Депрессия температуры застывания это

Информация

Депрессорные присадки для нефти

Рациональное использование горюче-смазочных материалов, расширение их ресурсов и улучшение качества являются одними из основных задач современной нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Для России, где холодная климатическая зона занимает около 80% территории страны, очень важна и актуальна проблема улучшения низкотемпературных свойств горюче-смазочных материалов.

Температура застывания нефти

Большая часть добываемых в России нефтей являются парафинистыми, т.е. содержит значительное количество алканов нормального или малоразветвленного строения. Последний тип отличается повышенной температурой застывания, что обусловливает ухудшение реологических свойств (подвижность, текучесть и др.) как самой нефти, так и продуктов ее переработки. Данный факт негативно отражается на процессе добычи и транспортировки нефти и поэтому является предметом для исследований в целях улучшения технологичности нефтяной промышленности.

Распределение парафинистых (высокопарафинистых) нефтей по бассейнам России

Предотвратить кристаллизацию парафина возможно за счет нагрева нефти до 50-60°С, однако такой способ иногда ведет к излишним затратам и экономически не оправдан. В некоторых случаях проведение этой процедуры вообще невозможно. Понижения температуры кристаллизации можно достичь путем смешения высокопарафинистой нефти с низкопарафинистой или с растворителями, что также ведет к дополнительным затратам времени и ресурсов.

Наиболее эффективным способом повышения низкотемпературных свойств нефтей, топлив и масел является использование депрессорных присадок. Это вещества, за счет введения которых, даже в малых дозах (обычно 0,05 – 0,10%), достигается существенное снижение температуры застывания и улучшение текучести в условиях низких температур.

Транспортировка нефти

Как правило, пункты переработки (НПЗ, нефтебазы, нефтеналивные терминалы) или места дальнейшего сбыта нефти находятся в отдалении от мест нефтепромыслов, что обусловливает необходимость быстрого и экономичного способа доставки. Существует несколько способов транспортирования: нефтепроводы, танкеры, авиационный транспорт, автомобильные и железнодорожные цистерны.

Наземный нефтепровод диаметр 1.4 метра	Супертанкер класса ULCC

Использование нефтепроводов является самым безопасным и экономически выгодным способом транспортировки нефти и нефтепродуктов. Кроме того, скорость перемещения нефти по ним значительно выше, чем при перевозке любым другим видом транспорта. Общая протяженность магистральных нефтепроводов России составляет около 50-ти тысяч километров. Наиболее крупная на сегодняшний день система нефтепроводов «Дружба» была введена в эксплуатацию в 1960-м году и работает по настоящее время. Общая ее протяженность составляет 8 900 километров. «Дружба» обеспечивает ежегодный экспорт 66,5 млн. тонн нефти.

Транспортирование по воде осуществляется на гигантских судах – танкерах, вместительностью в сотни тысяч тонн. Цена перевозки одного барреля нефти на таких морских судах находится в обратной пропорции от вместительности судна, чем объясняются их огромные размеры. Но в случае аварии выход нефти приводит к экологическим катастрофам. Для снижения риска возникновения таких последствий Международная морская организация приняла рекомендации Евросоюза о выводе из эксплуатации однокорпусных нефтяных танкеров и постановление о перевозке только в двухкорпусных танкерах.

Железнодорожная цистерна	Автомобильная цистерна

Еще один распространенный способ перевозки – железнодорожные и автомобильные цистерны. Железнодорожные цистерны – всесезонный вид транспорта, используется для транспортирования нефти к пунктам, находящимся вдали от нефтепроводов. Данный вид транспорта связан с высокими трудозатратами, связанными с работами по погрузке и разгрузке, а также по очистке емкостей от асфальто-смолистых парафиновых отложений (АСПО), и по этим причинам является второстепенным. Автоцистерны предназначены для перевозки небольших объемов, как правило, для доставки на АЗС.

Депрессорные присадки к нефти

Отложения парафинов на трубах

При добыче и транспортировке высокопарафинистой нефти возникают проблемы, связанные с парафиновыми отложениями. Парафиновые отложения уменьшают полезное сечение насосно-компрессорных труб и, как следствие, значительно осложняют перекачку нефти, увеличивают расход электроэнергии, приводят к повышенному износу оборудования.

В целях устранения такого рода недостатков в нефть вводятся специальные присадки, обеспечивающие необходимые реологические (для нефтепроводов) и физико-механические (для танкеров, автомобильных и ж/д цистерн) свойства.

