RU2685134C2 - Universal reagent for destabilizing water-oil emulsions and suspensions - Google Patents

Universal reagent for destabilizing water-oil emulsions and suspensions Download PDF

Info

Publication number
RU2685134C2
RU2685134C2 RU2017129659A RU2017129659A RU2685134C2 RU 2685134 C2 RU2685134 C2 RU 2685134C2 RU 2017129659 A RU2017129659 A RU 2017129659A RU 2017129659 A RU2017129659 A RU 2017129659A RU 2685134 C2 RU2685134 C2 RU 2685134C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
reagent
sodium
oil
concentration
Prior art date
Application number
RU2017129659A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2017129659A3 (en
RU2017129659A (en
Inventor
Алла Николаевна Червякова
Original Assignee
Акционерное общество "Группа компаний "Зеленый мир"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Группа компаний "Зеленый мир" filed Critical Акционерное общество "Группа компаний "Зеленый мир"
Priority to RU2017129659A priority Critical patent/RU2685134C2/en
Publication of RU2017129659A3 publication Critical patent/RU2017129659A3/ru
Publication of RU2017129659A publication Critical patent/RU2017129659A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2685134C2 publication Critical patent/RU2685134C2/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/54Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using organic material
    • C02F1/542Phosphorus compounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D17/00Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
    • B01D17/02Separation of non-miscible liquids
    • B01D17/04Breaking emulsions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D21/00Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
    • B01D21/01Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation using flocculating agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F9/00Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic Table
    • C07F9/02Phosphorus compounds
    • C07F9/28Phosphorus compounds with one or more P—C bonds
    • C07F9/38Phosphonic acids [RP(=O)(OH)2]; Thiophosphonic acids ; [RP(=X1)(X2H)2(X1, X2 are each independently O, S or Se)]
    • C07F9/3804Phosphonic acids [RP(=O)(OH)2]; Thiophosphonic acids ; [RP(=X1)(X2H)2(X1, X2 are each independently O, S or Se)] not used, see subgroups
    • C07F9/3839Polyphosphonic acids
    • C07F9/3873Polyphosphonic acids containing nitrogen substituent, e.g. N.....H or N-hydrocarbon group which can be substituted by halogen or nitro(so), N.....O, N.....S, N.....C(=X)- (X =O, S), N.....N, N...C(=X)...N (X =O, S)

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Colloid Chemistry (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.SUBSTANCE: invention relates to organic chemistry and can be used for purification of process and waste water from petroleum, oil products and other hydrocarbons, including fuel oil, gasoline, kerosene, oil, lubricant-coolant, solid suspended particles, including fine particles of sand, clay or from complex aqueous emulsion-suspension mixtures. A reagent for destabilizing an oil-water emulsion and suspension, containing sodium alkylamino-phosphonate, sodium aminomethylene phosphonate and water.EFFECT: invention reduces residual content of impurities in purified water with simultaneous increase in the degree of demulsification of oil products.6 cl, 3 tbl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области органической химии и может быть использовано для очистки технологических и сточных вод от нефти, нефтепродуктов и других углеводородов, в том числе мазута, бензина, керосина, масла, смазочно-охлаждающей жидкости, твердых взвешенных частиц, в том числе мелких частиц песка, глины или от сложных водных эмульсионно-суспензионных смесей, а также может применяться в качестве ингибитора коррозии и антискаланта.The invention relates to the field of organic chemistry and can be used for the purification of process and wastewater from oil, oil products and other hydrocarbons, including fuel oil, gasoline, kerosene, oil, coolant, solid suspended particles, including small particles of sand , clay or from complex aqueous emulsion-suspension mixtures, and can also be used as a corrosion inhibitor and antiscalant.

Известно вещество для очистки загрязненных поверхностей от нефти и нефтепродуктов, содержащее в качестве активного вещества фракции алифатических эфиров алкилкарбоновых кислот общей формулы RCOORf, где Rf=С1-С8, R=С8-С15, С16-С19, С20-С24, при массовом отношении соответственно от 0,2:1:1 до 2:3:7. [RU 93047805, дата приоритета 14.10.1993, дата публикации 10.05.1996, МПК B01J 20/22].A substance is known for cleaning contaminated surfaces from oil and oil products, containing as an active substance fractions of alkyl carboxylic acid aliphatic esters of the general formula RCOORf, where Rf = C1-C8, R = C8-C15, C16-C19, C20-C24, with a mass ratio, respectively from 0.2: 1: 1 to 2: 3: 7. [RU 93047805, priority date 10/14/1993, publication date 10/05/1996, IPC B01J 20/22].

Недостатком известного вещества является низкое значение гидрофильно-липофильного баланса и, как следствие, низкая скорость разрушения и солюбилизации образующихся устойчивых водонефтяных эмульсий.The disadvantage of this substance is the low value of hydrophilic-lipophilic balance and, as a consequence, the low rate of destruction and solubilization of the resulting stable oil-water emulsions.

Известен флокулянт на основе высокомолекулярного полимера полиакриламида, полученного полимеризацией мономера акриламида, производимого биотехнологическим способом, применяемый как вещество для очистки вод от твердых взвешенных частиц и углеводородов [RU 2077588, дата приоритета 16.01.1996, дата публикации 20.04.1997, МПК С12Р 13/02].Known flocculant based on high molecular weight polyacrylamide polymer obtained by polymerization of acrylamide monomer produced by the biotechnological method, used as a substance for purifying water from solid suspended particles and hydrocarbons [RU 2077588, priority date 16.01.1996, publication date 20.04.1997, IPC C12P 13/02 ].

