состав ингибитора асфальтосмолопарафиновых отложений бинарного действия

Формула изобретения

Состав ингибитора асфальтосмолопарафиновых отложений, включающий в себя реагент 1 и реагент 2 при их массовом соотношении 33,4% к 66,6%,отличающийся тем, что при изготовлении реагента 1 применяется только стеариновая кислота и полиэтиленполиамины, а для изготовления реагента 2 - стеариновая кислота и пентаэритрит, реагент 1 является продуктом синтеза стеариновой кислоты и полиэтиленполиаминов при их мольном соотношении 1,63 к 1, а реагент 2 является продуктом синтеза стеариновой кислоты и пентаэритрита при мольном их соотношении 3 к 1.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области разработки и эксплуатации нефтяных месторождений, осложненных образованием асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО).

Для снижения парафинообразования при добыче нефти применяются ингибиторы парафиновых отложений, такие как: сополимер акриловой и метакриловой кислот (присадка ДН-1), сополимеры этилена и винилацетата (присадка ВЭС 501), продукт конденсации синтетических жирных кислот и триэтаноламина в керосине (присадка Азолят-7), блоксополимеры оксиалкилированных алкилфенолов и этилендиамина, зарубежные ингибиторы фирмы Налко и Серво-Чемпион, зарубежный ингибитор ХТ-48 и др. [Оленев Л.М. Новые отечественные ингибиторы парафиноотложений. - М.: ВНИИОЭНГ, 1990. - 51 с], присадка ТюмИИ-77 [Патент РФ 2326153 С1, 2008].

Наиболее близким к заявляемому изобретению по совокупности признаков является способ ингибирования парафиновых отложений в присутствии композиции присадок ДП-65 и ТюмИИ-77 при их массовом соотношении 1:3 [Патент РФ 2326153, C09K 8/524,2006]. Присадка ДП-65 представляет собой продукт синтеза синтетических жирных кислот (СЖК) фракции С_21-25 и полиэтиленполиаминов (ПЭПА) [Патент РФ 2106395, С 10 М 149/14, 149/22, 1998]. Присадка ТюмИИ-77 является продуктом синтеза фракции синтетических жирных кислот с пентаэритритом и фталевым ангидридом [А.с. 1063802 СССР. Б.И. № 48. 01.09.1983].

Описанная композиция присадок является сочетанием реагентов депрессорного и модифицирующего типов. Реагент депрессорного типа ТюмИИ-77 препятствует образованию кристаллической структуры углеводородов, тем самым снижает температуру застывания, а реагент ДП-65 является реагентом модифицирующего типа, который непосредственно взаимодействует с молекулами твердых углеводородов, тем самым снижая их температуру помутнения [Агаев С.Г., Гребнев А.Н., Землянский Е.О.: Ингибиторы парафиновых отложений бинарного действия // Нефтепромысловое дело. 2008. - № 9. - с.46-52.]

Однако композиция описанных присадок обладает недостаточной эффективностью для ингибирования АСПО различного состава. Кроме того, производство фракции синтетических жирных кислот на данный момент в России отсутствует, из-за чего невозможно наладить производство присадок ДП-65 и ТюмИИ-77 на основе отечественного сырья.

Заявляемое изобретение позволяет повысить ингибирующую способность данной композиции путем разработки аналогов ее компонентов с улучшенными свойствами и на основе промышленно производимого в России сырья.

Поставленная цель достигается тем, что при изготовлении обоих компонентов композиционного ингибитора АСПО вместо синтетических жирных кислот (СЖК) используется стеариновая кислота (СК), промышленно производимая в России. Также при изготовлении сложноэфирного компонента не применяется фталевый ангидрид, что существенно облегчает промышленное производство и снижает себестоимость ингибитора. Компонентами разработанного ингибитора являются два реагента: продукт синтеза стеариновой кислоты (СК) и полиэтиленполиаминов (ПЭПА) при мольном соотношении 1,63:1,0 (Реагент 1), а также стеариновой кислоты (СК) и пентаэритрита (ПЭ) при мольном соотношении 3,0:1,0 (Реагент 2). Массовое соотношение реагентов: реагент 1 - 33,4% масс. к реагенту 2 - 66,6% масс.

Пример 1

Для получения реагента 1 используется кислота стеариновая (СК) (допускается технической чистоты) и полиэтиленполиамины реактивной чистоты со степенью полимеризации аминной группы (1-6), а также технический диэтилбензол в качестве растворителя и оксид цинка как катализатор.

Синтез амидов СК и ПЭПА проводят в 50% растворе данных реагентов в диэтилбензоле при его температуре кипения 183°С в реакторе, снабженном ловушкой Дина-Старка. Мольное соотношение СК:ПЭПА составляет 1,63:1,0, что соответствует массовому соотношению этих реагентов 3,67:1,0. Для ускорения реакции в реактор вводится катализатор оксид цинка (2% масс. на загрузку реагентов). Синтез ведут до полной отгонки реакционной воды в ловушку Дина-Старка при механическом перемешивании порядка 12 часов. Затем полностью отгоняют диэтилбензол и реакцию продолжают в расплаве при повышении температуры от 183 до 235°С до получения амидов с кислотным числом 8 мг КОН/г.

