Способ подавления осаждения асфальтенов в жидкости
Формула / Реферат
1. Способ уменьшения агрегирования и осаждения асфальтенов из жидкости, содержащей асфальтены, такой как сырая нефть, который включает добавление в жидкость соединения формулы (I) или смеси таких соединений
в которой А обозначает кольцевую систему, содержащую от 6 до 14 углеродных атомов, необязательно замещенную группой, выбранной из С1-С6алкила и С1-С6галоалкана, n обозначает по меньшей мере 1 и может равняться числу положений в А, доступных для замещения, каждый Х независимо обозначает соединительную группу, выбранную из карбонильного (-СО-) связующего звена, сложноэфирного (-СО2-) связующего звена, алкилэфирного связующего звена, алкилтиоэфирного связующего звена, алкиламинового связующего звена, алкилкарбоксильного связующего звена, сложного алкилэфирного связующего звена, простого эфирного связующего звена, тиоэфирного связующего звена и аминового связующего звена, а каждый R независимо обозначает гидрокарбильную группу, содержащую от 10 до 25 углеродных атомов.
2. Способ предотвращения осаждения асфальтенов в жидкости, содержащей асфальтены, который включает добавление в эту жидкость соединения формулы (I).
3. Способ по п.1 или 2, в котором жидкость представляет собой сырую нефть.
4. Способ по одному из пп.1-3, где А выбирают из бензола, нафталина и антрацена.
5. Способ по п.4, где А обозначает нафталин.
6. Способ по одному из предыдущих пунктов, где R обозначает С12-С18алкильную цепь.
7. Способ по п.6, где R обозначает н-гексадецил.
8. Способ по одному из предыдущих пунктов, где Х обозначает остаток простого С1-С4алкилового эфира, С1-С4алкилтиогруппу, С1-С4алкиламиногруппу, остаток простого эфира, аминогруппу или тиоэфирное связующее звено.
9. Способ по одному из пп.1-3, где А обозначает нафталин, значения Х выбирают из остатка простого эфира, аминогруппы и тиоэфирного связующего звена, n обозначает 1, a R обозначает С14-С18алкильную цепь.
10. Способ по одному из пп.1-3, где А обозначает нафталин, значения Х выбирают из остатка простого С1-С4алкилового эфира, С1-С4алкилтиогруппы и С1-С4алкиламиногруппы, n обозначает 1, а R обозначает С12-С16алкильную цепь.
11. Способ по одному из пп.1-3, где А обозначает нафталин, значения Х выбирают из карбонильной группы или сложноэфирной группы, n обозначает 1, а R обозначает С14-С18алкильную цепь.
12. Способ по одному из пп.1-3, где А обозначает нафталин, Х обозначает простое эфирное связующее звено, n обозначает 1, а R обозначает н-гексадецил.
13. Способ по одному из пп.1-3, где А обозначает нафталин, n обозначает 2, оба Х обозначают остатки простого эфира, а оба R обозначают разные С14-С18алкильные цепи.
14. Способ по одному из пп.1-3, где А обозначает нафталин, n обозначает 2, оба Х обозначают остатки простого эфира, а оба R обозначают н-гексадецил.
15. Способ по одному из предыдущих пунктов, в котором используют смесь соединений формулы (I).
16. Способ по одному из предыдущих пунктов, в котором соединение формулы (I) представляет собой раствор, включающий соединение формулы (I) и жидкий носитель.
