SU1049504A1

SU1049504A1 - Способ получени водорастворимого амфотерного полиэлектролита

Info

Publication number: SU1049504A1
Application number: SU823435885A
Authority: SU
Inventors: Галина Федосеевна Ярошенко; Нина Михайловна Дятлова; Рафаиль Хакимович Самакаев; Анатолий Владимирович Барсуков; Леонид Терентьевич Дытюк; Равия Абдуловна Сафина; Галина Петровна Лось
Original assignee: Предприятие П/Я А-7815
Priority date: 1982-05-12
Filing date: 1982-05-12
Publication date: 1983-10-23

Abstract

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРАСТВОРИМОГО АМФОТЕРНОГО ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТА взаимодепствием олигоаминоспирта формулы H2N-fCH2-CH-CHj- ОН где п 1-20, с формальдегидом и треххлористым фосфором в кислой водной среде, о т л ичающийс тем, что, с целью улучшени ингибирующих и адсорбционных свойств продукта при его применении в качестве ингибитора отложени минеральных солей при добыче и подготовке нефти, сначала обрабатывают олигоаминоспирт формальдегидом в течение 1,5-3 ч при 25-35С, а затем § треххлористым фосфором. (Л

Description

со

ел Изобретение относитс к получению водорастворимых амфотерных полиэлек- тролитов, использующихс в нефтедобы вающей промышленности дл .предотвращени отложений минеральных солей в процессах добычи и подготовки нефти. Известен способ получени водорас воримого амфотерного полиэлектролита обработкой полиэтиленполиамина (ПЭПА) в кислой водной среде малоновой кислотой и формальдегидом l. Известен также способ получени водорастВоримого амфотерного полиэлектррлита с аминометиленфосфоновыми группировками взаимодействием ПЭПА с фосфористой кислотой и формальдегидом , в кислой среде при 100110°С . Водорастворимый амфотерный по лиэлектролит, полученный по данному способу, примен етс в качестве ингибитора образовани отложений солей в системах водоснабжени и нефтепромысловом оборудовании Г2 J. Однако получаемые по такому способу полимеры обладают.низким эффектом ин гибировани отложений минеральных солей. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату вл етс способ полу чени , водорастворимого амфотерного полиэлектролита взаимодействием оли гоаминоспирта формулы Н2N НСН -СН-СН -NHf Н ОН где п 1-20, с формал1ьдегидом и треххлористым фос фором в кислой водной среде З . Недостатками известного способа получени водорастворимого амфотерно ,го полиэлектролита вл ютс недостаточна ингибирующа способность .поли комплексонов и слаба -адсорбци продукта в. призабойной зоне эксплуатационной скважины при использовании его методом периодической задавки в пласт В насто щее врем наиболее распространенным способом подачи ингибиторов солеотложений в продукции нефт ных скважин вл етс метод периодической задавки реагента в продуктивные пласты через эксплуатационную скважину. Затем скважину оставл ют в нерабочем состо нии 4-48 ч. За это врем введенный в свиту пластов продукт адсорбируетс на поверхности порогового пространства. Далее скважину пускают в эксплуа1;ацию известными методами, после чего ингибитор начинает медленно вь мыватьс Пластовыми водами, обрабатыва продукцию скважины. Таким образом,пласт начинает работать как дозатор ингибитора. Целью изобретени вл етс улучшение ингибирующих и адсорбционных свойств продукта при его применении в качестве ингибитора отложени минеральных солей при добыче и подготовке нефти. Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу получени . водорастворимого амфотерного поли элзктролита взаимодействием олигоами-носпирта формулы HgN -f ОН NH-)-H i ОН где п 1-20, с формальдегидом и треххлористым фосфором в кислой водной среде, сначала обраба.тывают олигоаминоспирт формальдегидом в течение 1,5--3 ч при 25 35с, а затем треххлористшм фосфором , Пример 1. 92,5 г производного 1 р З-диаминопропанола-2 1-20) раствор ют в 1.Л воды, добавл ют 307fО г 37%-ного водного раствора формальдегида. Смесь вьщерживают при перемешивании в течение 1,5 ч при 25С. Затем из капельной В1эронки прикапывают 414 г треххлористого фосфора , поддержива температуру реакционной смеси . По окончании прикапывани реакционную массу выдерживают при перемешивании в течение 4 ч при . По окончании реакции продукт осаждают метанолом, 2-3 кратным переосаждением их концентрированного водного раствора .ri сушат в эксикаторе над Содержание азота в полученном водорастворимом амфотерном полиэлектролите 8,08%, фосфора- 22,1%, Пример 2. 92 г производного 1, 3 -диаминопропанола-2 раствор ют в 1 ,л воды, добавл ют 307,0 г 37%-ного водного раствора формальдегида. Смесь выдерживают при перемешивании в течение 2 ч при 30°С. Затем из капельной : воронки прикапывают 414 г трех.клористого фосфора, поддержива темпгратуру реакционной смеси 15-20с, При окончании прикапывани реакционную массу .выдерживают при перемешивании в течение 4 ч при 50°G. По окончании реакции продукт осаждают метанолом, очищают 2-3 кратным переосаждением из концентрированного водного раствора и сушат в эксикаторе над Р;,О, Содержание азота в полученном растворимом амфотерном полиэлектролите 8,94%, фосфора - 23,35%,. Пример 3, 92 г производного 1, З-диаминопропанола-2 раствор)1ют в 1 л воды, добавл ют 307 г .37-ного водного раствора формальдегида.Смесь выдерживают при перемешивании и течение 3 ч при 35°С. Затем из капегльной воронки прикапывают 414 г треххлористого фосфора, по,гщержива температуру реакционной смеси 15-20 с, По окончании прикапывани реакционную массу выдерживают при перемешивании в течение 4 ч при 60°С. По окончании реакции продукт осаждают метанолом, очищают 2-3 кратным переосаждением из концентрированного водного раствора и сушат в эксикаторе над Р,О,,Содержа- ние азота в полученном водорастворимом амфотерном полиэлектролите 11,098%, фосфора - 27,78%,