Депрессорные присадки представляют собой растворы активного вещества, непосредственно обеспечивающего депрессорные свойства в органическом (обычно углеводородном) растворителе. Роль растворителя заключается в обеспечении быстрой растворимости и равномерного распределения депрессора в нефти или нефтепродукте, а также в придании присадке надлежащей товарной формы. Введение депрессорной присадки, даже в небольших количествах, кроме контролирования процесса кристаллизации, также способствует улучшению реологических свойств, таких как динамическая вязкость и напряжение сдвига. Учет этих параметров необходим для обеспечения рационального процесса перекачки и транспортирования.

Продуктивное использование депрессорной присадки достигается при температурах ниже уровня, на котором происходит застывание нефти. В качестве этого уровня рассматривается наивысшая температура помутнения (т.е. массовой кристаллизации парафинов) нефти, при которой проявляется заметное воздействие присадки. Депрессоры не растворяют парафин и не уменьшают его концентрацию, их действие направлено на изменение размеров, формы и строения частиц, находящихся в дисперсной фазе. Под действием присадки происходит модификация кристаллов и предотвращение роста матриц парафинов, которые являются основной причиной застывания нефти.

Эффективное действие присадок зависит, в первую очередь, от концентрации парафинов, а также естественных ПАВ (смол, асфальтенов) и обусловлено физико-химическими свойствами парафинистых нефтей. Это касается также смесей парафинистых и маловязких нефтей. В качестве превентивных мер, целесообразно применение специальной депрессорной присадки Difron 3004, обеспечивающей снижение температуры застывания сырых нефтей и мазутов. Применение депрессорной присадки ведет к увеличению пропускной способности нефтепроводов, сокращению времени простоя железнодорожных цистерн при сливании нефти и уменьшению остатков продукта транспортировки после выгрузки, снижению затрат на разогрев нефти и очистительные работы по удалению парафинистых отложений, снижению давления перекачки, что в целом приводит к снижению себестоимости нефтепродуктов.

Источник

депрессорная присадка для нефти и нефтепродуктов

Изобретение относится к области нефтехимии и может быть использовано для снижения температуры застывания нефти и широкого спектра нефтепродуктов. Предложено в составе депрессорной присадки к нефтям и нефтепродуктам использовать сополимер на основе алкилакрилатов структурной формулы I, предварительно растворенной в ароматическом углеводороде, а затем во вспомогательном растворителе при следующем содержании компонентов, мас.%: ароматический углеводород 35-33; вспомогательный растворитель — остальное. Присадка вводится в нефтепродукты в количестве 0,1-0,3 мас.%. Предлагаемая депрессорная присадка позволяет снизить температуру застывания нефтепродуктов с высоким содержанием парафиновых углеводородов на 20 o C. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Формула изобретения

1. Депрессорная присадка к нефти и нефтепродуктам, содержащая растворитель с добавкой ароматического углеводорода и сополимер на основе алкилакрилатов, отличающаяся тем, что в качестве сополимера она содержит сополимер бутилакрилата, метакриловой кислоты и бутилметакрилата структурной формулы

при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Сополимер — 15-17
Ароматический углеводород — 33-35
Органический растворитель — До 100
2. Депрессорная присадка по п.1, отличающаяся тем, что ее количество в нефти и нефтепродукте составляет 0,1-0,3 мас.%.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтехимии, в частности к присадкам на основе сополимеров алкилакрилатов, алкилметакрилатов и метакриловой кислоты, снижающих температуру застывания высокопарафинистых нефтепродуктов и может быть использована в качестве депрессорной присадки для судовых, моторных, дизельных, флотских и топочных мазутов.

Известные депрессорные присадки, как правило, обладают узким спектром действия, т.е. для каждого вида нефтепродукта используют сополимеры или другие классы химических соединений с определенными свойствами и структурой (Соколов В. Г. , де Векки А.В. Современное состояние и перспективы развития синтеза и применения депрессорных присадок к топливам // Нефтепереработка и нефтехимия. 1996, N 5, с. 27 — 31).

Так, например, для улучшения низкотемпературных характеристик топлива печного бытового (ТПБ), выкипающего в интервале температур 110 — 500 o C и застывающего при температуре от -1 до -5 o C, вводят сополимер этилена с винилацетатом, который предварительно растворяют в дизельном топливе. Температура депрессии составляет 20 — 25 o C (Российский патент 2009172, C 10 L 1/18, опубл. 1994).

Для снижения температуры застывания котельного топлива (КТП) с температурным интервалом кипения 185 — 410 o C и температурой застывания от -2,5 до -27,5 o C (в зависимости от содержания парафинов) известна присадка на основе сополимера этилена с ненасыщенным сложным эфиром в сочетании со специально модернизированным углеводородным полимером, синтезированным из олефинов C 2 -C 30 . Температура депрессии составляет 8 — 10 o C (Япония, патент 1-318083, C 10 L 1/16, C 10 L 1/20, опубл. 1989).

