ДЕЭМУЛЬГАТОРЫ В РАСТВОРЯЮЩИХ ОСНОВАНИЯХ ДЛЯ ОТДЕЛЕНИЯ ЭМУЛЬСИЙ И СПОСОБЫ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ
DEMULSIFIERS IN SOLVENT BASES FOR SEPARATING EMULSIONS AND METHODS FOR USE THEREOF

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
Данная заявка является частично дополняющей заявку на патент США серийный номер 12/191,130, поданной 13 августа 2008 г., в которой заявлен приоритет предварительной заявки на патент США серийный номер 60/955,551, поданной 13 августа 2007 г.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Данное изобретение в общем относится к деэмульгаторам типа вода в масле и масло в воде и их соответствующим растворяющим основаниям, содержащим деэмульгирующую композицию, обладающую низкой токсичностью, и которые являются безопасными для окружающей среды для применения в распадающихся эмульсиях в неочищенной нефти. Более конкретно, данное изобретение относится к композициям, содержащим анионное поверхностно-активное вещество и неионное поверхностно-активное вещество в растворяющих основаниях, содержащих смеси эфиров двухосновных кислот.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Такие природные ресурсы, как газ, нефть, минералы и вода, которые находятся в подземных формациях, могут быть восстановлены путем бурения шахт в этих формациях. Эмульсии, содержащие масло и воду, обычно встречаются при экстракции, производстве и очистке нефти. Часто является необходимым отделять воду от масла для эффективного получения нефти для дальнейшей обработки или очистки. Из уровня техники известны многочисленные деэмульгаторы для удаления воды из таких эмульсий.
Деэмульгаторы обычно состоят из одного или более поверхностно-активных веществ, диспергированных в системе растворителей, и могут быть получены, например, из спиртов, жирных кислот, жирных аминов, гликолей и продуктов конденсации алкилфенолов. Системы растворителей, в свою очередь, в общем, содержат ароматические дистилляты, включая, например 1,2-диметилбензол, 1,3-диметилбензол и 1,4-диметилбензол, которые могут иметь негативное влияние на здоровье и не являются экологически безвредными. В частности, такие растворители могут иметь высокое содержание летучих органических соединений (ЛОС), что может не соответствовать действующим нормативным документам относительно ЛОС. Такие системы растворителей, которые содержат растворители на основе ароматических веществ, становятся все менее желательными, в то время как альтернативные "зеленые" или экологически безвредные растворители становятся все более преимущественными для применения по различным назначением. Поэтому, существует необходимость в растворяющих основаниях для применения в для деэмульгации, которые будут иметь меньшее негативное воздействие на окружающую среду, здоровье человека и т.д., например, которые будут иметь меньшие уровни токсичности и содержание летучих органических веществ.
Среди способов деэмульгации неочищенной нефти, которые используют в данное время, часто применяют электростатическое разделение, гравитационное разделение, центрифугирования и разделение при помощи гидроциклона. В таких способах, промывочную воду добавляют, пока содержание воды в неочищенной нефти находится в диапазоне от приблизительно 4% до приблизительно 15% по объему, а химическую деэмульгирующую композицию добавляют таким образом, что масляная и водная фазы могут быть отделены при помощи способов отделения, известных из уровня техники.
Эффективная деэмульгация требует добавления химической деэмульгирующей композиции к промывочной воде или неочищенному продукту перед применением электростатического поля или центробежных сил к эмульсии неочищенной нефти. Неочищенная нефть, содержащая большие количества асфальтенов и нафтеновых кислот, в общем, имеет название тяжелой неочищенной нефти и ее сложно деэмульгировать. Такая неочищенная нефть требует специализированных деэмульгаторов для эфферивной деэмульгации. Многие деэмульгаторы содержат фенольные группы в своей, химической структуре. Аналогично, многие растворяющие основания, в которых такие деэмульгаторы смешивают или диспергированы, содержат бензильную или фенильцую группы. В некоторых случаях, желательными являются деэмульгаторы и растворяющие основания, которые не содержат такие группы, и которые являются эффективными для неочищенной нефти, содержащей асфальтены и нафтеновые кислоты.
Экологическое влияние извлечения неочищенной нефти вдали от берега привлекает все больше внимания и является предметом наблюдений органов государственного регулирования, а также общественности. Органы государственного регулирования в сфере экологии, как национальные, так и международные, определили, что деэмульгаторы, содержащие нонилфенильные алкоксилаты и родственные соединения, негативно воздействуют на морские среды. Поэтому, существует потребность в деэмульгаторах неочищенной нефти, которые будут иметь меньшее негативное влияние на окружающую среду, например, иметь меньшие уровни токсичности, особенно в морских средах.
Заявка на патент США, номер публикации 2006/0135628, выданная Newman et al., 22 июня 2006 г., представляет композиции деэмульгаторов, содержащие сополимер поли(тетраметиленгликоля) и алкиленгликоля, связанный с поли(тетраметилен гликолем) бифункциональным агентом сочетания. Патент США №6294093, выданный Selvarajan et al., 25 сентября 2001 г., обеспечивает водные деэмульгирующие композиции со сниженной токсичностью или воспламеняемостью. Заявка на патент США номер публикации 2002/0161059, выданная Varadaraj et al., 31 октября 2002 г., описывает деэмульгирующую композицию, содержащую присадку на основе алкилароматической сульфоновой кислоты для обессоливания неочищенной нефти. Патент США №6599949, выданный Varadaraj et al., 29 июля 2003 г., описывает деэмульгирующие композиции на основе ароматической сульфоновой кислоты, а конкретно, присадку на основе алкилароматической сульфоновой кислоты и дополнительную присадку на основе растворителя. Заявка на патент США номер публикации 2006/0260815, выданная Dahanayake et al., 23 ноября 2006 г., описывает самораспадающиеся пенообразующие композиции, содержащие анионное поверхностно-активное вещество и неионное поверхностно-активное вещество, включая сульфосукцинаты и сульфосукцинаматы.
Публикация международной заявки №WO 2000/012660, выданная Forschungszentrum Julich GMBH, 9 марта 2000 г., описывает способ повышения эффективности поверхностно-активных веществ путем добавления блок-сополимера. В общем, полимерные деэмульгаторы применяют при высоких уровнях.
Таким образом, существует необходимость в усовершенствованных экологически безвредных деэмульгирующих композициях, содержащих низкие уровни поверхностно-активные вещества в экологически безвредных растворяющих основаниях.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Неожиданно было обнаружено, что деэмульгаторы, содержащие алкилсульфосукцинаты, алкилфосфониевые кислоты, и их соли, эффективно действуют при низких концентрациях. Также было неожиданно обнаружено, что введение такого деэмульгатора в определенные растворяющие основания, описанные в данной заявке, повышают или усиливают эксплуатационные характеристики таких деэмульгаторов.
В одном аспекте данное изобретение представляет собой деэмульгирующую композицию, содержащую (а) деэмульгатор, в общем содержащий одно или более анионных поверхностно-активных веществ и/или одно или более неионных поверхностно-активных веществ; и (б) растворяющую основу, содержащую смесь эфиров двухосновных кислот.
В другом аспекте данное изобретение представляет собой деэмульгирующую композицию, содержащую: (а) анионное поверхностно-активное вещество, выбранное из группы, состоящей из алкилсульфосукцинатов, алкилфосфониевых кислот, их солей, и их комбинаций; (б) неионных поверхностно-активных веществ, выбранных из группы, состоящей из этиленоксидных/пропиленоксидных сополимеров, этоксилированных эфиров жирных кислот полиэтиленгликоля, терпеновых алкоксилатов, модифицированных алканомидов, и их комбинаций; и (в) композицию растворяющего основания, содержащую смесь эфиров двухосновных кислот, при этом смесь содержит или (i) смесь алкиловых эфиров адипиновой, глутаровой и янтарной дикислот, или (ii) изомеры алкил адипата.
