RU2150487C1

RU2150487C1 - Composition for dehydration and desalting of crude oil and protection of equipment against asphaltene-tar-paraffin deposits

Info

Publication number: RU2150487C1
Application number: RU99119544A
Authority: RU
Inventors: О.А. Варнавская; Л.К. Хватова; Л.Н. Орлова; Б.Р. Фахрутдинов; Н.А. Лебедев; В.Н. Хлебников
Original assignee: Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт по нефтепромысловой химии"
Priority date: 1999-09-16
Filing date: 1999-09-16
Publication date: 2000-06-10

Abstract

FIELD: crude oil treatment. SUBSTANCE: composition contains, wt.%: glycol-based ethylene oxide/propylene oxide block copolymer, 10-40; glycerol-based ethylene oxide/propylene oxide block copolymer with 1-50 ethylene oxide units and 50-130 propylene oxide units, 20-50; polyether- tolylenediisocyanate interaction product, 5-15; and solvent, the balance. Residual level of water in treated oil is about 0.20 wt.% and that of salts 15-20 mg/l. EFFECT: enhanced dehydration and desalting activity and achieved deposit protection. 2 tbl, 17 ex

Description

Изобретение относится к области подготовки нефти, а именно, к со ставам для разрушения водонефтяных эмульсий с одновременной защитой нефтепромыслового оборудования от асфальтено-смолопарафиновых отложений и может быть использовано для обезвоживания и обессоливання нефти в нефтяной промышленности. The invention relates to the field of oil preparation, namely, compositions for the destruction of oil-water emulsions while protecting oilfield equipment from asphaltene-resin-paraffin deposits and can be used for dehydration and desalting of oil in the oil industry.

Известен состав для обезвоживания и обессоливания нефти, включающий блоксополимер окисей этилена и пропилена на основе гликолей и органический растворитель - деэмульгатор Реапон-4В (постоянный технологический регламент производства Реапона-4В, ТУ 6-55-54-91). Однако состав не проявляет защитных свойств от асфальтено-смолопарафиновых отложений (АСПО). A known composition for dehydration and desalination of oil, including a block copolymer of ethylene and propylene oxides based on glycols and an organic solvent - demulsifier Reapon-4V (continuous production schedule for production of Reapon-4V, TU 6-55-54-91). However, the composition does not exhibit protective properties against asphaltene-resin-paraffin deposits (AFS).

Известен состав для обезвоживания и обессоливания нефти и защиты нефтепромыслового оборудования от асфальтено-смолопарафиновых отложений и коррозии, включающий блоксополимер окисей этилена и пропилена на основе гликолей, продукт конденсации алкилфенола и высококипящего побочного продукта производства изопрена из изобутилена и формальдегида или 4,4-диметилдиоксана-1,3, продукт взаимодействия простого полиэфира с толуилендиизоциопатом и растворитель (патент РФ N 2126030, МКИ C 10 G 33/04, 1999г.). Указанный состав недостаточно эффективен для обезвоживания нефтей Девонского горизонта. A known composition for dehydration and desalting of oil and protection of oilfield equipment from asphaltene-resin-paraffin deposits and corrosion, including a block copolymer of ethylene and propylene oxides based on glycols, a condensation product of alkylphenol and a high boiling point by-product from the production of isoprene from isobutylene and formaldehyde-1-di-4,4,4 or , 3, the product of the interaction of the polyether with toluene diisociopath and a solvent (RF patent N 2126030, MKI C 10 G 33/04, 1999). The specified composition is not effective enough for dehydration of oils of the Devonian horizon.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является состав для обезвоживания и обессоливания нефти и защиты нефтепромыслового оборудования от асфальтено-смолопарафиновых отложений и коррозии, включающий блоксополимер окисей этилена и пропилена на основе гликолей в органическом растворителе - Реапон-4В, блоксополимер окисей этилена и пропилена на основе этилендиамина, продукт взаимодействия простого полиэфира с толуилендиизоционатом и растворитель (патент РФ N 2125587, МКИ C 10 G 33/04, 1999 г.). Известный состав недостаточно эффективен на нефтях Девонского горизонта. Closest to the proposed invention is a composition for dehydration and desalting of oil and protection of oilfield equipment from asphaltene-resin-paraffin deposits and corrosion, including a block copolymer of ethylene and propylene oxides based on glycols in an organic solvent - Reapon-4B, a block copolymer of ethylene oxide and propylene based on ethylene diene based on ethylene diene the product of the interaction of a polyether with toluene diisocyanate and a solvent (RF patent N 2125587, MKI C 10 G 33/04, 1999). The known composition is not effective enough on the oils of the Devonian horizon.

