография предлагаемой присадки.

На фиг. 3 приведена принципиальная схема установки для стендовых испытаний расходных характеристик гидравлических сопротивлений.

На фиг. 4 - схема рабочего блока установки для стендовых испытаний расходных характеристик гидравлических сопротивлений.

На фиг. 5 представлен график зависимости изменения расхода перекачиваемой среды от числа циркуляционных циклов в системе при температуре перекачки 23-25°С и турбулентном режиме течения, где кривая 1 - дизельное топливо (ДТ), кривая 2 - ДТ+присадка M-FLOWTREAT, кривая 3 - ДТ+предлагаемая присадка.

Сущность изобретения заключается в следующем.

В присадках противотурбулентного действия, как правило, используются высокомолекулярные полимеры, а в вязкостных - низкомолекулярные. В предлагаемой присадке используют низкомолекулярный полиэтилен (НМПЭ), благодаря которому присадка обладает вязкостными свойствами, и наноразмерный оксид алюминия. Роль оксида алюминия по данным физико-химических исследований, заключается в образовании линейных структур за счет ассоциативных связей между частицами оксида алюминия и молекулами НМПЭ. В результате образуются структуры с более длинными цепочками, за счет чего присадка обладает противотурбулентным эффектом. Образование таких структур подтверждается микрофотографиями, полученных с помощью растворного электронного микроскопа JSM-6490LV (фиг. 2). Сравнение фотографий на фиг. 1-2 явно показывает образование линейных агломератов, размеры которых варьируются в диапазоне от 75 до 225 нм, образующихся за счет наличия в составе предлагаемой присадки наноразмерного оксида алюминия.

Кроме того, при прохождении нефти с предлагаемой присадкой по трубопроводу через систему местных сопротивлений (насосы, задвижки) линейные структуры присадки, образованные наночастицами оксида алюминия и молекулами НМПЭ, распадаются и далее, в потоке, вновь восстанавливаются, что позволяет присадке сохранять «живучесть» при длительной прокачке. Другими словами, предлагаемая присадка обладает высокой устойчивостью к различным механическим деструкциям, т.е. сохраняет противотурбулентную эффективность. Тогда как противотурбулентные присадки на основе высокомолекулярных полимеров имеют низкую устойчивость к механическим воздействиям вследствие разрушения молекул полимера в потоке и при прохождении через систему местных сопротивлений. В результате эффективность противотурбулентного действия таких присадок снижается, особенно при транспортировке на большие расстояния.

Характеристика компонентов присадки.

Полиэтилен низкомолекулярный (ТУ 2211-091-05766563-2012, (производство ООО «ТрансХим») - мазе- или воскообразное вещество от светло-серого до коричневого цвета. Динамическая вязкость расплава 20-400 мПа⋅с.

В качестве источника наноразмерных частиц оксида алюминия использовали дисперсию оксида алюминия в водном носителе NANOBYK - 3600. Содержание наночастиц составляет 50%. Размер частиц - 40 нм.

Для улучшения текучести в заявленной присадке используют гидразин (ГОСТ 19503-88) - бесцветную прозрачную жидкость, растворимую в воде и в спирте в любых соотношениях.

Реапон-4В (ТУ 2226-005-10488057) представляет собой прозрачную жидкость без механических примесей от светло-желтого до светло-коричневого цвета. Реапон-4В способствует образованию высокодисперсной системы при растворении присадки. Это позволяет предлагаемой композиции более эффективно распределиться в потоке перекачиваемой среды.

Присадку готовят последовательным смешением компонентов при температуре 60-80°С в течение 2-3 часов.

Примеры конкретного выполнения

Пример 1

В колбу загружают 6,5 г НМПЭ и расплавляют при 70°С. Далее добавляют последовательно 1 г водной дисперсии частиц оксида алюминия, 2 г гидразина и 1 г Реапон-4В. При температуре 70-80°С систему перемешивают 1,5-2 часа. Далее полученную смесь сушат на воздухе. В результате получают присадку, содержащую в масс. %: НМПЭ - 65, гидразин - 20, наноразмерные частицы оксида алюминия - 5, Реапон-4В - 10. Присадка представляет собой порошок светло-серого цвета, хорошо растворимый в различных органических соединениях.

Примеры 2-3

Присадки готовят аналогично примеру 1, варьируя содержание компонентов.

Пример 4

Присадка приготовлена аналогично примеру 1 без наноразмерного оксида алюминия, при этом массовое соотношение остальных компонентов не изменялось.

Для корректного сравнения результатов была синтезирована присадка-прототип по способу, описанному в патенте RU 2453584. В результате получили 10 г присадки, содержащей 20 масс. % компонента А, 10 масс. % компонента Б и 70 масс. % растворителя.

Составы полученных присадок представлены в таблице 1.

Эффективность действия присадок оценивали по снижению вязкости и гидродинамического сопротивления нефти, нефтяных эмульсий и дизельного топлива. Для этого присадку растворяли в небольшой порции нефти или эмульсии при нагревании и перемешивании до получения стабильной однородной системы. Полученную смесь вводили в исследуемую среду из расчета 50 ppm присадки для исследования вязкостных свойств и 100 ppm - для исследования противотурбулентных.

Испытания присадки проводили на нефти Ромашкинского месторождения со следующими характеристиками:

Плотность, кг/м3 893,2
Кинематическая вязкость при 20°С, сСт 39,3
Кинематическая вязкость при 50°С, сСт 10,57
Содержание серы, % вес. 2,28
Содержание асфальтенов, % вес. 4,19
Содержание парафинов, % вес. 2,89
Содержание смол, % вес. 20,57

Вязкостные свойства присадок оценивали по изменению динамической вязкости нефти и нефтяных эмульсий на ротационном вискозиметре DV-II+Pro и ротационном реометре HaakeRheostressRS 6000 (Германия) при скоростях сдвига в диапазоне от 0,014 с-1 до 30 с-1 и температурном интервале от -10°С до 20°С. По полученным данным рассчитывали эффективность вязкостных свойств присадки Ев (%) по формуле:

,

где μи.с - коэффициент динамической вязкости исследуемой среды, Па⋅с, μи.с+присадка - коэффициент динамической вязкости исследуемой среды с присадкой, Па⋅с.

Противотурбулентные свойства присадок оценивали по снижению гидравлического сопротивления (эффект Томса) перекачиваемой среды при 23-25°С на специально разработанной установке для стендовых испытаний расходных характеристик гидравлических сопротивлений в условиях, близких к реальным (патент на полезную модель RU 166259, G01F 25/00, 21.11.2016).

Установка включает расходный бак 1 с устройством термостатирования, состоящим из расположенного внутри бака змеевика 2 и внешней рубашки охлаждения 3, рабочую магистраль 4, на которой последовательно расположены задвижка 5, насос 6, измеритель давления 7, расходомер 8, рабочий блок 9 и измеритель давления 10, переливную магистраль 11 с задвижкой 12 и возвратную магистраль 13 с измерителем температуры 14 (фиг. 3). Рабочий блок 9 включает три параллельные рабочие ветки 15, 16, 17 (фиг. 4). Каждая рабочая ветка имеет последовательно расположенные задвижки 18, 19, 20 и змеевики 21, 22, 23. Змеевики 21, 22, 23 имеют разные диаметры, при этом два змеевика 21 и 22 меньших диаметров снабжены внешней рубашкой охлаждения 24. На рабочей магистрали между расходным баком 1 и задвижкой 5 установлена задвижка для слива 25.

По полученным результатам рассчитывали эффективность действия противотурбулентных свойств присадки Еп(%) по формуле:

,

где ϑи.с - объемный расход исследуемой среды, м3/ч, ϑи.с+присадка - объемный расход исследуемой среды с присадкой, м3/ч.

Также для анализа противотурбулентных свойств была проведена сравнительная оценка эффективности предлагаемой присадки с промышленной противотурбулентной присадкой M-FLOWTREAT производства Миррико Холдинг Лимитед (VG), основу которой составляют высокомолекулярные полимеры высших α-олефинов.

