Результат интеллектуальной деятельности: Состав для удаления асфальтосмолопарафиновых отложений

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности.

Известен состав для растворения АСПО (Патент РФ №2098443), который содержит в мас.%: бензиновая фракция с содержанием предельных углеводородов C₆-C₈ не менее 50 мас.%, углеводородов нормального изостроения с числом углеродных атомов С₄ в количестве 6,66-17,4 мас.% и С₅ в количестве 18,45-29,89 мас.% - 25-75 и легкая пиролизная смола или этилбензольная фракция - 25-75. Недостатком указанного состава является относительно низкая эффективность удаления АСПО из добывающих скважин нефтяных месторождений, характеризующихся высоким содержанием смол, асфальтов и высокомолекулярных парафинов. Кроме того, компоненты данного состава являются ценным дефицитным нефтехимическим сырьем.

Известен состав для удаления АСПО (Патент РФ №2228432), содержащий углеводородную фракцию 70-165°C - растворитель, полученную из бензиновой фракций процесса реформинга с добавлением в нее 15,9-17,3% дициклопентана или указанную фракцию, полученную ректификацией жидких продуктов пиролиза, в состав которой входит 15,9-17,9% смеси циклопентана и дициклопентана, а также неогенные ПАВ ОП-7 и ОП-10 и ПАВ-неонолы и полярный неэлектролит, представленный алифатическими спиртами: метиловым, изопропиловым, н-бутиловым, изобутиловым. Компоненты состава взяты в соотношении, мас.%: растворитель 98,8-99,2, ПАВ 03-05, полярный неэлектролит 05-07.

Недостатком указанного состава является низкая эффективность удаления АСПО в так называемых «жестких условиях», когда при высоких температурах отложения образуют плотный слой на поверхности металла нефтепромыслового оборудования, магистральных нефтепроводов. Указанный состав содержит дорогостоящие и дефицитные компоненты ПАВ.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является состав для удаления асфальтосмолопарафиновых отложений - АСПО, содержащий смесь этилбензольной фракции - ЭБФ или бутилбензольной фракции - ББФ (отхода алкилирования бензола) и кубового остатка производства бутиловых спиртов - КОБС (Патент SU 1738814, 07.06.1992 г. Состав для восстановления приемистости водонагнетательных скважин).

Недостатком является низкая эффективность удаления АСПО в «жестких условиях», когда при высоких температурах отложения образуют плотный слой на поверхности металла нефтепромыслового оборудования, магистральных нефтепроводов.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение растворяющей способности состава для удаления АСПО в «жестких условиях», расширение сырьевой базы и снижение себестоимости за счет исключения из состава ПАВ и дефицитных добавок, которые являются сырьем нефтехимии.

Указанный технический результат достигается тем, что состав для удаления асфальтосмолопарафиновых отложений, включающий углеводородную фракцию и полярный неэлектролит, согласно изобретению содержит углеводородную фракцию 85-163°C в смеси с полярным неэлектролитом - кубовым остатком производства бутиловых спиртов при следующем соотношении компонентов:

- углеводородная фракция 85-163°C 50-80%,

- кубовый остаток производства бутиловых спиртов 20-50%.

При этом полученную смесь подвергают непрерывному волновому воздействию с частотой 7,2 кГц без присутствия поверхностно активных веществ.

Углеводородная фракция 85-163°C представляет собой смесь ароматических и непредельных углеводородов, является попутным продуктом, получаемым на этиленовых установках при пиролизе углеводородных газов, бензинов, дизельной фракции или их смесей со следующим составом (массовая доля в %): стирол - 1,7-7,0; 1,2,4-триметилбензол - 22-38,5; изопропилбензол - 0,2-0,4; ксилол - 14-21; дициклопентадиен - 10-16.

Непрерывное волновое воздействие смеси растворитель - полярный неэлектролит способствует увеличению емкости растворителя АСПО за счет наложения на жидкостной поток кавитационно-вихревого воздействия в замкнутом пространстве реакционного аппарата, реализуя переход от эффекта идеального вытеснения к эффекту идеального смешения фаз, что способствует увеличению растворяющей способности предлагаемого растворителя.