Недостатком известного вещества является низкая скорость очистки и относительно низкая степень очистки вод от твердых взвешенных частиц и углеводородов, в том числе от нефти и нефтепродуктов. Это обусловлено тем, что известное вещество является высокомолекулярным соединением, которое имеет ионогенный характер (катионо- или анионогенный в зависимости от состава) с узким диапазоном электрокинетического потенциала. Это затрудняет экранирование (нейтрализацию) противоположных зарядов взвешенных частиц и препятствует их слипанию (коагуляции). Кроме того, образование «полимерных мостиков», связывающих микрочастицы без изменения электрических свойств системы, приводящее, как следствие, к хлопьеобразованию (коалесценции) примесей, затруднено, вследствие пониженной «гибкости» высокомолекулярных цепочек полимерных соединений, особенно в соленой воде.The disadvantage of this substance is a low purification rate and a relatively low degree of purification of water from suspended solids and hydrocarbons, including oil and oil products. This is due to the fact that the known substance is a high molecular compound that has an ionic character (cationic or anionic, depending on its composition) with a narrow range of electrokinetic potential. This complicates shielding (neutralization) of opposite charges of suspended particles and prevents them from sticking together (coagulation). In addition, the formation of "polymer bridges" that bind microparticles without changing the electrical properties of the system, leading, as a result, to flocculation (coalescence) of impurities, is difficult due to the reduced "flexibility" of high molecular weight chains of polymer compounds, especially in salt water.

В качестве прототипа был выбран реагент для очистки воды от твердых взвешенных частиц и углеводородов, в том числе нефти и нефтепродуктов, содержащий фосфорсодержащие алкиламиновые композиции, используемый в качестве флокулянта и коагулянта в процессе водоподготовки и водоочистки [WO 2017039483, дата приоритета 28.03.2016, дата публикации 09.03.2017, МПК C02F 1/54, C02F 5/14, B01D 17/05, C07F 9/38, C02F 101/32, C02F 103/10].As a prototype was selected reagent for water purification from solid suspended particles and hydrocarbons, including oil and oil products, containing phosphorus-containing alkylamine compositions used as flocculant and coagulant in the process of water treatment and purification [WO 2017039483, priority date 03/28/2016, date Publications 09.03.2017, IPC C02F 1/54, C02F 5/14, B01D 17/05, C07F 9/38, C02F 101/32, C02F 103/10].

Недостатком реагента по прототипу являются низкие дестабилизирующие (деэмульсационные) свойства и агрегатирующие (флокулирующие и коагулирующие) показатели, поскольку он содержит активную моносоставляющую на основе композиции алкиламинофосфонатов, имеющую достаточно узкую область эффективности, в следствие чего, реагент по прототипу не способен очищать сильно загрязненную воду, насыщенную различными мелкодисперсными твердыми и коллоидными примесями и жидкими углеводородами, в том числе нефтью и нефтепродуктами.The disadvantage of the prototype reagent is low destabilizing (de-emulsifying) properties and aggregating (flocculating and coagulating) indicators, because it contains an active mono-component based on the composition of alkylaminophosphonates, having a rather narrow range of efficiency, as a result, the reagent of the prototype is not able to clean heavily polluted water, saturated with various fine solid and colloidal impurities and liquid hydrocarbons, including oil and oil products.

Технической проблемой, на решение которой направлено изобретение, является повышение эффективности очистки технологических и сточных вод.The technical problem that the invention is directed to is to increase the efficiency of purification of process and wastewater.

Техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, является уменьшение остаточного содержания примесей в очищаемой воде с одновременным увеличением степени деэмульсации нефтепродуктов.The technical result, the achievement of which the invention is directed, is to reduce the residual impurity content in the treated water with a simultaneous increase in the degree of demulsification of petroleum products.

Сущность изобретения заключается в следующем.The invention consists in the following.

Заявляемый реагент для дестабилизации водонефтяных эмульсий и суспензий содержит алкиламинофосфонат натрия и воду. В отличии от прототипа заявляемый реагент дополнительно содержит аминометиленфосфонат натрия при следующем соотношении компонентов, мас %:The inventive reagent for destabilization of water-oil emulsions and suspensions contains sodium alkylaminophosphonate and water. Unlike the prototype, the inventive reagent additionally contains sodium aminomethylene phosphonate in the following ratio of components, wt%:

Аминометиленфосфонат натрия 10-50Sodium aminomethylene phosphonate 10-50

Алкиламинофосфонат натрия 20Sodium alkylaminophosphonate 20

Вода остальноеWater the rest

Основные действующие компоненты заявляемого реагента являются фосфорорганическими комплексонами и могут быть представлены веществами, содержащими фосфонаты щелочных металлов, фосфонокарбоксильные кислоты и водорастворимые полимеры, в частности алкиламинофосфонатом натрия и аминометиленфосфонатом натрия.The main active components of the inventive reagent are organophosphorus complexones and can be represented by substances containing alkali metal phosphonates, phosphoncarboxylic acids and water-soluble polymers, in particular sodium alkylaminophosphonate and sodium aminomethylene phosphonate.

Аминометиленфосфонат натрия может быть представлен следующей формулой:Sodium aminomethylene phosphonate can be represented by the following formula:

СН3-(СН2)n-NH-СН2-РО(ОН)ОNaCH 3 - (CH 2 ) n -NH-CH 2 -PO (OH) ONa

где n=10-13, что обеспечивает оптимальное функционирование реагента, однако аминометиленфосфонат натрия может состоять из различного числа радикалов, но количество углеводородных радикалов n менее 10 может привести к снижению эффективности заявляемого реагента, вследствие снижения очищающей и деэмульгирующей способностей. Аминометиленфосфонат натрия с количеством углеводородных радикалов n более 13 может затруднять процесс его получения, увеличивая длительность синтеза компонента.where n = 10-13, which ensures optimal functioning of the reagent, however, sodium aminomethylene phosphonate may consist of different numbers of radicals, but the number of hydrocarbon radicals n less than 10 may lead to a decrease in the effectiveness of the inventive reagent, due to a decrease in cleaning and demulsifying properties. Sodium aminomethylene phosphonate with an amount of hydrocarbon radicals of more than 13 can impede the process of its production, increasing the duration of component synthesis.

