СОЗДАНИЕ КОМПОЗИЦИЙ ДЕЭМУЛЬГАТОРОВ НА ОСНОВЕ ПАВ И РАЗРАБОТАННЫХ ДЕЭМУЛЬГАТОРОВ

АННОТАЦИЯ

Статья посвящена разработке дешевого местного полифункционального деэмульгатора и его композициям на основе вторичных продуктов хлопкомасложировой промышленности.

Особое значение имеет разработка композиций деэмульгаторов для обезвоживания и обессоливания высокоустойчивых нефтешламовых эмульсий тяжелых нефтей. Для этого используются неионогенные поверхностно-активные вещества (ПАВ), то есть моющие средства и смачиватели механических примесей, получаемые из местных сырьевых ресурсов.

ABSTRACT

Development of cheap local multifunctional demulsifier and their compositions based on secondary products of the cotton and fat industry.

The article is devoted Of particular importance is the development of compositions of demulsifies for dehydration and desalination of highly resistant oil sludge emulsions of heavy oils. For this purpose, non-ionic surfactants (surfactants) are used, i.e., detergents and wetting agents of mechanical impurities obtained from local raw materials.

Ключевые слова: нефтяные эмульсии, высокоустойчивые водонефтяные эмульсии, эмульгирование, экстракция, деэмульгатор, щелочная обработка, обезвоживание, обессоливание.

Keywords: oil emulsions, highly stable water-oil emulsions, demulsification, extraction, demulsifier, alkaline treatment, dehydration, desalination.

Практика деэмульгирования высокоустойчивых водонефтяных и нефтешламовых эмульсий показывает, что чем больше дисперсных механических примесей, минеральных солей и других, тем сложнее разрушать их одним деэмульгатором. Поэтому часто прибегают к подбору композиций, которые содержат деэмульгаторы, моющие и смачивающие примеси, реагенты и т.п. Последние необходимы для снижения механической прочности бронирующих глобул воды, ускорения разделения примесей, воды и др. [1].

Безусловно, дисперсный состав водонефтяной эмульсии сильно отличается от нефтешламовой, где содержание твердых частиц доходит до 45,0–50,0%, что требует применения эффективного смачивателя и моющих средств. Добавление последних в состав композиции позволяет интенсифицировать разделение твердых гидрофильных веществ из состава эмульсии. К числу таких веществ и относятся жидкие мыла, получаемые доомылением хлопкового соапстока, который содержит такие ПАВ, как фосфолипиды, натриевые соли жирных кислот, госсипол [4].

На практике анализ гранулометрического состава дисперсных частиц устойчивой нефтешламовой эмульсии показывает важность их размера в оседании и разрушении.

В табл. 1 показан гранулометрический состав частиц шламовой эмульсии местных нефтей.

Таблица 1.

Гранулометрический состав дисперсных частиц местных нефтешламов

Из табл. 1 видно, что наибольшее содержание частиц в местных нефтешламах колеблется в пределах 57–80% среди размеров от 0,14 до 1,25 мм. И наоборот, наименьшее в пределах 1,25–5,0 мм, от 10 до 20% от массы местной нефти.

Для образования в нефтешламах устойчивых эмульсий необходимы природные поверхностно-активные вещества типа асфальтенов, смол, парафиновых и нафтеновых углеводородов [7].

Нами в лабораторных условиях были получены различные жидкие мыла, физико-химические показатели которых представлены в табл. 2.

Здесь наряду с образованием натриевых солей, жирных кислот дополнительно образуются госсиполаты натрия, которые также проявляют высокие поверхностно-активные свойства. Их присутствие в композиции деэмульгаторов расширяет их действие по разрушению устойчивых эмульсий.

Таблица 2.

Показатели синтезированных жидких мыл из хлопкового соапстока

Из табл. 2 видно, что жидкие мыла хлопкового соапстока с изменением природы омыляемой щелочи, то есть NaOH на Ca(OH)₂, ухудшают смачивающую и пенообразующую способности получаемого ПАВ. Так как Ca(OH)₂ труднее растворяется в водном растворе, чем NaOH, то и его применение при разрушении устойчивых водонефтяных и нефтешламовых эмульсий не дает желаемого результата. Поэтому для дальнейшего применения мы выбрали натриевое жидкое мыло (Na ЖМ).

На основе ранее разработанных СД-1 и СД-2 деэмульгаторов нами были созданы композиции, составы которых представлены в табл. 3.

Из табл. 3 видно, что созданные композиции наряду с неионогенными ПАВ (СД-1 и СД-2) содержат ионогенные (Na ЖМ) при различных соотношениях данных компонентов.

Таблица 3.

