Полимерные депрессорные присадки для высокопарафинистых нефтей и нефтепродуктов

(51) 10 1/18 (2006.01) 10 1/19 (2006.01) 17 1/16 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ ангидридных групп сополимеров малеинового ангидрида гидроксильными группами сложного эфира полиоксиэтиленсорбитан триолеата (Твин 85), и при их получении могут быть использованы, в частности, сополимеры малеинового ангидрида со стиролом, акриламидом, акриловой кислотой,метилметакрилатом,винилацетатом или винилпирролидоном. Использование разработанной полимерной депрессорной присадки позволяет снизить температурный предел перекачки, что особенно важно при транспортировке высокопарафинистых нефтей в осенне-зимний период, а также улучшить реологические свойства нефтей при их транспортировке.(76) Бойко Галина Ильясовна Любченко Нина Павловна Мухамедова Рашида Фатиховна Маймаков Таухай Перманович Жермоленко Елена Анатольевна Шайхутдинов Еренгаип Маликович(54) ПОЛИМЕРНЫЕ ДЕПРЕССОРНЫЕ ПРИСАДКИ ДЛЯ ВЫСОКОПАРАФИНИСТЫХ НЕФТЕЙ И НЕФТЕПРОДУКТОВ(57) Изобретение относится к области химии депрессорных присадок, предназначенных для снижения температуры застывания высокопарафинистых нефтей и нефтепродуктов. Предлагаемые полимерные депрессорные присадки получают путем этерефикации Изобретение относится к области химии депрессорных присадок для высокопарафинистых нефтей и нефтепродуктов, и предназначено для снижения температуры застывания высокопарафинистых нефтей и нефтепродуктов,улучшения реологических свойств при их транспортировке. Нефть при большом содержании парафина характеризуется высокой температурой застывания и для ее транспортировки по трубопроводу или в емкостях необходимо предпринимать дополнительные меры для придания нефти необходимой текучести. Широкое применение для снижения вязкости нефтей получили в последние годы полимерные депрессорные присадки. Известна присадка на основе сополимера этилена с винилацетатом, в количестве 0,2 мас.,. Применение указанной присадки улучшает низкотемпературные свойства нефти (Патент РФ 20998459, Кл. С 10 1/18, оп.10.12.97). Депрессорная присадка на основе сополимера алкилакрилата и алкилметилакрилата используется в смеси с минеральным маслом (Патент Англии 1440080, 1969). Она снижает эффективную вязкость нефти в 4.8 раз, но не снижает температуру застывания нефти. Дополнительное введение в нее алкилвиниловых эфиров карбоновых вислот и сополимера алкилвиниловых эфиров монокарбоновых кислот согласно АС СССР 1055154 эффективную вязкость в 2,7-5 раз и температуру застывания нефти на 7-22 градуса при введении присадки в нефть в количестве 0,05-0,15 мас Известны полимерные присадки (А.с. СССР 607958,1978 785337,1981),полученные полимеризацией этилена,винилацетата и малеинового ангидрида или -винилацетата. Сополимеры эффективны в улучшении реологических свойств высокозастывающих нефтей. Недостатком известных присадок является их низкая эффективность. Задачей предлагаемого изобретения является разработка эффективной и доступной полимерной депрессорной присадки для высокопарафинистых нефтей и нефтепродуктов. Техническим результатом изобретения является снижение эффективной концентрации депрессорной присадки,температуры потери текучести высокопарафинистой нефти и улучшение реологических характеристик высокопарафинистых нефтей при малых концентрациях депрессорной присадки. Технический результат достигается полимерной депрессорной присадкой, представляющей собой продукт этерификации ангидридных групп сополимеров малеинового ангидрида полиоксиэтилированным спиртом - сорбитан (полиоксиэтилен) - триолеатом (Твин-85). Физико-химические характеристики сорбитан(полиоксиэтилен)-триолеата представлены в таблице 1. Таблица 1 Физико-химические характеристики товарного продукта Твин 85 Химическое название продукта Сорбитан-(полиоксиэтилен)-триолеат Брутто формула 7213214 Молекулярная масса, у.е. 1220 Содержание основного вещества,98,0 Содержание влаги,1-2 Внешний вид Янтарного цвета маслянистая жидкость со слабым характерным запахом Плотность, г/см 3 1,033-1,13 Растворимость Дизельное топливо, ДМФА, ДМАА, в смеси этих растворителей с бензолом или толуолом, огр. в бензоле Поверхностно-активные вещества Справочник /Абрамзон А.А., Бочаров В.