Результат интеллектуальной деятельности: ИНГИБИТОР АСФАЛЬТОСМОЛОПАРАФИНОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ

Изобретение относится к составам для предотвращения выпадения из нефти асфальтосмолопарафиновых отложений на нефтепромысловом оборудовании, в призабойной зоне нефтяных скважин, а также нефтепроводах. Оно может быть использовано в нефтяной и других отраслях промышленности, связанных с добычей, транспортом и хранением нефти.

В настоящее время для предотвращения выпадения из нефти асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО) используется широкий ряд веществ из различных классов органических соединений, а также композиций на их основе, например присадки СОНПАР, СНПХ 69.

Известные ингибиторы включают в свой состав различные синтетические полимеры, синтетические ПАВ (или их смеси) или естественные ПАВ из отходов различных производств [Агаев С.Г., Гребнев А.Н., Землянский Е.О. Ингибиторы парафиновых отложений бинарного действия // Журнал прикладной химии. - 2006. - Т.79. - №8. - с.1373-1378; Прозорова И.В., Юдина Н.В., Небогина Н.А. и др. Подбор ингибирующей и депрессорной присадки для нефти Верхнечонского месторождения // Нефтяное хозяйство. - 2010. - №6. - С.68-70].

Применяемые в настоящее время ингибиторы парафиноотложения недостаточно эффективны, отличаются сложной технологией производства, дефицитны и дороги, а для некоторых типов нефтей (высокопарафинистых и высокосмолистых) отсутствуют. В этой связи актуальна задача разработки новых видов ингибиторов парафиноотложения для высокозастывающих и высоковязких нефтей, газовых конденсатов и расширение ресурсов сырья для этой цели.

Известен ингибитор асфальтосмолопарафиновых отложений, представляющий собой продукт последовательного присоединения 1-3 масс.ч. оксида этилена и 3-9 масс.ч. оксида пропилена к 1 масс.ч. алкилфенолов [Авт. свид. СССР №1118659, C09K 3/00, 1984].

Недостатком этого ингибитора асфальтосмолопарафиновых отложений является избирательность его действия, заключающаяся в том, что он проявляет ингибирующую эффективность лишь для некоторых типов нефтей. Кроме того, он является высоковязким реагентом при 20°С. Применение его в зимнее время без подогрева невозможно, так как он имеет температуру застывания +5+8°С.

Известен состав для защиты нефтепромыслового оборудования от асфальтосмолопарафиновых отложений, содержащих нефтяной тяжелый сольвент и органическую добавку, в качестве которой он содержит углеводороды С₁₇-С₂₀ и жирные амины С₁₇-С₂₀ при следующем соотношении компонентов, масс. %: углеводороды С₁₇-С₂₀ - 2-5; жирные амины С₁₇-С₂₀ - 10-13; нефтяной тяжелый сольвент - остальное (SU 1455713, кл. Е21В 37/06, опубл. 10.04.2000). Недостатком данного состава является его низкая эффективность.

Известен состав для ингибирования парафиноотложения на основе этиленакрилонитрилового сополимера или тройного сополимера на основе этилена, акрилонитрила и мономера, выбранного из группы, содержащей алкилметакрилат, винилацетат, акриловую кислоту или метакриловую кислоту в количестве от 0,1 до 10 вес.% от общего состава сополимера (US 4926582, C10L 1/10, 22.05.1990).

Широко известны ингибиторы на основе сложных эфиров акриловой и метакриловой кислот, которые в СССР были разработаны под торговыми названиями ДН-1 и ДН-МА [Сковородников Ю.А. Повышение эффективности применения депрессорных добавок к парафинистым нефтям // Нефтяное хозяйство. - 1978. - №6. - С. 49-53]. В настоящее время эти присадки не производятся. Их близким аналогом по строению и применению является нашедший широкое использование за рубежом ингибитор марки Flexoil WM 1470 фирмы «Серво-Чемпион» (Англия).

Наиболее близким по технической сущности и по достигаемому эффекту к предмету настоящего изобретения является зарубежный ингибитор марки Flexoil WM 1470 на основе сополимеров алкилакрилатов и алкилметакрилатов (Т.В. Иванова, Е.В. Бешагина. Исследование действия присадок на свойства нефтей. - Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело» №2, 2013 г., c.121-122). Недостатками данного ингибитора являются избирательность его действия и низкая ингибирующая эффективность.

Техническим результатом настоящего изобретения повышение эффективности предотвращения образования АСПО парафинистых, высокопарафинистых нефтей и газоконденсатов с различным содержанием смолисто-асфальтеновых компонентов (САК) на стенках нефтепромыслового оборудования.