Пример 2

Для получения реагента 2 используется кислота стеариновая (СК) и пентаэритрит (ПЭ) химически чистый, а также технический диэтилбензол в качестве растворителя и оксид цинка как катализатор.

Синтез эфиров СК и ПЭ проводят в 50% растворе диэтилбензола при его температуре кипения 183°С. Мольное соотношение СК и ПЭ составляет 3,0:1,0, а массовое 6,26:1,00, в качестве катализатора используется оксид цинка (0,5% масс. на загрузку реагентов). Синтез ведут до полной отгонки реакционной воды в ловушку Дина-Старка, заполненную также диэтилбензолом. Каждый час проводят отбор проб для определения кислотного числа. Когда значение кислотного числа становится ниже 10 мг КОН/г, синтез прекращают, диэтилбензол полностью отгоняют. Общее время синтеза 4 часа.

Пример 3

Для получения композиции реагента 1 и реагента 2 готовят истинный раствор данных реагентов при их массовом соотношении реагент 1 - 33,4% масс. к реагенту 2 - 66,6% масс. в любом из следующих углеводородных растворителей: Нефрас 80/120, гексан, бензин, керосин, дизельное топливо, нефть, газовый конденсат, мазут, бензол, толуол. Композицию данных реагентов дозируют в скважину или трубопровод в виде раствора.

В таблице 1 представлены результаты ингибирования асфальтосмолопарафиновых отложений из 10%-ной модельной системы АСПО в гексане в присутствии композиции по прототипу, т.е. в присутствии композиции присадок ДП-65/ТюмИИ-77, лучших товарных образцов отечественных и зарубежных ингибиторов, а также в присутствии серии композиций присадок на основе полиэтиленполиаминов и пентаэритрита. Разработанной нами композиции реагентов присвоен шифр.

Таблица 1
Исследование ингибирования отечественными и зарубежными присадками АСПО Аганского месторождения и церезина марки 75 методом холодного стержня в 10% масс. растворе осаждаемых углеводородов в гексане
Твердые УВ и АСПО	Ингибитор	Шифр	Степень ингибирования АСПО (%) при содержании присадок, %масс.
0,02	0,05	0,1	0,2	1
АСПО	ДП-65/ТюмИИ-77		-60,51	-11,52	26,09	80,61	21,43
Аганского	ДП-163/ДП-31	ПП-163/312	21,98	84,94	73,01	12,15	-53,22
месторож	СНПХ-4002		7,18	35,4	-59,71	36,04	46,33
дения	Sepaflux-3153		-19,3	8,73	3,06	50,06	73,75
Церезин	ДП-65/ТюмИИ-77		24,34	42,97	56,68	32,36	-115,1
марки 75	ДП-163/ДП-31	ПП-163/312	6	17,72	42,79	75,5	34,22
	СНПХ-4002		23,79	-38,13	36,19	15,79	28,01
Sepaflux-3153		31,37	54,96	68,67	74,12	80,64

Из анализа данных таблицы 1 видно, что все синтезированные композиции присадок характеризуются некоторыми ингибирующими свойствами, однако присадка ПП-163/312 является наиболее эффективной при ингибировании АСПО Аганского месторождения, извлеченных из насосно-компрессорной трубы, что является техническим результатом данного патентного поиска. Синтезированная нами композиция превосходит прототип ДП-65/ТюмИИ-77, и также является более эффективной и экономичной, чем зарубежная присадка Sepaflux-3153. Синтезированная композиция присадок ПП-163/312 безусловно превосходит отечественную присадку казанского производства СНПХ-4002.

Испытание ингибирующих свойств присадок в растворе церезина марки 75 в гексане проводилось с целью определить способность синтезированных композиций ингибировать АСПО в условии парафинизации при низких температурах. В соответствии с работой [Галикеев Р.М. Диссертационная работа на соискание ученой степени кандидата технических наук. 2011] при температурах ниже 20°С превалирующий механизм парафинизации меняется с абсорбционно-адгезионного на кристаллизационный. В соответствии с этим на парафинизацию влияет в первую очередь индивидуальная кристаллизация парафино-нафтенов, входящих в АСПО, поэтому для ингибирования АСПО необходимо, чтобы присадка обладала депрессорными свойствами.

Наилучшие результаты при ингибировании церезина марки 75 демонстрирует присадка Sepaflux-3153, однако полученная нами наиболее эффективная композиция ПП-163/312 при концентрации в 0,2% масс. обладает не меньшим эффектом, благодаря чему ее также можно рекомендовать к применению для ингибирования АСПО в магистральных нефтепроводах.