В некоторых вариантах исполнения анионное поверхностно-активное вещество присутствует в количестве приблизительно от 5% до 95% по массе всего поверхностно-активного вещества, в то время как в других вариантах исполнения неионное поверхностно-активное вещество присутствует в количестве приблизительно от 5% до 95% по массе всего поверхностно-активного вещества.
Обычно, анионное поверхностно-активное вещество содержит алкилфосфониевую кислоту, лаурилфосфоновую кислоту, их соли, или их комбинации. Более типично, анионное поверхностно-активное вещество представляет собой диалкилсульфосукцинат натрия.
Обычно, неионное поверхностно-активное вещество содержит этиленоксидный/пропиленоксидный сополимер, выбранный из этиленоксидных/пропиленоксидных алкоксилатов, этиленоксидных/пропиленоксидных блок-сополимеров, или этиленоксидных/пропиленоксидных обратимых сополимеров.
7
7
7
1
8
2
4
2
3
2
2
Как правило, композиция растворяющей основы содержит аддукты спирта и линейных дикислот, где аддукты имеют формулу R-OOC-A-COO-R, где R индивидуально содержит C-C алкильную группу, а чаще, этил, метил, остатки как минимум одного линейного спирта, содержащего 4 атомов углерода, или как минимум одного линейного или разветвленного спирта, содержащего как минимум 5 атомов углерода, и А представляет собой смесь -(CH)-, -(CH), и -(CH)-.
3
4
3
4
1
8
В дополнительном варианте исполнения композиция растворяющего основания содержит аддукты линейных и/или разветвленных дикислот, где аддукты имеют формулу R-OOC-A-COO-R, где R и R являются одинаковыми или разными алкильными группами, типично, C-C алкильной группой, а чаще, метилом, этилом, пропилом, изопропилом, бутилом, изобутилом, н-бутилом или изоамилом, где A является разветвленным или линейным углеводородом. Обычно, A является изомерами углеводородных групп, содержащих 4 атома углерода.
В другом аспекте данное изобретение содержит деэмульгирующую композицию, содержащую: (а) или (i) анионное поверхностно-активное вещество, выбранное из группы, состоящей из алкилсульфосукцината, алкилфосфониевой кислоты, их солей, и их комбинаций, или (ii) неионное поверхностно-активное вещество, выбранное из группы, состоящей из этиленоксидных/пропиленоксидных сополимеров, этоксилированных эфиров кислот полиэтиленгликоля, терпеновых алкоксилатов, и их комбинаций; и (б) композицию растворяющего основания, содержащего смесь эфиров двухосновных кислот. В одном варианте исполнения, анионное поверхностно-активное вещество представляет собой диалкилсульфосукцинат натрия, октилфосфоновую кислоту, лаурилфосфоновую кислоту, их соли, и их комбинации.
В одном варианте исполнения смесь содержит: приблизительно 9-11% по массе смеси диэфира формулы:
приблизительно 86-89% по массе смеси диэфира формулы
и
приблизительно 1-3% по массе смеси диэфира формулы
где R представляет собой метил, этил, пропил, изопропил, бутил, изобутил, н-бутил или изоамил.
В другом варианте исполнения смесь содержит: приблизительно 20-28% по массе смеси диэфира формулы:
приблизительно 59-67% по массе смеси диэфира формулы:
;
и
приблизительно 9-17% по массе смеси диэфира формулы:
где R представляет собой метил, этил, пропил, изопропил, бутил, изобутил, н-бутил или изоамил.
В дополнительном аспекте данное изобретение представляет собой способ разрушения эмульсии масла и воды, включающий: контактирования эмульсии с деэмульгирующей композицией, содержащей (а) анионное поверхностно-активное вещество, выбранное из группы, состоящей из алкилсульфосукцината, алкилфосфониевой кислоты, их солей, и их комбинаций; (б) неионное поверхностно-активное вещество, выбранное из группы, состоящей из этиленоксидных/пропиленоксидных сополимеров, этоксилированных жирных кислот полиэтиленгликоля, терпеновых алкоксилатов, модифицированных алканоламидов, и их комбинаций; и (в) композицию растворяющего основания, содержащую смесь эфиров двухосновных кислот, описанных в данной заявке.
В еще одном аспекте данное изобретение представляет собой способ разрушения эмульсии масла и воды, включающий контактирование эмульсии с (а) деэмульгатором, содержащим или (i) анионное поверхностно-активное вещество, выбранное из группы, состоящей из алкилсульфосукцината, алкилфосфониевой кислоты, их солей, и их комбинаций, или (ii) неионное поверхностно-активное вещество, выбранное из группы, состоящей из этиленоксидных/пропиленоксидных сополимеров, этоксилированных жирных кислот полиэтиленгликоля, терпеновых алкоксилатов, и их комбинаций; и (в) композицию растворяющего основания, содержащую смесь эфиров двухосновных кислот, описанных в данной заявке.
В одном варианте исполнения анионное поверхностно-активное вещество представляет собой диалкилсульфосукцинат натрия. В другом варианте исполнения, неионное поверхностно-активное вещество представляет собой этиленоксидный/пропиленоксидный сополимер, выбранный из группы, состоящей из этиленоксидных/пропиленоксидных алкоксилатов, этиленоксидных/пропиленоксидных блок-сополимеров, и этиленоксидных/пропиленоксидных обратимых сополимеров.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР
На ФИГ.1 изображена эффективность отобранных деэмульгаторов при различных концентрациях и времени работы при комнатной температуре.
На ФИГ.2 изображено процентное содержание воды, оставшейся в эмульсии типа «масло в воде» после разделения при помощи отобранных деэмульгаторов.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Данное изобретение в общем относится к деэмульгирующим композициям неочищенной нефти (также известным как "антиэмульгаторы") и к распаду и другому "разрушению" эмульсий, которые обычно образуются во время извлечения или очистки неочищенной нефти. Более конкретно, данное изобретение, в общем, относится к деэмульгаторам типа «вода в масле», обладающим низкой токсичностью и содержащим одно или более анионных поверхностно-активных веществ и/или а неионное поверхностно-активных веществ в растворяющей основе, содержащей смесь, эфиров двухосновных кислот.
Для того чтобы помочь понять данное изобретение, представлены следующие неограничивающие определения.
Как употребляют в данной заявке, "эмульсия" должна означать композицию, обычно жидкую или желеобразную, содержащую две или более несмешивающиеся фазы, в которой первая фаза ("диспергированная фаза") диспергирована во второй фазе ("дисперсионная фаза"). Эмульсии масла и воды включают эмульсии типа «вода в масле» (вода диспергирована в масле) и эмульсии типа «масло в воде» (масло диспергировано в воде). Как употребляют в данной заявке, любая ссылка на "эмульсию" должна быть интерпретирована как такая, которая одинаково применяется как к эмульсиям типа «вода в масле», так и к эмульсии типа «масло в воде». Так же, как употребляют в данной заявке, термин "обращенная эмульсия относится к эмульсии типа «масло в воде».
Термины "поверхностно-активное вещество" и "эмульгатор" являются взаимозаменяющими и в общем относятся к увлажняющему веществу, которое понижает поверхностное или межфазное натяжение между двумя жидкостями. Применение поверхностно-активных веществ позволяет получать дисперсию одной фазы в другой.
Как употребляют в данной заявке, термин "деэмульгатор" будет означать поверхностно-активное вещество или комбинацию поверхностно-активных веществ, которые ингибируют или предотвращают дисперсию в эмульсии, таким образом, позволяя более легкое разделение несмешивающихся жидкостей.
Термин "разрушение эмульсии" будет относиться к процессу разрушения стабильной поверхности между дисперсионной и диспергированной фазами эмульсии. В общем, приемлемо, что высокомолекулярные поверхностно-активные вещества и водорастворимые полимеры будут замещать низкомолекулярные поверхностно-активные вещества на границе поверхности. "Антиэмульгаторы" разработаны так, они являются аналогичными по химическим свойствам для эмульгирования поверхностно-активных веществ, но имеют значительно большую молекулярную массу, позволяя им разрушать поверхностный слой и дестабилизировать эмульсию. См., например, Brady, J.Е. и G.Е. Humiston, General Chemistry, Principles and Structure, John Wiley and Sons, Inc., New York (1982).