В связи с тем, что в источниках информации не было обнаружено описания присадок комплексного вязкостно-противотурбулентного действия дополнительно была приготовлена модельная присадка, представляющая собой композицию из вязкостной и противотурбулентной присадок. Для этого использовали в качестве противотурбулентного реагента присадку M-FLOWTREAT, а в качестве вязкостного реагента - присадку-прототип. Присадку готовили путем смешения расплавов этих присадок при массовом соотношении присадка-прототип: промышленная присадка равном 1:3 (при таком соотношении модельная присадка проявляет наибольшую эффективность).

Результаты исследований вязкостных и противотурбулентных свойств присадок представлены в таблицах 2 и 3.

Как видно из табличных данных (табл. 2), предлагаемая присадка комплексного действия оказывает значительный эффект на снижение вязкости нефтяных эмульсий. Эффективность ее действия на 25% при 20°С и на 36% при 0°С больше, чем эффективность действия прототипа. Вязкостное действие предлагаемой присадки особенно эффективно при отрицательных температурах. При температуре минус 5°С эффективность ее действия может достигать 80% (пример 1), что существенно выше, чем у прототипа. Это позволяет использовать предлагаемую присадку при транспортировке нефти и нефтепродуктов в осенне-зимний период.

Роль наноразмерного оксида алюминия наглядно показана в примере 4. Присадка, не имеющая в своем составе указанный оксид алюминия, проявляет вязкостные свойства, но эффективность ее на ~50% ниже, чем у предлагаемой присадки.

Промышленно используемая противотурбулентная присадка M-FLOWTREAT не способствует снижению вязкости углеводородных систем. Модельная присадка так же не способна эффективно снижать вязкость углеводородной системы.

Аналогичные результаты были получены при исследовании эффективности действия присадок по снижению вязкости нефти (табл. 3).

В таблице 3 так же приведены результаты исследования противотурбулентного действия присадок в зависимости от количества циркуляционных циклов.

Анализ табличных данных показывает, что заявляемая присадка комплексного действия оказывает противотурбулентное действие, сравнимое по эффективности с промышленной противотурбулентной присадкой M-FLOWTREAT. Но при этом эффективность предлагаемой присадки сохраняется в течение длительного времени прокачивания нефти (до 80 циклов), что говорит о ее высокой устойчивости к механическим деструкциям при транспортировке. В то время как эффективность противотурбулентной присадки M-FLOWTREAT резко снижается (почти в 2 раза) через 40 циркуляционных циклов, а через 80 циркуляционных циклов эффективность противотурбулентного действия равна нулю, что свидетельствует о низкой устойчивости присадки к механическим деструкциям.

Присадка, не имеющая в своем составе наноразмерный оксид алюминия (пример 4), практически не обладает противотурбулентным эффектом при транспортировке нефти.

Модельная присадка, состоящая из вязкостной присадки (прототип) и противотурбулентной присадки (M-FLOWTREAT), не работает ни как вязкостная, ни как противотурбулентная.

Также были проведены исследования влияния предлагаемой присадки на снижение гидродинамического сопротивления при прокачке дизельного топлива в сравнении с противотурбулентной присадкой M-FLOWTREAT (Фиг. 3).

По данным фиг. 3 явно следует, что предлагаемая присадка (кривая 3), способна так же эффективно снижать гидравлическое сопротивление трубопровода, как и присадка M-FLOWTREAT (кривая 2). Однако предлагаемая присадка эффективно прокачивает жидкость до 100 циклов (100 раз проходит через шестеренчатый насос), а присадка M-FLOWTREAT эффективно работает до 60-70 циркуляционных циклов прокачки по трубопроводной системе. Следовательно, предлагаемая присадка обладает более высокой устойчивостью к механическим деструкциям и способна снижать гидравлическое сопротивление трубопроводной системы в течение длительного времени.

Таким образом, предлагаемая присадка комплексного действия для транспортировки нефти и нефтепродуктов обладает вязкостными и противотурбулентными свойствами и, кроме того, обладает высокой устойчивостью к различным механическим деструкциям.

Присадка комплексного действия для транспортировки нефти и нефтепродуктовПрисадка комплексного действия для транспортировки нефти и нефтепродуктовПрисадка комплексного действия для транспортировки нефти и нефтепродуктов

edrid.ru

Композиционная депрессорная присадка для парафинистых и высокопарафинистых нефтей

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для снижения температуры застывания, динамической вязкости при транспортировке и хранении парафинистых и высокопарафинистых нефтей. Композиционная депрессорная присадка содержит компоненты в мас.%: сополимер этилена с винилацетатом - 10-30; сукцинимид мочевины - 0,5-15; триэтаноламин - 0,2-3; неонол - 0,1-2; сульфонат натрия - 0,1-2; углеводородный растворитель - до 100. Технический результат - получение новой композиционной депрессорной присадки для снижения температуры застывания и улучшения реологических свойств парафинистых и высокопарафинистых нефтей. 3 пр., 3 табл.

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для снижения температуры застывания, динамической вязкости при транспортировке и хранении парафинистых и высокопарафинистых нефтей.

В качестве депрессоров находят применение многие низкомолекулярные и полимерные органические соединения. Наибольшее распространение имеют промышленные алкилароматические депрессорные присадки (депрессатор АзНИИ, АФК, Парафлоу, Сантопур), полиметакрилатные (ПМА-Д), сополимеры этилена и винилацетата и др. (Тертерян Р.А. Депрессорные присадки к нефтям, топливам и маслам. М.: Химия, 1990, с.238).

Часто используются присадки на основе сополимеров этилена с винилацетатом (Патент 2137813 С1 РФ. Депрессорная присадка для нефти и нефтепродуктов/ОАО «ВНИИНефтехим», опубл. 20.09.99, 6 C10L 1/18). Но присадки на основе этих сополимеров наиболее эффективны для снижения температуры фильтруемости и застывания нефтепродуктов, в частности дизельного топлива. Введение таких присадок в нефть с невысоким содержанием парафиновых углеводородов (ПУ до 4 мас.%) приводит к снижению температуры застывания в среднем на 20°С. Но с повышением содержания ПУ в нефтях депрессорная эффективность присадок заметно снижается и имеет минимальные значения для высокопарафинистых нефтей (доля ПУ выше 6 мас.%).

Разработки поликомпонентных композиционных присадок позволяют использовать явление синергизма для снижения температуры застывания и реологических характеристик парафинистых и высокопарафинистых нефтей. В этой связи наиболее привлекательны композиционные присадки, содержащие поверхностно-активные вещества. В новых разработках наиболее часто в качестве ПАВ используются моноалкиловые эфиры полиэтиленгликоля на основе первичных жирных спиртов («Синтанол»), оксиалкилирование аминосоединения («Дипроксамин», «Оксамин») (Патент №2176265, Заявка №2000128750/04, авторы - Жарченков Ю.Н., Мишин А.И., Попов А.С. и др.).

Наиболее близкой к заявляемой является присадка (пат РФ №2098459) на основе сополимера этилена с винилацетатом. Депрессорные свойства этой присадки достаточны для малопарафинистых нефтей, однако она не работает на высокопарафинистых нефтях.

Задачей изобретения является создание новой композиционной депрессорной присадки для снижения температуры застывания и улучшения реологических свойств парафинистых и высокопарафинистых нефтей.

Технический результат достигается введением в нефть депрессорной присадки, содержащей раствор сополимеров этилена с винилацетатом и сукцинимида мочевины в углеводородном растворителе при следующем соотношении компонентов, мас.%:

сополимер этилена с винилацетатом - 10-30;.
сукцинимид мочевины - 0,5-15;
триэтаноламин - 0,2-3;
неонол - 0,1-2;
сульфонат натрия - 0,1-2;
углеводородный растворитель - до 100.

Концентрация присадки в нефти составляет 0,03-0,1 мас.%.