В основу настоящего изобретения положена задача создания эффективного состава для обезвоживания и обессоливания нефти и защиты нефтепромыслового оборудования от асфальтено-смолопарафиновых отложений для нефтей Девонского горизонта. The basis of the present invention is the creation of an effective composition for dehydration and desalination of oil and protection of oilfield equipment from asphaltene-resin-paraffin deposits for oils of the Devonian horizon.

Поставленная задача решается тем, что состав для обезвоживания и обессоливания нефти и защиты нефтепромыслового оборудования от АС-ПО, включающий блоксополимер окисей этилена и пропилена на основе гликолей, продукт взаимодействия простого полиэфира с толуилендиизоционатом и растворитель, дополнительно содержит блоксополимер окисей этилена и пропилена на основе глицерина с числом звеньев окиси этилена 1-50 и окиси пропилена 50-130 и молекулярной массой 3000-10000 у.е. при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Блоксополимер окисей этилена и пропилена на основе гликолей - 10-40
Продукт взаимодействия простого полиэфира с толуилендиизоционатом - 5-15
Блоксополимер окисей этилена и пропилена на основе глицерина с числом звеньев окиси этилена 1-50 и окиси пропилена 50-130 и молекулярной массой 3000-10000 у.е. - 20-50
Растворитель - Остальное
В качестве блоксополимера окисей этилена и пропилена на основе гликолей используют:
1. Блоксополимер окисей этилена и пропилена на основе гликолей, выпускаемый под товарным названием "Реапон-4В" - 55%-ный воднометанольный раствор указанного блоксополимера при соотношении воды и метанола 1:4 (ТУ 6-55-54-91).The problem is solved in that the composition for dehydration and desalting of oil and protection of oilfield equipment from AS-PO, including a block copolymer of ethylene and propylene oxides based on glycols, a product of the interaction of a polyether with toluene diisocyanate and a solvent, additionally contains a block copolymer of ethylene and propylene oxides based on glycerol with the number of units of ethylene oxide 1-50 and propylene oxide 50-130 and a molecular weight of 3000-10000 cu in the following ratio of components, wt. %:
Glycol-based block copolymer of ethylene and propylene oxides - 10-40
The product of the interaction of a polyether with toluene diisocyanate - 5-15
The block copolymer of ethylene and propylene oxides based on glycerol with the number of units of ethylene oxide 1-50 and propylene oxide 50-130 and a molecular weight of 3000-10000 cu - 20-50
Solvent - Other
As the block copolymer of ethylene and propylene oxides based on glycols, the following are used:
1. A glycol-based block copolymer of ethylene and propylene oxides, sold under the trade name Reapon-4B, is a 55% aqueous methanol solution of this block copolymer with a 1: 4 ratio of water to methanol (TU 6-55-54-91).

2. Блоксополимеры окисей этилена и пропилена на основе гликолей с молекулярной массой 3000-10000 у.е., полученные известным путем (Левченко Д.Н. и др. "Эмульсии нефти с водой и методы их разрушения." М., Химия, 1967, с. 118-121). 2. Block copolymers of ethylene and propylene oxides based on glycols with a molecular weight of 3000-10000 cu, obtained in a known manner (Levchenko DN, etc. "Emulsions of oil with water and methods for their destruction." M., Chemistry, 1967 p. 118-121).