Концентрация аминометиленфосфоната натрия в составе заявляемого реагента может находиться в диапазоне от 10 до 50 мас %. При концентрации аминометиленфосфоната натрия менее 10 мас % очищающие свойства заявляемого реагента сводятся к свойствам алкиламинофосфоната натрия, при этом суммарное действие компонентов не наблюдается. При концентрации более, чем 50 мас % аминометиленфосфонат натрия действует как сильный ингибитор коррозии и солеоотложений, однако эффективность деэмульсационных свойств при этом существенно снижается, вследствие того, что происходит изменение направления механизма действия заявляемого реагента. Экспериментально определено, что наиболее эффективные свойства заявляемый реагент проявляет в диапазоне концентрации аминометиленфосфоната натрия от 30 до 45 мас %. В данном диапазоне концентрации наблюдается существенный скачок степени обезвоживания водонефтяных эмульсий и увеличение активности флокулирующих свойств заявляемого реагента в целом.The concentration of sodium aminomethylene phosphonate in the composition of the proposed reagent may be in the range from 10 to 50 wt%. When the concentration of sodium aminomethylene phosphonate is less than 10% by mass, the purifying properties of the inventive reagent are reduced to the properties of sodium alkylaminophosphonate, and the total effect of the components is not observed. At a concentration of more than 50 wt% sodium aminomethylene phosphonate acts as a strong inhibitor of corrosion and salt deposition, however, the effectiveness of the demulsification properties decreases significantly, due to the fact that the direction of the mechanism of action of the inventive reagent changes. It was experimentally determined that the inventive reagent exhibits the most effective properties in the range of sodium aminomethylene phosphonate concentration from 30 to 45 wt%. In this concentration range, there is a significant jump in the degree of dehydration of oil-water emulsions and an increase in the activity of the flocculating properties of the proposed reagent as a whole.

Алкиламинофосфонат натрия может быть представлен следующей формулой:The sodium alkylaminophosphonate can be represented by the following formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

где n=9-18, что обеспечивает оптимальное функционирование компонента, однако алкиламинофосфонат натрия может состоять из различного числа радикалов, но количество углеводородных радикалов n алкиламинофосфоната натрия менее 9 может привести к снижению эффективности заявляемого реагента, вследствие снижения очищающей и деэмульгирующей способностей алкиламинофосфоната натрия. Алкиламинофосфонат натрия с количеством углеводородных радикалов n более 18 может затруднять процесс его получения, увеличивая длительность синтеза компонента.where n = 9-18, which ensures optimal functioning of the component, however, sodium alkylaminophosphate may consist of different number of radicals, but the number of hydrocarbon radicals n of sodium alkylaminophosphate less than 9 may reduce the effectiveness of the inventive reagent, due to the reduction of sodium alkylaminophosphonate cleansing and demulsifying ability. Sodium alkylaminophosphonate with more than 18 hydrocarbon radicals can impede the process of its production, increasing the duration of component synthesis.

Концентрация алкиламинофосфоната может находиться в диапазоне от 5 до 35 мас %, использование компонента в концентрации менее 5 мас % нецелесообразно, так как заявляемый реагент проявляет минимальные очищающие свойства, а концентрация более 35 мас % увеличивает удельный расход компонента, при этом не увеличивая эффективность заявляемого реагента.The concentration of alkylaminophosphate may be in the range from 5 to 35 wt%, the use of the component in a concentration of less than 5 wt% is impractical, since the inventive reagent exhibits minimal cleansing properties, and a concentration of more than 35 wt% increases the specific consumption of the component, while not increasing the effectiveness of the inventive reagent .

Дополнительно заявляемый реагент может содержать различные хладагенты и/или антифризы (морозоустойчивые компоненты), которые понижают температуру замерзания реакционной среды, при этом обуславливая эффективную работу заявляемого реагента и при пониженных температурах. В качестве морозоустойчивых компонентов могут быть использованы многоатомные спирты, такие как пропиленгликоль, этиленгликоль или диэтиленгликоль в концентрации от 5 до 35 мас %. Использование подобных компонентов в таком диапазоне концентрации способствует поддержанию постоянного температурного режима в реакционной среде, что обеспечивает эффективное функционирование заявляемого реагента.Additionally, the inventive reagent may contain various refrigerants and / or antifreezes (frost-resistant components), which lower the freezing point of the reaction medium, thus causing the effective operation of the inventive reagent and at low temperatures. Polyols such as propylene glycol, ethylene glycol or diethylene glycol can be used as frost-resistant components in a concentration of from 5 to 35% by weight. The use of such components in this concentration range helps to maintain a constant temperature in the reaction medium, which ensures the effective functioning of the proposed reagent.

Также дополнительно заявляемый реагент может содержать вещества, усиливающие ингибирование солеотложений за счет преобразования накипи в виде карбонатов и гидрокарбонатов кальция в шлам, который может быть легко выведен из очищаемой среды. Такие вещества могут быть представлены фосфатами щелочных металлов, например, гексаметафосфатом натрия или тринатрийфосфатом натрия в концентрации от 5 до 7 мас %. В концентрации менее 5 мас % указанные вещества не проявляют ингибирующие свойства, а в концентрации более 7 мас % могут снижать эффективность основных компонентов заявляемого реагента.Additionally, the inventive reagent may contain substances that enhance the inhibition of scaling by converting scale in the form of carbonates and calcium bicarbonates into sludge, which can be easily removed from the medium being cleaned. Such substances can be represented by alkali metal phosphates, for example, sodium hexametaphosphate or sodium trisodium phosphate in a concentration of from 5 to 7 wt%. At a concentration of less than 5 wt%, these substances do not exhibit inhibitory properties, and at a concentration of more than 7 wt%, they can reduce the effectiveness of the main components of the inventive reagent.