Как употребляют в данной заявке, термин "нефть" должен иметь отношение и быть взаимозаменяем с терминами "неочищенная нефть" или "нефтепродукт."
Термин "вода" употребляют в данной заявке для обозначения воды для получения деэмульгаторов и воды, которая присутствует в масляных эмульсиях. Дополнительно, вода может содержать растворенные органические соли, органические кислоты, соли органических кислот, неорганические соли или их комбинации. Примерами являются хлорид калия, хлорид аммония и триметиламмоний хлорид.
Термин "соленая вода" употребляют в данной заявке для обозначения ненасыщенных солевых растворов и насыщенных солевых растворов, включая минерализованные воды и морскую воду.
"Осветление воды" представляет собой удаление несоответствующих веществ (например, неочищенной нефти) из воды перед отведением. Нефть может быть удалена при помощи комбинации деэмульгаторов и механических способов, как описано в данной заявке. Деэмульгаторы оценивают по анализам инверсии и метода герметичной камеры неочищенной нефти. Измерение прозрачности воды производят путем обработки полученной воды при помощи химического анализа в камере, стендовой модели проточной ячейки, и анализа встряхиванием для определения оптимальной деэмульгации. Измерение прозрачности воды может быть произведено визуально, при помощи спектроскопических способов, при помощи турбидиметрических способов, или любыми другими способами, известными специалистам в данной области. Прозрачность масла - может быть измерена путем определения содержания воды кондуктометрическими способами, по способу Карла Фишера, или любыми другими способами, известными специалистам в данной области. При выборе деэмульгаторов важно, чтобы отработанная вода удовлетворяла спецификациям процесса отведения.
Поверхностно-активные вещества применяют в деэмульгирующей композиции для коалесценции капель масла. Не будучи связанными никакой теорией, полагают, что поверхностно-активные вещества разрушают границу раздела масло-вода и позволяют объединение более мелких капель масла с более крупными каплями масла и способствуют их отделению от воды. Полезные поверхностно-активные вещества включают анионные и неионные соединения, которые могут быть применены по отдельности или в виде смеси с одним или более растворяющими основаниями. Анионные и неионные поверхностно-активные вещества добавляют в концентрациях, которые находятся в диапазоне, типично составляющем приблизительно от 50 миллионных долей ("ppm") до 10,000 ppm объема жидкого компонента, а чаще приблизительно от 125 ppm до 2000 ppm объема жидкого компонента. Поверхностно-активные вещества в соответствии с данным изобретением могут быть применены индивидуально или в смесях с одним или более растворяющими основаниями.
Деэмульгаторы для применения в деэмульгирующей композиции в соответствии с данным изобретением могут быть применены для предотвращения образования, разрушения или расслоения эмульсий типа «вода в масле» или «масло в воде»,) обычно эмульсий неочищенной нефти. Такие деэмульгаторы могут быть также применены для разрушения эмульсий углеводородов, полученных из очищенного минерального масла, бензина, керосина, и т.д. Данные деэмульгаторы и/или деэмульгирующие композиции могут быть применены в любой момент во время процесса извлечения и/или производства минерального масла, общеизвестны из уровня техники. Например, настоящие деэмульгаторы могут быть введены в устье скважины; посредством скважинного впрыскивания, непрерывно или периодически; или в любом месте между устьем скважины и конечным нефтяным хранилищем.
В одном варианте исполнения деэмульгатор содержит: анионное поверхностно-активное вещество, выбранное из группы, состоящей из алкилсульфосукцината, алкилфосфониевой кислоты, и их солей; и неионное поверхностно-активное вещество, выбранное из группы, состоящей из этиленоксидных/пропиленоксидных сополимеров, этоксилированных жирных кислот полиэтиленгликоля, терпеновых алкоксилатов и модифицированных алканоламидов. Комбинации поверхностно-активных веществ могут быть также применены в данном изобретении. В конкретных вариантах исполнения, анионное поверхностно-активное вещество может присутствовать в количествах приблизительно от 5% до 95% по массе всего поверхностно-активного вещества, а неионное поверхностно-активное вещество может присутствовать в количестве приблизительно от 5% до 95% по массе всего поверхностно-активного вещества. В некоторых вариантах исполнения анионное. поверхностно-активное вещество присутствует приблизительно от 10% до 80% по массе всего поверхностно-активного вещества, а неионное поверхностно-активное вещество присутствует приблизительно от 10% до 80% по массе всего поверхностно-активного вещества.
Анионные поверхностно-активные вещества
Анионные поверхностно-активные вещества, полезные в деэмульгирующей композиции, в соответствии с данным изобретением включают, не ограничиваясь приведенным, алкилсульфосукцинаты, алкилфосфатные эфиры, алкилфосфониевые кислоты, и их соли, и их комбинации. Типичными анионными поверхностно-активными веществами являются сульфосукцинаты, такие, как диалкилсульфосукцинат натрия, который может быть применен в качестве анионного поверхностно-активного вещества в порошкообразной форме или в растворе. В других вариантах исполнения данного изобретения, анионным поверхностно-активным веществом могут быть: алкилфосфониевые кислоты с алкильной группой, содержащей от приблизительно 5 до 15 атомов углерода, которая может быть разветвленной или линейной, насыщенной или ненасыщенной; лаурилфосфоновая кислота, соли такой алкилфосфониевой кислоты, соли лаурилфосфоновой кислоты, и их комбинации. В одном варианте исполнения, алкилфосфониевая кислота представляет собой продукт, который продают под торговым наименованием Rhodafac ASI (Rhodia Inc., Cranbury, NJ).
Приемлемые анионные поверхностно-активные вещества включают следующие структурные формулы:
Алкилфосфониевая кислота и соли
1
1
В вышеприведенной структуре, R представляет собой алкил и может быть разветвленным или линейным; "M" представляет собой водород, щелочной металл, например, натрий или калий, или соль аммония; R типично содержит от 5 до 20 атомов углерода, более типично от 5 до 16 атомов, наиболее типично от 8 до 12 атомов углерода.
Алкилсульфосукцинаты
2
2
2
В вышеуказанной структуре R выбирают из группы, состоящей из алкила, -CHCHOH, арила, алкарила, алкокси, алкиларилаалкила, арилаалкила, алкиламидоалкила и алкиламиноалкилв.
2
2
В вариантах исполнения, в которых R представляет собой алкил, группа типично содержит от приблизительно 5 до приблизительно 20 атомов углерода и более типично содержит от приблизительно 10 до приблизительно 18 атомов углерода. В вариантах исполнения, в которых R представляет собой арил, группа типично содержит фенил, дифенил, дифениловый эфир, или нафталиновый фрагмент. "M" представляет собой водород, щелочной металл, такой, как натрий или калий, или соль аммония. "M" представляет собой, типично, щелочной металл, такой, как натрий или калий, более типично натрий.
Неионные поверхностно-активные вещества
Неионные поверхностно-активные вещества для применения в деэмульгирующей композиции в соответствии с данным изобретением включают, не ограничиваясь приведенным, линейные сополимеры, блок-сополимеры, и обращенные сополимеры этилен оксида/пропилен оксида; этоксилированные жирные кислоты полиэтиленгликоля/полипропиленгликоля; эфиры жирных кислот; эфиры глицерина; этоксилированные эфиры жирных кислот гликоля; этоксилированные ефиры жирных кислот полиэтиленгликоля; терпеновые алкоксилаты, модифицированные алканоламиды и эфиры сорбитана.
