Международный
научный журнал

Свойства сульфанола, полученного из низкомолекулярного полиэтилена


Properties of sulfanol obtained from low-molecular polyethylene

Цитировать:
Свойства сульфанола, полученного из низкомолекулярного полиэтилена // Universum: Химия и биология : электрон. научн. журн. Бектурдиев Г.М. [и др.]. 2019. № 6(60). URL: http://7universum.com/ru/nature/archive/item/7434 (дата обращения: 10.12.2019).
 
Прочитать статью:


АННОТАЦИЯ

В статье приведены некоторые коллоидные и технологические свойства сульфанола полученного из низкомолекулярного полиэтилена (НМПЭ) – отхода производства ООО “Шуртанский ГХК”. Приведены принципиальная технологическая схема получения сульфанола и результаты приготовления облегченных буровых растворов с применением полученных образцов сульфанолов.

ABSTRACT

The article describes some of the colloidal and technological properties of sulfanol obtained from low molecular polyethylene – waste production of "Shurtan gas chemical complex" LLC. Shows a flowchart schematic process for preparation of sulfanol and results of preparation facilitated drilling fluids using sulfanol samples.

 

Ключевые слова: Сульфанол,сульфирование, олеум, бурение, поверхностно-активное вещество (ПАВ), низкомолекулярный полиэтилен (НМПЭ),реагент, сульфонаты.

Keywords: Sulphanole,sulfonation, oleum, drilling, surface active substance (SAS), low-molecular polyethylene (LMP),reagent, sulphonate.

 

Сульфанол применяется в нефтегазовой промышленности для приготовления облегченных буровых растворов, увеличения нефтеотдачи пластов, путём обработки призабойной зоны скважин [1,2]. Нефтяные сульфонаты получают главным образом прямым сульфированием нефтепродуктов (дистиллятов, остаточных масел) с последующей очисткой и нейтрализацией образующейся смеси сульфокислот [3-5]. Состав сульфонатов определяется составом исходного углеводородного сырья и способом сульфирования. Сульфирующие агенты-газообразный или жидкий SO3, смесь жидких SO2 и SO3, олеум и др. Основные продукты сульфирования-алкилароматичные, нафтенароматичные и в меньшей степени, алифатичные сульфокислоты. Очистку сульфокислот от кислого гудрона ведут в растворителе отстаиванием, центрифугированием, фильтрованием, водной экстракцией (от растворимых примесей); иногда дополнительно используют адсорбционную очистку на силикагеле, активированной глине и др. сорбентах; нейтрализуют очищенные сульфокислоты щелочами или аминами.

Как известно, при сульфировании ненасыщенных алифатических соединений, в зависимости от условий реакции, сульфогруппа присоединяется по месту двойной связи или замещает атом водорода у одного из атомов углерода, образующих двойную связь [6,7]. Последнее и является собственно сульфированием. В результате действия хлорсульфоновой кислоты при температуре около 0 0Сна высшие олефины  образуются алкен-сульфокислоты.

Нами разработан способ синтеза технического сульфанола сульфированием фракций низкомолекулярного полиэтилена и последующей щелочной нейтрализацией. На рисунке 1 представлена принципиальная технологическая схема получения технического сульфанола по разработанному нами способу.

 

Рис. 1. Принципиальная технологическая схема получения технического сульфанола: 1. Дозатор;  2. Сульфуратор; 3. Холодильник; 4. Нейтрализатор; 5. Насос; 6. Разделитель

Алкены сульфируются олеумом по следующей общей реакции:

RCH=CH2 + H2SO4 . nSO RCH (CH3)OSO3H (R=C12 – C20)

При нейтрализации щелочью олефинсульфокислоты превращаются в соответствующие соли, а 1,2-сультон - в соль a-оксисульфокислоты. 1,3- и 1,4-сультоны гидролизуются с образованием соответствующих смесей олефинсульфонатов натрия:

RCH=CHCH2CH2SO3Na и RCH2CH=CHCH2SO3Na.

Нами изучены коллоидно-химические свойства полученных ПАВ.

На рис. 2 приведены зависимость поверхностного натяжения водных растворов ПАВ от концентрации.

 

Рис.2. Изменение поверхностного натяжения водных растворов ПАВ.

1 - ОС-10; 2 - ОС-11; 3 - ОС-12

 

По результатам исследования кинетики разрушения пены (табл. 1), полученных на основе водных растворов ПАВ, лучшие показатели зафиксированы у раствора: ОС-12 (0,2 %), этот раствор также обладает лучшей устойчивостью во времени. Худшие показатели отмечены у растворов ОС-2  (0,2 %) и ОС-7 (0,2 %).

Таблица 1

Стабильность и кинетика разрушения пены, полученных из растворов ПАВ

Поверхностно-активные

вещества и их

содержание (%)

Подъем пены (см3) за 30 с

Объём столба пены (см3) за время наблюдения, с

300

600

900

1200

1500

1800

1

ОС-2 (0,2 %)

177

157

147

133

117

110

97

2

ОС-7 (0,2 %)

193

177

163

147

140

133

120

3

ОС-8 (0,2 %)

251

193

177

169

162

148

138

4

ОС-12 (0,2 %)

442

408

404

394

286

278

271

5

ОС-10 (0,2 %)

290

280

260

216

166

150

146

 

Полученные образцы сульфанолов были добавлены к исходным буровым растворам и измерена плотность полученных смесей с использованием специальных ареометров. Результаты измерения плотности  буровых растворов с добавлением сульфанолов представлены в таблице 2.