Предлагаемый способ получени полиэлектролита отличаетс от известного тем, что полученный продукт обладает повышенной эффективностью предотвращени отложений минеральных солей в водных растворах и повыценными адсорбционнь и свойствами на поверхности порового пространства приэабойной зоны эксплуатационной скважины в процессах добычи нефти.

Результаты изучени вли ни водорастворимого амфотерного полиэлектролита , полученного предлагаемым способом , на процесс предотвращени отложени минеральных солей в водных растворах приведены в табл.1. Дл сравнени в табл.1 приведены также данные дл полиэлектролита, полученного по известному способу.

Таблица 1

Эффективность продукта, полученного по известному з и предлагаемому способам, провод т по известной методике .

Пересыщенный раствор сульфата кальци готов т смешением эквивалентных количеств сульфата натри в хлориде кальци . Начальна концентраци по сульфату кальци составл ет во всех опытах 7,0 г/л. Растворы термостатируют при 40°с и перемешивании при 500 об./мин, после введени исследуемых образцов в пересыщенные растворы сульфата кальци . Периодически производ т отбор проб дл определени концентрации сульфата кальци в данный момент времени. Защитный эффект ингибировани определ ют по формуле

э . 100%,

где э - защитный эффект, %;

Ср - начальна концентраци сульфата кальци , г/л;

С - концентраци сульфата кальци в данный момент.времени без добавки ингибитора,г/л;

с концентраци сульфата кальци в данный момент времени с добавкой-ингибитора, г/л.