Текст
007072 Настоящее изобретение относится к способу уменьшения и подавления агрегирования и осаждения асфальтенов из сырой нефти и к применению некоторых соединений в таком способе. В рабочем процессе асфальтеновые фракции определяют как ту часть сырой нефти или битума, которая при добавлении низкомолекулярного парафинового углеводорода (обычно н-пентана или нгептана) осаждается, но которая растворима в толуоле. Асфальтены представляют собой аморфные твердые частицы от коричневого до черного цвета со сложной химической структурой, включающей атомы углерода, водорода, азота, кислорода и серы, образованные в основном конденсированными ароматическими ядрами, связанными с алициклическими группами. Эти частицы часто окружены смолами, которые, как полагают, содействуют стабильности дисперсии. Молекулярная масса асфальтенов находится в интервале от одной тысячи до нескольких сот тысяч, частицы обладают плотностью приблизительно 1200 кг/м 3 и формой сфер примерно 10 нм в диаметре. Асфальтены содержатся в нефти в количествах до 15% и в своей естественной среде обычно стабильны. Однако когда нефть в процессе добычи приходит в движение, часто происходят большие изменения давления, температуры и фазового состава. Это дестабилизирует асфальтены, приводя к агрегированию и осаждению частиц в виде слоя на поверхностях пор коллекторской породы, рабочих трубопроводов и т.д., вызывая их засорение и уменьшение истечения нефти или его прекращение. Очистка от таких засоров сопряжена с потерей производительности и большими затратами на рабочую силу и материалы. Часто прибегают к применению растворителей, таких как толуол, но размещение растворов асфальтенов вследствие проведения таких процессов очистки может привести к дополнительным затратам,связанным с экологией, здоровьем и безопасностью. Хотя они и не превалируют на месторождениях в Северном море, признано, что осаждение коллоидных асфальтенов из жидкостей нефтяных коллекторов обуславливает возникновение серьезных проблем в многочисленных системах добычи сырой нефти во всем вире, которые приводят к значительным избыточным затратам в процессах добычи в нефтяной промышленности, например в Северной Америке и на Среднем Востоке. Ранее были предложены соединения, о которых было заявлено, что они могут быть использованы для подавления агрегирования асфальтенов. Однако, как было установлено, получение этих соединений сопряжено с затруднениями технологического порядка и большими затратами, поэтому несмотря на преимущества от их применения, если иметь в виду меньшее вредное воздействие на окружающую среду,попытка их использования вместо традиционного метода растворения асфальтеновых засоров растворителем, таким как толуол, и размещения загрязненных отходов, может оказаться безуспешной. Соответственно, все еще сохраняется потребность в разработке действенного, экономически эффективного способа подавления осаждения асфальтеновых частиц из сырой нефти на поверхностях, таких как у песчаника (и коллекторской породы других типов, содержащей диоксид кремния и силикатные минералы) и стали ствола скважины, а также систем манипулирования с сырой нефтью, таких как трубопроводы, вентили и резервуары для хранения. Таким образом, в настоящем изобретении предлагается способ уменьшения агрегирования и осаждения асфальтенов из жидкости, содержащей асфальтены, такой как сырая нефть, причем этот способ включает добавление в жидкость соединения формулы (I) в которой А обозначает необязательно замещенную кольцевую систему, содержащую от 6 до 14 углеродных атомов; n обозначает по меньшей мере 1 и может равняться числу положений в А, доступных для замещения, каждый Х независимо обозначает соединительную группу, а каждый R независимо обозначает гидрокарбильную группу, содержащую от 10 до 25 углеродных атомов. Особенно важное преимущество соединений формулы (I) состоит в том, что они оказываются неожиданно экономически эффективными в смысле источника и процесса получения в сравнении с ранее известными соединениями, которые обладают заявленной активностью в области подавления агрегирования асфальтенов. Соединения по настоящему изобретению могут также обладать улучшенными свойствами в смысле уменьшения агрегирования и осаждения асфальтенов из жидкостей, таких как сырая