Типичные неионные поверхностно-активные вещества представляют собой этиленоксидные/пропиленоксидные сополимеры, этоксилированные эфиры жирных кислот гликоля, этоксилированные ефиры жирных кислот полиэтиленгликоля, этоксаилаты спирта, терпеновые алкоксилаты и модифицированные алканомиды. Более типичные неионные поверхностно-активные вещества представляют собой этиленоксидные/пропиленоксидные сополимеры, этоксилированные ефиры жирных кислот полиэтиленгликоля, терпеновые алкоксилаты, и их комбинации.
Приемлемые неионные поверхностно-активные вещества включают поверхностно-активные вещества, имеющие структурные формулы, приведенные ниже. Приемлемые этиленоксидные/пропиленоксидные сополимеры могут быть выбраны из группы, состоящей из этиленоксидных/пропиленоксидных блок-сополимеров, этиленоксидных/пропиленоксидных алкоксилатов, и этиленоксидных/пропиленоксидных обращенных сополимеров.
Поверхностно-активное вещество на основе этиленоксид/пропиленоксидного блок-сополимера
В одном варианте исполнения "o," "m," и "n" составляют от приблизительно 1 до приблизительно 50. В альтернативном варианте исполнения, неионное поверхностно-активное вещество представляет собой продукт, который продают под торговым названием ANTAROX L-64 (Rhodia Inc., Cranbury, NJ).
Поверхностно-активное вещество на основе этиленоксид/пропиленоксидного обращенного сополимера
В одном варианте исполнения "m" составляет приблизительно от 10 до 60, а "n" составляет приблизительно от 0 до 15. В другом варианте исполнения, "m" составляет приблизительно от 20 до 40, а "n" составляет приблизительно от 4 до 15. В альтернативном варианте исполнения, неионное поверхностно-активное вещество представляет собой продукт, который продают под торговым наименованием ANTAROX 31R1 (Rhodia Inc., Cranbury, NJ)
Этиленоксидные/пропиленоксидные алкоксилаты
3
В одном варианте исполнения "d" составляет приблизительно от 1 до 10, а "e" составляет приблизительно от 1 до 50. R представляет собой углеводородную цепь, типично содержащую приблизительно от 1 до 22 атомов углерода, чаще приблизительно от 8 до 14 атомов углерода, и может быть разветвленной или неразветвленной и насыщенной или ненасыщенной.
В другом варианте исполнения "d" составляет приблизительно от 2 до 8, а "e" составляет приблизительно от 5 до 12. В альтернативном варианте исполнения, неионное поверхностно-активное вещество представляет собой продукт, который продают под торговым наименованием ANTAROX BL-14 (Rhodia Inc., Cranbury, NJ).
Этоксилированные ефиры жирных кислот полиэтиленгликоля
4
5
4
5
4
5
В некоторых вариантах исполнения R представляет собой водород или углеводородную цепь, содержащую приблизительно от 10 до 22 атомов углерода, которая может быть разветвленной или неразветвленной и насыщенной или ненасыщенной, и которую выбирают из группы, состоящей из водорода, алкила, алкокси, арила, алкарила, алкиларилаалкила, арилаалкила, алкиламидоалкила, и алкиламиноалкила. R типично представляет собой углеводородную цепь, содержащую приблизительно от 1 до 22 атомов углерода, которая может быть разветвленной или неразветвленной и насыщенной или ненасыщенной, и которую выбирают из группы, состоящей из алкила, алкокси, арила, алкарила, алкиларилалкила, арилалкила, алкиламидоалкила, и алкиламиноалкила. В вариантах исполнения, в которых R и R представляют собой алкил, группы типично содержат приблизительно от 5 до 20 атомов углерода, чаще содержат приблизительно от 10 до 18 атомов углерода. В вариантах исполнения, в которых R и R представляют собой арил, группы типично содержат фенил, дифенил, дифениловый эфир, или нафталиновый фрагмент. В указанных вариантах исполнения "x" составляет приблизительно от 1 до 20. В определенных вариантах исполнения структуры представляют собой моно и диэфиры.
В альтернативном варианте исполнения неионные поверхностно-активные вещества являются продуктами диолеатного эфира ПЭГ 400, который продают под торговым наименованием ALKAMUS 400DO (Rhodia Inc., Cranbury, NJ).
Терпеновые алкоксилаты
Терпеновые алкоксилаты являются поверхностно-активными веществами на основе терпеновых алкоксилатов, полученными из возобновляемого сырья, таких, как α-пинен и -пинен, и содержат C-9 бициклические алкильные гидрофобные и полиоксиалкиленовые звенья в блочном распределении, или случайным образом смешанные, или неоднородно распределенные вдоль гидрофильной цепи. Поверхностно-активные вещества на основе терпеновых алкоксилатов описаны в заявке на патент США номер публикации 2006/0135683, выданной Adam et al., 22 июня 2006 г., которая включена в данную заявку путем ссылки.
Типичные терпеновые алкоксилаты являются поверхностно-активными веществами на основе алкоксилатовнопола и имеют общую формулу:
или
6
7
3
2
5
где R и R представляют собой, индивидуально, водород, CH, или CH; "n" составляет от приблизительно 1 до приблизительно 30; "m" составляет приблизительно от 0 до 20; и "p" составляет приблизительно от 0 до 20. Звенья "n", "m" и/или "p" могут иметь блочное распределение, или могут быть смешаны случайным образом, или неоднородно распределены вдоль цепи.
6
6
7
3
3
В другом варианте исполнения R представляет собой CH; "n" составляет от приблизительно 20 до приблизительно 25; "m" составляет от приблизительно 5 до приблизительно 10. В еще одном варианте исполнения, R и R представляют собой, индивидуально, CH; "n" составляет от приблизительно 1 до приблизительно 8; "m" составляет от приблизительно 2 до приблизительно 14; и "p" составляет от приблизительно 10 до приблизительно 20.
В альтернативном варианте исполнения неионное поверхностно-активное вещество является продуктом, который продают под торговым наименованием RHODOCLEAN HP (Rhodia Inc., Cranbury, NJ).
Этоксилаты спирта
7
Типично, R представляет собой водород или углеводородную цепь, содержащую приблизительно от 5 до 25 атомов углерода, более типично приблизительно от 7 до 14 атомов углерода, наиболее типично, приблизительно от 8 до 13 атомов углерода, которая может быть разветвленной или неразветвленной и насыщенной или ненасыщенной, и его выбирают из группы, состоящей из водорода, алкила, алкокси, арила, алкарила, алкиларилаалкила и арилаалкила. Типично, "n" является целым числом приблизительно от 1 до 30, более типично целым числом приблизительно от 2 до 20, и наиболее типично целым числом приблизительно от 3 до 12.
В альтернативном варианте исполнения этоксилат спирта продают под торговым названием Rhodasurf 91-6 (Rhodia Inc., Cranbury, NJ).
Модифицированные алканоламиды
Деэмульгаторы деэмульгирующей композиции в соответствии с данным изобретением могут содержать модифицированные алканоламиды в качестве неионных поверхностно-активных веществ. В одном варианте исполнения, модифицированный алканоламид представляет собой продукт, который продают под торговым наименованием ANTAROX AG 5 (Rhodia Inc., Cranbury, NJ).
Деэмульгаторы в соответствии с данным изобретением могут быть применены по отдельности или в комбинации с любым из ряда дополнительных деэмульгаторов, описанных в данной заявке, или известных из уровня техники, включая, но не ограничиваясь приведенным, продукты конденсации алкилфенолформальдегида, такие, как алкилфенол формальдегид, смолистые алкоксилаты, полиалкиленгликоли, включая полипропилен гликоли и перекретсно-сшитые полипропиленгликоли, органические сульфонаты, алкоксилированные спирты, алкоксилированные полиолы, жирные кислоты, сложные смолистые эфиры, алкоксилированные сложные амины, алкоксилированные полимерные амины, и т.п. Таким образом, например, деэмульгатор может содержать алкилсульфокцинат, такой, как диалкилсульфосукцинат натрия, и этиленоксидный/пропиленоксидный сополимер. Альтернативно, в качестве примера, деэмульгатор может содержать алкилсульфокцинат и этоксилированную жирную кислоту этиленгликоля.
