Зневоднення нафтових емульсій поліестерами на основі поліетиленгліколів - Автореферат

Нафта під час її добування та підготовки до транспортування і переробки, контактуючи з пластовою або промивною водою, утворює стійкі водонафтові емульсії. Однак найбільш ефективними є комбіновані методи, тобто такі, що поєднують один або кілька впливових чинників з використанням поверхнево-активних речовин - деемульгаторів. Водночас, деемульгатор ПМ не є достатньо ефективним при зневодненні різних типів нафт і не може повністю задовільнити потребу всіх нафтовидобувних та нафтопереробних підприємств України. Тематика проведених досліджень є складовою частиною наукового напрямку кафедри хімічної технології переробки нафти та газу Національного університету “Львівська політехніка” - “Розробка наукових основ одержання високооктанових компонентів моторних палив, поверхнево-активних речовин і допоміжних матеріалів з нафтової та газової сировини”. Для досягнення мети необхідно: провести аналіз існуючих методів одержання ефективних деемульгаторів поліестерного типу з використанням поліетиленгліколів; вивчити вплив основних чинників на процес отримання поліестерів; синтезувати нові поліестери-деемульгатори та визначити їх зневоднюючу активність в процесах вилучення води з нафти.У другому розділі описано методики приготування водонафтових емульсій, які використовували для проведення експериментів, дослідження дисперсного складу емульсій води в нафті, визначення деемульгуючої активності поверхнево-активних речовин, а також одержання деемульгаторів поліестерного типу шляхом поліконденсації карбоксилвмісних речовин з поліетиленгліколями. Емульсії готували з розрахунку 20 % води в нафті. Пятий розділ присвячено дослідженню поверхневої активності деемульгатора ПЕ-8 і вивченню впливу технологічних пераметрів на процес зневоднення нафт у його присутності. Деемульгатор подавали у вигляді 1 %-го толуольного розчину (витрата 80 г/т) в емульсію, нагріту до 20, 30, 40, 50, 60, 70 і 80 °С (температура введення деемульгатора). Такі явища, як адсорбція диспергованих емульгаторів і деемульгаторів на водонафтовій поверхні, потовщення міжфазного шару та гелеутворення відбуваються в часі, тому емульсія води в нафті з часом стає більш стійкою, ніж тільки-що утворена - відбувається так зване “старіння” емульсії.Створено високоефективний нафторозчинний деемульгатор поліестерного типу і розроблено основи технології зневоднення нафт з його використанням. Вперше показано можливість отримання деемульгаторів шляхом поліконденсації карбоксилвмісних нафтополімерних смол з поліетиленгліколями. Вивчено залежності деемульгуючої активності ПЕ-8 від його витрати, температури процесу зневоднення, тривалості та інтенсивності змішування деемульгатора з водонафтовою емульсією, кількості та типу розбавника, а також ефекту “старіння” емульсії. Встановлено оптимальні технологічні параметри процесу підготовки нафти з використанням ПЕ-8, а саме: температура відстоювання - 80 °С, витрата деемульгатора - 80 г/т нафти, тривалість процесу - 2,5 години; для зневоднення вязких нафт рекомендовано використовувати як розбавник водонафтової емульсії бензинову фракцію (4 % об.).Ромашко І.С., Топільницький П.І., Братичак М.М. Вивчення реакції адипінової кислоти з поліетиленгліколями // Вісник Державного університету “Львівська політехніка” - 1999. Ромашко І.С., Топільницький П.І. Вплив типу розчинника і концентрації розчину на деемульгуючу активність деяких ПАР // Вісник Державного університету “Львівська політехніка” - 2000.

2. Основний зміст роботиОсновний зміст роботи викладено в наступних публікаціях

Створено високоефективний нафторозчинний деемульгатор поліестерного типу і розроблено основи технології зневоднення нафт з його використанням.

Вперше показано можливість отримання деемульгаторів шляхом поліконденсації карбоксилвмісних нафтополімерних смол з поліетиленгліколями.

Вивчено кінетичні закономірності процесу одержання поліестерів на основі поліетиленгліколів та низькомолекулярних і олігомерних речовин з кінцевими карбоксильними групами. Встановлено, що оптимальними умовами їх синтезу є 150-220 °С, мольне співвідношення груп -СООН : -ОН = 1:1. Як каталізатор використовується п-толуолсульфокислота в кількості 1,2 % мольних (в розрахунку на кислотний компонент). Синтезовано ряд нових поліестерів ПЕ та визначено їх основні фізико-хімічні характеристики.

Показано, що з отриманих сполук ПЕ найвищою деемульгуючою активністю характеризується поліестер, синтезований поліконденсацією поліетиленгліколю ПЕГ-600 з карбоксилвмісною нафтополімерною смолою молекулярної маси 1050. На основі вказаного поліестеру розроблено новий деемульгатор ПЕ-8, запропоновано принципову технологічну схему установки його виробництва, розраховано матеріальний баланс процесу та визначено вартість готового продукту.

Вивчено залежності деемульгуючої активності ПЕ-8 від його витрати, температури процесу зневоднення, тривалості та інтенсивності змішування деемульгатора з водонафтовою емульсією, кількості та типу розбавника, а також ефекту “старіння” емульсії. Встановлено оптимальні технологічні параметри процесу підготовки нафти з використанням ПЕ-8, а саме: температура відстоювання - 80 °С, витрата деемульгатора - 80 г/т нафти, тривалість процесу - 2,5 години; для зневоднення вязких нафт рекомендовано використовувати як розбавник водонафтової емульсії бензинову фракцію (4 % об.).

Показано, що ПЕ-8 є ефективним деемульгатором для процесів вилучення води з нафт парафінової і нафтенової основ (типу нафт Семенівського та Долинського родовищ), а також нафтового шламу. Висока зневоднююча здатність деемульгатора ПЕ-8 підтверджена актами випробувань у ВАТ “Львівський дослідний нафтомаслозавод” та на установці зневоднення нафтового шламу СП “Реверс-ойл” (м. Кременчук).

Враховуючи результати проведених досліджень, запропоновано принципову технологічну схему установки зневоднення нафти на промислі з використанням деемульгатора ПЕ-8 і розраховано матеріальний баланс процесу.