нефть. Настоящее изобретение применимо в отношении любой асфальтенсодержащей "нефти" или "углеводородного материала", причем эти понятия следует воспринимать как охватывающие неочищенные и очищенные углеводородные продукты, дериватизированные из нефти или в результате сжижения угля,которые в обоих вариантах могут включать соединения серы; эти понятия охватывают, в частности в случаях топлив на нефтяной основе, конденсат устья скважины, а также сырую нефть, которая может содержаться в оборудовании для хранения на действующем промысле и подвергаться транспортировке из этого оборудования баржами, по трубопроводам, танкерами или грузовыми автомашинами к резервуарам для хранения на нефтеперегонных заводах, или, по другому варианту, может подвергаться транспортировке непосредственно из оборудования и устройств для ведения добычи по трубопроводам к резервуарам для хранения на нефтеперегонных заводах; эти понятия охватывают также очищенные продукты, промежуточные и готовые, полученные на нефтеперегонном заводе, включая дистилляты, такие-1 007072 как бензины, керосины, дизельные топлива, авиационные топлива, топлива для морских судов, тяжелые бензины, газойли, дистиллятные топлива, масла, остатки, мазуты, жидкие топлива и заводское сырье. В предпочтительном варианте настоящее изобретение применимо в отношении сырой нефти. Соединения по настоящему изобретению могут также найти применение в качестве присадки для уменьшения выбросов в виде частиц и/или сажи во время сжигания, в частности сжигания дизельных топлив. Более того, соединения формулы (I) могут уменьшить загрязнение нефтяного оборудования, в частности содержащего катализатор оборудования. Хотя предлагаемый способ эффективен при уменьшении агрегирования и осаждения асфальтенов из жидкостей, таких как сырая нефть, этот способ также эффективен при уменьшении осаждения асфальтенов, которые растворены или могут растворяться в сырой нефти в ее естественном состоянии. Предлагаемый способ эффективен, кроме того, в присутствии восков и аналогичных частиц, находящихся в нефти, которые часто вызывают проблемы в процессах добычи. Соединение формулы (I) обладает амфипатической молекулой, состоящей главным образом из двух активных частей, включая адсорбционную часть (кольцевая система А), которая прилипает к поверхности частицы асфальтенов и которая несет длинную цепь (X-R), присоединенную к кольцу. А представляет собой, главным образом, ароматическую, в значительной степени плоскую часть молекулы, кольцо(кольца) которой благодаря ван-дер-ваальсовым силам обуславливают взаимодействия, достаточные для закрепления на аналогичных ароматических асфальтенах. Таким образом, это создает средство закрепления для цепи, которая намного длиннее и проходит в нефть. Эта цепь, являющаяся преимущественно алифатической, окружена хорошим растворителем, таким как нефть, и находится, пока она посредством кольцевой системы А одним концом присоединена к частице асфальтенов, в положении с возможностью многочисленных конформаций. Не основываясь на какой-либо теории, полагают, что когда асфальтеновые частицы, покрытые соединениями формулы (I), сталкиваются между собой или со снабженной покрытием трубой, или с поверхностью скальной породы, между удлиненными цепями возникают взаимодействия, вызывающие отталкивание. Это происходит потому, что цепь обладает в нефти множеством возможных конформаций,обуславливающих высокую энтропию. Интерференция с аналогичной цепью, присоединенной к другой частице асфальтенов, приводит к уменьшенному числу возможных конформаций и, следовательно, к уменьшению энтропии. Поскольку в уравнении изменения свободной энергии ДG содержится член "минус изменение энтропии S с температурой (Т) по времени", уменьшение энтропии приводит к увеличению свободной энергии, т.