В качестве основы для композиционной депрессорной присадки сополимеров этилена с винилацетатом (Sevilen 28800 с содержанием звеньев винилацетата 24-32 мас.%, молекулярной массой Мn=10000-45000, НПО «Пластмасс», г.Москва) и сукцинимида мочевины (ингибитор коррозии «СИМ» ТУ 2458-018-33992933-2006, ЗАО «НПП «Алтайспецпродукт», г.Бийск).

Сукцинимидные присадки обладают способностью диспергировать и поддерживать во взвешенном состоянии дисперсные частицы и повышать коллоидную стабильность масел, обеспечивая удержание в объеме НДС примесей органического и неорганического происхождения, которые накапливаются в процессе эксплуатации нефтепродуктов (Патент № RU 2203930 С1, Способ получения сукцинимидной присадки; авторы - Бырихина Н.Н., Акенов В.И., Иванников В.В. и др.)

Депрессорные свойства присадки оценивались по изменению значений эффективной вязкости (на ротационном вискозиметре BROOKFIELD DV-III ULTRA) и температуры застывания (по ГОСТ 20287-74).

Пример 1. Для нефти Арчинского месторождения (содержание парафиновых углеводородов - 6,7 мас.%) определен депрессорный эффект новой присадки, состоящей из растворов сополимера этилена с винилацетатом и сукцинимида мочевины в углеводородном растворителе при следующем соотношении компонентов, мас.%:

сополимер этилена с винилацетатом - 12;
сукцинимид мочевины - 2,5;
триэтаноламин - 0,2;
неонол - 0,1;
сульфонат натрия - 0,1;
углеводородный растворитель - до 100.

Применение депрессорной присадки при концентрации в нефти 0,03-0,1 мас.% без сукцинимида мочевины (Присадка*) снижает температуру застывания нефти Арчинского месторождения на 5-8,5°С и эффективную вязкость на 4-19% (табл.1.). Добавление сукцинимида мочевины в состав присадки (Присадка, 0,05 мас.%) приводит к снижению температуры застывания на 24°С и динамической вязкости на 58%.

Пример 2. Для нефти Мамуринского месторождения (содержание парафиновых углеводородов - 16,1 мас.%) был установлен депрессорный эффект присадки, состоящей из растворов сополимера этилена с винилацетатом и сукцинимида мочевины в углеводородном растворителе при следующем соотношении компонентов, мас.%:

сополимер этилена с винилацетатом - 25;
сукцинимид мочевины - 10,5;
триэтаноламин - 2;
неонол - 2;
сульфонат натрия - 1;
углеводородный растворитель - до 100.

Применение депрессорной присадки без сукцинимида мочевины (Присадка*) при концентрации в нефти 0,05 мас.% снижает температуру застывания нефти Мамуринского месторождения на 6°С и эффективную вязкость на 13% (табл.2.).

Добавление сукцинимида мочевины в состав присадки (Присадка) показывает значительное снижение температуры застывания нефти (на 20,5°С) и динамической вязкости (на 52%). Наиболее эффективная концентрация присадки составляет - 0,03 мас.%.

Пример 3. Для нефти Фестивального месторождения (содержание парафиновых углеводородов - 8,2 мас.%) были установлены депрессорные свойства присадки, состоящей из растворов сополимера этилена с винилацетатом и сукцинимида мочевины в углеводородном растворителе при следующем соотношении компонентов, мас.%:

сополимер этилена с винилацетатом - 15;
сукцинимид мочевины - 7,5;
триэтаноламин - 1;
неонол - 0,5;
сульфонат натрия - 0,5;
углеводородный растворитель - до 100.

Применение депрессорной присадки без сукцинимида мочевины (Присадка*) снижает температуру застывания нефти Фестивального месторождения на 6°С при концентрации в нефти 0,05 мас.% и эффективную вязкость на (табл.2.). Добавление сукцинимида мочевины в состав присадки (Присадка, 0.05 мас.%) снижает температуру застывания нефти на 19,5°С и динамическую вязкость на 52%.

Таким образом, показана эффективность применения новой композиционной депрессорной присадки для высокопарафинистых нефтей.

Таблица 1
Изменение температуры застывания и динамической вязкости (при 20°С и скорости сдвига 78 с-1) нефти Арчинского месторождения при использовании депрессорной присадки
Концентрация присадки в нефти, мас.% Тз, °С вязкость, η [мПа·с] Депрессорный эффект,
ΔТ, °С Δη, %
0,00 +9 39,0
0,03 Присадка* +2,5 37,5 6,5 3,8
0,05 Присадка* +0,5 30,5 8,5 19,2
0,1 Присадка* +4,0 37,4 5,0 4,0
0,03 Присадка -8,2 20,3 17,2 48,0
0,05 Присадка -15,0 16,4 24,0 58,2
0,1 Присадка -10,5 19,8 19,5 49,0
ΔT, °C=Tзнефть-Тзнефть+присадка
Таблица 2
Изменение температуры застывания и динамической вязкости (при 40°С и скорости сдвига 22 с-1) нефти Мамуринского месторождения с депрессорной присадкой
Концентрация присадки в нефти, мас.% Тз, °С вязкость, η [мПа·c] Депрессорный эффект
ΔТ, °С Δη, %
0,00 +20,5 157,0
0,03 Присадка* +18,5 155,5 2,0 1,0
0,05 Присадка* +14,5 136,5 6,0 13,1
0,1 Присадка* +24,0 168,8 -3,5 -7,5
0,03 Присадка +8,5 110,0 12,0 30,0
0,05 Присадка 0,0 76,0 20,5 52,0
0,1 Присадка +10,5 117,5 10,0 25,2
Таблица 3
Изменение температуры застывания и динамической вязкости (при 20°С и скорости сдвига 30 с-1) нефти Фестивального месторождения при использовании депрессорной присадки
Концентрация присадки в нефти, мас.% Тз, °С вязкость, η [мПа·с] Депрессорный эффект,
ΔТ, °С Δη, %
0,00 +4,5 333,0
0,03 Присадка* +0,5 300,5 4,0 9,8
0,05 Присадка* -6,5 260,2 11,0 22,0
0,1 Присадка* +5,0 342,0 -0,5 -3,0
0,03 Присадка -10,5 204,8 14,5 39,0
0,05 Присадка -15,0 161,3 19,5 52,0
0,1 Присадка +0,5 296,3 4,0 11,0

Композиционная депрессорная присадка для парафинистых и высокопарафинистых нефтей на основе сополимера этилена с винилацетатом в углеводородном растворителе, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит сукцинимид мочевины, триэтаноламин, неонол и сульфонат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

сополимер этилена с винилацетатом 10-30
сукцинимид мочевины 0,5-15
триэтаноламин 0,2-3
неонол 0,1-2
сульфонат натрия 0,1-2
углеводородный растворитель до 100

www.findpatent.ru

Депрессорная полимерная присадка для парафинистых нефтей

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для снижения температуры застывания парафинистых нефтей при их транспортировке и хранении. Депрессорная полимерная присадка для парафинистых нефтей содержит активный компонент и растворитель, при этом в качестве активного компонента она содержит сополимер высших алкилакрилатов фракции C18-C26 с линейными алкильными группами и высших N-алкилакриламидов с линейными или разветвленными алкильными группами C8-C14, а в качестве растворителя - толуол при следующем соотношении компонентов, мас.%: сополимер 40-60, толуол остальное, при этом сополимерная часть присадки содержит 80-95 мас.% звеньев высших алкилакрилатов фракции C18-C26 с линейными алкильными группами и 5-20 мас.% звеньев высших N-алкилакриламидов с линейной или разветвленной алкильной группой C8-C14.Технический результат - присадка снижает температуру застывания нефти Соболевского месторождения на 14-22°C (при концентрации полимера в нефти 0,007 мас.%), нефти Малого Черниговского месторождения - на 17-29°C (0,01 мас.%). Кроме того, присадка имеет высокую эффективность в качестве ингибитора асфальто-смолисто-парафиновых отложений. 3 табл., 11 пр.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для снижения температуры застывания парафинистых нефтей и уменьшения асфальто-смолисто-парафиновых отложений (АСПО) на внутренних стенках транспортных трубопроводов. При транспортировке парафинистых нефтей в холодное время года необходимо обеспечить их текучесть, а также уменьшить количество АСПО на внутренних стенках трубопроводов.