Деэмульгаторы в соответствии с данным изобретением могут быть, также применены в комбинации с ингибиторами коррозии, понизителями вязкости, и другими химическими пропитками, которые применяют при производстве неочищенной нефти, ее очистке и химической обработке. При необходимости может быть использовано множество традиционных добавок, которые не имеют негативного влияния на эксплуатационные характеристики деэмульгатора. Например, опционные добавки могут включать бактерициды и т.п.
В варианте исполнения данного изобретения деэмульгирующую композицию получают путем смешивания воды с поверхностно-активным веществом, содержащим анионное поверхностно-активное вещество, неионное поверхностно-активное вещество, или их комбинацию. Вода, которую применяют для образования деэмульгатора в соответствии с данным изобретением, может быть пресной водой или соленой водой. Дополнительно, вода может содержать растворенные органические соли, органические кислоты, соли органических кислот, неорганические соли, или их комбинации.
Растворяющая основа
В одном варианте исполнения деэмульгирующая композиция содержит растворяющую основу. Могут быть применены стандартные процедуры смешивания, известные из уровня техники, поскольку нагревание раствора и специальные условия перемешивания обычно не требуются. Конечно, при применении в условиях чрезвычайного холода, например, как было обнаружено на Аляске или в Сибири, могут быть полезны обычные процедуры нагревания. Типично, точка кипения смеси эфиров двухосновных кислот в определенных вариантах исполнения данного изобретения превышает 275°C.
В соответствии с одним вариантом исполнения данного изобретения смесь эфиров двухосновных кислот типично получают из одно или более побочных продуктов при производстве полиамиды, например, полиамид 6,6. В одном варианте исполнения, растворяющая основа в соответствии с данным изобретением содержит смесь эфиров адипиновых дикислот, глутаровых дикислот, и янтарных дикислот. В другом варианте исполнения, растворяющая основа в соответствии с данным изобретением содержит смесь эфиров адипиновых дикислот, метилглутаровых дикислот, и этилянтарных дикислот.
В соответствии с одним вариантом исполнения данного изобретения смесь эфиров двухосновных кислот соответствует одному или более побочным продуктам при получении адипиновой кислоты или гексаметилендиамина, которые представляют собой мономеры, применяемые при производстве полиамида. Например, эфиры получают путем этерификации одного из побочных продуктов при получении/реакции адипиновой кислоты, который в общем содержит, исходя из массы смеси, приблизительно от 15% до 33% янтарной кислоты, приблизительно от 50% до 75% глутаровой кислоты или приблизительно от 5% до 30% адипиновой кислоты. В качестве другого примера, диалкиловые эфиры получают путем этерификации одного из побочных продуктов при производстве/реакции гексаметилендиамина, который в общем содержит, исходя из массы, приблизительно от 30% до 95% метилглутаровой кислоты, приблизительно от 5% до 20% этилянтарной кислоты и приблизительно от 1% до 10% адипиновой кислоты. Понятно, однако, что кислотная часть может быть получена из таких двухосновных кислот, как адипиновая, янтарная, глутаровая, щавелевая, малоновая, пимелиновая, октанденоевая и азелаиновая кислоты, а также их смесей.
2
4
2
3
2
2
В некоторых вариантах исполнения смесь содержит аддукты спирта и линейных кислот, где аддукты имеют формулу R-OOC-A-COO-R, где R представляет собой этил, н-бутил или изоамил, а A представляет собой смесь -(CH)-, -(CH), и -(CH)-.
1
2
1
2
1
2
4
2
3
2
2
1
2
2
В других вариантах исполнения смесь содержит аддукты спирта, обычно, этанола, и линейных кислот, где аддукты имеют формулу R-OOC-A-COO-R, где как минимум часть R и/или R являются остатками, как минимум, одного линейного спирта, содержащего 4 атома углерода, и/или как минимум одного линейного или разветвленного спирта, содержащего как минимум 5 атомов углерода, и где A является дивалентным линейным углеводородом. В некоторых вариантах исполнения A является одной из смесей -(СН)-, -(СН), и -(CH)-. В другом варианте исполнения, R и R индивидуально содержат углеводородную группу, содержащую от 3 до 8 атомов углерода; однако, R и R индивидуально не содержат изо-бутиловую группу.
1
2
R и R могут также индивидуально содержать группу простого гликолевого эфира. Типично, группа простого гликолевого эфира имеет формулу:
1
20
6
5
1
10
1
6
где R5 содержит H, или С-C алкильные, арильные, алкиларильные или арилаалкильные группы; "n" является целым числом от 1 до 7; и R содержит H или метальную группу. Типично, R представляет собой C-C группу, более типично, C-C группу, включая, но не ограничиваясь приведенным, метил, этил, н-пропил, изопропил, н-бутил, изобутил, н-амил или н-гексил. Типично, "n" является целым числом от 1 до 5, и более типично, "n" является целым числом 1 или 2.
1
2
1
20
1
2
1
8
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
В другом варианте исполнения R и/или R группы могут быть линейными или разветвленными, циклическими или нециклическими, С-С алкильными, арильными, алкиларильными или арилаалкильными группами. Типично, R и/или R группы могут быть C-C группами, например, группами, выбранными из метальных, этальных, н-пропильных, изопропильных, н-бутильных, изобутильных, н-амильньгх, н-гексильных, циклогексильных, 2-этилгексильных и изооктильных групп и их смесей. Например, R и/или R могут быть обе или по отдельности этильными группами, R и/или R могут быть обе или по отдельности н-пропильными группами, R и/или R могут быть обе или по отдельности изопропильными группами, R и/или R могут быть обе или по отдельности н-бутильными группами, R или R могут быть по отдельности изобутильными группами, R и/или R могут быть обе или по отдельности н-амильными группами, или R и/или R могут быть их смесями (например, если они содержат смесь эфиров двухосновных кислот).
3
4
3
4
3
4
3
4
4
1
20
В дополнительных вариантах исполнения растворяющая основа в соответствии с данным изобретением может содержать смеси, содержащие аддукты разветвленных кислот, где такие аддукты имеют формулу R-OOC-A-COO-R, где R и R являются одинаковыми или разными алкильными группами и A является разветвленным или линейным углеводородом. Типично, A содержит изомеры C углеводородов. Примеры включают такие аддукты, где R и/или R могут быть линейными или разветвленными, циклическими или нециклическими, C-C алкильными, арильными, алкиларильными или арилаалкильными группами. Типично, R и R независимо выбирают из группы, состоящей из метила, этила, пропила, изопропила, бутила, н-бутила, изо-бутила, изо-амила, и сивушного масла.
Соединения, полученные из сивушного масла, известны и были описаны, например, в "The Use of Egyptian Fusel Oil for the Preparation of Some Plasticizers Compatible with Polyvinyl Chloride", Chuiba et al., Indian Journal of Technology, Vol.23, August 1985, pp.309-311, где описан продукт реакции сивушного масла, имеющего точку кипения от 110 до 136°C и чистой адипиновой или себациновой кислоты.
3
4
R и R могут также индивидуально содержать группу гликолевого простого эфира. Типично, группа гликолевого простого эфира имеет формулу:
5
1
20
6
5
1
10
1
6
где R содержит H, или С-С алкильные, арильные, алкиларильные или арилаалкильные группы; "n" является целым числом от 1 до 7; и R содержит H или метальную группу. Типично, R является C-C группой, более типично, C-С группой, включая, но не ограничиваясь приведенным метил, этил, н-пропил, изопропил, н-бутил, изобутил, н-амил или н-гексил. Типично, "n" является целым числом от 1 до 5, и более типично, "n" является целым числом 1 или 2.