е. к отталкиванию в соответствии с законом G=Н-Т.S. Более того, другие факторы, равнозначные повышенной температуре (Т), обычно увеличивают член Т.AS и приводят к еще большему отталкиванию цепей. Это всегда вызывает значительное усиление данного эффекта в среде многих нефтей, которые добывают при температурах в пределах 80 и 200 С. Для того, чтобы оказывать воздействие на максимальной дистанции, цепь, присоединенная к кольцевой системе А, должна быть настолько длинной, насколько это возможно, но она должна сохранять растворимость в нефти. Если она слишком длинна, она окажется недостаточно растворимый в нефти и,следовательно, не будет иметь возможности для свободного движения, уменьшая вклад в энтропийное отталкивание. Короткая цепь, хотя и обладающая растворимостью, при взаимодействии вызывает меньшее снижение энтропии. Эффект отталкивания обычно создают цепи длиной в пределах 12 и 18 углеродных атомов, а оптимальное число равно 16 (гексадецил). Несмотря на то, что эффект отталкивания создают также разветвленные цепи, прямые цепи обычно оказываются более эффективными. Хотя невероятно, чтобы положение цепи в кольцевой системе А оказывало сколько-нибудь заметное влияние на эффективность соединений формулы (I), наличие двух или еще большего числа цепей, присоединенных в разных положениях, может повысить их эффективность. Понятие "гидрокарбильная группа" в том смысле, в котором оно использовано в настоящем описании, означает радикал, включающий углеродный атом, присоединенный непосредственно к оставшейся части молекулы. В предпочтительном варианте гидрокарбильная группа содержит углеродные атомы в пределах от 12 и 20. К гидрокарбильным группам относятся следующие группы.(1) Алифатические углеводородные группы, т.е. алкильные группы, такие как децил, ундецил, додецил, тридецил, тетрадецил, пентадецил, гексадецил, гептадецил, октадецил, нонадецил, эйкозил, генейкозил, докозил, трикозил, тетракозил, пентакозил; алкенильные группы, содержащие по одной двойной связи, такие как ундеценил, додеценил, тридеценил, пентадеценил, гексадеценил, гептадеценил, генэйкозенил; алкенильные группы, содержащие по 2 или 3 двойные связи, такие как 8,11-гексадекадиенил и 8,11,14-гексадекатриенил, и алкинильные группы, содержащие тройную связь. Сюда следует включить все их изомеры, но предпочтительны прямоцепочечные группы.(2) Замещенные алифатические углеводородные группы, т.е. группы, содержащие неуглеводородные заместители, которые в контексте настоящего изобретения преимущественно углеводородного характера группы не меняют. Специалистам в данной области техники приемлемые заместители известны; примеры включают атомы галогена, нитро-, цианогруппы, COOR' (где R' обозначает Н или C1-С 6 алкил) и их соли, гидроксил и С 1-С 6 алкокси.(3) Гетерогруппы, т.е. группы, которые, обладая в контексте настоящего изобретения преимущественно алифатическим углеводородным характером, одновременно содержат атомы, отличные от углерода, находящиеся в цепи или кольце, в ином случае состоящем из алифатических углеродных атомов. Приемлемые гетероатомы для специалистов в данной области техники очевидны и включают, например,атомы кислорода, азота и серы. В предпочтительном варианте углеводородная группа R представляет собой С 12-С 20 алкильную цепь, более предпочтительно С 14-С 18 алкильную цепь, причем особенно предпочтительна С 16 цепь. В наиболее предпочтительном варианте R обозначает н-гексадецил (н-С 16 Н 33). Понятно, что R может обозначать прямую или разветвленную цепь. В предпочтительном варианте R обозначает прямую цепь. Понятие "соединительная группа" в том смысле, в котором оно использовано в настоящем описании,означает любой органический остаток, который может служить для присоединения гидрокарбильной группыR к кольцевой системе А. Так, например, соединительной группой может быть метиленовая группа (-СН 2-),карбонильная группа (-СО-), кислородный атом, атом азота, атом серы, сложноэфирная группа (-СO2-), алкилэфирная группа, алкилтиогруппа, алкиламиногруппа, алкилкарбоксильная группа или остаток сложного алифатического эфира. В некоторых вариантах соединительная группа может составлять часть кольцевой системы. Так, например, если кольцевая система является индолом, тогда соединительной группой может быть азотный атом индола. Предпочтительная соединительная группа представляет собой простое эфирное связующее звено, тиоэфирное связующее звено, аминовое связующее звено, алкилэфирную группу, алкилтиогруппу или алкиламиногруппу. Более предпочтительной соединительной группой является простое эфирное связующее звено, тиоэфирное связующее звено или аминовое связующее звено, причем наиболее предпочтительно простое эфирное связующее звено. Когда А обозначает нафталин, в предпочтительном