Таблица 2

Технологические свойства буровых растворов

 

Состав бурового раствора,

%

Технологические параметры

Плот

ность

г/см3

Вяз

кость

сек.

Водо

отдача

см3 /30 мин.

Корка

мм.

pH

1

Исходный буровой раствор

1,09

36

6

0,4

10

2

Исх. раствор +2 % сульфанол ОС-11

0,85

53

6

0,4

11

3

Исх. раствор + 2 % сульфанол ОС-12

0,85

47

5

0,3

11

 

Из данных таблицы 2 видно, что разработанные образцы сульфанолов понижают плотность исходных буровых растворов.

Заключение

Синтезированные анионные ПАВ ОС-12 и ОС-11 снижают поверхностное натяжение водных растворов до 38 и 40 мН/м, соответственно, наибольшей поверхностной активностью обладает ОС-12. Соответственно лучшие показатели пенообразования и стабильности пены у образца ОС-12.

 

Список литературы:
1. Н.А Петров, В.М. Юрьев, Хисаева А.И. Синтез анионных и катионных ПАВ для применения в нефтяной промышленности / Учеб. пособие/ УГНТУ. – Уфа, 2008. – 54с.
2. Ланге К. Поверхностно-активные вещества: синтез, свойства, анализ, применение / Перевод с англ. – М.: Из-во «Профессия», 2016. – 240 с.
3. Шехтер Ю.Н., Крейн С.Э. Поверхностно-активные вещества из нефтяного сырья. - М.: Химия, 1971. – 488 с.
4. Жидкова М.В., Коновалов В.В., Городнов В.П. Исследование возможности получения анионных поверхностно-активных веществ из низкокачественного углеводородного сырья для повышения нефтеотдачи пластов // Управление техносферой. -2018. -Т.1.- Вып. 1. -С. 34 – 46.
5. Петров Н.А. Научные основы и особенности синтеза ионогенных поверхностно-активных веществ для применения в нефтяной промышленности // Автореф. дисс. ….. доктора хим. наук . –М.: 2008. – 45 с.
6. Юрьев Ю.К. Практические работы по органической химии. - М.: Издательство МГУ, 1964. – 259 с.
7. Лебедев Н. Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. - М.: Химия, 1988. – 592 с.

 

Информация об авторах:

Бектурдиев Гулом Мавлонбердиевич Gulom Bekturdiyev

канд. техн. наук, ст. науч. сотр. лаб. «Химическая технология и ПАВ» Института общей и неорганической химии  АН РУз, Узбекистан, г. Ташкент

Candidate of technical sciences, senior researcher of laboratory of Chemical technology and SAS of Institute of general and inorganic chemistry of Uzbekistan Academy of sciences (UAS), Uzbekistan, Tashkent


Султонов Садулла Бахриддинович Sadulla Sultonov

магистрантТашкентского химико-технологического института, инженер Института общей и неорганической химии АН РУз, Узбекистан, г. Ташкент

Master undergraduate Tashkent chemical-technological institute, engineer of Institute of general and inorganic chemistry of UAS, Uzbekistan, Tashkent


Юсупов С.К.
Юсупов Сухроб Кахрамонович Sukhrob Yusupov

докторант лаб. «Химическая технология и ПАВ» Института общей и неорганической химии АН РУз, Узбекистан, г. Ташкент

Doctoral student of laboratory of Chemical technology and SAS of Institute of general and inorganic chemistry of UAS, Uzbekistan, Tashkent


Юсупов Фарход Махкамович Farhod Yusupov

д-р техн. наук, заведующий лабораторией «Химические технологии и ПАВ», Институт общей и неорганической химии Академии наук Республики Узбекистан, Республика Узбекистан, г. Ташкент

Doctor of Technical Science, Head of Laboratory “Chemical Technologies and SAS”, Institute of General and Inorganic Chemistry of Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, the Republic of Uzbekistan, Tashkent


Салихова Озода Абдуллаевна Ozoda Salixova

канд. техн. наук, доц. каф. «Технология тяжелых органических соединений» Ташкентского химико-технологического института, 100174, Узбекистан, Ташкент, Вузгородок, химический факультет

Candidate of technical sciences, docent the department “Tecnology of heavy organic compounds” of Tashkent Chemical Technology Institute, 100174, Uzbekistan, Tashkent, Vuzgorodok NUUz


Пулатов Голибжон Муродович Golibjon Pulatov

ст. преп.Алмалыкского филиала ТГТУ, Узбекистан, г.Алмалык

Senior lecturer of Almalik branch Tashkent State technical university, Uzbekistan, Almalik


Читателям

Информация о журнале

Выходит с 2013 года

ISSN: 2311-5459

Св-во о регистрации СМИ: 

ЭЛ №ФС77-55878 от 17.06.2013

ПИ №ФС77-66239 от 01.07.2016

Скачать информационное письмо

Включен в перечень ВАК Республики Узбекистан

Размещается в:

doi:

The agreement with the Russian SCI:

cyberleninka

google scholar

Ulrich's Periodicals Directory

socionet

Base

ROAR

OpenAirediscovery

CiteFactor

 

Поделиться

Лицензия Creative CommonsЯндекс.Метрика© Научные журналы Universum, 2013-2019
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Непортированная.