5
6
5
6
1
20
В еще одном варианте исполнения растворяющая основа в соответствии с данным изобретением содержит композицию на основе диэфира(диэфиров) дикарбоновых кислот формулы R-OOC-A-COO-R, где группа A представляет собой дивалентную алкиленовую группу, типично в диапазоне, в среднем, от 2,5 до 10 атомов углерода. R и R группы, которые могут быть одинаковыми или различными, представляют собой линейную или разветвленную, циклическую или нециклическую, C-C алкильную, арильную, алкиларильную или арилаалкильную группу.
В определенных более конкретных вариантах исполнения смесь содержит:
диэфир формулы I:
;
диэфир формулы II:
; и
диэфир формулы III:
.
1
2
1
2
R и/или R могут индивидуально содержать углеводород, содержащий от приблизительно 1 до приблизительно 8 атомов углерода, типично, метил, этил, пропил, изопропил, бутил, изобутил, н-бутил или изоамил. Дополнительно, R и/или R могут индивидуально содержать углеводородную группу, полученную из сивушного масла.
1
2
R и R могут также индивидуально содержать группу гликолевого простого эфира. Типично, группа гликолевого простого эфира имеет формулу:
5
1
20
6
5
1
10
1
6
где R содержит H, или С-С алкильные, арильные, алкиларильные или арилаалкильные группы; "n" является целым числом от 1 до 7; и R содержит H или метальную группу. Типично, R представляет собой C-C группу, более типично, C-C группу, включая, но не ограничиваясь приведенным метил, этил, н-пропил, изопропил, н-бутил, изобутил, н-амил или н-гексил. Типично, "n" является целым числом от 1 до 5, и более типично, "n" является целым числом 1 или 2.
В приведенных выше вариантах исполнения смесь типично содержит (по массе смеси) (i) от приблизительно 15% до приблизительно 35% диэфира формулы I, (ii) от приблизительно 55% до приблизительно 70% диэфира формулы II, и (iii) от приблизительно 7% до приблизительно 20% диэфира формулы III, и более типично, (i) от приблизительно 20% до приблизительно 28% диэфира формулы I, (ii) от приблизительно 59% до приблизительно 67% диэфира формулы II, и (iii) от приблизительно 9% до приблизительно 17% диэфира формулы III. Можно также упомянуть Rhodiasolv RPDE (Rhodia Inc., Cranbury, NJ), Rhodiasolv DIB (Rhodia Inc., Cranbury, NJ) и Rhodiasolv DEE (Rhodia Inc., Cranbury, NJ).
В определенных других вариантах исполнения смесь содержит:
диэфир формулы IV:
;
диэфир формулы V:
; и
и
диэфир формулы VI:
1
2
1
2
R и/или R могут индивидуально содержать углеводород, содержащий от приблизительно 1 до приблизительно 8 атомов углерода, типично, метил, этил, пропил, изопропил, бутил, изобутил, н-бутил, или изоамил. Дополнительно, R и/или R могут индивидуально содержать углеводородную группу, полученную из сивушного масла.
1
2
R и R могут также индивидуально содержать группу гликолевого простого эфира. Типично, группа гликолевого простого эфира имеет формулу:
5
1
20
6
5
1
10
1
6
где R содержит H, или С-С алкильные, арильные, алкиларильные или арилаалкильные группы; "n" является целым числом от 1 до 7; и R содержит H или метальную группу. Типично, R представляет собой C-C группу, более типично, C-C группу, включая, но не ограничиваясь приведенным метил, этил, н-пропил, изопропил, н-бутил, изобутил, н-амил или н-гексил. Типично, "n" является целым числом от 1 до 5, и более типично, "n" является целым числом 1 или 2.
В приведенных выше вариантах исполнения смесь типично содержит (по массе смеси) (i) от приблизительно 5% до приблизительно 30% диэфира формулы IV, (ii) от приблизительно 70% до приблизительно 95% диэфира формулы V, и (iii) от приблизительно 0% до приблизительно 10% диэфира формулы VI.
Более типично, смесь типично содержит (по массе смеси): (i) от приблизительно 6% до приблизительно 12% диэфира формулы IV, (ii) от приблизительно 86% до приблизительно 92% диэфира формулы V, и (iii) от приблизительно 0,5% до приблизительно 4% диэфира формулы VI. Наиболее типично, смесь содержит (по массе смеси): (i) приблизительно 9% диэфира формулы IV, (ii) приблизительно 89% диэфира формулы V, и (iii) приблизительно 1% диэфира формулы VI. Можно упрмянуть Rhodiasolv IRIS (Rhodia Inc., Cranbury, NJ) и Rhodiasolv DEE/M (Rhodia Inc., Granbury, NJ).
В то время как в некоторых вариантах исполнения растворяющая основа содержит смесь эфиров двухосновных кислот, понятно, что растворяющая основа может содержать дополнительные компоненты, такие, как добавки и другие растворители, поскольку такие дополнительные компоненты не имеют негативного влияния на эксплуатационные характеристики деэмульгатора.
Следующие примеры, в которых все части и процентные содержания приведены по массе, если не указано иное, приведены для иллюстрации нескольких, но не всех, вариантов исполнения данного изобретения.
В одном варианте исполнения данного изобретения первоначальное значение pH деэмульгирующей композиции может быть понижено или повышено для придания стабильности. Уменьшение значения pH может быть осуществлено путем добавления кислоты и/или буферов. Аналогично, может быть приемлемым добавление основания и/или буферов для повышения значения pH деэмульгирующей композиции.
Данное изобретение дополнительно обеспечивает способ разрушения эмульсии, содержащей масло и воду. Данный способ включает контактирование эмульсии с любым из деэмульгаторов, описанных в данной заявке, или с любой комбинацией таких деэмульгаторов, в любой растворяющей основе, описанной в данной заявке. Следовательно, в одном варианте исполнения, способ включает контактирование эмульсии с деэмульгирующей композицией, содержащей (а) анионное поверхностно-активное вещество, выбранное из группы, состоящей из алкилсульфосукцината, алкилфосфониевой кислоты, и солей алкилфосфониевой кислоты; (б) неионное поверхностно-активное вещество, выбранное из группы, состоящей из этиленоксидных/пропиленоксидных сополимеров, этоксилированных жирных кислот полиэтиленгликоля, терпеновых алкоксилатов, и модифицированных алканоламидов; и (в) композицию растворяющего основания, содержащую смесь эфиров двухосновных кислот. Эфиры двухосновных кислот могут содержать любые смеси, описанные в данной заявке, типично, (i) алкиловые эфиры адипиновой, глутаровой и янтарной кислот или (i) изомеры алкиладипата.
Например, данный способ может включать контактирование эмульсии с деэмульгирующей композицией, составленной из алкилсульфокцината, такого, как диалкилсульфосукцинат натрия, и этиленоксидного/пропиленоксидного сополимера, в смесь диметилметилглутарата, диметилэтилсукцината и диметиладипата. Альтернативно, данный способ может также включать контактирование эмульсии с деэмульгатором, составленным из алкилсульфокцината и этоксилированной жирной кислоты этиленгликоля.
Примеры
Следующие примеры приведены для иллюстрации получения и свойств композиций деэмульгаторов и не должны быть истолкованы как ограничивающие объем данного изобретения, если в формуле данного изобретения четко не указано иное.
Для определения потенциала новых деэмульгаторов для обращенных эмульсий неочищенной нефти, некоторые из существующих продуктов от Rhodia Inc. (Cranbury, NJ) были подвергнуты скринингу и сравнены с существующими коммерческими деэмульгаторами неочищенной нефти. Проанализированные продукты включают продукты, которые продают под торговыми названиями RHODOCLEAN HP, ANTAROX BL225, RHODASURF 91-6, GEROPON SDS, GEROPON GR/7, SOPROPHOR BSU, SOPROPHOR S/40P, ANTAROX L64, ANTAROX 31R1, ANTAROX BL214, RHODAFAC ASI, ALKAMULS 400DO, ANTAROX AG/5, и GEROPON BIS-SODICO 2 (Rhodia Inc., Cranbury, NJ). Другие проанализированные существующие продукты включают продукты, которые продают под торговыми названиями EMULSOTRON JXZ и WITBREAK DRI, среди прочего.