варианте соединительная группа присоединена в 1-м или 2-м положении, причем наиболее предпочтительно 2-е положение. Понятие "алкил" в том смысле, в котором оно использовано в определении "соединительной группы", означает насыщенную прямую или разветвленную алкильную цепь, содержащую от 1 до 6 углеродных атомов. Примеры таких групп без ограничения включают метил, этил, н-пропил, изопропил, нбутил, изобутил, втор-бутил, трет-бутил, неопентил и гексил. В предпочтительном варианте понятие "алкил", как оно использовано в определении "соединительной группы", означает прямую или разветвленную алкильную цепь, содержащую от 1 до 4 углеродных атомов, причем наиболее предпочтительны нметилен, н-этилен, н-пропилен и н-бутилен. Понятие "кольцевая система" в том смысле, в котором оно использовано в настоящем описании, означает систему, включающую от 1 до 3 колец, по меньшей мере одно из которых должно быть ароматическим. Когда имеется больше одного кольца, эти кольца могут быть конденсированными или связанными одинарной связью, причем предпочтительны конденсированные кольца. Кольцевая система может,что необязательно, включать один или несколько гетероатомов, выбранных из атомов азота, кислорода и серы, причем наиболее предпочтителен атом азота. В одном варианте кольцевая система содержит от одного до трех гетероатомов, наиболее предпочтительно один атом азота. В предпочтительном варианте А обозначает ароматическую карбоциклическую кольцевую систему, выбранную из бензола, нафталина и антрацена. Нафталин особенно предпочтителен - он более прочно адсорбируется на асфальтенах, чем бензол, и создает меньшую проблему, связанную с экологией и безопасностью, чем либо бензол, либо антрацен. А может быть необязательно замещенной в положениях, не занятых группой X. Такие заместители не должны препятствовать проявлению соединением своих свойств. Приемлемые заместители могут включать С 1-С 6 алкильные группы, такие как метил, этил, пропил, изопропил, н-бутил, изобутил, вторбутил и трет-бутил, или С 1-С 6 галоалканы, такие как фторметил, дифторметил, трифторметил, хлорметил,дихлорметил, трихлорметил, 2-фторэтил, 2,2,2-трифторэтил и пентафторэтил. В предпочтительном варианте общее число заместителей в кольцевой системе А составляет не больше примерно 5 или 6; если число заместителей превышает примерно 5 или 6, адсорбция кольцевой системы А на поверхности асфальтеновых частиц может оказаться более слабой. Предпочтительным значением n является 1, 2 или 3. В более предпочтительном варианте n обозначает 1. Когда n обозначает 2 или большее число, группы Х и R могут быть одинаковыми или разными. В предпочтительном варианте n обозначает 2, а обе группы R представляют собой н-гексадецил. В предпочтительном варианте А обозначает нафталин, значения Х выбирают из остатка простого С 1-С 4 алкилового эфира, С 1-С 4 алкилтиогруппы и С 1-С 4 алкиламиногруппы, n обозначает 1, а R обозначает С 12-С 16 алкильную цепь. В другом предпочтительном варианте А обозначает нафталин, значения Х выбирают из простого эфирного связующего звена, аминового связующего звена и тиоэфирного связующего звена, n обозначает 1, а R обозначает С 14-С 18 алкильную цепь. В еще одном предпочтительном варианте А обозначает нафталин, значения Х выбирают из простого эфирного связующего звена, аминового связующего звена и тиоэфирного связующего звена, n обозначает 1, а R обозначает С 16 алкильную цепь. В наиболее предпочтительном варианте А обозначает нафталин, Х обозначает простое эфирное связующее звено, n обозначает 1, а R обозначает н-гексадецил. Другие предпочтительные варианты представлены в приведенной ниже таблице. Несмотря на то, что существует возможность использовать соединения формулы (I) непосредственно в способе настоящего изобретения, в предпочтительном варианте соединения формулы (I) вначале растворяют в жидком носителе. Соответственно, по другому объекту настоящего изобретения предлагается раствор, включающий соединение формулы (I) и жидкий носитель. В приемлемом варианте соединение формулы (I) и жидкий носитель находятся в соотношении примерно 1:100. В предпочтительном способе уменьшения агрегирования и осаждения асфальтенов из сырой нефти раствор, включающий соединение формулы (I) в жидком носителе, во время процесса