Продукт взаимодействия простого полиэфира с толуилендиизоционатом берут согласно патенту РФ N 2089593, МКИ C 10 G 33/04, 1998 г. The product of the interaction of the polyether with toluene diisocyanate is taken according to RF patent N 2089593, MKI C 10 G 33/04, 1998

Блоксополимер окисей этилена и пропилена на основе глицерина с числом звеньев окиси этилена 1-50 и окиси пропилена 50-130 и молекулярной массой 3000-10000 у.е. получают известным способом (патент США N 3699051, МКИ B 01 D 17/04, 1972 г.; Н.Шенфельд "Поверхностно-активные вещества на основе оксида этилена", Москва, Химия, 1982, с. 752. A block copolymer of ethylene and propylene oxides based on glycerol with the number of units of ethylene oxide 1-50 and propylene oxide 50-130 and a molecular weight of 3000-10000 cu get in a known manner (US patent N 3699051, MKI B 01 D 17/04, 1972; N. Schenfeld "Surfactants based on ethylene oxide", Moscow, Chemistry, 1982, S. 752.

В качестве растворителя предлагаемый состав может содержать, например, смесь ароматических углеводородов - нефрас Ар 120/200 по ТУ 38-101-809-90, или бутилбензольную фракцию (ББФ) по ТУ 38.10297-76, или спирты: метанол, или изопропанол по ГОСТ 9805-84, или их смеси с водой, или смеси ароматических углеводородов со спиртами и C₂ - C₄ - моноалкиловыми эфирами этилен- и диэтиленгликолей. В качестве C₂-C₄ - моноалкиловых эфиров этилен- и диэтиленгликолей используют:
моноэтиловый эфир этиленгликоля (МЭЭЭГ) - этилцеллозольв по ГОСТ 8113-88, или моноэтиловый эфир диэтиленгликоля (МЭЭДЭГ) - этилкарбитол по ТУ 6-01-5757583-6-89, или монобутиловый эфир диэтиленгликоля (МБЭДЭГ) - бутилкарбитол но ТУ 6-05-10-5086.As a solvent, the proposed composition may contain, for example, a mixture of aromatic hydrocarbons - Nefras Ar 120/200 according to TU 38-101-809-90, or butylbenzene fraction (BBP) according to TU 38.10297-76, or alcohols: methanol, or isopropanol according to GOST 9805-84, or mixtures thereof with water, or mixtures of aromatic hydrocarbons with alcohols and C ₂ - C ₄ - monoalkyl ethers of ethylene and diethylene glycols. The following are used as C ₂ -C ₄ monoalkyl ethers of ethylene and diethylene glycols:
ethylene glycol monoethyl ether (MEEEG) - ethyl cellosolve in accordance with GOST 8113-88, or diethylene glycol monoethyl ether (MEEDEG) - ethyl carbitol in accordance with TU 6-01-5757583-6-89, or diethylene glycol monobutyl ether (noBEDL-05) 10-5086.

Предлагаемый деэмульгатор получают простым смешением указанных компонентов. Образцы составов приведены в таблице 1. The proposed demulsifier is obtained by simple mixing of these components. Sample compositions are shown in table 1.

Анализ отобранных в процессе поиска известных решений показал, что в науке и технике нет объекта, аналогичного заявленному по совокупности признаков и преимуществ, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "новизна" и "изобретательский уровень". Analysis of the well-known solutions selected in the search process showed that in science and technology there is no object similar to that claimed by the combination of features and advantages, which allows us to conclude that the invention meets the criteria of "novelty" and "inventive step".

Для доказательства соответствия предлагаемого решения критерию "промышленная применимость" приводим конкретные примеры приготовления составов. To prove the conformity of the proposed solution to the criterion of "industrial applicability" we give specific examples of the preparation of compositions

Пример 1 (предлагаемый). Example 1 (proposed).

К 40 г блоксополимера окисей этилена и пропилена на основе глицерина с числом молей окиси этилена 50 и окиси пропилена 130 и молекулярной массой 10000 добавляют 10 г блоксополимера окиси этилена и пропилена на основе гликоля-Реапона-4В и перемешивают при 40-50^oC. Затем к смеси добавляют 5 г продукта взаимодействия простого полиэфира с толуилендиизоционатом и 45 г бутилбензольной фракции. Смесь тщательно перемешивают до получения однородного продукта.To 40 g of a block copolymer of ethylene oxide and propylene based on glycerol with the number of moles of ethylene oxide 50 and propylene oxide 130 and a molecular weight of 10,000, 10 g of a block copolymer of ethylene oxide and propylene based on glycol-Reapon-4B are added and stirred at 40-50 ^o C. Then 5 g of the product of the interaction of the polyether with toluene diisocyanate and 45 g of butylbenzene fraction are added to the mixture. The mixture is thoroughly mixed until a homogeneous product.

