Введение к работе
Актуальность темы. В последние годы доля добываемых высоковязких и высокосернистых нефтей постоянно возрастает. Различия в составах малосернистых и высокосернистых .нефтей препятствуют их совместной транспортировке. Подготовка таких нефтей осуществляется также на отдельных установках. Большое количество природных эмульгаторов, присутствующих в тяжёлых нефтях, способствует образованию стойких, трудноразрушаемых эмульсий. Среди различных методов разрушения таких систем ведущее место занимает деэмульсация с применением химических реагентов. Для обезвоживания и обессоливания добываемых нефтей на промыслах применяются деэмульгаторы как отечественного, так и импортного производства. Существующий на сегодняшний день ассортимент реагентов-деэмульгаторов не всегда способен решить проблемы промысловой подготовки угленосных нефтей. Таким образом, создавшаяся ситуация требует получения более эффективных реагентов, базирующихся на широкодоступном отечественном сырье. Таким сырьём может служить изононилфенол (ИНФ) и оксид этилена.
Среди отечественных ПАВ-деэмульгаторов наиболее известны Реапон-4В и Дипроксамин-157, выпускаемых на АО "Оргсинтез". Для повышения активности этих реагентов в последние годы разрабатываются различные композиции на их основе. Так, Реапон-4В используется в производстве таких достаточно эффективных композиционных деэмульгаторов, как РИП и РИФ, которые проявляют также и ингибирующие свойства. На основе Дипроксамина-157 известны композиционные реагенты - ДИН и ИНВАР, однако они проявляют недостаточную активность при разрушении эмульсий на основе нефтей угленосных горизонтов.
Даішая работа посвящена разработке нового деэмульгатора «Полинол-Д» на основе оксиэтилированной изононилфенолформальдегидной смолы -реагента Полинол и Дипроксамина-157. На производство Полинола не требуется оксида пропилена, являющегося на сегодняшний день дорогим и дефицитным сырьём. Полинол-Д проявляет высокую активность при разрушении широкого ассортимента нефтяных эмульсий на основе угленосных нефтей. Предлагаемая композиция по эффективности сопоставима с лучшими импортными деэмульгаторами, такими как Диссольван-4411 и Доуфакс.
Цель работы. Разработка условий синтеза изононилфенолформальдегидной смолы - гидрофобной составляющей реагента Полинол. Определение зависимости деэмульгирующей способности Полинолов от гидрофобной и гидрофильной составляющих молекулы, нахождение оптимального соотношения, при котором наблюдается максимальный деэмульгирующий эффект. Подбор реагента-добавки для получения деэмульгирующей композиции на основе оксиэтилированной изононилфенолформальдегидной смолы. Испытание реагента-деэмульгатора
Полинол и смесей на его основе на искусственных и естественных водонефгяных эмульсиях. Определение ряда физико-химических, поверхностных характеристик деэмульгатора с целью определения механизма действия реагента в процессе разрушения нефтяных эмульсий. Разработка товарной формы композиционного реагента.
Научная новизна. В результате испытаний на деэмульгирующую способность полученных окснэтилированных изононилфенолформальдегид-ных смол (Полинолов) при различном соотношении гидрофобной и гидрофильной составляющих в молекуле реагента определён оптимальный состав полученного деэмульгатора, обеспечивающий высокую деэмульсацию трудноразрушаемых нефтяных эмульсий.
В работе впервые выявлена зависимость деэмульгирующей способности оксиэтилировашюй изононилфенолформальдегидной смолы от степени конденсации изононилфенола. На основе этого разработаны условия синтеза изононилфенолформальдегидной смолы заданной молекулярной массы. Установлено, что в изученных условиях на рост молекулярной массы изононилфенолформальдегидной смолы в большей степени влияет количество катализатора в реакционной массе и температура процесса, в меньшей степени - количество формальдегида.
Установлено, что введение дополнительно к Полинолу определенного количества реагента Дипроксамин-157 способствует проявлению синергетического эффекта, что значительно повышает эффективность обезвоживания нефтей.
Получены доказательства комплексного механизма действия композиции, включающего высокую диффузионную активность реагента на стадии доставки его на границу раздела фаз и высокую смачивающую способность по отношению к природным эмульгаторам (асфальтосмолам и парафинам) на стадии разрушения адсорбционной оболочки.
Практическая ценность. На основе ИНФ разработан новый нефтерастворимый композиционный деэмульгатор, эффективный в процессе деэмульсации широкого ассортимента нефтей, отличающийся высокой селективностью по отношению к трудноразрушаемым нефтяным эмульсиям угленосных горизонтов и смесям нефтей различных месторождений. Разработанная композиция по эффективности равноценна действию лучших импортных реагентов.
На производство этого реагента не требуется дорогого и дефицитного в настоящее время оксида пропилена. Подобраны оптимальные условия синтеза реагента Полинол и методы контроля за его качеством.
Реагент испытан в промысловых лабораториях НГДУ «Заинскнефть» и «Бавлынефть», где подтверждена его высокая активность и обнаружен эффект ингибирования асфальтосмолопарафиноотложений и сероводородной коррозии. В процессе разрушения нефтяных эмульсий отмечается чёткая граница раздела фаз и чистота дренажных вод.
По результатам данных испытаний разработанный реагент рекомендован к производству опытно-промышленной партии. Композиционный реагент «Полинол-Д» защищен патентом Российского агентства по патентам и товарным знакам.
На защиту выносятся: результаты исследований по синтезу изононил-фенолформальдегидных смол, по изучению поверхностно-активных свойств оксиэтилированных продуктов на основе изононилфенолформальдегидных смол; теоретическое обоснование полученных результатов.
Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на: семинаре-дискуссии «Концептуальные вопросы развития комплекса "Нефтедобыча-нефтепереработка-нефтехимия" в регионе в связи с увеличением доли тяжёлых высокосернистых нефтей» (г. Казань, 1997 г.); XII Международной Конференции молодых учёных по химии и химической технологии МКХТ-98 (г. Москва, 1998 г.); отчётных научных сессиях КХТИ, 1998, 1999 г.; Международной конференции по интенсификации нефтехимических процессов «Нефтехимия-99» (г. Нижнекамск, 1999 г.).
Диссертационная работа выполнена в соответствии с Координационным планом АН СССР "Создание научных основ и разработка новых высокоэффективных технологий в химии и нефтехимии" по программе "Создание нового поколения прогрессивных технологических процессов нефтехимии и нефтепереработки" (Нефтехимия. Приложение 3 к постановлению ГКНТ и Президиума АН СССР ОТ 05.03.1988 7N62/51).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ: 2 статьи, S тезисов докладов и патент на изобретение.
Объём и структура работы. Диссертация изложена на /«f-5"страницах машинописного текста, содержит 34 таблицы, 88 рисунков и список литературы из 195 наименований и состоит из введения, 7 глав, выводов и приложений.