бурения с использованием обычной технологии закачивают down oil shaft внутри скважины. Эффективное для применения при выполнении на-4 007072 стоящего изобретения количество соединения формулы (1) может быть легко установлено специалистом в данной области техники. Целесообразное для применения в настоящем изобретении эффективное количество соединения формулы (I) находится интервале от 10 до 10000 г/т сырой нефти. Как сказано выше, соединениям, которые были ранее предложены как приемлемые для использования при подавлении агрегирования асфальтенов, свойственен недостаток, состоящий в том, что их получение может быть сопряжено с затруднениями технологического порядка и/или большими затратами,поскольку необходимые исходные материалы и реагенты могут быть опасными, получаемыми с затруднениями технологического порядка и дорогостоящими либо сами по себе, либо когда определяют затраты на безопасное размещение отходов. Так, например, 2-гексадецилнафталин, который был предложен в качестве ингибитора агрегирования асфальтенов, может быть получен ацилированием по ФриделюКрафтсу нафталина 2-гексадеканоилхлоридом (пальмитоилхлоридом) в присутствии безводного алюминийхлорида и нитробензола с использованием метода Buu-HoiCagnint (Bull. Soc. Chim., 12 (1945) с.307) с последующим восстановлением по Вольфу-Кишнеру полученного 2-гексадеканоилнафталина в соответствии с модификацией Хуанга-Минлона Anderson JACS) (1953) с.449). Однако это превращение требует применения дорогостоящих и опасных реактивов и сопряжено с образованием отходов, безопасное размещение которых связано с большими затратами. Альтернативный и потенциально более дешевый путь состоит в применении технического катализатора, такого как продукт Envirocat EPZ10 (фирмаContract Chemicals, Ноусли, Великобритания), который должен позволить молекуле алкилгалогенида закрепиться непосредственно на нафталине. Однако часто результатом таких реакций алкилирования является смесь изомерных продуктов, разделение которых, как установлено, сопряжено с затруднениями технологического порядка и большими затратами. В противоположность этому безопасное получение, по меньшей мере, некоторых соединений настоящего изобретения является относительно простым и экономически эффективным. Соединения формулы (I) могут быть получены по методам, хорошо известным специалистам в данной области техники. Так, например, соединения формулы (I) могут быть получены реакцией соединения формулы (II) в которой А имеет указанные выше значения, а X' обозначает остаток-предшественник соединительной группы (в частности, когда Х обозначает простое эфирное связующее звено, X' обозначает гидроксил,когда Х обозначает вторичное аминовое связующее звено, X' обозначает первичную аминогруппу, когда Х обозначает тиоэфирное связующее звено, X' обозначает тиол, а когда Х обозначает простое алкилэфирное связующее звено, X' обозначает алкилгидроксил, и т.д.), с соединением формулы (III)LR (III) в которой R имеет указанные выше значения, a L обозначает уходящую группу, такую как атом галогена,алкил и арилсульфонат, в соответствующих условиях. Эту реакцию можно проводить прямым смешением реагентов, причем в предпочтительном варианте реакцию проводят в растворителе. В целесообразном варианте такую реакцию можно проводить при повышенной температуре и/или в присутствии основания. Следовательно, когда Х обозначает простое эфирное связующее звено, соединения формулы (I) могут быть довольно легко получены реакцией нафтола с алкилхлоридом. Нафтол является дешевым, легко доступным продуктом массового химического производства, а синтез Вильямсона этого типа является недорогим в осуществлении. Аналогичным образом, когда Х обозначает атом азота или серы, исходными материалами являются нафтиламин или нафталинтиол и алкилгалогенид. Для специалистов в данной области техники очевидно, что соединения по настоящему изобретению предназначены для получения в промышленном масштабе, экономически эффективным путем. Соответственно, можно обосновать экономическую необходимость применения в качестве исходных материалов в процессе получения не выделенных, чистых соединений, а фактически смеси больше, чем одного соединения. Такие исходные смеси обычно образуют сочетание продуктов. Так, в частности, в реакции,которая