Известна также депрессорная присадка к топливам, представляющая собой синергическую композицию низкомолекулярного полиэтилена или его сополимера с винилацетатом, содержащим 15 — 20% винилацетатных групп и углеводородного растворителя, содержащего 20 — 100% ароматических углеводородов. Содержание каждого компонента в смеси от 30 до 70%. Депрессия температуры застывания топлива с такой присадкой на 4 o C больше при содержании ее в топливе 0,03 мас. % и на 11 o C при 0,1 мас.%, чем с аналогичной присадкой без растворителя (РФ, заявка 93013045/04, C 10 L 1/14, БИ N 3, 1996).

Известна депрессорная присадка, представляющая сополимер этилена с винилацетатом, модифицированный дифениламином. При введении ее в нефть, застывающую при +8 o C, или в мазут, застывающий при +15 o C, достигают депрессии 37 и 35 o C соответственно. В качестве растворителя присадки применяют также смесь ароматических углеводородов с дизельным топливом. Однако действие присадки ограничено указанными выше в патенте нефтепродуктами (РФ, патент 2024591, C 10 L 1/18, опубл. 1994).

Недостатком известных депрессорных присадок является также их ограниченное применение, т.к. для каждого вида нефтепродуктов используют свои сополимеры, отличающиеся качественным составом или при том же составе отличается иное чередование мономерных звеньев и их количество (степень полимеризации).

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к заявленной является депрессорная присадка для парафинистых нефтепродуктов, представляющая собой полимер из группы сополимера этилена, акрилонитрила и терполимеров этилена, акрилонитрила и мономера из группы винилацетата, алкилакрилатов, алкилметакрилатов, алкилвиниловых эфиров, винилхлорида, акриловой кислоты (США, патент 4926582, C 10 L 1/22, C 10 L 1/16, опубл. 1990 — прототип).

Максимальная депрессия 18 o C при концентрации депрессора EAN18 0,1 мас.% и 23,8 o C при концентрации EAN18 0,025 мас.%. В качестве EAN18 используют этилен-акрилонитрильный сополимер, содержащий 18 мас.% акрилонитрила.

Для того чтобы произошло растворение депрессорной присадки нефтепродукт предварительно нагревают до 50 o C.

Указанной присадке присущи те же недостатки, что и другим, — ограниченный спектр применения. Кроме того, нагревание значительных количеств топлива для введения депрессанта экономически нецелесообразно.

Предлагаемая для нефти и нефтепродуктов депрессорная присадка представляет собой сополимер бутилакрилата, бутилметакрилата и метакриловой кислоты структурной формулы

Перед введением в нефть или нефтепродукт присадку растворяют в органическом растворителе, содержащем ароматические углеводороды. Количество вводимой присадки в нефтепродукт составляет 0,1 — 0,3 мас.%. В качестве органического растворителя используют толуол, бензол, м-ксилол, кумол.

Благодаря регулярному строению звеньев сополимера с определенным соотношением при использовании присадки в нефтепродуктах не образуются центры кристаллизации парафинов, что обеспечивает высокую депрессорную активность присадки. Присадка может быть получена известным способом путем каталитической растворной сополимеризации бутилакрилата, бутилметакрилата и метакриловой кислоты в этилацетате при 75 — 90 o C и выделения из раствора известными приемами (СССР, авт. св. 460873, A 61 I 15/06, опубл. 1975).

В настоящее время сополимер указанной структуры — акрилат 85 КТ используют в качестве адгезива для липких лент и для уплотняющихся липких материалов (ТУ 6-02-132-90).

Депрессорную активность предлагаемой присадки на различных видах нефтепродуктов и нефти испытывали по снижению температуры текучести и застывания этих продуктов. по ГОСТ 20287-91 (согласно ТУ 6-38-05800142-222-0-96 депрессия д.б. не менее 9 o C).

Результаты испытаний представлены в табл. 1.

Влияние органического растворителя представлено в табл. 2.

Данные табл. 1 показывают, что предлагаемая присадка обладает достаточно широким спектром действия и способствует снижению температуры застывания различных видов топлив в широких пределах.

Данные табл. 2 свидетельствуют о возможности применения различных ароматических углеводородов, однако лучшие результаты для выбранных концентрационных соотношений показывает смесь, содержащая толуол (33 — 35 мас.%). Использование других углеводородов полезно при введении присадки в другие виды топлива. Введение вспомогательного растворителя способствует увеличению температуры депрессии. В качестве вспомогательного растворителя используют дизельное топливо. Депрессорная присадка для нефти и нефтепродуктов имеет следующий состав, мас.%: сополимер известной структуры 15 — 17, ароматический углеводород 35 — 33, вспомогательный растворитель — остальное.

Источник