способ выделения поверхностно-активных аминов из эмульсий

Формула изобретения

1. Способ выделения поверхностно-активных аминов из эмульсий, содержащих соль амина и нафтеновой кислоты, причем указанную соль получают путем эмульсионного фракционирования с указанным поверхностно-активным амином, включающий: (а) контактирование эмульсионного слоя или фазы, содержащей соль поверхностно-активного амина с кислотой, выбранной из группы, включающей минеральные кислоты, или с диоксидом углерода в количествах и при условиях, достаточных для получения соли амина и указанной минеральной кислоты или бикарбоната амина; (б) отделение нижнего водного слоя от верхнего слоя; (в) добавление к водному слою неорганического основания, если на операции (а) применяют минеральную кислоту, или нагревание до необходимой температуры и в течение необходимого времени, если на операции (а) применяют диоксид углерода, чтобы довести рН водного слоя до значений, больших или равных 8; (г) продувание газа через указанный водный слой для получения пены, содержащей указанный поверхностно-активный амин; (д) выделение указанной пены, содержащей указанный поверхностно-активный амин.

2. Способ по п.1, в котором указанную эмульсию выбирают из группы эмульсий типа вода в масле и масло в воде.

3. Способ по п.1, в котором указанную минеральную кислоту выбирают из группы, состоящей из серной кислоты, соляной кислоты, фосфорной кислоты и их смесей.

4. Способ по п.1, в котором указанные поверхностно-активные амины являются оксиалкилированными алкиламинами.

5. Способ по п.4, в котором указанные амины выбирают из группы, состоящей из этоксилированных и пропоксилированных алкиламинов.

6. Способ по п.4, в котором указанные оксиалкилированные алкиламины выбирают из группы, состоящей из этоксилированных и пропоксилированных аминов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение направлено на выделение поверхностно-активных аминов из эмульсий типа воды в масле или масло в воде, в которые входят поверхностно-активные амины.

Способы эмульсионного фракционирования известны в данной области техники. Например, известны способы обработки нефтяного сырья с использованием эмульсионного фракционирования путем образования из эмульсий типа воды в масле или масло в воде. В особенности кислое нефтяное сырье можно подвергать эмульсионному фракционированию для удаления, например, органических кислот, присутствующих в нефтяном сырье.

Что необходимо в данной области техники, - это найти способ выделения поверхностно-активных аминов из эмульсий, получающихся при таких способах эмульсионного фракционирования.

Настоящее изобретение направлено на создание способа выделения поверхностно-активных аминов из эмульсии, содержащей соль амина и нафтеновой кислоты, включающего (а) контактирование эмульсионного слоя или фазы, содержащего соль поверхностно-активного амина с кислотой, выбранной из группы, включающей минеральные кислоты, или с диоксидом углерода при условиях и в количествах, достаточных для получения соли амина и указанной минеральной кислоты или бикарбоната амина, причем указанную соль поверхностно-активного амина получают путем эмульсионного фракционирования с указанным поверхностно-активным амином, (б) разделение верхнего слоя и нижнего водного слоя; (в) добавление к нижнему водному слою неорганического основания, если на операции (а) применяют минеральную кислоту, или нагревание до необходимой температуры и в течение необходимого времени, если на операции (а) применяют диоксид углерода, чтобы довести рН водного слоя до значений больших или равных 8; (г) продувание газа через указанный водный слой для получения пены, содержащей указанный поверхностно-активный амин; (д) выделение указанной пены, содержащей указанный поверхностно-активный амин.

На чертеже показан аппарат, который можно применять для выделения этоксилированных аминов и который был использован для отделения нафтеновых кислот от исходного сырья: (1) - слой или фаза, содержащая поверхностно-активный амин, (2) - термометр, (3) - отводная трубка, (4) -градуированная колонка для измерения высоты пены, (5) - газовый распределитель, (6) - газ, (7) - емкость, где разбивается пена и (8) - сбор выделенного поверхностно-активного амина.

Настоящее изобретение можно применять для выделения любого поверхностно-активного амина, используемого в способе эмульсионного фракционирования. В особенности настоящее изобретение может применяться при выделении поверхностно-активных аминов, используемых в эмульсионном фракционировании водных потоков, содержащих углеводороды, и в особенности в эмульсионном фракционировании нефтяного сырья с целью удаления органических кислот.

Изобретение применимо как в производственных процессах, так и в процессах переработки нефтяного сырья, где можно применять эмульсионное фракционирование с использованием поверхностно-активных аминов.

В настоящем изобретении под выделяемыми поверхностно-активными аминами подразумевают любые поверхностно-активные амины. В частности, выделяют оксиалкилированные алкиламины. Предпочтительно, чтобы выделяемыми аминами были этоксилированные или пропоксилированные алкиламины, более предпочтительно этоксилированные алкиламины.

