СОСТАВ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ ТОВАРНОЙ НЕФТИ
COMMERCIAL OIL TREATMENT COMPOSITION

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для нейтрализации сероводорода и метил- и этилмеркаптанов в товарной нефти в процессе подготовки нефти и в нефтепродуктах (мазутах).
2
Известны различные составы нейтрализаторов сероводорода и меркаптанов в нефти. Например, на основе солей дикарбоновых кислот (адипиновой, янтарной, глутаровой и т.д.) (заявка №2003129715/15), на основе различных аминов (заявки 2002120783/04, 99104020/04, 2000128403/03, патенты RU №2160761, №2107085, №2121482, №2196114), солей нитритов, например NaNO (заявка №2003116365/04). Общим недостатком этих реагентов является то, что продукты реакций выпадают в осадок и образуют нерастворимые в нефти механические примеси, т.н. балласт.
Из патента RU №2348679 известен состав нейтрализатора сероводорода и меркаптанов на основе гемиформаля. Проведенные лабораторные испытания (табл.1) показывают, что скорость реакции гемиформаля с сероводородом низка для реального применения в качестве нейтрализатора в системах подготовки нефти. Полностью реакция нейтрализации при Т=40°С занимает около 48 часов (дозировка 150 г/т).
Табл. 1
Наименование анализа
Изменение концентрации сероводорода
6 часов
24 часа
48 часов
Начальное содержание сероводорода 72 ррм
48.7
33.5
5.5
Низкая скорость реакции гемиформаля с сероводородом в нефти обусловлена тем, что гемиформаль - гидрофильное вещество, а нефть - гидрофобное, друг в друге они не растворимы.
При этом также известно, что эффективность нейтрализаторов часто необходимо повышать.
Одним из способов является добавление катализаторов. Так, из патента RU №2348679 известен состав нейтрализатора сероводорода и меркаптанов на основе гемиформаля, в который для повышения эффективности процесса нейтрализации также добавляют в качестве катализатора углеводородные нитросоединения. С одной стороны, гемиформаль является нейтрализатором сероводорода и меркаптанов, образующий в результате реакций растворимые в нефти соединения, с другой стороны, гемиформаль характеризуется низкой растворимостью в нефти, и скорость реакции повышают за счет присутствия катализатора. Однако разбавление гемиформаля нитросоединениями (например, нитробензолом) имеет ряд существенных недостатков, среди которых высокая токсичность и дороговизна нитросоединений.
Другим вариантом является разбавление базовых соединений нейтрализатора. Наиболее близким аналогом является нейтрализатор по патенту RU №2349627, в котором аминоэфиры общей формулы: (R-)nN(-CH2-O-R′)m, где R представляет собой алкил, изоалкил, оксиалкил С1-С14 или циклогексил, или бензил, или двухвалентную группу формулы - СН2-О-СН2-СН2-, соединенную с атомом азота аминоэфира с образованием пятичленного гетероциклического кольца; R′ - алкил, изоалкил или алкенил, предпочтительно С1-С4; n=1 или 2; m=3-n, разбавляют органическим растворителем, предпочтительно из числа ароматических углеводородов, например толуол, этилбензольная, бутилбензольная, полиалкилбензольная фракция или растворитель типа «Нефрас». Растворитель применяют для снижения вязкости, температуры застывания. Недостатком аналога является то, что продукты его реакций токсичны и образуют механический осадок в товарной нефти.
Целью изобретения является повышение эффективности нейтрализатора сероводорода и меркаптанов на основе гемиформаля.
Цель достигается за счет добавления к гемиформалю в количестве до 30 вес.% ароматических углеводородов (толуол, ксилолы, диэтилбензолы, бензол). За счет добавления ароматических углеводородов увеличивается растворимость гемиформаля в нефти, что ведет к ускорению реакции гемиформаля с сероводородом и меркаптанами, повышению проникающей способности нейтрализатора. При этом в нефти не остается продуктов, нерастворимых в нефти, нейтрализатор исключает токсичные и дорогие катализаторы.