в качестве примера приведена ниже, нафтол может представлять собой смесь 1-нафтола и 2 нафтола, в то время как гексадецилгалогенид может включать другие C12-С 20 продукты, предпочтительно С 14-С 18 алкилгалогениды. Получаемые в результате таких реакций смеси следует рассматривать как включенные в объем настоящего изобретения. В предпочтительном варианте получаемые смеси, предназначенные для применения в способах настоящего изобретения, включают больше 50% одного соединения формулы (I), более предпочтительно 75%, наиболее предпочтительно больше 90%. Пример 1. Получение гексадецилнафтоксида. В сухую круглодонную колбу, содержавшую нафтол (10,21 г) в ТГФ (100 мл) при 0 С порциями вводили гидрид натрия (2,72 г, 60%-ная дисперсия в масле). После завершения добавления гидрида натрия осторожно в течение 30 мин добавляли гексадецилхлорида (18,48 г), ледяную баню удаляли и температуре давали повыситься до комнатной. После перемешивания при комнатной температуре в течение 2 ч реакционную смесь выливали в диэтиловый эфир (200 мл)/гидроксид натрия (100 мл 0,5 н.). Водный слой отделяли и экстрагировали диэтиловым эфиром (2 порции по 50 мл). Объединенные органические-5 007072 слои промывали водой (2 порции по 50 мл), сушили [MgSO4] и концентрировали под вакуумом с получением сырого указанного в заглавии соединения. Пример 2. Определение дисперсии асфальтенов в сырых нефтях. Общепризнано, что асфальтены существуют в нефти в диспергированном состоянии в виде частиц,по меньшей мере, в некоторой степени коллоидно стабилизированных смолами, которые действуют как пептизаторы. Молекулы смол окружают асфальтеновые частицы и способны образовывать слой, создающий пространственный экран. Если этот защитный экран удалить, например растворением смол в жидкой фазе, асфальтеновые частицы начинают слипаться в более крупные частицы (т.е. коагулируют),что может привести к осаждению асфальтенов на поверхностях. Присутствие соединений формулы (I) обычно уменьшает нестабильность асфальтенов за счет имитации действия смол с достижением максимальной эффективности в алифатических растворителях, таких как сырая нефть. Стабилизация асфальтеновых частиц происходит, когда соединения формулы (I) присоединяются к поверхностям асфальтеновых частиц карбоциклическими головными частями и вытягивают гидрокарбильные цепи наружу, в массу нефти, с образованием пространственного стабилизирующего слоя. Хотя это происходит с достижением максимального эффекта только в алифатической жидкости, такой как нефть, которая является хорошим растворителем для гидрокарбильной цепи, такой эффект, однако, должен проявляться с частичной эффективностью в растворителях, таких как толуол. Распределение частиц твердого материала по размерам в сырой нефти может не оказаться легко определимым по обычным методам. С целью избежать затруднения в высокоабсорбционных дисперсных средах, таких как сырая нефть, был разработан метод обратного рассеяния лазерного луча. В этом методе применяют фотонно-корреляционную спектроскопию, также называемую спектроскопией с квазиупругим рассеянием света, но с вариантом обратного рассеяния, а не с более обычным прямым рассеянием. Это оказывается особенно эффективным для концентрированных дисперсий или для высокоабсорбционных растворов, как в данном случае. Применяемый при этом прибор поставила фирма Brookhaven Instruments, Нью-Йорк. Диапазон определения частиц составлял от 2 нм до 10 мкм. Этот прибор был снабжен оптиковолоконным зондом, позволявшим осуществлять измерения в удаленных местах. Несмотря на относительную сложность такого прибора, если жидкость обладает высокоабсорбционными характеристиками, как у сырой нефти, установить распределение частиц по размерам остается трудновыполнимой задачей. Это объясняется тем, что значительная часть лазерного излучения поглощается, и интенсивность излучения обратного рассеяния может оказаться очень слабой. С целью прохождения через толстое окно в ячейках высокого давления в варианте прибора фирмы Brookhaven, разработанном при создании настоящего изобретения, оптический зонд был модифицирован таким образом, чтобы добиться фокальной точки на расстоянии от наконечника зонда до центра рассеивающего объема примерно 4 мм. Для осуществления измерений размеров частиц асфальтенов в нефти были разработаны две разные ячейки. Первая из разработанных ячеек обладает прямоугольной формой и состоит из черного (наполненного сажей) ПТФЭ с фиксируемым путем заталкивания кварцевым окном толщиной 3,8 мм. Другая ячейка состоит из цилиндрического корпуса, выполненного из толстого пластика, с окном (кварцевым), закрепленным в одном из торцов цилиндрического корпуса. С помощью этой техники можно отслеживать распределение асфальтеновых частиц по размерам в присутствии соединения формулы (I). ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ уменьшения агрегирования и осаждения асфальтенов из жидкости, содержащей асфальтены, такой как сырая нефть, который включает добавление в жидкость соединения формулы (I) или смеси таких соединений в которой А обозначает кольцевую систему, содержащую от 6 до 14 углеродных атомов, необязательно замещенную группой, выбранной из С 1-С 6 алкила и С 1-С 6 галоалкана, n обозначает по меньшей мере 1 и может равняться числу положений в А, доступных для замещения, каждый Х независимо обозначает соединительную группу, выбранную из карбонильного (-СО-) связующего звена, сложноэфирного (-СО 2-) связующего звена, алкилэфирного связующего звена, алкилтиоэфирного связующего звена, алкиламинового связующего звена, алкилкарбоксильного связующего звена, сложного алкилэфирного связующего звена, простого эфирного связующего звена, тиоэфирного связующего звена и аминового связующего звена, а каждый R независимо обозначает гидрокарбильную группу, содержащую от 10 до 25 углеродных атомов. 2. Способ предотвращения осаждения асфальтенов в жидкости, содержащей асфальтены, который включает добавление в эту жидкость соединения формулы (I). 3. Способ по п.1 или 2, в котором жидкость представляет собой сырую нефть. 4. Способ по одному из пп.1-3, где А выбирают из бензола, нафталина и антрацена. 5. Способ по п.4, где А обозначает нафталин. 6. Способ по одному из предыдущих пунктов, где R обозначает С 12-С 18 алкильную цепь.-6 007072 7. Способ по п.6, где R обозначает н-гексадецил. 8. Способ по одному из предыдущих пунктов, где Х обозначает остаток простого С 1-С 4 алкилового эфира, С 1-С 4 алкилтиогруппу, С 1-С 4 алкиламиногруппу, остаток простого эфира, аминогруппу или тиоэфирное связующее звено. 9. Способ по одному из пп.1-3, где А обозначает нафталин, значения Х выбирают из остатка простого эфира, аминогруппы и тиоэфирного связующего звена, n обозначает 1, a R обозначает С 14 С 18 алкильную цепь. 10. Способ по одному из пп.1-3, где А обозначает нафталин, значения Х выбирают из остатка простого С 1-С 4 алкилового эфира, С 1-С 4 алкилтиогруппы и С 1-С 4 алкиламиногруппы, n обозначает 1, а R обозначает С 12-С 16 алкильную цепь. 11. Способ по одному из пп.1-3, где А обозначает нафталин, значения Х выбирают из карбонильной группы или сложноэфирной группы, n обозначает 1, а R обозначает С 14-С 18 алкильную цепь. 12. Способ по одному из пп.1-3, где А обозначает нафталин, Х обозначает простое эфирное связующее звено, n обозначает 1, а R обозначает н-гексадецил. 13. Способ по одному из пп.1-3, где А обозначает нафталин, n обозначает 2, оба Х обозначают остатки простого эфира, а оба R обозначают разные С 14-С 18 алкильные цепи. 14. Способ по одному из пп.1-3, где А обозначает нафталин, n обозначает 2, оба Х обозначают остатки простого эфира, а оба R обозначают н-гексадецил. 15. Способ по одному из предыдущих пунктов, в котором используют смесь соединений формулы(I). 16. Способ по одному из предыдущих пунктов, в котором соединение формулы (I) представляет собой раствор, включающий соединение формулы (I) и жидкий носитель.
МПК / Метки
МПК: C10L 1/22, C10L 1/18, C10G 75/04, C07C 43/20, E21B 37/06, C10L 1/24, C10L 10/00, C07C 41/16
Метки: подавления, осаждения, жидкости, асфальтенов, способ
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/8-7072-sposob-podavleniya-osazhdeniya-asfaltenov-v-zhidkosti.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ подавления осаждения асфальтенов в жидкости</a>
Предыдущий патент: Способ удаления диметилового эфира из потока олефинов
Следующий патент: Усовершенствованная очистка 4,4′(5′) ди-трет-бутилциклогексано-18-краун-6
Случайный патент: Пиримидинилпиперазины, применимые в качестве лигандов рецепторов d3/d2