Для снижения температуры застывания парафинистых нефтей используются депрессорные присадки. В качестве таких присадок предлагается использовать, в частности, (мет)акриловые полимеры - в частности, сополимеры высших алкилакрилатов с высшими алкилметакрилатами (а.с. СССР 608827, МКИ C10L 1/18, C10M 1/28, опубл. 30.05.78 г.), сополимеры высших алкилакрилатов с 4-винилпиридином (а.с. СССР 458134, МКИ C10L 1/10, C10L 1/18, C10L 1/22 F17D 1/16, опубл. 25.01.75 г.).

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к заявленному изобретению является депрессорная присадка, активное вещество которой представляет собой сополимер высших алкилакрилатов (с числом атомов углерода в алкильном радикале 16 и более) и малеинового ангидрида (пат. Канады 1334013, МКИ C10L-001/18, опубл. 17.01.95 г.) при содержании последнего 0,5-2,5 мас.%, (предпочтительно, от 1 до 2 мас.%). Указанная присадка эффективно снижает температуру застывания парафинистых нефтей, улучшая тем самым их низкотемпературную текучесть. Недостатком присадки, предлагаемой в прототипе, является низкая эффективность в качестве ингибитора АСПО (что установлено экспериментально авторами настоящей заявки, см. пример 10).

Задачей данного изобретения является создание новой депрессорной присадки для снижения температуры застывания парафинистых нефтей, являющейся одновременно эффективным ингибитором отложений АСПО при низкотемпературной транспортировке нефтей.

Техническим результатом является улучшение низкотемпературных свойств нефтей - понижение их температуры застывания и уменьшение количества выпадающих в осадок при низких температурах АСПО.

Этот технический результат достигается тем, что депрессорная полимерная присадка для парафинистых нефтей, содержащая активный компонент и растворитель, содержит в качестве активного компонента сополимер высших алкилакрилатов фракции C18-C26 с линейными алкильными группами и высших N-алкилакриламидов с линейными или разветвленными алкильными группами C8-C14, а в качестве растворителя - толуол при следующем соотношении компонентов, мас.%:

сополимер 40-60
толуол остальное

при этом сополимерная часть присадки содержит 80-95 мас.% звеньев высших алкилакрилатов фракции C18-C26 с линейными алкильными группами и 5-20 мас.% звеньев высших N-алкилакриламидов с линейной или разветвленной алкильной группой C8-C14.

Присадку получают путем сополимеризации смеси мономеров, состоящих из 80-95 мол.% фракции алкилакрилата (C18-C26) и 5-20 мас.% высших N-алкилакриламидов с линейной или разветвленной алкильной группой C8-C14. Сополимеризацию проводят в среде толуола в присутствии инициатора полимеризации (2,2'-азобис(изобутиронитрила), АИБН) и регулятора молекулярной массы (лаурилмеркаптана) при температуре 80-120°С в течение 5-6,5 ч. Пред синтезом готовят раствор инициатора, растворяя его в количестве 1,5% от суммарной массы мономеров в растворителе, взятом в количестве 10% от общей массы мономеров. В реактор загружают растворитель в количестве 90% от общей массы мономеров, регулятор молекулярной массы в количестве 0,1 мас.% от общей массы мономеров и первую порцию мономеров (50% от общего количества). Смесь нагревают при перемешивании до 80°С и вводят первую порцию инициатора (50% от массы приготовленного раствора). После самопроизвольного повышения температуры реакционной массы до 90-100°С равномерно дозируют оставшуюся часть мономерной смеси (в течение 1,5 ч) и раствора инициатора (в течение 2,5-3 ч). После окончания загрузки инициатора смесь выдерживают в течение 1-2 ч при температуре 85-95°С, охлаждают и анализируют на кинематическую вязкость и содержание полимера.

Полученная присадка характеризуется кинематической вязкостью, которая находится в диапазоне от 8,6-23,6 сСт при 50°С, при концентрации полимера в растворе 40-60 мас.%. Снижение концентрации ниже 40 мас.% не повышает эффективность продукта, но приведет к увеличению необходимого количества вводимой в нефти присадки и, соответственно, росту расходов на ее транспортировку. Повышение концентрации присадки выше 60 мас.% слишком увеличивает вязкость присадки и затруднит ее дозировку в нефть с использованием дозирующих насосов.

Определение кинематической вязкости полученной присадки проводили по ГОСТ 33-2000, температуру застывания образцов измеряли по ГОСТ 20287-91. Перед измерением температуры застывания образцы нефтей перемешивались с присадкой при помощи магнитной мешалки в течение 20 мин при температуре 50°С.

Для оценки степени ингибирования АСПО была применена методика «холодного стержня» с использованием в качестве модели нефти 20%-ного раствора петролатума в гексане (С.Г.Агаев, З.Н.Березина, А.А. Халин. Нефтепромысловое дело. 1996, №5, с.16). Установка для испытаний состоит из двух частей: камеры водяной бани, в которой раствор петролатума выдерживали при температуре 80-85°C и металлической трубки («холодный палец»), в которой циркулирует хладагент с температурой 5-6°C. На поверхности «холодного пальца» происходит осаждение парафинов из объема раствора. Испытания проводили в течение 45 мин и определяли массу осадка, образовавшегося за это время на поверхности «холодного пальца». Степень ингибирования рассчитывали по формуле:

Си=(В0- В1)/В0,

где Си - степень ингибирования АСПО, %;

В0 - масса осадка на «холодном стержне» в отсутствие присадки, г;

B1 - масса осадка на «холодном стержне» в присутствие присадки, г.

Пример 1. Получение сополимера алкилакрилатов фракции (C18-C26) и N-трет-нонилакриламида.

В реактор загружали 90,0 г толуола, 0,1 г лаурилмеркаптана, 50,0 г мономерной смеси (алкилакрилатов фракции C18-C26 и N-трет-нонилакриламида, взятых в массовом соотношении 95:5), нагревали полученную реакционную массу при перемешивании до температуры 80°C и вводили первую порцию (50%) предварительно приготовленного раствора инициатора (смеси 1,5 г АИБН и 10,0 г толуола). После самопроизвольного повышения температуры реакционной массы до 90-100°C начинали равномерно (в течение 1,5 ч) дозировать оставшуюся часть (50,0 г) мономерной смеси и в течение 2,5 ч - оставшуюся часть (50%) раствора инициатора. После окончания загрузки инициатора смесь выдерживали в течение 1 ч при температуре 85-95°C, охлаждали и определяли для полученного раствора присадки кинематическую вязкость и содержание полимера (см. табл.1, №1).

Примеры 2-11.

Получение присадок по примерам 2-11 осуществляется аналогично примеру 1 и отличается количеством и строением вводимых сомономеров - N-алкилакриламидов или малеинового ангидрида. Значения температур и времени проведения стадий полимеризации соответствовали указанным выше пределам. Пример 10 является сравнительным и показывает характеристики присадки, полученной в соответствии с прототипом. Пример 11 также является сравнительным и показывает характеристики присадки, в полимерной части которой отсутствуют звенья N-алкилакриламида. Характеристики синтезированных образцов присадок представлены в табл.1.

Тестовые испытания депрессорных свойств образцов присадок, полученных в соответствии с настоящим изобретением, проводились на нефтях Соболевского месторождения (температура застывания 5°C, содержание парафинов 8,6 мас.%), Малого Черниговского месторождения (температура застывания 10°C, содержание парафинов 7,4 мас.%). Результаты испытаний синтезированных образцов присадок представлены в табл.2.

Результаты оценки способности полученных присадок к ингибированию АСПО, представленные в табл.3, показывают, что предлагаемые сополимеры высших алкилакрилатов и высших N-алкилакриламидов по эффективности ингибирования значительно превосходят полимер алкилакрилатов или сополимер алкилакрилатов с малеиновым ангидридом (полученный в соответствии с прототипом). Таким образом, введение в сополимеры высших алкилакрилатов звеньев высших N-алкилакриламидов придает депрессорным присадкам для нефтей дополнительные свойства ингибиторов АСПО.

