Депрессорная присадка комплексного действия

Депрессорная присадка комплексного действия

Реферат

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для снижения температуры застывания, снижения динамической вязкости, предельного напряжения сдвига нефтей, а также как средство предотвращения образования асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО) при транспортировке и хранение нефти.

В настоящее время описаны многие соединения, 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). 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). Известна также присадка ДТ-1, являющаяся сополимером эфиров метакриловой кислоты и винилацетата для дизельного топлива (пат. РФ 2016890, С 10 М 145/14, 1994).

Но наиболее часто используется присадка на основе сополимера этилена с винилацетатом. При введении такой присадки в нефть и нефтепродукты в небольших количествах (примерно до 0,1%) температура их застывания снижается на 20-30°С. Недостатком этих и перечисленных выше присадок является недостаточно хорошая их растворимость в нефтях и нефтепродуктах, узкий спектр действия, дороговизна присадок, а также высокие требования к хранению и эксплуатации.

Известны композиции, где в качестве основного компонента используется фракция 130-220°С, образующаяся в виде отгона при получении нефтеполимерных смол (методом термополимеризации жидких продуктов пиролиза), а в качестве добавки в зависимости от варианта используют или кубовый остаток от разгонки жидких продуктов пиролиза с температурой начала кипения выше 220°С, или окисленный битум, или отработанное моторное масло [Патент РФ 2092677]. Но степень ингибирования составляет не более 7-38%.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является использование тяжелых остатков нефтепереработки, а именно использование тяжелой пиролизной смолы (ТПС) в качестве депрессора (Загидуллин P.M. и др. //Нефтепереработка и нефтехимия. М.: 1979. №5. С.5-12). Но в данном случае используются высокие концентрации ТПС (от 1 до 10%) и депрессорный эффект не превышает 4-10°С.

Задачей изобретения является создание новой эффективной депрессорной присадки комплексного действия для снижения температуры застывания, парафинистых и высокопарафинистых нефтей, улучшения реологических свойств высокопарафинистых нефтей и предотвращение процесса осадкообразования АСПО при добыче, транспорте и хранении нефти. А также расширение сырьевой базы и ассортимента депрессоров и ингибиторов на основе отходов и побочных продуктов различного углеводородного сырья.

Поставленная задача решается тем, что присадка содержит продукт совместного окисления ТПС с атактическим полипропиленом (АПП), взятых в соотношении 10:(0,5-0,65), и алкилароматические углеводороды при следующем соотношении компонентов, мас.%: продукт совместного окисления ТПС с АПП - 43-60; ароматические углеводороды (ксилол, толуол) - остальное.

Технический результат достигается введением в нефть предлагаемой депрессорной присадки комплексного действия, концентрация присадки составляет 0,03-0,05% от массы нефти.

Совместное окисление ТПС с АПП проводилось при температурах 190-210°С в присутствии резината кобальта в течение 2-3 часов. Расход воздуха и остальные условия эксперимента аналогичны приведенным в методике [Патент РФ 2158276, БИ №30, 2000 г.]. Продукт представляет собой смолистые соединения черного цвета со следующими характеристиками:

1. Внешний вид - черный битумоподобный продукт.

2. Плотность - 1,12 - 1,22 г/см³.

3. Температура размягчения (по КиШ) 116-126°С.

4. Элементный анализ (%) - С (89,44), Н (8,83), О (1,72).

Депрессорные свойства присадки были установлены по определению температуры застывания (по ГОСТ 20287-74). Депрессорный эффект ΔТ рассчитывается по формуле:

ΔT=(Т_{Заст.исх}-Т_{Заст.с прис})

где Т_{Заст.исх} - температура застывания исходной нефти, ΔС;

Т_{Заст.с прис} - температура застывания нефти с присадкой, °С.

Количественную оценку процесса осадкообразования проводили на установке, разработанной на основе известного метода "холодного стержня", при следующих условиях испытания: температура исследуемого образца нефти - 30°С, температура металлического стержня - 12°С и продолжительность единичного опыта - 60 минут. Ингибирующую способность присадок предотвращать образование нефтяного осадка на "холодном стержне" рассчитывали по формуле:

где S_И - степень ингибирования, мас.%;

W₀ - выход осадка исходной нефти, г;

W₁ - выход осадка нефти с присадкой, г.

Пример 1.1 Депрессорные и ингибирующие свойства присадки с использованием в качестве растворителя толуола (продукт совместного окисления ТПС с АПП - 60% (при отношении ТПС к АПП - 10:0,5), толуол - 40%), были установлены для нефти Соболиного месторождения (содержание парафиновых углеводородов - 2,5 мас.%).

Применение присадки снижает температуру застывания нефти на 7,5-16,0°С при концентрации в нефти 0,03-0,05 мас.% соответственно (табл.1.1.1), эффективную вязкость на 30,1% (при 10°С), 37,0% (при - 20°С) при 0,05 мас.% в нефти (табл.1.1.2) и предотвращает процесс осадкообразования на 24,3-40,3% при концентрации в нефти 0,03-0,05 мас.% (табл.1.1.3).