Примеры N 2-17 выполняют аналогично примеру N 1, изменяя количество и тип компонентов. Examples N 2-17 are performed analogously to example N 1, changing the number and type of components.

Пример N 18 (прототип). Example No. 18 (prototype).

Полученные составы представляют собой однородные, подвижные жидкости от светло-желтого до светло-коричневого цвета, плотности от 0,900 - 0,980 г/см³ кинематическая вязкость при 20^oC не выше 60 мм²/с.The resulting compositions are homogeneous, mobile liquids from light yellow to light brown in color, density from 0.900 - 0.980 g / cm ³ kinematic viscosity at 20 ^o C not higher than 60 mm ² / s

Предлагаемый состав испытывают на деэмульгирующую активность и защитные свойства от асфальтено-смолопарафиновых отложений. Реагенты дозируют в водо-нефтяную эмульсию в виде 1%-ного раствора. Испытания проводят на нефтях, состав и физико-химические свойства которых приведены ниже:
- плотность, кг/см³ при 20^oC - 0,850-0,920
- вязкость, сСт, при 20^oC - 8,8084
вязкость, сСт, при 50^oC - 4,1277
Содержание:
- смол,% - 1,98 - 2,73
- серы (общей),% - 0,25 - 0,35
- парафинов, % - 2,11 - 2,63
- асфальтенов,% - 0,25 - 0,30
- обводненность, % - 65 - 75
Проведение испытаний.The proposed composition is tested for demulsifying activity and protective properties from asphaltene-resin-paraffin deposits. The reagents are dosed into a water-in-oil emulsion in the form of a 1% solution. The tests are carried out on oils, the composition and physico-chemical properties of which are given below:
- density, kg / cm ³ at 20 ^o C - 0,850-0,920
- viscosity, cSt, at 20 ^o C - 8.8084
viscosity, cSt, at 50 ^o C - 4.1277
Content:
- resins,% - 1.98 - 2.73
- sulfur (total),% - 0.25 - 0.35
- paraffins,% - 2.11 - 2.63
- asphaltenes,% - 0.25 - 0.30
- water cut,% - 65 - 75
Testing.

В водонефтяную эмульсию дозируют испытываемый деэмульгатор и встряхивают на лабораторном встряхивателе Вагнера в течение 30 минут при комнатной температуре. Затем термостатируют при 40^oC в течение 2-х часов и измеряют количество свободно выделившейся воды.The test demulsifier is dosed into the oil-water emulsion and shaken on a Wagner laboratory shaker for 30 minutes at room temperature. Then thermostat at 40 ^o C for 2 hours and measure the amount of freely released water.

Определение содержания остаточной воды в нефти проводятся в соответствии с ГОСТ 14870-77 методом Дина-Старка. В процессе обработки водонефтяной эмульсии деэмульгатором вместе с выделившейся водой происходит глубокое обессоливание, вследствие чего содержание солей уменьшается от 1-5 г/л до 15-20 мг/л. Результаты испытаний деэмульгирующей эффективности приведены в таблице 2. The determination of the residual water content in oil is carried out in accordance with GOST 14870-77 by the Dean-Stark method. In the process of processing a water-oil emulsion with a demulsifier, a deep desalination occurs together with the released water, as a result of which the salt content decreases from 1-5 g / l to 15-20 mg / l. The results of the tests of demulsifying efficacy are shown in table 2.

Эффективность предотвращения асфальтено-смолопарафиновых отложений (АСПО) оценивают по следующим показателям:
1. По отмыву пленки нефти.The effectiveness of preventing asphaltene-resin-paraffin deposits (AFS) is evaluated by the following indicators:
1. For washing the film of oil.

2. По величине частиц дисперсии. 2. By the size of the dispersion particles.

3. По отмыву АСПО. 3. For washing AFS.