Из данных, приведенных в табл.1, видно, что водорастворимый амфотерный полиэлектролит с аминометиленфосфоновь04и группирювками, полученный по предлагаемому способу, превосходит по эффективности известное техническое решение в качестве ингибитора отложений минеральных солей. Например, при расходе водорастворимого полиэлектролита . 1,0 мг/л, полученного по известному способу, через 240 ч защитный эффект ингибировани отложений минеральных солей составл ет 46,9%, при использовании продукта по предлагаемому способу (пример 2)69 ,3%, т.е. наблюдаетс повышение защитного эффекта приблизительно на 15% Пример 4, в колонки длиной 100 см, расположенные .вертикально,, наполненные песком фракции 0,10 ,5 мм с общим объемом порового пространства , равным 25 заливают водные растворы водорастворимых амфотерных полиэлектролитов, полученны по известному и предлагаемому способам , Водные растворы видерживают в колонках 24 ч« Далее весь залитый в колонки раствор замен етс 25 см дистиллированной воды (одним ПОрОВЫКЗ пространством колонки). Эта процедура выполн етс подачей указанного объема промывной воды через нижние отверсти колонок. После этого вымывают адсорбировавшийс водорастворимый амфотерный полиэлектролит с поверхности пеТ:ка. Дл оценки скорости десорбции продуктов производ т отбор жидкости, прошедшей через колонку песка. Определение концентрации продуктов производитс фотоколориметрическим способом после перевода органофосфата в ортофосфат перекисью водорода . Опыт заканчивают после пропускани через колонку 250 поровых объемов воды. ПримерБ, 92 г производного 1,З-диаминопропанола-2 раствор ют в 1 л воды, добавл ют 307,0 г 37%-ного водного раствора формальдегида.Смесь выдерживают при перемешивании в течение 2 ч при 30°С, затем из капельной воронки прикапывают 414 г треххлористого фосфора, поддержива температуру реакционной смеси 15 20с, По окончании прикапывани реакционную Массу выдерживают при перемешивании в течение 3 ч при 45с. По окончании реакции продукт осааддают метанолом,, очищают 2-3 кратным переосаждением из концентрированного водного раствора и сушат в эксикаторе над P20,j. Содержание азота в полу ченном водорастворимом амфотерном по лизлектролите 8,9%, фосфора - 22,9% Пример б, 92 г производного 1,З-диаминопропанола-2 раствор ют в 1 л воды, добавл ют 307,0 г 37%-ного водного раствора формальдегида. Смес выдерживают при перемешивании в тече ние 2 ч при 30°С. Затем из капельной воронки прикапывают 414 г треххлорис того фосфора, поддержива температур реакционной смеси 15-20°С. По оконча НИИ Ттрикапывани реакционную массу выдерживают лри перемешивании в тече ние 5 ч при . По окончании реакции продукт осаждают метанолом, очищают 2-3 кратным переосаждением из концентрированного водного раствора сушат в эксикаторе над Содержа ние азота в полученном водорастворимом амфотерном полиэлектролите 12,0% фосфора - 27,9%. В примерах 7 и 8 приведены услови синтеза водорастворимого амфотерного полиэлектролита при верхних и нижних пределах (врем и температура ) . Пример 7. 92 г производного 1,З-диаминопропанола-2 раствор ют в 1 л воды, добавл ют 307 г 37%-ного водного раствора формальдегида. Смесь выдерживают при перемешивании в течение 1,5 ч при 25°С, Затем из капельной воронки прикапывают 414 г треххлористого фосфора, поддержива температуру реакционной смеси 15-20с. По окончании прикапывани - реакционную массу выдерживают при перемешивании в течение 3 ч при . По окончании реакции продукт осаждают метанолом, очищают 2-3 кратньа-л переоса эдением из концентрированного водного раствора и сушат в эксикаторе над Р,,0,, Содержание азота в полученномводораЬтворимом амфотерном полиэлегктролите 7,83%, фосфора - 20,8%. Пример 8. 92 г производного 1, З-диаминопропанола-2 раствоЕ1ЯЮТ в 1 л воды, добавл ют 307 г 37%-ного водного, раствора формальдегида. Смесь выдерживают при перемешивании в течение 3 ч при . Затем из капельной воронки прикапывают 414 г треххлористого фосфора, поддержива температуру реакционной смеси 15-20°С, По окончании прикапывани реакционную массу выдерживают при переме1давании в течение 5 ч при бО-с, По окончании реакции продукт осаждают метанолом, очищают 2-3 кратным переосаждением из концентрированного водного раствора и сушат в эксикаторе над .. Содержание азота в полученном амфотерном, полиэлектролите 11,1%, фосфора 27 ,78%. В примерах 9 и 10 приведены данные по синтезу амфотерного полиэлектролита при режимах синтеза, выход щих за пределы предложенных границ. Пример 9. 92 г производного 1,З-диаминопропанола-2 раствор ют в 1 л воды, добавл ют 307,0 г 37%ного водного раствора формалглсггида. Смесь выдерживают при переменивании в течение 1 ч при 20с. Затем н:з капельной воронки прикапывают 414 г треххлористого фосфора, поддержива температуру реакционной смеси 1520с . По окончании прикапывани реакционную массу выдерживают при перемешивании в течение 2,5 ч при 40с-. По окончании реакции продукт осаждают метанолом, очищают 2-3 кратнь переосаждением из концентрированного водного раствора и сушат надР О, Содержание азота в полученном амфотерном полиэлектролите 5,81%, фосфора - 17,33%. Пример 10. 92 г ПРОИ51ВОДНОГО 1,З-диаминопропанола-2 раствор ет в