Для достижения указанного технического результата предлагается ингибитор асфальтосмолопарафиновых отложений, полученный с использованием алкилакрилатного сополимера и ароматического растворителя, отличающийся тем, что он получен взаимодействием в толуоле сополимера, имеющего мол. массу 6000-8000, смеси алкилакрилатов, содержащих, масс. %: алкилакрилат С₁₆ - 65, алкил-акрилат C₁₈ - 25, алкилакрилат С₂₀ - 10, с акрилатом додециламина и сульфата додециламина при нагреве с перемешиванием до 80°С, введении 8,8-16,6% раствора инициатора азобисизобутиронитрила в толуоле, выдержке в течение 5 час при 90-100°С при следующем соотношении компонентов, масс. %:

Среднемассовая молекулярная масса (Mw) синтезированных сополимеров указанных и акрилата додециламина определена гель-проникающей хроматографией и составила 6000-8000 а.е.м.

Предлагаемый ингибитор получают следующим образом.

Пример 1

В реактор загружают 510 г ароматического растворителя, преимущественно толуола, 47 г сополимера смеси алкилакрилатов в составе в масс. %: алкилакрилата C₁₆ - 65, алкилакрилата С₁₈ - 25, алкилакрилата С₂₀ - 10, с акрилатом додециламина и 2,0 г сульфата додециламина. Реакционную смесь продувают азотом, нагревают при перемешивании до температуры 80°С и вводят 8,8-16,6% раствор инициатора в толуоле, содержащий 0,5-1,0 г азобисизобутиронитрила и 6,0 г толуола. Затем смесь выдерживают в течение 5 ч при температуре 90-100°С и охлаждают.

Пример 2

В реактор загружают 520 г ароматического растворителя, преимущественно толуола, 45 г сополимера смеси алкилакрилатов в составе в масс. %: алкилакрилата C₁₆ - 65, алкилакрилата С₁₈ - 25, алкилакрилата С₂₀ - 10, с акрилатом додециламина, 3,0 г сульфата додециламина. Реакционную смесь продувают азотом, нагревают при перемешивании до температуры 80°С и вводят 8,8-16,6% раствор инициатора в толуоле, содержащий 0,5-1,0 г азобисизобутиронитрила и 6,0 г толуола. Затем смесь выдерживают в течение 5 ч при температуре 90-100°С и охлаждают.

Пример 3

В реактор загружают 530 г ароматического растворителя, преимущественно толуола, 45 г сополимера смеси алкилакрилатов в составе в масс. %: алкилакрилата С₁₆ - 65, алкилакрилата C₁₈ - 25, алкилакрилата С₂₀ - 10, с акрилатом додециламина и 2,0 г сульфата додециламина. Реакционную смесь продувают азотом, нагревают при перемешивании до температуры 80°С и вводят 8,8-16,6% раствор инициатора в толуоле, содержащий 0,5-1,0 г азобисизобутиронитрила и 6,0 г толуола. Затем смесь выдерживают в течение 5 ч при температуре 90-100°С и охлаждают.

Пример 4

В реактор загружают 50,0 г ароматического растворителя, преимущественно толуола, 47 г сополимера смеси алкилакрилатов в составе в масс. %: алкилакрилата С₁₆ - 65, алкилакрилата C₁₈ - 25, алкилакрилата С₂₀ - 10, с акрилатом додециламина и 3,0 г сульфата додециламина. Реакционную смесь продувают азотом, нагревают при перемешивании до температуры 80°С и вводят 8,8-16,6% раствор инициатора в толуоле, содержащий 0,5-1,0 г азобисизобутиронитрила и 6,0 г толуола. Затем смесь выдерживают в течение 5 ч при температуре 90-100°С и охлаждают.

Количественную оценку эффективности предлагаемого ингибитора проводили на установке, использующей известный метод «холодного стержня» [С.Г. Агаев, З.Н. Березина, А.А. Халин. Нефтепромысловое дело, 1996, №5, с. 16]. Установка состоит из металлического стержня, охлаждаемого до заданной температуры (12°С). В качестве теплоносителя использовали дистиллированную воду в термостате. Количественную оценку проводили в течение 1 ч, используя навеску нефти в количестве 40 г. Количество осадка, образовавшегося на стержне, определяли гравиметрически. Результат определяли как среднее арифметическое трех параллельных опытов.

Степень ингибирования АСПО определяли по формуле: С_и=(В₀-Β₁)/В₀, где С_и - степень ингибирования АСПО, %; В₀ - масса осадка на «холодном стержне» в отсутствие ингибитора, г;

Β₁ - масса осадка на «холодном стержне» в присутствии ингибитора, г.

Для сравнения, кроме предлагаемого в настоящем изобретении ингибитора, определенного как ингибирующая присадка К-210, был использован прототип - импортная ингибирующая присадка - Flexoil WM 1470 и для сравнения известные отечественные присадки СОНАР и СНПХ.

Исследования проводили с использованием парафинистых, высокопарафинистых нефтей и газоконденсатов с различным содержанием смолисто-асфальтеновых компонентов (САК).

Данные полученных результатов приведены в табл. 1.

Анализ данных табл. 1 показывает, что эффективность предлагаемого в настоящем изобретении ингибитора, определенного как ингибирующая присадка К-210, в отношении различного месторождения значительно выше, чем у прототипа - импортного ингибитора марки Flexoil WM 1470 и ряда отечественных присадок СОНАР, СНПХ, что подтверждает достижение заявленного технического результата.