Табл.1
Характеристики полученных депрессорных присадок
Содержание звеньев в сополимерах, мас.% Доля полимера в присадке, мас.% Кинематическая вязкость (50°C), сСт
Алкилакрилат C18-C26 Сомономер*
1 95 5 (N-AA-1) 48,6 8,7
2 90 10 (N-AA-1) 47,7 12,2
3 80 20 (N-AA-1) 52,7 17,2
4 95 5 (N-AA-2) 40,3 8,5
5 80 20 (N-AA-2) 55,9 20,4
6 95 5 (N-AA-3) 48,1 14,9
7 80 20 (N-AA-3) 53,6 23,5
8 95 5 (N-AA-4) 51,1 12,8
9 80 20 (N-AA-4) 60,0 23,6
10 98,5 1,5 (МА) 47,1 15,2
11 100 0 40,1 9,0

*Обозначение сомономеров: N-AA-1 - трет-нонилакриламид N-AA-2 - трет-додецилакриламид, N-AA-3 - н-октилакриламид, N-AA-4 - втор-тридецилакриламид (смесь втор-алкилакриламидов с алькильной группой C12-C14), МА - малеиновый ангидрид.

Табл. 2
Влияние состава сополимеров на депрессорные свойства присадок в парафинистых нефтях двух месторождений
Содержание звеньев в Температура застывания, °C
сополимерах, мас.% (концентрация полимера в нефти, г/т)
Алкилакрилат Сомономер Соболевское Малое Черниговское
С18-С26 месторождение месторождение
1 95 5 (N-AA-1) -17(100) -16(70)
2 90 10 (N-AA-1) -13 (100) -
3 80 20 (N-AA-1) -11 (100) -19 (70)
4 95 5 (N-AA-2) -16(100) -
5 80 20 (N-AA-2) -15(100) -
6 95 5 (N-AA-3) -14(100) -
7 80 20 (N-AA-3) -10(100) -
8 80 20 (N-AA-4) -15 (100) -
9 95 5 (N-AA-4) -17 (100) -
10 98,5 1,5 (МА) -11 (100) -8 (70)
11 100 0 -9(100) -7 (70)
Табл. 3
Влияние состава сополимеров на степень ингибиторования АСПО (Си)
Содержание звеньев в сополимерах, мас.% Си, %
образца Алкилакрилат C18-C26 Сомономер
1 95 5 (N-AA-1) 73
3 80 20 (N-AA-1) 87
5 80 20 (N-AA-2) 86
7 80 20 (N-AA-3) 84
8 80 20 (N-AA-4) 90
10 100 0 58
11 98,5 1,5 (МА) 60

bankpatentov.ru

Присадка комплексного действия для транспортировки нефти и нефтепродуктов

Присадка комплексного действия, предназначенная для улучшения процессов транспортировки нефти и нефтепродуктов, содержит полимер, азотсодержащее соединение и поверхносто-активное вещество, характеризующаяся тем, что дополнительно содержит наноразмерный оксид алюминия с размером частиц 40 нм, в качестве полимера используют низкомолекулярный полиэтилен, в качестве азотсодержащего вещества – гидразин, а в качестве поверхносто-активного вещества – неионогенное поверхносто-активное вещество Реапон-4В при следующем соотношении компонентов, мас.%:

низкомолекулярный полиэтилен 60-65
гидразин 20-25
указанный оксид алюминия 5-10
Реапон-4В 5-10

Технический результат заключается в том, что присадка обладает как вязкостным, так и противотурбулентным действием и проявляет высокую механическую устойчивость к различным механическим деструкциям. 4 пр., 5 ил., 3 табл.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к присадкам для транспортировки нефти и нефтепродуктов по промысловым трубопроводам, и может быть использовано для снижения гидродинамического сопротивления и регулирования реологических свойств вязких нефтей и нефтяных эмульсий.

В нефтяной промышленности существует большое разнообразие добавок, основу которых составляет полимерный компонент. Наибольшее распространение среди них получили вязкостные и противотурбулентные присадки, которые нацелены либо на снижение вязкости, либо - на снижение гидравлического сопротивления. Эти присадки позволяют существенно снизить затраты на перекачку жидкостей по трубопроводу и нагрузку на перекачивающее оборудование. Однако они не способны решать обе эти задачи совместно. Поэтому актуальным направлением разработки такого рода присадок, снижающих эксплуатационные затраты на транспортировку нефти и нефтяных эмульсий, является формирование композиций, обладающих как вязкостным, так и противотурбулентным действиями.

Известны полимерные присадки противотурбулентного действия на основе полисахарида (US №2007205392, С09K 5/10, 2007), полиакриламида (WO 2412395, МПК C10L 1/2383, 2008), полиолефинов (US №61722151, MПК C08L 33/26, 2001). Однако они не способны оказывать существенного влияния на изменение реологических свойств нефти и нефтяных эмульсий.

Известны композиции, снижающие вязкость (например, патенты RU 1271375, RU 2285034, RU 1271375, RU 2453584, RU 2242503). Известные присадки нацелены на изменение реологических свойств нефтей и нефтепродуктов, однако они не обладают противотурбулентным действием по отношению к нефтям и нефтяным эмульсиям при их транспортировке трубопроводным транспортом. Кроме того, эти присадки теряют свою эффективность в условиях турбулентного режима течения жидкости.

Полимерные присадки, обладающие как противотурбулентными, так и вязкостными свойствами, в источниках информации не были выявлены.

В качестве прототипа выбрана композиционная депрессорная присадка, используемая для парафинистых и высокопарафинистых нефтей, включающая в свой состав сополимер этилена с винилацетатом, сукцинимид мочевины, триэтаноламин, неонол, сульфонат натрия (патент RU 2453584, МПК C10L 1/182, опубл. 20.06.2012).

Однако данная присадка не способна снижать гидравлическое сопротивление прокачиваемой жидкости в трубопроводной системе.

Задачей настоящего изобретения является создание присадки комплексного действия, предназначенной для снижения гидродинамического сопротивления и для регулирования реологических свойств вязких нефтей и нефтяных эмульсий при транспортировке трубопроводным транспортом.

Поставленная задача решается тем, что присадка комплексного действия, для транспортировки нефти и нефтепродуктов, содержащая полимер, азотсодержащее соединение и поверхностно-активное вещество, согласно изобретению, дополнительно содержит наноразмерный оксид алюминия с размерами частиц 40 нм, а в качестве полимера содержит низкомолекулярный полиэтилен, в качестве азотсодержащего вещества - гидразин, в качестве поверхностно-активного вещества - неионогенное поверхностно-активное вещество Реапон-4В при следующем соотношении компонентов, мас.%:

низкомолекулярный полиэтилен 60-65
гидразин 20-25
указанный оксид алюминия 5-10
Реапон-4В 5-10

Техническим результатом изобретения является присадка комплексного действия, которая снижает вязкость и гидродинамическое сопротивление нефти и вязких нефтепродуктов при транспортировке трубопроводным транспортом, обладающая высокой устойчивостью к механодеструкциям.

Изобретение поясняется чертежами и графиками, приведенными на фиг. 1-5.

На фиг. 1 представлена микрофотография композиции, содержащей низкомолекулярный полиэтилен, гидразин и Реапон-4 В.

На фиг. 2 приведена микрофотография предлагаемой присадки.

На фиг. 3 приведена принципиальная схема установки для стендовых испытаний расходных характеристик гидравлических сопротивлений.

На фиг. 4 - схема рабочего блока установки для стендовых испытаний расходных характеристик гидравлических сопротивлений.

На фиг. 5 представлен график зависимости изменения расхода перекачиваемой среды от числа циркуляционных циклов в системе при температуре перекачки 23-25°С и турбулентном режиме течения, где кривая 1 - дизельное топливо (ДТ), кривая 2 - ДТ+присадка M-FLOWTREAT, кривая 3 - ДТ+предлагаемая присадка.