Таблица 1.1.1Изменение температуры застывания нефтиСоболиного месторождения при использовании депрессорной присадки.
Концентрация присадки в нефти, мас.%	Т заст., °С	Депрессорный эффект, ΔТ, °С
0,00	-23,0	-
0,03	-30,5	7,5
0,05	-39,0	16,0
Таблица 1.1.2Изменение эффективной вязкости (скорость вращения 81 с-1) нефти Соболиного месторождения с использованием 0,05 мас.% депрессорной присадки при температурах, близких к температуре застывания.
Температура, °С	Эффективная вязкость, η [мПа·с]	Δη, % отн.
Исходная нефть	Нефть с присадкой
10	189,2	132,3	30,1
-20	498,1	313,8	37,0

Таблица 1.1.2
Ингибирующая способность присадки для нефти Соболинного месторождения.
Концентрация присадки в нефти, мас.%	Количество АСПО в нефти, г/100 гнефти	Ингибирующая способность, %
0,00	4,65	-
0,03	3,52	24,3
0,05	2,77	40,3

Пример 1.2 Депрессорные и ингибирующие свойства присадки, с использованием в качестве растворителя ксилола (продукт совместного окисления ТПС с АПП - 50%, (соотношение ТПС к АПП - 10: 0,65 и температура синтеза 210°С) ксилол - 40%), были установлены для нефти Соболиного месторождения (содержание парафиновых углеводородов - 2,5 мас.%).

Применение присадки с использованием в качестве растворителя ксилола, для нефти Соболиного месторождения снижает температуру застывания нефти на 8,5-13,1°С при концентрации в нефти 0,03-0,05 мас.% соответственно (табл.1.2.1), эффективную вязкость на 27,5% (при 10°С), 35,7% (при - 20°С) при 0,05 мас.% в нефти (табл.1.2.2) и предотвращает процесс осадкообразования на 25,4-45,6% при концентрации в нефти 0,03-0,05 мас.% (табл.1.2.3).

Таблица 1.2.1Изменение температуры застывания нефти Соболиного месторождения при использовании депрессорной присадки.
Концентрация присадки в нефти, мас.%	Т заст., °С	Депрессорный эффект, ΔТ, °С
0,00	-23,0	-
0,03	-31,5	8,5
0,05	-36,1	13,1
Таблица 1.2.2Изменение эффективной вязкости (скорость вращения 81 с-1) нефти Соболиного месторождения с использованием 0,05 мас.% депрессорной присадки при температурах, близких к температуре застывания.
Температура, °С	Эффективная вязкость, η [мПа·с]	Δη, % отн.
Исходная нефть	Нефть с присадкой
10	189,2	137,2	27,5
-20	498,1	320,3	35,7

Таблица 1.2.
Ингибирующая способность присадки для нефти Соболинного месторождения.
Концентрация присадки в нефти, мас.%	Количество АСПО в нефти, г/100 г нефти	Ингибирующая способность, %
0,00	4,65	-
0,03	3,47	25,4
0,05	2,53	45,6

Пример 2. Депрессорные и ингибирующие свойства присадки, с использованием в качестве растворителя толуола (продукт совместного окисления ТПС с АПП - 57%, (соотношение ТПС к АПП - 10: 0,65 и температура синтеза 210°С) толуол - 43%), были установлены для нефти Арчинского месторождения (содержание парафиновых углеводородов - 8,74 мас.%).

Применение депрессорной присадки, с использованием в качестве растворителя толуола, для нефти Арчинского месторождения снижает температуру застывания нефти на 16,0-23,1°С при концентрации в нефти 0,03-0,05 мас.% (табл.2.1), эффективную вязкость на 23,4% (при 20°С), 34,2% (при 15°С) при 0,03 мас.% в нефти (табл.2.2) и предотвращает процесс осадкообразования на 15,5-25,8% при концентрации в нефти 0,03-0,05 мас.% (табл.2.3).

Таблица 2.1
Изменение температуры застывания нефти Арчинского месторождения при использовании депрессорной присадки.
Концентрация присадки в нефти, мас.%	Т заст., °С	Депрессорный эффект, ΔТ, °С
0,00	3,0	-
0,03	-13,0	16,0
0,05	-20,1	23,1
Таблица 2.2
Изменение эффективной вязкости (скорость вращения 81 с-1) нефти Арчинского месторождения с использованием 0,03 мас.% депрессорной присадки.
Температура, °С	Эффективная вязкость, η [мПа·с]	Δη, % отн.
Исходная нефть	Нефть с присадкой
20	1997,1	1490,6	23,4
15	3264,0	2148,3	34,2

Таблица 2.3
Ингибирующая способность присадки для нефти Арчинского месторождения.
Концентрация присадки в нефти, мас.%	Количество АСПО в нефти, г/100 г нефти	Ингибирующая способность, %
0,00	4,5	-
0,03	3,80	15,5
0,05	3,34	25,8

Таким образом, использование новой депрессорной присадки, полученной совместным окислением ТПС с АПП, позволяет снизить значения температуры застывания и вязкостные характеристик парафинистых и высокопарафинистых нефтей, а также предотвращать процесс осадкообразования.

Депрессорная присадка комплексного действия на основе тяжелой пиролизной смолы, отличающаяся тем, что присадка содержит продукт совместного окисления тяжелой пиролизной смолы (ТПС) с атактическим полипропиленом (АПП), взятых в соотношении 10:(0,5-0,65), и алкилароматические углеводороды при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Продукт совместного окисления ТПС с АПП	43-60
Алкилароматические углеводороды	Остальное