В., Гаевой Г.М. и др. под ред. А.Абрамзона и Г.М. Гаевого.- Л. Химия,1979.- 376 с. Поверхностно-активные вещества зарубежных фирм М. Центральный научно-исследовательский институт информации и технико-экономических исследований цветной металлургии, 1977.-51 с. Шенфельд Н. Поверхностно-активные вещества на основе оксида этилена. Пер.с нем./Под ред.Н.Н.ЛебедеваИзд.2-е-М. Химия.1982.-752 с Изобретение относится к новым полимерным веществам, а именно к сополимерам малеинового Заявляемый полимер получают следующим образом в четырехгорлую колбу, снабженную мешалкой, обратным холодильником, термометром и штуцерами для ввода инертного газа, катализатора и растворителя засыпают отвешенное количество сополимера малеинового ангидрида, заливают дозированным количеством растворителя, смесь перемешивают при температуре 60-70 С до полного растворения и затем добавляют катализатор. В реакционный раствор постепенно при работающей мешалке добавляют Твин 85 в о-ксилоле. Реакцию проводят при температуре 140 С в течение 5 часов. По окончании синтеза реакционную смесь разбавляют органическим растворителем. Полученный раствор используют в качестве готовой товарной присадки к высокопарафинистым нефтям. Предлагаемое техническое решение иллюстрируется следующими примерами. Пример 1. 0,505 кг сополимера стирола с малеиновым ангидридом растворяют в 14,2 кг ,диметилформамида, после чего добавляют 0,2 кг пиридина и 3,04 кг сорбитан-(полиоксиэтилен)триолеата в 5 кг о - ксилола. Реакционный раствор при постоянном перемешивании нагревают до 100 С и выдерживают при этой температуре в течение 4 ч затем добавляют 15 л ,-диметилформамида и выдерживают при 140 С еще в течение 1 ч. Общая продолжительность процесса 5,5 ч. Полученный раствор олигомера используют в качестве готовой товарной присадки ДП-36/2005 к высокопарафинистым нефтям. Массовая доля основного вещества в пределах 19-21, рН-6,95, плотность при 20 С-0,948 г/см 3. Пример 2. По примеру 1 проводят конденсацию 0,498 кг сополимера малеинового ангидрида с акриламидом 4,635 кг сорбитан-(полиоксиэтилен)триолеата (ТВИН-85) в присутствии 0,392 кг пиридина. Полученный раствор олигомера используют в качестве готовой товарной присадки ДП-37/2005. Массовая доля основного вещества в пределах 19-21,5 рН-6,95 плотность при 20 С 0,940 г/см 3. Пример 3. По примеру 1 проводят конденсацию 0,425 кг сополимера малеинового ангидрида с акриловой кислотой с 3,04 кг сорбитан(полиоксиэтилен)триолеата(ТВИН-85) в присутствии 0,25 кг пиридина. Полученный раствор олигомера используют в качестве готовой товарной присадки ДП-38/2005 . Массовая доля основного вещества в пределах 19-21,5 рН-6,95 плотность при 20 С - 0,935 г/см 3. Пример 4. По примеру 1 проводят конденсацию 0,46 кг сополимера малеинового ангидрида с винилацетатом с 3,04 кг сорбитан-(полиоксиэтилен)триолеата (ТВИН-85) в присутствии 0,25 кг пиридина. Полученный раствор олигомера используют в качестве готовой товарной присадки ДП-39/2005. Массовая доля основного вещества в пределах 19-21,5 рН-6,95 плотность при 20 С 0,930 г/см 3. Пример 5. По примеру 1 проводят конденсацию 0,46 кг сополимера малеинового ангидрида с метилакрилатом с 3,04 кг сорбитан(полиоксиэтилен)-триолеата(ТВИН-85) в присутствии 0,25 кг пиридина. Полученный раствор олигомера используют в качестве готовой товарной присадки ДП-40/2005. Массовая доля основного вещества в пределах 19-21,5 рН-6,95 плотность при 20 С - 0,930 г/см 3. Пример 6. По примеру 1 проводят конденсацию 0,522 кг сополимера малеинового ангидрида с винилпирролидоном с 3,04 кг сорбитан(полиоксиэтилен)-триолеата(ТВИН-85) в присутствии 0,25 кг пиридина. Полученный раствор олигомера используют в качестве готовой товарной присадки ДП-41/2005. Массовая доля основного вещества в пределах 19-21,5 рН-6,95 плотность при 20 С - 0,945 кг/см 3. Эффективность депрессорной присадки определяли на высокопарафинистых нефтях месторождений Кумколь, Акшабулак, Коныс,Жетыбай и нефтесмеси КумкольАкшабулак (6040 объем.) с различными физико-химическими характеристиками (таблица 2). Таблица 2 Физико-химические характеристики нефтей Физико-химические Нефть характеристики нефтей Коныс Кумколь Акшабулак 6040 Жетыбай объем.