Сущность изобретения заключается в следующем.

В присадках противотурбулентного действия, как правило, используются высокомолекулярные полимеры, а в вязкостных - низкомолекулярные. В предлагаемой присадке используют низкомолекулярный полиэтилен (НМПЭ), благодаря которому присадка обладает вязкостными свойствами, и наноразмерный оксид алюминия. Роль оксида алюминия по данным физико-химических исследований, заключается в образовании линейных структур за счет ассоциативных связей между частицами оксида алюминия и молекулами НМПЭ. В результате образуются структуры с более длинными цепочками, за счет чего присадка обладает противотурбулентным эффектом. Образование таких структур подтверждается микрофотографиями, полученных с помощью растворного электронного микроскопа JSM-6490LV (фиг. 2). Сравнение фотографий на фиг. 1-2 явно показывает образование линейных агломератов, размеры которых варьируются в диапазоне от 75 до 225 нм, образующихся за счет наличия в составе предлагаемой присадки наноразмерного оксида алюминия.

Кроме того, при прохождении нефти с предлагаемой присадкой по трубопроводу через систему местных сопротивлений (насосы, задвижки) линейные структуры присадки, образованные наночастицами оксида алюминия и молекулами НМПЭ, распадаются и далее, в потоке, вновь восстанавливаются, что позволяет присадке сохранять «живучесть» при длительной прокачке. Другими словами, предлагаемая присадка обладает высокой устойчивостью к различным механическим деструкциям, т.е. сохраняет противотурбулентную эффективность. Тогда как противотурбулентные присадки на основе высокомолекулярных полимеров имеют низкую устойчивость к механическим воздействиям вследствие разрушения молекул полимера в потоке и при прохождении через систему местных сопротивлений. В результате эффективность противотурбулентного действия таких присадок снижается, особенно при транспортировке на большие расстояния.

Характеристика компонентов присадки.

Полиэтилен низкомолекулярный (ТУ 2211-091-05766563-2012, (производство ООО «ТрансХим») - мазе- или воскообразное вещество от светло-серого до коричневого цвета. Динамическая вязкость расплава 20-400 мПа⋅с.

В качестве источника наноразмерных частиц оксида алюминия использовали дисперсию оксида алюминия в водном носителе NANOBYK - 3600. Содержание наночастиц составляет 50%. Размер частиц - 40 нм.

Для улучшения текучести в заявленной присадке используют гидразин (ГОСТ 19503-88) - бесцветную прозрачную жидкость, растворимую в воде и в спирте в любых соотношениях.

Реапон-4В (ТУ 2226-005-10488057) представляет собой прозрачную жидкость без механических примесей от светло-желтого до светло-коричневого цвета. Реапон-4В способствует образованию высокодисперсной системы при растворении присадки. Это позволяет предлагаемой композиции более эффективно распределиться в потоке перекачиваемой среды.

Присадку готовят последовательным смешением компонентов при температуре 60-80°С в течение 2-3 часов.

Примеры конкретного выполнения

Пример 1

В колбу загружают 6,5 г НМПЭ и расплавляют при 70°С. Далее добавляют последовательно 1 г водной дисперсии частиц оксида алюминия, 2 г гидразина и 1 г Реапон-4В. При температуре 70-80°С систему перемешивают 1,5-2 часа. Далее полученную смесь сушат на воздухе. В результате получают присадку, содержащую в масс. %: НМПЭ - 65, гидразин - 20, наноразмерные частицы оксида алюминия - 5, Реапон-4В - 10. Присадка представляет собой порошок светло-серого цвета, хорошо растворимый в различных органических соединениях.

Примеры 2-3

Присадки готовят аналогично примеру 1, варьируя содержание компонентов.

Пример 4

Присадка приготовлена аналогично примеру 1 без наноразмерного оксида алюминия, при этом массовое соотношение остальных компонентов не изменялось.

Для корректного сравнения результатов была синтезирована присадка-прототип по способу, описанному в патенте RU 2453584. В результате получили 10 г присадки, содержащей 20 масс. % компонента А, 10 масс. % компонента Б и 70 масс. % растворителя.

Составы полученных присадок представлены в таблице 1.

Эффективность действия присадок оценивали по снижению вязкости и гидродинамического сопротивления нефти, нефтяных эмульсий и дизельного топлива. Для этого присадку растворяли в небольшой порции нефти или эмульсии при нагревании и перемешивании до получения стабильной однородной системы. Полученную смесь вводили в исследуемую среду из расчета 50 ppm присадки для исследования вязкостных свойств и 100 ppm - для исследования противотурбулентных.

Испытания присадки проводили на нефти Ромашкинского месторождения со следующими характеристиками:

Плотность, кг/м3 893,2
Кинематическая вязкость при 20°С, сСт 39,3
Кинематическая вязкость при 50°С, сСт 10,57
Содержание серы, % вес. 2,28
Содержание асфальтенов, % вес. 4,19
Содержание парафинов, % вес. 2,89
Содержание смол, % вес. 20,57

Вязкостные свойства присадок оценивали по изменению динамической вязкости нефти и нефтяных эмульсий на ротационном вискозиметре DV-II+Pro и ротационном реометре HaakeRheostressRS 6000 (Германия) при скоростях сдвига в диапазоне от 0,014 с-1 до 30 с-1 и температурном интервале от -10°С до 20°С. По полученным данным рассчитывали эффективность вязкостных свойств присадки Ев (%) по формуле:

,

где μи.с - коэффициент динамической вязкости исследуемой среды, Па⋅с, μи.с+присадка - коэффициент динамической вязкости исследуемой среды с присадкой, Па⋅с.

Противотурбулентные свойства присадок оценивали по снижению гидравлического сопротивления (эффект Томса) перекачиваемой среды при 23-25°С на специально разработанной установке для стендовых испытаний расходных характеристик гидравлических сопротивлений в условиях, близких к реальным (патент на полезную модель RU 166259, G01F 25/00, 21.11.2016).

Установка включает расходный бак 1 с устройством термостатирования, состоящим из расположенного внутри бака змеевика 2 и внешней рубашки охлаждения 3, рабочую магистраль 4, на которой последовательно расположены задвижка 5, насос 6, измеритель давления 7, расходомер 8, рабочий блок 9 и измеритель давления 10, переливную магистраль 11 с задвижкой 12 и возвратную магистраль 13 с измерителем температуры 14 (фиг. 3). Рабочий блок 9 включает три параллельные рабочие ветки 15, 16, 17 (фиг. 4). Каждая рабочая ветка имеет последовательно расположенные задвижки 18, 19, 20 и змеевики 21, 22, 23. Змеевики 21, 22, 23 имеют разные диаметры, при этом два змеевика 21 и 22 меньших диаметров снабжены внешней рубашкой охлаждения 24. На рабочей магистрали между расходным баком 1 и задвижкой 5 установлена задвижка для слива 25.

По полученным результатам рассчитывали эффективность действия противотурбулентных свойств присадки Еп(%) по формуле:

,

где ϑи.с - объемный расход исследуемой среды, м3/ч, ϑи.с+присадка - объемный расход исследуемой среды с присадкой, м3/ч.

Также для анализа противотурбулентных свойств была проведена сравнительная оценка эффективности предлагаемой присадки с промышленной противотурбулентной присадкой M-FLOWTREAT производства Миррико Холдинг Лимитед (VG), основу которой составляют высокомолекулярные полимеры высших α-олефинов.

В связи с тем, что в источниках информации не было обнаружено описания присадок комплексного вязкостно-противотурбулентного действия дополнительно была приготовлена модельная присадка, представляющая собой композицию из вязкостной и противотурбулентной присадок. Для этого использовали в качестве противотурбулентного реагента присадку M-FLOWTREAT, а в качестве вязкостного реагента - присадку-прототип. Присадку готовили путем смешения расплавов этих присадок при массовом соотношении присадка-прототип: промышленная присадка равном 1:3 (при таком соотношении модельная присадка проявляет наибольшую эффективность).