Заявляемый реагент может быть получен параллельным синтезированием компонентов с их последующим смешиванием или нейтрализацией смеси фосфоновых кислот едким натром. В первом случае процесс получения заявляемого реагента сводится к поэтапному получению аминометиленфосфоновой кислоты, алкиламинофосфоновой кислоты, синтезированию мононатриевых солей из соответствующих кислот и смешиванию двух полученных солей. Во втором случае на первом этапе синтезируют алкиламинофосфоновую кислоту, перед этапом нейтрализации добавляют к алкиламинофосфоновой кислоте аминометиленфосфоновую кислоту и нейтрализуют смесь кислот, при этом получается композиция мононатриевых солей фосфоновых кислот.The inventive reagent can be obtained by parallel synthesis of components with their subsequent mixing or neutralization of a mixture of phosphonic acids with caustic soda. In the first case, the process of obtaining the proposed reagent is reduced to the gradual production of aminomethylene phosphonic acid, alkylaminophosphonic acid, the synthesis of monosodium salts from the corresponding acids and the mixing of the two salts obtained. In the second case, in the first stage, alkylaminophosphonic acid is synthesized, before the neutralization step aminomethylene phosphonic acid is added to the alkylaminophosphonic acid and the mixture of acids is neutralized, and the composition of monosodium phosphonic acid is obtained.

Аминометиленфосфонат натрия может быть синтезирован из аминометиленфосфоновой кислоты путем реакции нейтрализации. Аминометиленфосфоновая кислота может быть получена путем взаимодействия хлорида фосфора, формамида и мочевины.Sodium aminomethylene phosphonate can be synthesized from aminomethylene phosphonic acid by neutralization. Aminomethylene phosphonic acid can be obtained by reacting phosphorus chloride, formamide and urea.

Алкиламинофосфонат натрия может быть получен путем обработки алифатических аминов фосфористой кислотой и формальдегидом в присутствии соляной кислоты с последующим охлаждением и нейтрализацией водным раствором едкого натра.Sodium alkylaminophosphonate can be obtained by treating aliphatic amines with phosphorous acid and formaldehyde in the presence of hydrochloric acid, followed by cooling and neutralization with an aqueous solution of sodium hydroxide.

Изобретение характеризуется новым ранее неизвестным из уровня техники существенным признаком, который заключается в том, что заявляемый реагент дополнительно содержит аминометиленфосфонат натрия, который аналогично известному реагенту является амфолитом и благодаря этому усиливает бифильные свойства алкиламинофосфоната натрия, способствуя быстрому агрегированию широкого диапазона качественного и количественного состава примесей. Кроме того, наличие в составе аминометиленфосфоната натрия полимерной составляющей способствует образованию фосфорилсодержащих комплексонов, что позволяет значительно снизить скорость образования водонефтяных эмульсий, благодаря чему достигается технический результат, который заключается в уменьшении остаточного содержания примесей в очищаемой среде с одновременным увеличением степени деэмульсации нефтепродуктов, тем самым повышая эффективность очистки технологических и сточных вод.The invention is characterized by a significant feature previously unknown from the prior art, which is that the inventive reagent additionally contains sodium aminomethylene phosphonate, which, like the known reagent, is an ampholyte and thereby enhances the bifilic properties of sodium alkylaminophosphonate, facilitating the rapid aggregation of a wide range of qualitative and quantitative impurities. In addition, the presence of sodium polymer in the composition of sodium aminomethylene phosphonate contributes to the formation of phosphoryl-containing complexones, which can significantly reduce the rate of formation of water-oil emulsions, thereby achieving a technical result, which is to reduce the residual impurity content in the medium being cleaned, while simultaneously increasing the degree of de-emulsion of oil products, thereby increasing process and wastewater treatment efficiency.

Наличие отличительных существенных признаков позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критерию патентоспособности «новизна».The presence of distinctive essential features allows to make a conclusion about the compliance of the claimed invention to the patentability criterion "novelty".

Применение аминометиленфосфоната натрия в заявляемом реагенте, содержащем алкиламинофосфонат натрия, для очистки воды от примесей, а также эффект от их совместного применения, являются неочевидными для специалиста и обуславливают существенное снижение количества остаточных примесей и ускорение процесса дестабилизации водонефтяных эмульсий в очищаемой воде, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критерию патентоспособности «изобретательский уровень».The use of sodium aminomethylene phosphonate in the inventive reagent containing sodium alkylaminophosphate to purify water from impurities, as well as the effect of their combined use, are not obvious to a specialist and cause a significant reduction in residual impurities and accelerate the process of destabilization of oil-water emulsions in the water being purified, which allows to make a conclusion on the compliance of the claimed invention with the patentability criterion of "inventive step".

Заявляемое изобретение может быть изготовлено и применено с помощью известных способов и веществ, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критерию патентоспособности «промышленная применимость».The claimed invention can be manufactured and applied using known methods and substances, which allows to make a conclusion on the compliance of the claimed invention to the patentability criterion of "industrial applicability".

Заявляемое изобретение характеризуется следующими графиками:The invention is characterized by the following graphs:

Фиг. 1 - Зависимость количества выделившейся воды из водонефтяной эмульсии от концентрации аминометиленфосфоната натрия (АМФ), мас %.FIG. 1 - Dependence of the amount of released water from the oil-water emulsion on the concentration of sodium aminomethylene phosphonate (AMP), wt%.

Фиг. 2 - Зависимость степени интегральной очистки воды от концентрации аминометиленфосфоната натрия (АМФ), мас %.FIG. 2 - Dependence of the degree of integrated water purification on the concentration of sodium aminomethylene phosphonate (AMP), wt%.