В результате применения предлагаемого нейтрализатора не нарушается отработанный процесс подготовки товарной нефти, не требуется строительство специальных установок, стоимость самого нейтрализатора невысока.
Осуществление изобретения
Гемиформаль получают как продукт взаимодействия параформальдегида и метанола (Л.В.Коган. ЖПХ, №12, 1979 г."Изучение состояния водно-метанольных растворов формальдегида методом ЯМР", стр.2730).
Реакция гемиформаля с сероводородом аналогична реакции формальдегида с сероводородом (02.00.13 - Нефтехимия / Гафиатуллин Ригат Рухович / - Уфа, 2000.- 21 с: ил., табл. - Библиогр.: с.19-20 (11 назв).- б/ц. "Разработка экологических и ресурсосберегающих процессов переработки сероводорода", стр.7); продуктом реакции являются вещества, растворимые в нефти, фактически превращаясь в часть нефти.
Реакция с сероводородом
Реакции с метил- и этилмеркаптанами
IV. По мат. балансу реакций (I-III) 1 ррм гемиформаля нейтрализует:
Сероводорода - 62:34=0.548 ррм
Метилмеркаптанов - 62:48=0.774 ррм,
Этилмеркаптанов - 62:62=1.000 ррм.
Балласт в нефти при данной форме реагента-нейтрализатора - растворе гемиформаля не образуется.
Для промышленной нейтрализации сероводорода и легких меркаптанов в товарной нефти используют следующий состав.
Табл. 2
Состав реагента-нейтрализатора сероводорода и легких меркаптанов с укороченным временем реакции нейтрализации
Наименование
Содержание формальдегида*, % по массе
Содержание ароматического УВ, % по массе
Содержание метанола, % по массе
Время реакции в потоке нефти, час
Состав реагента
до 57.5
до 30
от 37.5
до 1
В качестве ароматического углеводорода берут одно из перечисленных далее соединений: бензол, толуол, диалкилбензолы (в том числе ксилолы), КОРБ (кубовый остаток ректификации бензола).
Таким образом, патентуемый состав нейтрализатора сероводорода обладает высокой скоростью реакции и низким расходным коэффициентом (количество грамм реагента, необходимого для нейтрализации 1 грамма сероводорода и легких меркаптанов), например, в сравнении с популярными составами для нейтрализации сероводорода - аминоэфирами (патент №2349627, заявка 2005134035/04), а также не содержит токсичных и дорогих нитросоединений (табл. 3). В таблице 3 приведены результаты лабораторных испытаний нейтрализаторов. По отношению к патентуемому составу были проведены эксперименты с толуолом, бензолом, ксилолом и КОРБом, значения параметров таблицы 3 для которых не отличались в пределах погрешности эксперимента.
Табл.3
Эффективность различных нейтрализаторов сероводорода и легких меркаптанов в товарной нефти в сравнении с патентуемым составом - смесь гемиформаля с ароматическим углеводородом (бензол, толуол, диалкилбензолы и др.)
Состав реагента
Расходный коэффициент
Время реакции
Аминоэфиры
3-6
Не менее 3 часов
Гемиформаль
2-3
Не менее 6 часов
Гемиформаль + нитробензол (в соотношении 75/25 по массе)
2-3
Не менее получаса
Гемиформаль + толуол (в соотношении 70/30 по массе)
2-3
Около часа
Гемиформаль + диалкилбензолы (в соотношении 70/30 по массе)
2-3
Около часа
Гемиформаль + диэтилбензолы (в соотношении 70/30 по массе)
2-3
Около часа
Гемиформаль + ксилол (в соотношении 70/30 по массе)
2-3
Около часа
Как видно из табличных данных, добавление ароматических углеводородов к гемиформалю значительно увеличивает скорость нейтрализации сероводорода гемиформалем (скорость реакции уменьшается в шесть раз). Патентуемый состав практически не уступает в скорости нейтрализации смеси гемиформаля с нитросоединениями (патент №2348679, заявка 2005106566/04), но имеет неоспоримые преимущества в экологическом (нитросоединения, как правило, очень токсичны; нитробензол - «кровяной яд») и экономическом плане (ароматические углеводороды легкодоступны и дешевы).