Результаты исследований вязкостных и противотурбулентных свойств присадок представлены в таблицах 2 и 3.

Как видно из табличных данных (табл. 2), предлагаемая присадка комплексного действия оказывает значительный эффект на снижение вязкости нефтяных эмульсий. Эффективность ее действия на 25% при 20°С и на 36% при 0°С больше, чем эффективность действия прототипа. Вязкостное действие предлагаемой присадки особенно эффективно при отрицательных температурах. При температуре минус 5°С эффективность ее действия может достигать 80% (пример 1), что существенно выше, чем у прототипа. Это позволяет использовать предлагаемую присадку при транспортировке нефти и нефтепродуктов в осенне-зимний период.

Роль наноразмерного оксида алюминия наглядно показана в примере 4. Присадка, не имеющая в своем составе указанный оксид алюминия, проявляет вязкостные свойства, но эффективность ее на ~50% ниже, чем у предлагаемой присадки.

Промышленно используемая противотурбулентная присадка M-FLOWTREAT не способствует снижению вязкости углеводородных систем. Модельная присадка так же не способна эффективно снижать вязкость углеводородной системы.

Аналогичные результаты были получены при исследовании эффективности действия присадок по снижению вязкости нефти (табл. 3).

В таблице 3 так же приведены результаты исследования противотурбулентного действия присадок в зависимости от количества циркуляционных циклов.

Анализ табличных данных показывает, что заявляемая присадка комплексного действия оказывает противотурбулентное действие, сравнимое по эффективности с промышленной противотурбулентной присадкой M-FLOWTREAT. Но при этом эффективность предлагаемой присадки сохраняется в течение длительного времени прокачивания нефти (до 80 циклов), что говорит о ее высокой устойчивости к механическим деструкциям при транспортировке. В то время как эффективность противотурбулентной присадки M-FLOWTREAT резко снижается (почти в 2 раза) через 40 циркуляционных циклов, а через 80 циркуляционных циклов эффективность противотурбулентного действия равна нулю, что свидетельствует о низкой устойчивости присадки к механическим деструкциям.

Присадка, не имеющая в своем составе наноразмерный оксид алюминия (пример 4), практически не обладает противотурбулентным эффектом при транспортировке нефти.

Модельная присадка, состоящая из вязкостной присадки (прототип) и противотурбулентной присадки (M-FLOWTREAT), не работает ни как вязкостная, ни как противотурбулентная.

Также были проведены исследования влияния предлагаемой присадки на снижение гидродинамического сопротивления при прокачке дизельного топлива в сравнении с противотурбулентной присадкой M-FLOWTREAT (Фиг. 3).

По данным фиг. 3 явно следует, что предлагаемая присадка (кривая 3), способна так же эффективно снижать гидравлическое сопротивление трубопровода, как и присадка M-FLOWTREAT (кривая 2). Однако предлагаемая присадка эффективно прокачивает жидкость до 100 циклов (100 раз проходит через шестеренчатый насос), а присадка M-FLOWTREAT эффективно работает до 60-70 циркуляционных циклов прокачки по трубопроводной системе. Следовательно, предлагаемая присадка обладает более высокой устойчивостью к механическим деструкциям и способна снижать гидравлическое сопротивление трубопроводной системы в течение длительного времени.

Таким образом, предлагаемая присадка комплексного действия для транспортировки нефти и нефтепродуктов обладает вязкостными и противотурбулентными свойствами и, кроме того, обладает высокой устойчивостью к различным механическим деструкциям.

Формула изобретения

Присадка комплексного действия, предназначенная для улучшения процессов транспортировки нефти и нефтепродуктов, содержит полимер, азотсодержащее соединение и поверхностно-активное вещество, отличающаяся тем, что дополнительно содержит наноразмерный оксид алюминия с размером частиц 40 нм, в качестве полимера используют низкомолекулярный полиэтилен, в качестве азотсодержащего вещества - гидразин, а в качестве поверхностно-активного вещества - неионогенное поверхностно-активное вещество Реапон-4В при следующем соотношении компонентов, мас.%:

низкомолекулярный полиэтилен 60-65
гидразин 20-25
указанный оксид алюминия 5-10
Реапон-4В 5-10

bankpatentov.ru

Депрессорная присадка для нефти и нефтепродуктов и способ ее получения

 

Изобретение относится к нефтехимии, в частности к полимерным присадкам, снижающим температуру застывания нефти и нефтепродуктов. Депрессорная присадка представляет собой радиационно-модифицированные алкилметакрилаты (С12-С18). Получают их в результате воздействия ионизирующего излучения на алкилметакрилаты (С12-С18) до достижения поглощенной дозы. В качестве ионизирующего излучения применяют гамма- и/или бета-излучение. Изобретение позволяет снизить температуру застывания нефти и нефтепродуктов при улучшении прокачиваемости и фильтруемости. 2 с. и 2 з.п.ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к нефтехимии, в частности к полимерным присадкам, снижающим температуру застывания нефти и нефтепродуктов.

В настоящее время описаны сотни соединений, обладающих в той или иной степени депрессорной активностью по отношению к нефти и нефтепродуктам (Саблина З. А. и Гуреев А.А. Присадки к моторным топливам. М.: Химия. 1977, стр. 221). Наиболее распространенной и известной является присадка на основе сополимера этилена с винилацетатом. Сополимер обычно добавляют в нефть или нефтепродукт вместе с нейтральным органическим растворителем, например толуолом, ксилолом, дизельным топливом и т.д. При введении такой присадки в нефть и нефтепродукты в небольших количествах (примерно до 0,1%) температура их застывания снижается на 20-30oС. Депрессорной активностью обладают также тройные сополимеры этилена, пропилена и высокомолекулярного ненасыщенного углеводорода (там же, стр. 223). Добавление такого сополимера в нефтепродукты в количестве 0,03-1% позволяет снизить температуру застывания на 27-34oС. Недостатком описанных депрессорных присадок является тот факт, что при добавлении их в нефть или нефтепродукты ухудшается прокачиваемость и фильтруемость последних при температуре выше температуры помутнения. Известна также присадка, которая может быть получена путем каталитической растворной сополимеризации бутилакрилата, бутилметакрилата и метакриловой кислоты в этилацетате при 75-90oС (патент РФ 2137813, 06.01.98, 6 С 10 L 1/18, опубликован в БИ 26, 20.09.99). Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к заявленной является депрессорная присадка для нефтепродуктов (патент РФ 2154091, 18.10.95, С 10 М 145/14, опубликован в БИ 22, 10.08.2000), полученная сополимеризацией мономерных композиций в среде инертного растворителя, отличающаяся тем, что мономерная композиция включает три компонента следующих структурных формул: 1) Ch3= C(R)-COOR1, где R выбирают из -Н и СН3, R1 выбирают из линейных или разветвленных алкильных радикалов с числом углеродных атомов 6-25; 2) Ch3= C(R)-CO-X-R2, где R2 - линейный, разветвленный или циклический радикал с общим числом углеродных атомов 4-20 и числом третичных атомов азота 1-2, X представляет собой кислород или -NH, или -NR3, где R3 - алкильный радикал из 1-5 углеродных атомов; 3) Ch3=C(R)-COOR4, где R4 - линейный, разветвленный или циклический алкильный радикал с числом углеродных атомов 4-20 и гидроксильных и/или алкоксильных групп с числом атомов кислорода 1-2. Указанные компоненты присутствуют в присадке в следующих количествах: 1) 85-90 вес.%; 2) 1-6 вес.%; 3) 1-9 вес.%. Присадку - прототип получили следующим образом. В термостатически регулируемый реактор с мешалкой и трубками для барботажа газов последовательно загружали минеральное масло, алкилметакриловый и метакриловый мономеры, гидроксипропилметакрилат, диметиламиноэтилметакрилат, 2,2'-азобис(2-метилбутиролнитрил). По описанной в патенте технологии, включающей операции нагрева до 80-90oС, барботажа газа, дегазации, последовательное дозирование ингредиентов с заданной скоростью, проводили реакцию полимеризации смеси мономеров. Присадке-прототипу присущи те же недостатки, что и другим, а именно, при добавлении их в нефть или нефтепродукты ухудшается прокачиваемость и фильтруемость последних. Основной причиной этого недостатка является значительное количество вредных технологических примесей в готовой присадке из-за большого количества вспомогательных ингредиентов, применяемых в реакции полимеризации смеси мономеров. Заявляемое изобретение позволяет устранить указанные выше недостатки. Предлагаемая депрессорная присадка для нефти и нефтепродуктов содержит радиационно-модифицированные алкилметакрилаты (С12-С18), практически лишенные вредных технологических примесей. Способ получения депрессорной присадки заключается в том, что подвергают воздействию ионизирующего излучения алкилметакрилаты (С12-С18) до достижения поглощенной дозы 5-120 кГр. Для интенсификации процесса получения депрессорной присадки под действием ионизирующего излучения алкилметакрилаты (С12-C18) нагревают до температуры 30-65oС и перемешивают. В качестве ионизирующего излучения применяют гамма- и/или бета-излучение. В радиационно-модифицированных алкилметакрилатах (С12-С18) значительно повышается доля молекул с алкильными радикалами в форме транс-изомеров, направленных преимущественно наружу клубка полимерной цепочки, что повышает эффективность действия предлагаемой присадки. Присадка с такой ориентацией алкильных радикалов лучше встраивается в кристаллы парафина, а полярные группы молекул депрессорной присадки, оставаясь на поверхности кристаллов, препятствуют их коагуляции. В качестве источника ионизирующего излучения, необходимого для получения присадки, могут быть использованы ускорители электронов, гамма-установки. Поглощенная доза при облучении исходного алкилметакрилата (С12-С18) составляет 5-120 кГр. Величина поглощенной дозы определяет депрессорную активность присадки. Вне этого интервала поглощенных доз депрессорная активность присадки незначительна. Новые существенные признаки для депрессорной присадки в научной и технической литературе не обнаружены, предложенное решение не следует явным образом из уровня техники, совокупность признаков обеспечивает новые свойства, что позволяет сделать вывод, что заявляемое решение соответствует критерию "изобретательский уровень". Для получения заявляемой присадки в качестве исходных были взяты алкилметакрилаты (С12-С18). После растворения их в органическом растворителе толуоле в количестве 40 об.% смесь была подвергнута гамма-облучению до поглощенной дозы 50 кГр. В процессе облучения проводились постоянное перемешивание и нагрев до 65oС. Количество вводимой присадки в нефтепродукт составляет от 0,01 до 0,1 вес.%. В качестве органического растворителя могут быть также применены ксилол, кумол и т.д. Были проведены сравнительные испытания предлагаемой присадки и прототипа. Результаты испытаний представлены в таблице. Из таблицы видно, что при прочих равных условиях коэффициент фильтруемости, измеренный при температуре выше температуры помутнения, предлагаемой присадки почти в два раза лучше, чем у прототипа.