Фиг. 3 - Динамика расслоения водонефтяной эмульсии в зависимости от времени при использовании заявляемого реагента.FIG. 3 - Dynamics of stratification of water-oil emulsion depending on the time when using the proposed reagent.

Фиг. 4 - Зависимость показателя скорости дестабилизации водонефтяной эмульсии, измеренной анализатором, в зависимости от времени при использовании заявляемого реагента.FIG. 4 - The dependence of the rate of destabilization of the oil-water emulsion, measured by the analyzer, depending on the time when using the proposed reagent.

Фиг. 5 - Зависимость изменения показателя спектрофотометрии (светопропускаемость эмульсии) от времени при использовании заявляемого реагента.FIG. 5 - Dependence of changes in the spectrophotometry index (emissivity) on time with the use of the inventive reagent.

Заявляемое изобретение может быть реализовано следующим образом.The claimed invention can be implemented as follows.

Аминометиленфосфонат натрия получали путем введения в разбавленную дистиллированной водой смесь, состоящую из формамида и мочевины, раствора хлорида фосфора при поддержании температуры 15°С. Далее температуру увеличивали до 80-85°С и выдерживали смесь 10 часов, после чего полученную кислоту нейтрализовали водным раствором едкого натра до рН=8-10.Sodium aminomethylene phosphonate was obtained by introducing into a mixture diluted with distilled water consisting of formamide and urea, a solution of phosphorus chloride while maintaining the temperature at 15 ° C. Next, the temperature was increased to 80-85 ° C and the mixture was kept for 10 hours, after which the resulting acid was neutralized with an aqueous solution of sodium hydroxide to pH = 8-10.

Алкиламинофосфонат натрия получали путем обработки алифатических аминов фосфористой кислотой и формальдегидом в присутствии соляной кислоты с последующим охлаждением до температуры 60-65°С и нейтрализацией водным раствором едкого натра до рН=8-10.Sodium alkylaminophosphonate was obtained by treating aliphatic amines with phosphorous acid and formaldehyde in the presence of hydrochloric acid, followed by cooling to a temperature of 60-65 ° C and neutralization with an aqueous solution of caustic soda to pH = 8-10.

Далее получали заявляемый реагент путем смешивания полученных мононатриевых солей фосфоновых кислот. При этом аминометиленфосфонат натрия использовали в различных концентрациях всего заявляемого диапазона, а алкиламинофосфонат натрия использовали в оптимальной концентрации, равной 20 мас %, взятой с учетом описания свойств реагента по прототипу и ранее проведенных опытов.Next, the inventive reagent was prepared by mixing the phosphonic acid monosodium salts obtained. While sodium aminomethylene phosphonate was used in various concentrations of the entire inventive range, sodium alkylaminophosphate was used at an optimal concentration of 20% by weight, taking into account the description of the properties of the prototype reagent and previous experiments.

С целью определения оптимальной и эффективной концентрации аминометиленфосфоната натрия в заявляемом реагенте проводились исследования зависимости деэмульсационных и флокулирующих свойств от концентрации аминометиленфосфоната натрия в реагенте.In order to determine the optimal and effective concentration of sodium aminomethylene phosphonate in the inventive reagent, studies were performed of the dependence of the demulsifying and flocculating properties on the concentration of sodium aminomethylene phosphonate in the reagent.

Исследования дэмульсационных свойств в заявляемом диапазоне концентрации производили путем оценки зависимости количества воды, выделившейся из водонефтяной эмульсии (W %), от концентрации аминометиленфосфоната натрия в заявляемом реагенте. Результаты исследования приведены в Таблице 1 и графически продемонстрированы на Фиг. 1. Из полученной зависимости видно, что заявляемый реагент активно действует на всем диапазоне своей концентрации, однако самая эффективная концентрация аминометиленфосфоната натрия находится в диапазоне концентраций от 28 до 47 мас % с пиковой точкой концентрации в районе 38-39 мас %. В диапазоне концентрации от 28 до 47 мас % аминометиленфосфонат натрия обеспечивает резкое увеличение показателя скорости деэмульсации заявляемого реагента, в связи с этим количество выделившейся воды из водонефтяной эмульсии достигает 100% на данном диапазоне концентраций.Studies of the emulsification properties in the claimed concentration range were made by evaluating the dependence of the amount of water released from the oil-water emulsion (W%) on the concentration of sodium aminomethylene phosphonate in the inventive reagent. The results of the study are shown in Table 1 and are graphically shown in FIG. 1. From the dependences obtained, it can be seen that the inventive reagent is active in the whole range of its concentration, however, the most effective concentration of sodium aminomethylene phosphonate is in the concentration range from 28 to 47 wt% with a peak concentration in the region of 38-39 wt%. In the range of concentration from 28 to 47 wt% sodium aminomethylene phosphonate provides a sharp increase in the rate of demulsification of the inventive reagent, therefore the amount of released water from the oil-water emulsion reaches 100% in this concentration range.

Исследование флокулирующих свойств производили путем анализа зависимости степени интегральной очистки воды от концентрации аминометиленфосфоната натрия в заявляемом реагенте. Результаты исследования приведены в Таблице 1 и графически продемонстрированы на Фиг. 2. Из полученной зависимости видно, что реагент проявляет флокулирующие свойства на всем диапазоне заявляемых концентраций, однако при диапазоне концентрации аминометиленфосфоната натрия в заявляемом чистящем реагенте от 30 до 44 мас % с пиковой точкой концентрации в районе 38-39 мас %, степень интегральной очистки воды приближается к 100%, при этом сводя количество остаточных примесей к минимуму (около 3-4%). Это свидетельствует о том, что при добавлении аминометиленфосфоната натрия в состав заявляемого реагента в данном диапазоне концентрации, заявляемый реагент проявляет свойства активного и эффективного флокулянта-коагулянта, агрегируя примеси различного качественного и количественного состава.The study of flocculating properties was carried out by analyzing the dependence of the degree of integral water purification on the concentration of sodium aminomethylene phosphonate in the inventive reagent. The results of the study are shown in Table 1 and are graphically shown in FIG. 2. From the dependences obtained, it can be seen that the reagent exhibits flocculation properties over the entire range of concentrations claimed, however, with a range of sodium aminomethylene phosphonate in the inventive cleaning reagent from 30 to 44 wt% with a peak concentration around 38-39 wt%, the degree of integrated water purification approaches 100%, while minimizing the amount of residual impurities (about 3-4%). This suggests that by adding sodium aminomethylene phosphonate to the composition of the proposed reagent in this concentration range, the claimed reagent exhibits the properties of an active and effective flocculant-coagulant, aggregating impurities of different qualitative and quantitative composition.