1 л воды, добавл ют 307,0 г 37%-ного раствора формальдегида. Смесь выдерживают при перемешивании в течение 4 ч при . Затем из капельной воронки прикапывают 414 г треххлористого фосфора, поддержива температуру реакционной смеси 15-20°С. По окончании прикапывани реакционную массу выдерживают при перемешивании.в течение G ч при 5°С. Из данных, приведенных в табл.2, видно, что амфотерный полиэлектролит полученный при режимах ниже предлоркенных имеет низкий защитный эффект ингибировани кристаллизации малорастворимых солей, а при получении амфотерного полиэлектролита при реПо окончании реакции продукт осаждают метанолом, очищают 2-3 кратным переосаждением из концентрированного водного раствора. Содержание; азота в полученном амфотерном полиэлектролите 11,13%, фосфора - 27,78%.

В табл.2 показано эффективность полученных продуктов против отложений минеральных солей.

Таблица 2 жимах выше предложенных увеличение эффективности происходит в пределах, не имеющих практической ценности. В табл.3 приведены данные по десорбции продуктов, полученных по .примерам 5-10,в.табл.4 - по известному способу и примерам 1-3.

Известному з 1500 500

390

Предлагаемому по примеру Во всех сери х опытов концентраци электролитов равна 10 вес.%.

Из данных, приведенных в табл.4 видно, что при использовании водорастворимого амфотерного полиэлектролита , полученного по предлагаемому способу методом периодической задавки в пласт, продукт вымываетс значительно медленнее. Так при использо (ванин продукта, полученного известным способом, в колонке с песком было адсорбировано 2500 мг полиэлектролита . При пропускании дистиллированной воды через колонку, обработанной продуктом , полученным по известному способу , количеством 75 пороговыхпро- . странств было вымыто 2465 мг продукТаблица 3

Таблица 4

10

25

та или 98,6%. При использовании водорастворимого амфотерного полиэлектролита , полученного по предлагаемому способу (пример 2) при тех же услови х было вымыто только 1150 мг продукта, что составл ет только 46%.

Практика показывает возможность использовани ингибиторов солеотложений в нефтепромысловом оборудовании .в пределах 5-20 мг/л,

Таким образом, после прохож,цени через обработанный ингибитором пласт воды объемом около 75 поровых пространств , пласт начинает работать как дозатор и отдает поступаилщ м амфотерны : водорастворимых поли1110495 водс1М ингибитор в необходимых рабочих концентраци х о Водорастворимый амфотерный полиэлектролит 4 полученный по предлагае™ мому/способу, позвол ет более экономично проводить обработку пластовой воды в скважине, поскольку он имеет улучшенные ингибирующие и ашсорбционные свойства по сравнению с известным , В св зи с тем, что в СССР произ- 0 водное 1рЗ-диаминопропанола-2 общего вида. Ai, / Н N-fCH СНСНNHl-Н 2 Ли 15 где п Is20, 0412 со степенью полимеризации па 1,2,3, 4...20 не вьшускаетс , а разделение данного продукта на индивидуешьные соединени сложна и дорога операци из экономических соображений, в синтезе используют широкую фракцию -1:20. Это позвол ет получить продукт , обладающий повышенной ингибирующей способностью против отложений минеральных солвй, высокими адсорбционными свойствами и низкой стоимостью 1500 руб/т.Кроме того, реализаци предлагаемого способа позвол ет полностью отказатьс от закупок ингибиторов за рубежом. Ожидаемый экономический эффект от использовани изобретени составл ет не менее 600-800 тыс.руб. в год.

Claims

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРАСТВОРИМОГО АМФОТЕРНОГО ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТА взаимодействием олигоаминоспирта фор мулы

H₂N-fCH₂— CH-CHjОН где η = 1-20, с формальдегидом и треххлористым фосфором в кислой водной среде, отличающийся тем, что, с целью улучшения ингибирующих и адсорбционных свойств продукта при его применении в качестве ингибитора отложения минеральных солей при добыче и подготовке нефти, сначала обрабатывают олигоаминоспирт формальдегидом в течение 1,5-3 ч при 25-35°С, а затем треххлористым фосфором.

>