состав структурообразователя

Формула изобретения

1. Состав структурообразователя для неполярных углеводородов, включающий соединение общей формулы

М(OR)₃

и соединение общей формулы

М"OR",

где М металл третьей группы главной подгруппы;

М" литий или натрий;

R и R" углеводородные радикалы,

отличающийся тем, что состав дополнительно содержит соединение общей формулы



где R"" алифатический углеводородный радикал с числом атомов углерода от 4 до 8,

при следующем молярном соотношении компонентов

M(OR)₃: MOR:NR₃= 1 : 1 : (0,005-0,10).

2. Состав по п. 1, отличающийся тем, что в качестве соединения общей формулы М(OR)₃ состав содержит триалкоксиборат с числом атомов углерода в радикале от 4 до 11, в качестве соединения общей формулы М"OR" - трет-бутилат лития, а в качестве соединения общей формулы трибутиламин.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к химии, а именно к химическим средствам для загущения жидкостей с низкой диэлектрической проницаемостью, в частности нефти и нефтепродуктов, и может быть использовано, например, для ликвидации аварийных проливов указанных продуктов, для быстрой остановки течи жидкости из поврежденных емкостей или трубопроводов.

В настоящее время известно большое количество химических соединений и композиций на их основе, с помощью которых возможно повысить вязкость жидких углеводородов и тем самым перевести их в нетекучее состояние.

В качестве загущающих агентов используются металлические мыла, высшие полимеры, способные к ионной и координационной сшивке в углеводородном растворе, а также многие другие соединения.

Для успешного применения на практике, особенно в аварийных ситуациях, загустители должны обладать оптимальной совокупностью свойств, обеспечивающих быстрое повышение вязкости продукта до необходимой величины, высокую стойкость загущенной системы к воздействию факторов внешней среды, а также хорошие эксплуатационные свойства загущенных продуктов, позволяющие легко удалять их из зоны очистки и в дальнейшем регенерировать экологически чистым и экономичным способом.

Указанным требованиям во многом удовлетворяют загустители на основе алкоксидов двух различных металлов, называемых структурообразователями из-за способности к образованию в среде малополярных углеводородов плотноупакованных надмолекулярных структур.

Наиболее близким к заявляемому является состав структурообразователя, включающий соединение общей формулы M(OF)₃ и соединение общей формулы M"OR", где M" литий или натрий, M металл третьей группы главной подгруппы, а R и R" произвольно выбранные углеводородные радикалы, выбранный авторами за прототип [1] Из всех соединений указанных общих формул предпочтительными являются соединения, содержащие в качестве M" литий, а в качестве M бор.

Указанный структурообразователь обеспечивает загущение широкого спектра малополярных жидкостей, в частности нефтяных углеводородов, и высокую стойкость загущенной системы /геля/.

Однако указанный состав структурообразователя не обеспечивает быстрого загущения жидкого продукта и достаточно высокой стабильности полученного геля в том случае, если в загущаемом продукте содержится повышенное количество кислых примесей.

Особенно важным в настоящее время является обеспечение быстрого, эффективного загущения и высокой стабильности геля при ликвидации аварийных проливов сырой нефти, в которой часто содержится повышенное количество кислых примесей, в том числе и сероводорода.

Задача, которую решают авторы изобретения, состоит в создании композиции структурообразователя, обеспечивающей эффективное загущение неполярных углеводородов, в частности нефти, и высокую стабильность геля в присутствии повышенного содержания кислых примесей.

Задача решается тем, что в состав структурообразователя для неполярных углеводородов, включающий соединение общей формулы M(OR)₃ и соединение общей формулы M"OR", где M металл третьей группы главной подгруппы, M" - литий или натрий, а R и R" углеводородные радикалы, дополнительно вводят соединение общей формулы , где R"" алифатический углеводородный радикал с числом атомов углерода от 4 до 8, при следующем молярном соотношении компонентов:

M(OR)₃:M"OR": 1:1:(0,05-0,10).

Задача также решается тем, что в качестве соединения общей формулы M(OR)₃ состав содержит триалкоксиборат с числом атомов углерода в радикале от 4 до 11, в качестве соединения общей формулы M"OR" требутилат лития, а в качестве соединения общей формулы трибутиламин.

Новым в изобретении является то, что в состав структурообразователя дополнительно вводят соединение общей формулы при следующем молярном соотношении компонентов:

M(OR)₃:M"OR": 1:1:(0,05-0,10).

