Асфальто-смолопарафиновые отложения (АСПО), образующиеся в трубах, снижают дебет нефтяных скважин и повышают затраты на их эксплуатацию. Среди известных способов удаления этих отложений наиболее эффективным является химический, основанный на их растворении и диспергировании [1,2,3]. В качестве растворителей обычно используют различные углеводородные фракции (легкая смола пиролиза, нефрасы, сольвенты и др.) [3,4]. Предложены также серо-, кислород-, азот- и галогенсодержащие органические соединения, являющиеся, как правило, отходами различных нефтехимических производств [5]. Последние показывают высокую эффективность, однако, в отличие от углеводородных, попадая в состав нефти, они могут привести к отравлению катализаторов, коррозии оборудования или другим осложнениям в процессе ее переработки. В связи с этим предпочтение отдается углеводородным растворителям. С целью расширения ассортимента растворителей АСПО и рационального использования побочных продуктов нефтепереработки нами была исследована растворяющая способность углеводородных фракций олефиновой основы. В качестве таковых испытывались продукты гетерогенной олигомеризации низкомолекулярных олефинов на фосфонокислотном катализаторе. Для этого на промышленной установке олигомеризации пропилена были отобраны различные фракции олигомеризата, состоящие преимущественно из алкенов с числом атомов углерода С7 - С8, С9, С12, и кубовый остаток олигомеров (КОО) с пределами выкипания 190-310°С. Целесообразность проведения данной работы вызвана еще и тем, что кубовый остаток олигомеров не находит квалифицированного применения и, как правило, закачивается в котельное топливо. Предложения использовать ККО в производстве игольчатого кокса, при получении основы медицинских и гидравлических масел, в качестве присадки для смазочной композиции и ряда других продуктов, в силу ряда причин, не находят промышленного применения. Для сопоставления результатов исследований в аналогичных условиях были испытаны несколько известных растворителей, растворяющая способность которых приведена в ряде работ. Пробы АСПО для исследований были отобраны из нагнетательных скважин Новохазинского месторождения НГДУ "Южарланнефть". Растворяющую способность вышеуказанных растворителей определили согласно методике, которая основана на взвешивании остатка навески АСПО, находящейся в среде растворителя строго определенное время при постоянной температуре в динамических условиях. Этот показатель рассчитывали по формуле: a=((G1-G2)/G1)*100, где a - растворяющая способность растворителя, %;
G1, G2 - начальная и остаточная массы навески АСПО, соответственно. Результаты определений приведены в таблице. Как следует из таблицы, высокую растворяющую способность проявляют такие растворители как фракция олефинов С7 - С8, газовый бензин, бензольная фракция, легкая смола пиролиза, т.е. растворители, состоящие из легкокипящих компонентов. Однако необходимо отметить, что применение легкокипящих растворителей ограничено в летних условиях вследствие их высокой испаряемости и пожароопасности. Эффективность растворителей
|
Растворитель
|
Растворяющая
способность, % маc.
|
|
Легкая
смола пиролиза
|
78
|
|
Газовый
бензин
|
82
|
|
Бензольная фракция
|
80
|
|
Кубовый остаток производства бутанолов
|
46
|
|
Нефрас — П-150/330
|
64
|
|
Адсорбент
А-1
|
52
|
|
Олигомерные (фракции:
|
|
|
С7 - С8
|
83
|
|
С9
|
75
|
|
С12
|
71
|
|
Кубовый
остаток олигомеров (КОО)
|
67 | Среди растворителей с примерно одинаковыми пределами выкипания повышенную эффективность проявляют олефиновые концентраты, что, по-видимому, объясняется их малым потенциалом ионизации (ПИ). Известно, что среди различных классов углеводородов с одинаковым числом атомов углерода в молекуле, олефины обладают минимальным потенциалом ионизации и максимальным сродством к электрону и, в соответствии с уравнением изотермы растворимости, такие соединения должны обладать повышенной способностью растворять асфальто-смолистые компоненты АСПО. Эффективность действия такого рода растворителей достигается за счет образования π-комплекса между полиароматическими фрагментами асфальтенов и непредельными связями олигомеров. С возрастанием молекулярной массы олефинов их растворяющая способность падает, вследствие чего кубовый остаток олигомеров значительно уступает по этому показателю легким олефиновым концентратам и другим легкокипящим растворителям. Известно, что компаундирование различных растворителей приводит к улучшению растворяющей способности вследствие синергетического эффекта. Поэтому для повышения растворяющей способности по отношению к АСПО были приготовлены модельные композиции на основе КОО и других растворителей с относительно высокой температурой начала кипения. Наилучшие результаты показали композиции с Нефрасом - П 150/330, причем максимальная растворяющая способность наблюдается при соотношении КОО: Нефрас - П 150/330 85:15. Композиция такого состава по растворяющей способности практически не уступает известным растворителям с высокой растворяющей способностью. Необходимо отметить, что такая композиция в отличие от последних, наряду с высокой растворяющей способностью, обладает малой испаряемостью и пожароопасностью. Кроме того, растворитель такого типа в отличие от многих средних дистиллятов с аналогичными пределами выкипания обладает низкой температурой застывания, что немаловажно при применении растворителей в зимних условиях. Промысловые испытания КОО в качестве растворителя показали, что он даже без компаундирования проявляет достаточную эффективность и может быть рекомендован в качестве растворителя АСПО. С учетом положительных результатов испытаний были разработаны технические условия на "Растворитель олигомерный", и его применение в НГДУ "Южарланнефть" позволило не только сэкономить дорогостоящие и дефицитные нефрасы и сольвенты, но и улучшить условия труда в процессе применении растворителя. Литература
1. Ибрагимов Г.3., Хисамутдинов Н.И. Применение химических реагентов для интенсификации добычи нефти. - М.: Недра, 1991. - 384 с.
2. Головко С.Н., Шамрай Ю.В., Гусев В. И. и др. Эффективность применения растворителей асфальто-смолистых отложений в добыче нефти. - М.: ВНИИЭНГ, 1984. - 66 с.
3. Стекольщиков М.Н., Наддуткина С.Н., Павлова А.А. и др. Применение углеводородных растворителей в народном хозяйстве. - Уфа: НИИнефтехим, 1988. - 60 с.
4. А.с. 1542946 СССР.
5. А.с. 1629305 СССР.
Источник: Нефтепереработка и нефтехимия |