В Таблице 1 показаны различные анионные и неионные поверхностно-активные вещества и процент отделения воды, достигнутый для каждого при концентрации, составляющей 2000 ppm, рабочее время составляло 30 минут, при комнатной температуре. "Y" показывает, что разделение наблюдали, но точное значение не было получено.
Таблица 1
Идентификационный номер
Торговое наименование поверхностно-активного вещества
Общая химия
% отделения воды Уровень 2000 ppm 30 мин. при комнатной температуре
5
Rhodoclean HP
нопол-алкоксилат
100
9
Geropon SDS
сульфосукцинат (порошок)
100
9G
Geropon GR/7
сульфосукцинат (в растворе)
100
11
Soprophor BSU
тристирилфенол этоксилат
Y
12
Soprophor S/40P
тристирилфенол этоксилат
Y
16
Antarox L64
ЕО-РО сополимер
100
17
Antarox 31R1
ЕО-РО сополимер
100
18
Antarox BL214
ЕО-РО сополимер
100
19
Rhodafac ASI
фосфониевая кислота
100
20
Коммерческое поверхностно-активное вещество
коммерчески доступная проба
100
21
ЛФК
лаурилфосфониевая кислота
Y
22
Emulsotron JXZ
оксиалкилированные фенольные смолы
100
23
Alkamuls 400DO
ПЭГ400 - диолеат
100
28
Witbreak DRI
полимеризованные полиолы
100
32
Antarox AG/5
модифицированный алканоамид
100
33
Geropon Bis-sodico 2
сульфосукцинат
Y
На Фигуре 1 показано, как продукты, выбранные в Таблице 1, отделяют неочищенную нефть при различных рабочих временах при комнатной температуре по сравнению с коммерческим поверхностно-активным веществом/деэмульгатором. Показаны три различных уровня концентрации: 2000 ppm, 250 ppm, 125 ppm. Измерения производили при рабочих временах, составляющих 0 минут, 5 минут, 20 минут, и 60 минут. Числа вдоль оси x относятся к идентификационным номерам в Таблице 1, таким образом, идентифицируя, какие деэмульгаторы или комбинации деэмульгаторов применяли.
В Таблице 2 показано, каким образом различные смеси поверхностно-активных веществ действуют в качестве деэмульгаторов. Эти данные брали при уровне концентрации 250 ppm при комнатной температуре при 0 минут, 1 минуте, 5 минутах, и 60 минутах рабочего времени. Границу раздела фаз и прозрачность водного слоя наблюдали визуально.
На Фигуре 2 показано процентное содержание воды, оставшейся в масляном слое после отделения, конкретно, остаточной воды, оставшейся на уровне верхнего и среднего слоев отделенного масла. Измерения выполняли для верхнего и среднего слоев через 5 минут рабочего времени в центрифуге при 76°F (25°C). Числа вдоль оси x относятся к идентификационным номерам в Таблице 1, таким образом, идентифицируя, какой деэмульгатор или комбинацию эмульгаторов применяли.
Таблица 2
Смеси деэмульгирующих поверхностно-активных веществ при уровнях 250 ppm
Идентификационный номер
Продукты
ppm
0 мин
1 мин
5 мин
60 мин
Граница раздела фаз
Водный слой
0
растворитель
0
0%
0%
0%
0%
-
-
9а
Geropon SDS
250
93%
100%
100%
100%
отчетливая
прозрачный
5-9а
Rhodoclean HP + Geropon SDS
250
50%
100%
100%
100%
туманная
Прозрачный
9-17а
Geropon SDS + Antarox31Rl
250
75%
100%
100%
100%
отчетливая
прозрачный
9-18а
Geropon SDS + AntaroxBL214
250
83%
100%
100%
100%
отчетливая
прозрачный
9-23a
Geropon SDS + Alkamuls 400DO
250
50%
75%
83%
100%
туманная
прозрачный
9-23 а
Geropon SDS + Antarox AG/5
250
33%
57%
83%
100%
туманная
прозрачный
20а
Коммерческое поверхностно-активное вещество/деэмульгатор
250
50%
100%
100%
100%
отчетливая
прозрачный
Некоторые из существующих растворяющих оснований подвергали скринингу для определения потенциала для новых деэмульгирующих композиций для обращенных эмульсий неочищенной нефти. Такие растворяющие основания затем смешивали с одним или более эмульгаторами, описанными в данной заявке, и сравнивали с деэмульгаторами в существующих коммерческих растворяющих основаниях. Проанализированные продукты включали продукты, которые продают под торговыми называниями RHODOCLEAN HP, ANTAROX BL225, RHODASURF 91-6, DURAPHOS EHAP, ALBRITE IOAP, RHODOFAC ASI, ABEX 3010, ALKAMUS 400-DO (Rhodia Inc., Cranbury, NJ). Другие существующие проанализированные продукты включают продукты, которые продают под торговыми названиями EMULSOTRON JXZ и WITBREAK DRI. Проанализированные растворяющие основания включали смеси эфиров двухосновных кислот, которые продают под торговыми названиями RHODIASOLV IRIS, RHODIASOLV DEE и DV8214 (Rhodia Inc., Cranbury, NJ).
Наблюдали, что изменение растворяющей основы от существующей коммерческой растворяющей основы в определенные растворяющие основания, описанные в данной заявке, проявляют неожиданно улучшенные эксплуатационные характеристики для нескольких деэмульгаторов. В общем, ожидали, что изменение растворяющих оснований не будет влиять или, самое большее, будет иметь минимальное влияние на эксплуатационные характеристики деэмульгаторов.
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
*Граница раздела фаз
**Прозрачность
5
S - отчетливая
5
C - прозрачная
4
T - мелкие глобулы
4
D - загрязненная
3
Р - наплывы
3
D+ - более загрязненная
2
R - рваная
2
B - плохо, вода визуализируется
1
W - волнообразная
1
В+ - очень плохо
0
- отсутствует
0
- отсутствует
Данные таблиц 3-6 были взяты при уровне концентрации 250 ppm при комнатной температуре. Отделение воды через 4 часа, границу раздела фаз и прозрачность воды наблюдали визуально.
ТАБЛИЦА 3
ДОЗА: 250 PPM
ТЕМП.: 25 C
-
Ксилол/метаноловый растворитель
#
Название
% Отделения воды (4 часа)
Граница раздела фаз*
Прозрачность**
1
Antarox L-64
75
2
4
2
Antarox BL214
0
0
1
3
Antarox AG/
100
5
5
4
Alkamuls 400DO
100
5
4
5
Abex 3010
75
2
2
6
EO-PO
100
3
3
7
EO-PO
100
2
2
8
Лаурил фосфорная кислота
0
0
1
9
ЕНРА
0
0
0
10
Antarox BL225
75
2
2
11
Rhodoclean ASP
75
2
2
12
Rhodoclean MSC
90
3
3
13
Rhodoclean HP + BL225
0
0
0
14
Rhodoclean HP + Rodasurf 91-6
0
0
0
15
Antarox L62LF
25
1
2
16
Antarox 25R2
0
1
2
17
EHAP
0
0
0
18
ЮАР
0
0
0
19
Коммерческое поверхностно-активное вещество/деэмульгатор
100
5
4
20
Rhodoclean HP
10
1
1
21
Rhodofac ASI
5
0
1
22
Antarox 31R1
10
0
2
23
Pentex 99
100
4
4
24
Dissolvan 3245
100
4
5
25
Холостой
0
0
0
Коммерчески доступную ксилол/метаноловую смесь применяли в качестве базисного сравнения по отношению к различным растворяющим основаниям, описанным в данной заявке.