Исследования на определение оптимальной концентрации позволили определить, что реагент работает на всем диапазоне заявляемой концентрации, однако самая эффективная концентрация аминометиленфосфоната натрия в заявляемом реагенте находится в диапазоне от 30 до 45 мас %, с пиковой точкой концентрации в районе 38-39 мас %.Studies to determine the optimal concentration allowed to determine that the reagent operates on the entire range of the claimed concentration, however, the most effective concentration of sodium aminomethylene phosphonate in the inventive reagent is in the range from 30 to 45 wt%, with a peak concentration in the range of 38-39 wt%.

Figure 00000002
Figure 00000002

Для получения объективных данных о достигаемом техническом результате проводили сравнительные испытания для реагента по прототипу и заявляемого реагента путем оценки динамики расслоения, скорости дестабилизации и светопропускающей способности водонефтяной эмульсии.To obtain objective data on the achievable technical result, comparative tests were carried out for the prototype reagent and the proposed reagent by evaluating the lamination dynamics, destabilization rate and light transmission ability of the oil-oil emulsion.

Два реагента брали в количестве 10 г/т, при этом концентрации действующих компонентов в реагентах находились в наиболее эффективных диапазонах концентрации, описанных ранее и подтвержденных экспериментально. Время проведения опытов составляло 120 минут.Two reagents were taken in an amount of 10 g / t, while the concentrations of the active components in the reagents were in the most effective concentration ranges described previously and confirmed experimentally. The time of the experiments was 120 minutes.

Для оценки динамики расслоения водонефтяной эмульсии в процессе седиментации производили измерения количества выделившейся воды (W, %) на временных отрезках всего диапазона времени исследования. Результаты исследования данным способом представлены в Таблице 2. Графическое изображение расслоения водонефтяной эмульсии представлено на Фиг. 3. Из полученной зависимости видно, что при одинаковом времени осаждения и при равном значении концентраций реагентов, заявляемый реагент способен выделять из водонефтяной эмульсии большее количество воды, это связано с тем, что заявляемый реагент увеличивает скорость деэмульсации.To assess the dynamics of the separation of water-oil emulsion in the process of sedimentation, we measured the amount of released water (W,%) in the time intervals of the entire study time range. The results of the study by this method are presented in Table 2. The graphic image of the separation of the oil-water emulsion is shown in FIG. 3. From the dependences obtained, it can be seen that with the same precipitation time and with equal concentrations of reagents, the inventive reagent is able to release more water from the oil-oil emulsion, this is due to the fact that the inventive reagent increases the rate of demulsification.

Исследования скорости деэмульсации проводили на анализаторе устойчивости дисперсных систем Formulaction Turbiscan LAB Expert путем количественного измерения скорости расслоения водонефтяных эмульсий с добавлением реагента по прототипу и заявляемого реагента. При этом по истечению различных временных отрезков прибор выводил на экран соответствующие значения скоростей расслоения водонефтяных эмульсий. В последствии, полученные значения позволили оценить скорость расслоения в зависимости от времени выдержки водонефтяных эмульсий в анализаторе и построить кинетические кривые процесса расслоения. Результаты исследования данным способом приведены в Таблице 2. Графическое изображение кинетики дестабилизации водонефтяных эмульсий приведено на Фиг. 4. Из полученной зависимости показателя скорости дестабализации водонефтяной эмульсии от времени видно, что скорость дестабилизации водонефтяной эмульсии заявляемого реагента практически в два раза превышает скорость дестабилизации реагента по прототипу.The demulsification rate studies were performed on the Formula Turbiscan LAB Expert dispersion stability analyzer by quantitatively measuring the rate of separation of water-oil emulsions with the addition of the prototype reagent and the proposed reagent. At the same time, after the expiration of different time intervals, the device displayed the corresponding values of the separation rates of water-oil emulsions. Subsequently, the obtained values allowed us to estimate the rate of stratification depending on the exposure time of oil-water emulsions in the analyzer and to construct the kinetic curves of the process of stratification. The results of the study by this method are shown in Table 2. The graphic representation of the kinetics of destabilization of oil-water emulsions is shown in FIG. 4. From the obtained dependence of the rate of destabilization of the oil-water emulsion on time, it can be seen that the rate of destabilization of the oil-water emulsion of the inventive reagent is almost twice the rate of destabilization of the reagent according to the prototype.