Определение отмыва пленки нефти осуществляют в следующем порядке. В стеклянную пробирку до определенной метки наливают нефть, обработанную реагентом из расчета 0,005% на активную основу и отстаивают 20 минут. Затем нефть выливают, а в пробирку до половины наливают пластовую воду, добавляют нефть до метки. Пробирку закрывают пришлифованной пробкой, после чего одновременно с включением секундомера пробирку переворачивают. Нефть и вода меняются объемами. Фиксируют площадь отмыва поверхности пробирки, запятой пластовой водой взамен нефти. Результат считается отличным, если отмыв 70% площади происходит за 30 секунд, хорошим - за 60 секунд и удовлетворительным - за 180 секунд. Determination of washing film of oil is carried out in the following order. Oil, treated with a reagent at the rate of 0.005% on an active basis, is poured into a glass tube to a certain mark and left to stand for 20 minutes. Then the oil is poured, and formation water is poured into the test tube up to half, oil is added to the mark. The tube is closed with a ground stopper, after which the tube is turned over at the same time as the stopwatch is turned on. Oil and water vary in volume. Fix the area of the washing surface of the test tube, comma formation water instead of oil. The result is considered to be excellent if washing of 70% of the area occurs in 30 seconds, good in 60 seconds and satisfactory in 180 seconds.

Диспергирование АСПО и отмыв поверхности. Dispersion of paraffin and surface washing.

Эти две методики совмещены в одной процедуре и проводятся в конической колбе, в которую помещают 50 см³ пластовой воды, дозируют испытуемый реагент. В эту же колбу помещают АСПО весом 0,5 г. Содержимое колбы нагревают до расплавления парафина (60-90^oC), а затем охлаждают, перемешивая. После охлаждения до 20-25^oC замеряют величину частиц дисперсии парафина σ и площадь рабочей поверхности колбы, покрытой (замазанной) парафино-отложениями (s).These two methods are combined in one procedure and are carried out in a conical flask, in which 50 cm ^{3 of} produced water is placed, the test reagent is dosed. An ASPO weighing 0.5 g is placed in the same flask. The contents of the flask are heated until the paraffin is melted (60-90 ^° C), and then cooled by stirring. After cooling to 20-25 ^o C measure the particle size of the dispersion of paraffin σ and the area of the working surface of the flask covered with (coated) with paraffin deposits (s).

Согласно методике результат считается отличным при величине дисперсии 1-2 мм, удовлетворительным - при величине дисперсии 2-5 мм, неудовлетворительным - при величине дисперсии более 5 мм. При оценке метода отмыва АСПО с поверхности результат считается отличным, если доля отмыва поверхности от АСПО составляет 90-100%, хорошим - 80-90% и плохим - менее 50%. According to the technique, the result is considered to be excellent with a dispersion value of 1-2 mm, satisfactory - with a dispersion value of 2-5 mm, unsatisfactory - with a dispersion value of more than 5 mm. When evaluating the method of washing ARPD from a surface, the result is considered to be excellent if the proportion of surface washing from ARPD is 90-100%, good - 80-90% and bad - less than 50%.

Результаты испытаний составов па эффективность предотвращения асфальтено-смолопарафиновых отложений представлены в таблице 2. The test results of the compositions on the effectiveness of the prevention of asphaltene-resin-paraffin deposits are presented in table 2.

Анализ данных, приведенных в таблицах 1 и 2 показывает, что предлагаемый состав обладает высоким деэмульгирующим и защитным эффектом от АСПО для нефтей Девонского горизонта, требующих применения деэмульгаторов избирательного действия. The analysis of the data shown in tables 1 and 2 shows that the proposed composition has a high demulsifying and protective effect from paraffin for oils of the Devonian horizon, requiring the use of demulsifiers of selective action.

Claims

Composition for dehydration and desalting of oil and protection of oilfield equipment from asphaltene-resin-paraffin deposits, including glycols based on a block copolymer of ethylene and propylene oxides, a product of the interaction of a polyether with toluene diisocyanate and a solvent, characterized in that it additionally contains a block copolymer of ethylene and propylene oxides with the number of units of ethylene oxide 1 - 50 and propylene oxide 50 - 130 and mol.m. 3000 - 10000 with a ratio of components, wt.%:
Glycol-based block copolymer of ethylene and propylene oxides - 10 - 40
Glycerol-based block copolymer of ethylene and propylene oxides, indicated above - 20-50
The product of the interaction of polyether with toluene diisocyanate - 5 - 15
Solvent - Other