Формула изобретения

1. Депрессорная присадка для нефти и нефтепродуктов, представляющая собой радиационно-модифицированные алкилметакрилаты (С12-С18). 2. Способ получения депрессорной присадки, заключающийся в том, что подвергают воздействию ионизирующего излучения алкилметакрилаты (С12-С18) до достижения поглощенной дозы 5-120 кГр. 3. Способ по п. 2, заключающийся в том, что в качестве ионизирующего излучения применяют гамма- и/или бета-излучение. 4. Способ по п. 2, заключающийся в том, что при облучении мономеры подвергают нагреву до 30-65oС и перемешиванию.

РИСУНКИ

Рисунок 1

www.findpatent.ru

Депрессорная присадка - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Депрессорная присадка

Cтраница 3

Депрессорные присадки уже давно применяются для снижения температуры застывания масел. Однако для нефтей такие присадки оказались малоэффективны.  [31]

Депрессорные присадки, сдвигая в область более низких температур появление аномалии вязкости в маслах, обеспечивают последним лучшую текучесть.  [32]

Депрессорные присадки эффективно снижают температуру застывания масел и улучшают прокачиваемость при низких темаературах. Механизм действия депресеаторов окончательно не установлен. Предполагают, что возможны два варианта: а) поверхностное действие, когда вокруг частицы присадки группируются кристаллы парафина; б) объемное действие, когда разрушаются структуры кристаллов парафина и уменьшается объем кристаллизующихся частиц.  [33]

Депрессорные присадки ( депрессаторы) применяют для снижения температуры застывания масел, содержащих парафиновые углеводороды. Они препятствуют образованию кристаллической решетки при застывании парафинов, снижая тем самым температуру, при которой масло сохраняет подвижность. В маслах, не содержащих парафиновых углеводородов, депрессорные присадки неэффективны.  [34]

Депрессорные присадки снижают температуру застывания масла, задерживая рост кристаллов парафина в нем. Они способны понизить температуру застывания на 20 - 30 С.  [35]

Депрессорные присадки предназначены для того, чтобы масло не теряло текучесть при низких температурах. Потеря текучести чаще всего связана с переходом в твердое кристаллическое состояние парафиновых углеводородов с большой молекулярной массой.  [36]

Депрессорные присадки добавляют к парафинистому дизельному топливу.  [37]

Депрессорные присадки уже давно применяются для снижения температуры застывания масел. Однако для нефтей такие присадки оказались малоэффективны.  [38]

Депрессорные присадки понижают температуру застывания, К ним относится депрессатор АзНИИ, представляющий собой диал-килпроизводное нафталина, получаемое конденсацией хлорированного парафина с нафталином в присутствии хлористого алюминия. Добавление к маслу 0 2 - 1 % депрессатора понижает его температуру застывания на 10 - 12 С.  [39]

Депрессорные присадки понижают температуру застывания масел. Например, депрессор АзНИИ, представляющий собой диал-килпроизводное нафталина, при добавлении к маслу в количестве 0 2 - 1 % понижает температуру его застывания на 10 - 12 С.  [40]

Депрессорные присадки в этих случаях не оказывают влияния. Они не улучшают низкотемпературные свойства углеводородов и масел, а только предупреждают возможность их ухудшения вследствие структурообразова-ния.  [42]

Депрессорные присадки понижают температуру застывания масла. Удаление из масла высокоплавких парафинов ухудшает его вязкостно-температурные свойства, поэтому извлекают парафины с температурой застывания выше минус 10 - 15 С, а требуемая температура застывания ( минус 25 - 30 С и ниже) достигается введением депрессоров. В качестве присадок применяют продукты полимеризации эфиров метакри-ловой кислоты и алкилирования фенола или нафталина хлорированным парафином. Механизм действия связан с изменением формы и размеров кристаллов парафинов, образующихся при охлаждении масла. В результате уменьшения площади взаимодействия твердой и жидкой фаз охлажденное масло остается текучим до более низкой температуры.  [43]

Депрессорные присадки уже давно применяются для снижения температуры застывания масел. Однако для нефтей эти присадки оказались малоэффективны.  [44]

Депрессорные присадки к нефтям и тяжелым нефтепродуктам - это нефтерастворимые синтетические полимерные продукты, которые при введении в небольших количествах в мазут или нефть с повышенным содержанием парафина способны изменять ее реологические свойства, особенно вязкость и напряжение сдвига. Введение присадки приводит к существенному изменению процесса кристаллизации в парафинистых нефтях. Это выражается в повышении степени дисперсности, изменении формы и уменьшении слипаемости парафиновых кристаллов. В случае отсутствия присадки тонкие пластинчатые или игольчатые кристаллы слипаются и образуют рыхлую гелеобразную структуру, придающую жидкости неньютоновские свойства. При введении депрессорных присадок предотвращается или замедляется это слипание, при этом изменяется поведение кристаллов, их размеры и межкристаллическое взаимодействие, соответственно снижается температура, при которой образуется гелеобразная структура во время остывания обработанной присадкой нефти.  [45]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru


Смотрите также