Измерение светопропускающей способности оценивали путем спектрофотометрического анализа водонефтяных эмульсий, с добавлением реагента по прототипу и заявляемого реагента, на светопропускаемость и отражение, при этом по истечению различных временных отрезков списывали интегральные показатели спектрофотометрии со спектрофотометра. Результаты исследования данным способом приведены в Таблице 2. Графическое изменение показателя спектрофотометра в зависимости от времени представлено на Фиг. 5. Из полученной зависимости видно, что светопропускающая способность водонефтяной эмульсии с применением заявляемого реагента практически в два раза превышает значение, демонстрируемое реагентом по прототипу, что так же означает то, что заявляемый реагент способствует более быстрому расслоению водонефтяной эмульсии, в связи с этим, раствор в кювете становится более прозрачным и показатель спектрофотометрии (светопропускаемость) увеличивается.Measurement of light transmittance was assessed by spectrophotometric analysis of oil-water emulsions, with the addition of the reagent of the prototype and the proposed reagent, on the light transmittance and reflection, while at the expiration of different time periods the integral spectrophotometry indicators were written off from the spectrophotometer. The results of the study by this method are shown in Table 2. The graphical change in the index of the spectrophotometer as a function of time is presented in FIG. 5. From the dependences obtained, it can be seen that the light transmission ability of the oil-water emulsion using the proposed reagent is almost twice the value shown by the reagent of the prototype, which also means that the proposed reagent contributes to a more rapid separation of the oil-water emulsion, therefore, the solution in the cuvette becomes more transparent and the spectrophotometry index (light transmittance) increases.

Figure 00000003
Figure 00000003

Проведение трех видов испытаний позволило определить, что скорости расслоения и дестабилизации водонефтяных эмульсий заявляемого реагента значительно превышают значения, демонстрируемые реагентом по прототипу. Это связано с тем, что за счет применения композиции мононатриевых солей в заявляемом реагенте концентрация комплексен - ионов выше, чем в чистящем реагенте по прототипу, что способствует увеличению скорости агрегации мелкодисперсных примесей в очищаемой среде и препятствует образованию «промслоя» на границе нефть - вода, тем самым увеличивая эффективность флокуляции и ускоряя процесс дестабилизации водонефтяных эмульсий, так как мелкодисперсные частицы быстрее осаждаются, а тонкий промслой или его отсутствие обеспечивают легкое разделение водонефтяной эмульсии на две фазы.Conducting three types of tests allowed to determine that the rates of stratification and destabilization of oil-water emulsions of the proposed reagent significantly exceed the values shown by the reagent of the prototype. This is due to the fact that due to the use of the composition of monosodium salts in the inventive reagent, the concentration of complex - ions is higher than in the cleaning reagent of the prototype, which increases the rate of aggregation of fine impurities in the medium being cleaned and prevents the formation of a “prom layer” at the oil-water boundary, thereby increasing the efficiency of flocculation and speeding up the process of destabilization of oil-water emulsions, since the fine particles are deposited faster, and thin or no layer provides easy Definition water emulsion into two phases.

Так же производили оценку агрегатирующих свойств заявляемого реагента относительно эффективности традиционных реагентов для очистки сточных вод. В качестве традиционного реагента для очистки воды использовали полимерный органический реагент-флокулянт «Суперфлок», применяемый на очистных сооружениях медеплавильного производства. В процессе исследования измеряли исходное количество нормируемых примесей и твердых взвешенных частиц в очищаемой среде и оценивали количество остаточных примесей после процесса очистки. Сравнительная характеристика степеней очистки от вредных примесей и твердых взвешенных частиц представлена в Таблице 3.Also, the aggregating properties of the inventive reagent were evaluated relative to the effectiveness of traditional reagents for wastewater treatment. As a traditional reagent for water purification, polymeric organic reagent-flocculant “Superflock” used in the treatment facilities of the copper-smelting production was used. During the study, the initial amount of normalized impurities and solid suspended particles in the medium to be purified was measured and the amount of residual impurities after the cleaning process was evaluated. Comparative characteristics of the degrees of purification from harmful impurities and solid suspended particles are presented in Table 3.

Figure 00000004
Figure 00000004

Claims (13)

1. Реагент для дестабилизации водонефтяных эмульсий и суспензий, содержащий алкиламинофосфонат натрия общей формулы:1. Reagent for destabilization of water-oil emulsions and suspensions containing sodium alkylaminophosphonate of the general formula:
Figure 00000005
Figure 00000005
где n=9-18, where n = 9-18, аминометиленфосфонат натрия общей формулой:sodium aminomethylene phosphonate of the general formula: СH3-(CH2)n-NH-CH2-PO(OH)ONaCH 3 - (CH 2 ) n -NH-CH 2 -PO (OH) ONa где n=10-13,where n = 10-13, а также воду, при следующем соотношении компонентов, мас.%:and water, in the following ratio, wt.%: Аминометиленфосфонат натрияSodium aminomethylene phosphonate 10-5010-50 Алкиламинофосфонат натрияSodium Alkylaminophosphonate 2020 ВодаWater остальноеrest
2. Реагент для дестабилизации водонефтяных эмульсий и суспензий по п.1, отличающийся тем, что концентрация аминометиленфосфоната натрия находится в диапазоне от 30 до 45 мас.%.2. Reagent for destabilization of water-oil emulsions and suspensions according to claim 1, characterized in that the concentration of sodium aminomethylene phosphonate is in the range from 30 to 45 wt.%. 3. Реагент для дестабилизации водонефтяных эмульсий и суспензий по п.1, отличающийся тем, что концентрация аминометиленфосфоната натрия находится в диапазоне от 38 до 39 мас.%.3. Reagent for destabilization of water-oil emulsions and suspensions according to claim 1, characterized in that the concentration of sodium aminomethylene phosphonate is in the range from 38 to 39 wt.%. 4. Реагент для дестабилизации водонефтяных эмульсий и суспензий по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит хладагент и/или антифриз.4. Reagent for destabilization of water-oil emulsions and suspensions according to claim 1, characterized in that it additionally contains a refrigerant and / or antifreeze. 5. Реагент для дестабилизации водонефтяных эмульсий и суспензий по п.1, отличающийся тем, что в качестве хладагента и/или антифриза содержит пропиленгликоль в концентрации от 5 до 35 мас.%.5. Reagent for destabilization of water-oil emulsions and suspensions according to claim 1, characterized in that it contains propylene glycol in the quality of refrigerant and / or antifreeze in a concentration of from 5 to 35 wt.%. 6. Реагент для дестабилизации водонефтяных эмульсий и суспензий по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит тринатрийфосфат натрия в концентрации от 5 до 7 мас.%.6. Reagent for destabilization of water-oil emulsions and suspensions according to claim 1, characterized in that it additionally contains sodium trisodium phosphate in a concentration of from 5 to 7 wt.%.
RU2017129659A 2017-08-21 2017-08-21 Universal reagent for destabilizing water-oil emulsions and suspensions RU2685134C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017129659A RU2685134C2 (en) 2017-08-21 2017-08-21 Universal reagent for destabilizing water-oil emulsions and suspensions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017129659A RU2685134C2 (en) 2017-08-21 2017-08-21 Universal reagent for destabilizing water-oil emulsions and suspensions