Новым также является то, что в качестве соединения общей формулы M(OR)₃ используют триалкоксиборат с числом углеродных атомов в радикале от 4 до 11, в качестве соединения общей формулы M"OR" третбутилат лития, а в качестве соединения общей формулы трибутиламин.

В процессе научных исследований и экспериментов, проведенных на наиболее сложном по составу продукте сырой нефти, авторами было обнаружено, что введение в состав стурктурообразователя, содержащего алкоксид металла третьей группы главной подгруппы и алкоксид натрия или лития, алифатического амина с числом атомов углерода в радикале от 4 до 8 позволяет устранить отрицательное влияние кислых компонентов нефти на процесс структурообразования и обеспечить быстрое, эффективное загущение нефти, а также высокую стабильность полученного геля. По-видимому, введение в состав структурообразователя третичного амина приводит к тому, что при формировании в среде углеводорода надмолекулярной структуры из полиассоциатов комплексов алкоксидов двух различных металлов происходит экранирование атома лития за счет взаимодействия свободных координированных связей у атомов лития и азота. При этом пространственно затрудняется миграция протонов к ионам металлов и структура геля приобретает высокую устойчивость к воздействию кислых компонентов и влаги.

Соотношение компонентов структурообразователя подобрано экспериментально. При введении в состав менее 0,05 молей алифатического амина не достигается высокая стабильность геля, введение более 0,1 моля не приводит к практически значимому улучшению результата и экономически нецелесообразно.

Наилучшие результаты были получены при использовании в составе триалкоксибората с числом углеродных атомов в радикале от 4 до 11, третбутилата лития и трибутиламина при вышеуказанном соотношении компонентов.

Таким образом, заявляемый состав структурообразователя позволяет быстро и эффективно загущать неполярные углеводородные жидкости, в частности сырую нефть, с повышенным содержанием кислых примесей и обеспечивает высокую стабильность полученных гелей. При этом гели имеют удовлетворительные эксплуатационные характеристики и сохраняют способность к быстрой деструкции при добавлении полярной жидкости с регенерацией исходного продукта.

Пример 1. Испытывали эффективность состава структурообразователя, содержащего 0,56 г B(OC₈H₁₇)₃, 1,12 г 10%-го раствора Li-T-OC₄H₉ в гексане и 0,006 г N(C₄H₉)₃, что соответствовало молярному соотношению 1:1:0,05.

Трибутиламин вводили в третбутилат лития в процессе синтеза последнего из третичного бутилового спирта и металлического лития.

Состав испытывали на искусственно подкисленной нефти при содержании кислот 4 мас. Количество структурообразователя 15 мас.

Через 25 мин после введения компонентов структурообразователя в нефть наблюдали образование твердого геля /вязкость 1,510⁶ сПз/, который сохранял свои свойства в течение 30 сут.

Для сравнения к такой же нефти добавляли структурообразователь, содержащий B(OC₈H₁₇)₃ и Li-T-OC₄H₉ в эквимолярном соотношении. Количество структурообразователя по отношению к нефти также составляло 15 мас.

Через 25 мин после введения состава образовался гель с вязкостью 0,0710⁶ сПз, что в 2 раза ниже, чем у геля, полученного с помощью заявляемого состава. В течение 30 сут. нарастала подвижность геля, что свидетельствует о разрушении его структуры под влиянием кислоты.

Пример 2. Испытывали эффективность состава структурообразователя, содержащего 1,12 г B(OC₈H₁₇)₃, 2,24 г 10%-го раствора Li-t-OC₄H₉ в гексане и 1,12 г N(C₄H₉)₃, что соответствовало молярному соотношению 1:1:0,1.

Испытания проводили на нефти по примеру 1.

Количество структурообразователя по отношению к нефти составляло 25 мас.

Вязкость полученного геля составила 2,410⁶ сПз. Гель сохранял свои свойства в течение более 90 сут.

Для сравнения в аналогичных условиях испытывали состав, не содержащий алифатического амина. Вязкость геля составила 1,410⁶ сП, что в 2 раза меньше, чем у геля, полученного с помощью заявляемого состава. Стабильность геля сохранялась в течение 10 сут.

Таким образом, заявляемый состав структурообразователя обеспечивает эффективное загущение неполярных углеводородов, в частности нефти, в присутствии повышенного количества кислых примесей. При этом достигается высокая стабильность полученного геля /более 90 сут./ при удовлетворительных эксплуатационных характеристиках.

Это позволяет в значительной мере снять ограничения по времени при осуществлении мероприятий, связанных с удалением загущенных продуктов с места пролива.