Кроме того, в качестве полярного неэлектролита используется кубовый остаток производства бутиловых спиртов, который является отходом этого производства.

Пример 1 (приготовление состава в лабораторных условиях).

В колбу емкостью 250 мл добавляют 125 г углеводородной фракции с температурой кипения 85-163°C, к ней добавляют 125 г полярного неэлектролита - кубового остатка производства бутиловых спиртов и подвергают диспергированию (непрерывной волновой обработке) с частотой 7,2 кГц в стационарном режиме. В качестве волнового излучателя используют гидроакустический аппарат непрерывного действия. Аналогичным образом готовят другие составы с различным соотношением ингредиентов в заявленных пределах (углеводородная фракция 85-163°C 50-80%, кубовый остаток производства бутиловых спиртов 20-50%).

При проведении лабораторных испытаний исследовали следующие свойства предлагаемого состава: эффективность удаления АСПО. Данные о составе используемых АСПО приведены в таблице 1.

Пример 2. Предлагаемые составы использовали на эффективность удаления АСПО по методу СТП-03-153-2001 «Методика лабораторная по определению растворяющей и удаляющей способности растворителей АСПО (метод Б). Для испытаний образцов АСПО, характеристика которых приведена в таблице 1, формировали шарики диаметром 10-12 мм, которые после взвешивания на аналитических весах на металлической сетке помещали в мерные цилиндры емкостью 25 мл, в который предварительно наливали 10 мл исследуемого растворителя. Испытания проводили 2 часа, при этом через каждые 15-30 минут фиксировали изменения физического состояния отложений. Если через 2 часа на сетке остались отложения, то их вынимали из растворителя, высушивали и взвешивали на аналитических весах.

Расчет эффективности проводили по формуле:

где m₁ - масса отложений после эксперимента, г;

m - масса отложений, взятая для эксперимента, г.

Результаты приведены в таблицах 2 и 3.

Пример 3. Емкость растворения или насыщаемость состава по отношению к АСПО определяли по той же методике (метод В) следующим образом. На металлическую сетку с размером ячейки 2-4 мм² помещали точно взвешенное количество АСПО массой 2 г. Затем сетку с отложениями помещали в мерный цилиндр емкостью 25 мл, в который приливали испытуемый растворитель объемом Y₁ (10 мл), и оставляли на 30 минут. По истечении времени отложения на сетке вынимали, осматривали, затем вновь опускали в цилиндр и добавляли вновь растворитель объемом Y₂ (5 мл). Через 30 минут сетку с отложениями вынимали, осматривали, затем вновь опускали в цилиндр, добавляя новую порцию растворителя объемом Y₃ (5 мл). Эксперимент продолжили до полного растворения (диспергирования) отложений.

Емкость растворителя (насыщаемость АСПО) определяли по формуле:

где m - масса навески, г;

V - объем растворителя (V1+V2+…+Vn), см³;

1000 - переводной коэффициент, кг/м³.

Аналогично определяли емкость растворения каждого состава по отношению к испытуемым АСПО. Полученные результаты приведены в таблицах 2 и 3.

Как видно из этих таблиц, для эффективного удаления АСПО двух видов необходимо не более 2 часов. При этом, как показали эксперименты, уже через 1,5 часа АСПО всех типов удаляются предлагаемыми составами более чем на 90%. Что же касается состава по прототипу, то для эффективного удаления двух типов АСПО требуется более 2 часов, а через 2 часа эффективность удаления не превышает 70%. При этом емкость известного состава по отношению к АСПО всех двух типов в 1,2-1,5 раз ниже, чем в предлагаемых растворителях.

Результаты исследования составов, приготовленных по примеру 1, показали, что при заявленных соотношениях компонентов (углеводородная фракция 85-163°C 50-80%, кубовый остаток производства бутиловых спиртов 20-50%) эффективность растворения АСПО превышает результаты по прототипу.