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017129659A3 RU2017129659A3 (en) 2019-02-21
RU2017129659A RU2017129659A (en) 2019-02-21
RU2685134C2 true RU2685134C2 (en) 2019-04-16

Family

ID=65479149

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017129659A RU2685134C2 (en) 2017-08-21 2017-08-21 Universal reagent for destabilizing water-oil emulsions and suspensions

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2685134C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2770839C1 (en) * 2021-07-15 2022-04-22 Общество с ограниченной ответственностью «Е-3» Alkylamine composition for water purification from heavy metals, suspended solids, oil and petroleum products

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1411291A1 (en) * 1985-04-25 1988-07-23 Башкирский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности Method of purifying waste water of petroleum products and suspended matter
US5112496A (en) * 1988-11-02 1992-05-12 Petrolite Corporation Methods for inhibition of scale in high brine environments
RU2301200C1 (en) * 2006-01-27 2007-06-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственное Объединение Химтэк" Heterogeneous composition for treatment of process and waste waters polluted with suspended particles dispersed by lubrication oils and/or petroleum products and a method for preparation thereof
WO2008071692A2 (en) * 2006-12-11 2008-06-19 Thermphos Trading Gmbh Phosphonate compounds
WO2017039483A1 (en) * 2015-09-01 2017-03-09 Общество с ограниченной ответственностью "Красная звезда" Wastewater cleaning agent and preparation method thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1411291A1 (en) * 1985-04-25 1988-07-23 Башкирский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности Method of purifying waste water of petroleum products and suspended matter
US5112496A (en) * 1988-11-02 1992-05-12 Petrolite Corporation Methods for inhibition of scale in high brine environments
RU2301200C1 (en) * 2006-01-27 2007-06-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственное Объединение Химтэк" Heterogeneous composition for treatment of process and waste waters polluted with suspended particles dispersed by lubrication oils and/or petroleum products and a method for preparation thereof
WO2008071692A2 (en) * 2006-12-11 2008-06-19 Thermphos Trading Gmbh Phosphonate compounds
WO2017039483A1 (en) * 2015-09-01 2017-03-09 Общество с ограниченной ответственностью "Красная звезда" Wastewater cleaning agent and preparation method thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2770839C1 (en) * 2021-07-15 2022-04-22 Общество с ограниченной ответственностью «Е-3» Alkylamine composition for water purification from heavy metals, suspended solids, oil and petroleum products

Also Published As

Publication number Publication date
RU2017129659A3 (en) 2019-02-21
RU2017129659A (en) 2019-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2379330C1 (en) Calcium removal from crude oil method
CA2075749C (en) Desalting adjunct chemistry
JP5574624B2 (en) Crude oil emulsion
KR0169167B1 (en) Fluorescent tracer in a water treatment process
US20110017677A1 (en) Oil field water recycling system and method
AU2017210549A1 (en) Thermally stable scale inhibitor compositions
AU2011302435B2 (en) Process, method, and system for removing heavy metals from fluids
WO2017044668A1 (en) Systems and methods for removal of boron from water, such as oilfield wastewater
SE444003B (en) COMPOSITION TO USE AS CORROSION AND TARTRIDGE INHIBITORS FOR METAL SURFACES IN Aqueous Systems
Prisciandaro et al. PBTC as an antiscalant for gypsum precipitation: Interfacial tension and activation energy estimation
RU2745061C2 (en) Fluorescent compound for water treatment and method of use thereof
RU2685134C2 (en) Universal reagent for destabilizing water-oil emulsions and suspensions
Trus et al. Development of resource-saving technologies in the use of sedimentation inhibitors for reverse osmosis installations
Van Le et al. Separation of oil-in-water emulsions by microbubble treatment and the effect of adding coagulant or cationic surfactant on removal efficiency
Lanciné et al. Coagulation-Flocculation treatment of a tropical surface water with alum for dissolved organic matter (DOM) removal: Influence of alum dose and pH adjustment
WO2017039483A1 (en) Wastewater cleaning agent and preparation method thereof
RU2770839C1 (en) Alkylamine composition for water purification from heavy metals, suspended solids, oil and petroleum products
RU2572327C2 (en) Method for purification of copper-containing sewage waters of acrylic acid production (versions)
RU2676088C1 (en) Composition for destruction of intermediate layers in oil treating devices
UA113661C2 (en) METHOD OF SEPARATION OF OIL-IN-WATER EMULSION BY A CATION Copolymer Based on VINYLIMIDASOLIUM
WO2012047210A1 (en) Oil field water recycling system and method
RU2547114C1 (en) Method of clarifying and recycling conditionally clean water from filtration facilities of water treatment plants by treatment with polymer-colloidal complex reagent
Bucuroiu et al. Study on oil wastewater treatment with polymeric reagents
El-Kareish et al. Improving Petroleum Industrial Waste Water Quality Using Cationic Modified Rice Starch
Mikola et al. Performance of aluminium formate in removal of colloidal latex particles from industrial wastewater