ТАБЛИЦА 4
Эксплуатационные характеристики деэмульгаторов в Rhodiasolv IRIS при 250 ppm
ДОЗА: 250 PPM
ТЕМП.: 25 C
Rhodiasolv IRIS
#
Название
% Отделения воды (4 часа)
Граница раздела фаз*
Прозрачность**
13
Rhodoclean HP + Antarox BL225
50
2
2
14
Rhodoclean HP + Rhodasurf91-6
50
2
2
1
Rhodoclean HP
40
2
2
По сравнению с коммерчески доступной ксилол/метанольной растворяющей основой, Rhodoclean HP применяли индивидуально и в комбинации с другими поверхностно-активными веществами (например, с Antarox BL225 и Rhodasurf 91-6) показывали улучшенные эксплуатационные характеристики при применении Rhodiasolv IRIS. Например, комбинация деэмульгатора #13 содержала, исходя из общей массы комбинации, от приблизительно 5% до приблизительно 95% Rhodoclean HP и от приблизительно 95% до приблизительно 5% Antarox BL225. Комбинация деэмульгатора #14 содержала, исходя из общей массы комбинации, от приблизительно 5% до приблизительно 95% Rhodoclean HP и от приблизительно 95% до приблизительно 5% Rhodasurf 91-6. Деэмульгатор #20 содержал только Rhodiasolv HP.
Конкретно, такие деэмульгаторы и комбинации деэмульгаторов неожиданно показали улучшенные эксплуатационные характеристики в Rhodiasolv IRIS растворяющей основе, где деэмульгатор #13 проявляли 50% отделение воды, 2 по отношению к шкале прозрачности и 2 по отношению к межфазной шкале. Аналогично, деэмульгатор #14 проявлял 50% отделение воды, 2 по отношению к шкале прозрачности и 2 по отношению к межфазной шкале. Дополнительно, деэмульгатор #20 проявлял 40% отделение воды, 2 по отношению к шкале прозрачности и 2 по отношению к межфазной шкале.
По сравнению, деэмульгатор #13 в ксилол-метанольной растворяющей основе проявлял 0% отделение воды, 0 по отношению к шкале прозрачности и 0 по отношению к межфазной шкале. Аналогично, деэмульгатор #14 в ксилол-метанольной растворяющей основе проявлял 0% отделение воды, 0 по отношению к шкале прозрачности и 0 по отношению к межфазной шкале. Дополнительно, деэмульгатор #20 в ксилол-метанольной растворяющей основе проявлял 10% отделение воды, 1 по отношению к шкале прозрачности и 1 по отношению к межфазной шкале.
ТАБЛИЦА 5
Эксплуатационные характеристики деэмульгаторов в Rhodiasolv DEE при 250 ppm
ДОЗА: 250 PPM
ТЕМП.: 25 C
Rhodiasolv DEE
#
Название
%Отделения воды (4 часа)
Граница раздела фаз*
Прозрачность**
5
Abex 3010
100
5
5
17
Duraphos ЕНАР
100
3
4
18
Albrite IOAP
100
3
4
21
Rhodafac ASI
100
4
3
По сравнению с коммерчески доступной ксилол/метанольной растворяющей основой, анионные поверхностно-активные вещества, описанные в данной заявке, в частности, фосфатные деэмульгаторы (например, Duraphos ЕНАР [конкретно, алкил фосфатный эфир] и Albrite ЮАР [конкретно, алкил фосфатный эфир]), фосфонатные деэмульгаторы (например, Rhodafac ASI) и сульфатные деэмульгаторы (например, Abex 3010), показывали улучшенные эксплуатационные характеристики в Rhodiasolv DEE. Деэмульгатор #17 содержал Duraphos ЕНАР. Деэмульгатор #18 содержал Albrite IOAP. Деэмульгатор #21 содержал Rhodafac ASI. Наконец, деэмульгатор #5 содержал Abex 3010.
Конкретно, такие деэмульгаторы неожиданно показали улучшенные эксплуатационные характеристики в растворяющей основе Rhodiasolv DEE, где деэмульгатор #17 проявлял 100% отделение воды, 4 по отношению к шкале прозрачности и 3 по отношению к межфазной шкале. Аналогично, деэмульгатор #18 проявлял 100% отделение воды, 4 по отношению к шкале прозрачности и 3 по отношению к межфазной шкале. Дополнительно, деэмульгатор #21 проявлял 100% отделение воды, 3 по отношению к шкале прозрачности и 4 по отношению к межфазной шкале. Наконец, Деэмульгатор #5 проявлял 100% отделение воды, 5 по отношению к шкале прозрачности и 5 по отношению к межфазной шкале.
По сравнению, деэмульгатор #17 в ксилол-метанольной растворяющей основе проявлял 0% отделение воды, 0 по отношению к шкале прозрачности и 0 по отношению к межфазной шкале. Аналогично, деэмульгатор #18 в ксилол-метанольной растворяющей основе проявлял 0% отделение воды, 0 по отношению к шкале прозрачности и 0 по отношению к межфазной шкале. Дополнительно, деэмульгатор #21 в ксилол-метанольной растворяющей основе проявлял 5% отделение воды, 1 по отношению к шкале прозрачности и 0 по отношению к межфазной шкале. Наконец, деэмульгатор #5 в ксилол-метанольной растворяющей основе проявлял 75% отделение воды, 2 по отношению к шкале прозрачности и 2 по отношению к межфазной шкале.
ТАБЛИЦА 6
Эксплуатационные характеристики деэмульгатора в DV8214 при 250 ppm
ДОЗА: 250 PPM
ТЕМП.: 25 C
DV8214
#
Название
Отделение воды (4 часа)
Граница раздела фаз*
Прозрачность**
4
Alkamuls 400DO
100
5
5
6
Gly-EOPO1
100
4
4
По сравнению с коммерчески доступной ксилол/метанольной растворяющей основой, ЕО-РО поверхностно-активные вещества (например, ЕО-РО на глицериновой основе и Alkamuls 400-DO) показали улучшенные эксплуатационные характеристики в DV8214. Деэмульгатор #4 содержал Alkamuls 400-DO, в то время как деэмульгатор #6 содержал ЕО-РО сополимер.
Конкретно, такие деэмульгаторы неожиданно показали улучшенные эксплуатационные характеристики в DV8214 растворяющей основе, где деэмульгатор #4 проявил 100% отделение воды, 5 по отношению к шкале прозрачности и 5 по отношению к межфазной шкале. Деэмульгатор #6 проявляли 100% отделение воды, 4 по отношению к шкале прозрачности и 4 по отношению к межфазной шкале.
По сравнению, деэмульгатор #4 в ксилол-метанольной растворяющей основе проявлял 100% отделение воды, 4 по отношению к шкале прозрачности и 5 по отношению к межфазной шкале. Аналогично, деэмульгатор #6 в ксилол-метанольной растворяющей основе проявлял 100% отделение воды, 3 по отношению к шкале прозрачности и 3 по отношению к межфазной шкале.
Понятно, что в то время как данное изобретение имеет применение в нефтяной отрасли - например, при разрушении эмульсий неочищенной нефти - данное изобретение могут также иметь применение в других отраслях, например, в фармацевтической отрасли, отрасли здравоохранения, отрасли косметологии и ухода, и т.д.
Хотя изобретение, приведенное в данной заявке, было описано со ссылкой на конкретные варианты исполнения и примеры, должно быть понятно, что такие варианты исполнения приведены только для иллюстрации принципов и применений данного изобретения. Были предложены другие варианты исполнения и дополнительные варианты исполнения могут быть очевидными для специалистов в данной области после прочтения и понимания данного описания. Предполагается, что все такие варианты исполнения должны быть включены в объем данного изобретения. Поэтому должно быть понятно, что могут быть осуществлены многочисленные модификации иллюстративных вариантов исполнения, и что другие системы могут быть разработаны не выходя за суть и объем данного изобретения, как определено в формуле данного изобретения.