Составы и содержание композиции деэмульгаторов эмульсий

Из табл. 3 видно, что минимальное поддержание основных деэмульгаторов СД-1 и СД-2 в разработанных композициях не меньше 50% и максимальное – 75%. Ионогенные ПАВ, то есть жидкие мыла (Na ЖМ и Ca ЖМ), вводятся от 25 до 50%. Такое изменение содержания компонентов в композициях деэмульгаторов продиктовано с учетом их практической реализации.

При использовании созданных композиций деэмульгаторов КД-1–КД-8 нами обезвожены и обессолены высокоустойчивые водонефтяные и нефтешламовые эмульсии тяжелых нефтей месторождения «Джаркурганнефть». При этом расход композиций деэмульгаторов КД-1–КД-8 составлял 50 г/т, а температура эмульсий равнялась 40 °С [3].

Следует заметить, что входящие в состав нефтешламов смолы, асфальтены, тяжелые ароматические и парафиновые углеводороды быстро окисляются на воздухе и твердеют, образуя хороший гидроизоляционный слой, и обеспечивают прочность связи частиц минерального материала.

Как видно, области применения нефтешламов достаточно большие, в зависимости от их состава и свойств применяют различные технологии переработки. Более сложным является использование нефтешламов в производствах топлива, где эмульсии трудно поддаются транспортировке и переработке. Сложный многокомпонентный состав нефтешламов чаще требует применения композиции деэмульгаторов с высокими поверхностно-активными свойствами [5].

Нами при использовании композиции из разработанных местных деэмульгаторов изучен процесс обезвоживания, обессоливания и удаления механических примесей из устойчивых эмульсий, образованных из местных нефтешламов. Полученные результаты представлены в табл. 4, где количество введенной композиции деэмульгаторов составляло 100 г/т, а температура – 80–85 °С.

Таблица 4.

Показатели разрушения устойчивых водонефтяных эмульсий, образованных в местных нефтешламах

 Из табл. 4 видно, что по своим показателям разрушенные эмульсии, образованные в местных нефтешламах, вполне могут быть переработаны по традиционной технологии ректификации нефтей. При этом для разрушения считаем целесообразным использование композиции деэмульгаторов с высокими гидрофильными и гидрофобными свойствами.

 Остатки воды, минеральных солей и механических примесей в местных нефтях, то есть нефтешламах, могут быть дочищены в традиционном ЭЛОУ НПЗ, что очень важно для повышения выхода получаемых нефтепродуктов и их рентабельности [2].

Таким образом, проведенные исследования местных нефтешламов, образующих устойчивые водонефтяные эмульсии, позволяют научно обоснованно подобрать технологии их переработки и применения, подобрать эффективную композицию деэмульгаторов и условия его применения, а также возможности их смешивания между собой перед промышленной переработкой.

Выявлено, что для разрушения устойчивой нефтешламовой эмульсии целесообразно использовать композиции деэмульгаторов, состоящие из осерненного ПАВ хлопкового масла и жидкого мыла при соотношении их 75,0 : 25,0% и температуре 80–85 °С [6].

Список литературы:

1. Амиркулов Н.С., Азизов Х.Х., Шафиев Р.У. Методическое руководство по определению реологических свойств нефти и водонефтяной эмульсии / ТашГТУ. – Ташкент, 2000. – 46 с.
2. Ахметов А.Ф., Гайсина А.Р., Мустафин И.А. Методы утилизации нефтешламов различного происхождения // Нефтегазовое дело: электрон. научн. журн. – Уфа, 2011. – Т. 9, № 3. – С. 108–111.
3. Жаров О.А. Современные методы переработки нефтешламов / О.А. Жаров, В.Л. Лавров // Экология производства. – 2004. – № 5. – С. 43–51.
4. Методы переработки и использования нефтешламов на НПЗ / Н.В. Трубникова [и др.] // Переработка и использование отходов побочных продуктов нефтеперерабатывающих заводов: cб. науч. тр. / ЦНИИТЭнефтехим. – М., 1988. – С. 76–79.
5. Очилов А.А., Абдурахимов С.А., Адизов Б.З. Получение натриевой соли сульфированного экстракционного хлопкового масла для разрушения устойчивых водонефтяных эмульсий, образованных из тяжелых нефтей // Universum: технические науки. – 2019. – № 10-2 (67). – С. 9–12.
6. Разработка эффективных смесей депрессаторов для повышения текучести высоковязких нефтей / Б.Р. Рахимов, А.А. Очилов, А.Б. Набиев, Б.З. Адизов // Инновации в нефтегазовой отрасли. – 2021. – № 2 (3).
7. Хамидуллин Р.Ф. Исследование процессов разрушения нефтешламовой эмульсии // Р.Ф. Хамидуллин, Р.Х. Фассахов, Н.С. Гараева, О.Н. Шибаева // Нефть и газ. – 2001. – № 1. – С. 26–33.