Минеральные кислоты, используемые в настоящем изобретении могут быть выбраны из серной, соляной, фосфорной кислот и их смесей. Кроме того, к эмульсии соли амина под давлением может быть добавлен диоксид углерода. В любом случае кислоту продолжают добавлять, пока не будет достигнут рН 6 или менее, предпочтительнее примерно от 4 до примерно 6. Добавление кислоты приводит к образованию верхнего слоя и нижнего водного слоя. Слои затем разделяют и, если используют минеральную кислоту, к водному слою добавляют неорганическое основание, такое как гидроксид аммония, гидроксид натрия, гидроксид калия или их смеси, для достижения рН 8 или более. В альтернативном случае, если использовали диоксид углерода, водный слой нагревают при температуре и в течение времени, достаточных для получения рН 8 или более. Обычно слой нагревают до температуры от примерно 40 до примерно 85^oС, предпочтительно примерно до 80^oС. Затем через раствор продувают газ, например воздух, метан или этан, со скоростью, необходимой для создания пены, содержащей поверхностно-активные амины. Скорость может быть легко определена опытным специалистом. Пену затем выделяют для получения амина. Пена может быть разрушена искусственно или с течением времени. Для получения пены можно использовать любой газ, нереакционноспособный в настоящем процессе. Способ выделения можно использовать либо при переработке либо в устье скважины перед повторным закачиванием.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами, которые не являются ограничительными.

Пример 1

Соль этоксилированного алкиламина и нафтеновой кислоты готовили нейтрализацией образца технической нафтеновой кислоты эквимолекулярным количеством додецилпентаэтаноламина. Был приготовлен 30 мас.% раствор этой соли в воде для создания модельной эмульсии, содержащей соль этоксилированного алкиламина и нафтеновой кислоты.

100 мл раствора органической соли поместили в делительную воронку и туда добавили серной кислоты для создания рН 6. Наблюдалось мгновенное выделение нафтеновой кислоты в виде нерастворимого в воде масла. Нижний водный слой отделяли от масляной фазы и добавляли гидроксид аммония для достижения рН 9.

Водный раствор вводили в устройство для образования пены, как показано на чертеже. Воздух пропускали через впускную трубку в нижней части аппарата. Получали обильную пену, которую собирали в сборнике. Пена разрушалась при стоянии, образуя желтую жидкость, охарактеризованную как концентрат додецилпентаэтаноламина.

Пример 2

Нефтяное сырье Грифон из Северного моря, имеющее ОКЧ 4,6, подвергали способу эмульсионного фракционирования следующим образом: нефтяное сырье обрабатывали 2,5-молярными эквивалентами трет-бутил-диэтаноламина и 10 мас. % воды в течение времени, необходимого для образования эмульсии соли амина типа воды в масле. Эмульсию разделяли на несколько слоев, и слой, содержащий эмульсию соли амина, извлекали и использовали следующим образом:

100 мл эмульсии поместили в делительную воронку и туда добавили серной кислоты для создания рН 6. Наблюдали мгновенное выделение нафтеновой кислоты в виде нерастворимого в воде масла. Нижний водный слой отделяли от масляной фазы. Масляную фазу анализировали с помощью ИК спектроскопии с преобразованием Фурье (FTIR) и ¹³С-ЯМР для подтверждения присутствия нафтеновых кислот. Анализ жидкостной хроматографии высокого разрешения (HPLC) показал, что молекулярный вес извлеченных нафтеновых кислот находится в диапазоне 250-750. Для достижения рН 9 к водной фазе добавляли гидроксид аммония. Водный раствор вводили в устройство для образования пены, показанное на чертеже. Воздух пропускали через впускную трубку в нижней части аппарата для образования стабильной устойчивой пены. которую собирали в сборнике. Пена разрушалась при стоянии, образуя желтую жидкость, охарактеризованную как концентрат трет-бутил-диэтаноламина.

Пример 3

Нефтяное сырье Грифон из Северного моря подвергали способу эмульсионного фракционирования, описанному в примере 2. Эмульсию соли амина извлекали и использовали следующим образом.

100 мл эмульсии помещали в автоклав, добавляли твердый СО₂, и эмульсию перемешивали при 300 об/мин при 80^oС и 100 фунт/кв. дюйм (690 кПа) в течение 2 ч. Продукт центрифугировали 20 мин при 1800 об/мин для отделения нерастворимых в воде нафтеновых кислот от водной фазы. Масляную фазу анализировали с помощью ИК спектроскопии с преобразованием Фурье (FTIR) и ¹³С-ЯМР для подтверждения присутствия нафтеновых кислот. Анализ жидкостной хроматографии высокого разрешения (HPLC) показал, что молекулярный вес извлеченных нафтеновых кислот находится в диапазоне 250-750.

Нижняя водная фаза находилась при рН 9, что указывало на регенерацию органического амина. Водный раствор вводили в устройство для образования пены, показанное на чертеже. Воздух пропускали через впускную трубку в нижней части аппарата для образования стабильной устойчивой пены, которую собирали в сборнике. Пена разрушалась при стоянии, образуя желтую жидкость, охарактеризованную как концентрат трет-бутил-диэтаноламина.