Плотность, г/см 3 Температура 0,822 21,0 0,82112,0 0,855 33 потери текучести, С Содержание, мас. парафина 26,7 14,41 19,9 Введение депрессорной присадки осуществляют следующим образом в высокопарафинистую нефть вводят 0,0050,50 мас. депрессорной присадки в виде растворов в органических растворителях. Высокопарафинистую нефть нагревают до и после введения депрессатора до температур от 60 до 90 С и перемешивают при указанной температуре не менее 20 минут и затем охлаждают со скоростью 0,5 С/мин до 2530 С. Введение депрессорной присадки существенно понижает температуры потери текучести нефти и улучшает реологические характеристики высокопарафинистой нефти. Температуру потери текучести высокопарафинистой нефти до и после введения в нее депрессорной присадки определяют по ГОСТ 20287-91. Эффективную вязкость определяют на ротационном вискозиметре типамарки системы цилиндр-цилиндр Экспериментальные исследования стабильности действия депрессорной присадки во времени осуществляют по следующей методике в два литра образца высокопарафинистой нефти вводят рассчитанное количество депрессорной присадки. Колбу с полученной смесью помещают в термостат с температурой 60 С и при перемешивании образец термостатируют в течение 30 минут. Затем образец охлаждают со скоростью 0,5 С/мин до 2530 С,разливают в 20 колб и помещают в термостат с температурой 0 С, где образцы находились в течение заданного времени. Через определенные промежутки времени один из образцов с испытуемой нефтью вынимают для определения температуры потери текучести и эффективной вязкости. Из приведенных в таблицах 3-5 данных следует,что высокопарафинистые высоковязкие нефти с добавками депрессорных присадок характеризуются улучшенными низкотемпературными и реологическими свойствами. Таким образом, использование полимерной депрессорной присадки согласно изобретению,позволяет повысить производительность и надежность работы нефтепроводов, уменьшить эксплуатационные расходы на перекачку нефти,снизить температурный предел перекачки, что особенно важно при транспортировке высокопарафинистых нефтей в осенне-зимний период. Расход депрессорной присадки согласно изобретению по сравнению с присадкой по прототипу снижен до 0,01 мас при достижении высокой эффективности. Депрессия температуры потери текучести составляет величины 18 С-24 С. Значительно улучшаются реологические характеристики, низкотемпературные свойства нефти - эффективная вязкость нефтей уменьшается,в среднем, на порядок измеряемой величины. Осуществление способа не имеет каких-либо технических ограничений и сложностей технологического порядка, поскольку депрессорные присадки являются органическими соединениями,которые легко совмещаются с нефтями и нефтепродуктами или растворяются в органических апротонных растворителях, которые также легко растворимы в нефтях и нефтепродуктах. Таблица 3 Изменение температуры потери текучести (Т п.т.) образцов нефтей до и после обработки депрессаторными присадками Нефть Т п.т. нефти Температура Депрессорна Содержание Тп.т. после необработанной, обработки, С я присадка присадки,обработки С вес. присадкой.,С Коныс 21 80 ДП 0,015 12 36/2005 Жетыбай 33 100 ДП 0,1 22 36/2005 Кумколь Акшабулак 12 65 ДП 0,005 Таблица 4 Изменение кинематической вязкости индивидуальных нефтей и нефтесмеси Кумколь Акшабулак (6040 объем ) до и после ввода присадки Наименование Температура Содержание Кинематическая вязкость. пробы обработки, С присадки, вес. Мм 2/с 20 С Высоковязкая нефть Высоковязкая нефть Таблица 5 Реологические характеристики индивидуальных нефтей и нефтесмеси Кумколь Акшабулак (6040 объем ) до и после обработки депрессатором ДП-36/2005. Скорость сдвига 5 с-1 Нефть Содержание Температура Напряжение Эффективная присадки, вес. измерения,сдвига, Па вязкость, Пас Кумколь 5 35,0 7,5 Акшабулак 0 75,0 13,5 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Полимерная депрессорная присадка для высокопарафинистых нефтей и нефтепродуктов,представляющая собой продукт этерефикации сополимера малеинового ангидрида сорбитан(полиоксиэтилен)-триолеатом (Твин-85). 2. Полимерная депрессорная присадка по п.п.1, в которой сополимер малеинового ангидрида выбран из сополимеров со стиролом, акриламидом,акриловой кислотой,метилметакрилатом,винилацетатом или