Данное изобретение относится к композициям сырой нефти с низким. Изложение изобретения
 Скачать 76.22 Kb.
|
|
Данное изобретение относится к композициям сырой нефти с низким содержанием текучей среды. Предпосылки и краткое изложение изобретения Известно, что некоторые парафинистые сырой нефти с высоким коэффициентом текучести имеют плохие характеристики потока в трубопроводе и, кроме того, проявляют тенденцию к гелеобразованию при температурах, встречающихся во время транспортировки. Эта тенденция вызывает особые беспокойства, когда трубопровод, содержащий эту сырую нефть, закрывается при низких температурах окружающей среды. В данной области техники был предложен ряд процессов для решения таких проблем с потоком. Например, температура застывания парафинистой нефти была улучшена за счет удаления части парафина экстракцией растворителем при низких температурах с сопутствующими расходами на извлечение растворителя и проблемой удаления парафина и обеспечения охлаждения. требования, которые существенны. В недавно предложенных процессах воск удаляли без использования растворителя путем центрифугирования предварительно нагретой сырой нефти, которая охлаждалась с критически контролируемой и медленной скоростью до температуры центрифугирования около 35-55 ° F. Другой широко практикуемый процесс включает разделение парафинистой нефти с более легкими фракциями углеводородов. Этот способ страдает рядом недостатков, таких как тот факт, что процедура включает использование относительно больших количеств дорогих углеводородных растворителей для транспортировки относительно дешевого продукта. Кроме того, эта практика также обязательно требует, чтобы режущие углеводородные растворители были доступны в подходящих количествах, что в некоторых случаях неудобно, а также чтобы существовал готовый рынок для растворителей на другом конце трубопровода. В другом методе нагревательное оборудование, устанавливаемое вдоль трубопровода через частые промежутки времени, используется для нагрева сырой нефти и, таким образом, снижения ее вязкости. Нагреватели, используемые для этой цели, могут работать за счет извлечения из транспортируемой нефти для использования в качестве топлива. Для обеспечения нагрева, необходимого для снижения вязкости сырой нефти до подходящего значения, можно использовать до 5 процентов сырой нефти. Кроме того, большинство трубопроводов не оборудованы такими отопительными установками. Кроме того, существует дополнительная проблема загрязнения атмосферы при сжигании сырой нефти, поскольку их может быть трудно полностью сжечь. Согласно этому изобретению эффективное количество депрессора температуры застывания сополимера или тройного сополимера этилена и акрилонитрила вводится в парафинистую сырую нефть для получения композиции, имеющей хорошие характеристики текучести в трубопроводе и пониженную тенденцию к гелеобразованию при температурах, встречающихся во время транспортировки такой сырой нефти. масло. Предыдущее искусство Патент Великобритании 787055, выданный Esso Research and Engineering Company, раскрывает использование растворимых в масле сополимеров этилена и / или пропилена и азотсодержащего ненасыщенного органического соединения, такого как акрилонитрил, в качестве моющей добавки к смазочным маслам. В ссылке далее раскрывается, что такие сополимеры, когда они модифицированы боковой цепью, содержащей 8-18 атомов углерода, могут придавать дополнительные свойства, такие как свойства, улучшающие вязкость, или свойства, снижающие температуру застывания, очищенным продуктам, используемым в качестве смазок. Патент США 4062796, Gardner et al. раскрывает использование продукта реакции полиэлектролитического органического полимера и органического поверхностно-активного вещества для предотвращения образования накипи в водных растворах. Органический полимер может быть сополимером акрилонитрила с этиленом или пропиленом. Патент США 3693720, McDougall et al. раскрывает использование полимера, содержащего этиленовый фрагмент, неполярный фрагмент, такой как акрилонитрил, и полярный фрагмент, такой как акриловая кислота, для ингибирования осаждения парафина на поверхностях, контактирующих с сырой нефтью. Патент США 3832302, выданный Lansford et al. раскрывает композицию для ингибирования накипи в водной системе, образованной реакцией водорастворимого полиэлектролитического органического полимера, имеющего молекулярную массу от 1000 до 100000, и водорастворимого органического катионного поверхностно-активного соединения. Органический полимер может быть сополимером олефина, такого как этилен, с соединением, имеющим формулу CH2 -  -R₁, в котором R может быть водородом, а R₁ может быть нитрильным радикалом.Подробное описание изобретения Сополимеры этилена и акрилонитрила, используемые в данном изобретении, могут быть получены полимеризацией этилена и акрилонитрила или взаимодействием акриловой кислоты с этиленом и пиролизом с аммиаком с получением сополимера. Эти сополимеры хорошо известны в данной области, и процедуры их получения легко доступны. Состав сополимеров может быть разным. Однако обычно количество акрилонитрила в сополимере составляет от примерно 1 до примерно 35 мас.%, А более обычно от примерно 10 до примерно 20 мас.%. Тройные сополимеры этилена и акрилонитрила могут быть получены полимеризацией этилена, акрилонитрила и третьего мономера. Третьи используемые мономеры, не являющиеся исчерпывающими, включают винилацетат, монооксид углерода, алкилакрилаты, алкилметакрилаты, простые алкилвиниловые эфиры, винилхлорид, винилфторид, акриловую кислоту и метакриловую кислоту. Различные тройные сополимеры, используемые в композициях по настоящему изобретению, известны в данной области, как и процедуры их получения. Количество третьего мономера в тройных сополимерах будет варьироваться от примерно 0,1 до примерно 10 мас.%, Но обычно составляет от примерно 1 до 5 мас.%. Можно модифицировать сополимеры и терполимеры этилена и акрилонитрила, добавляя к полимерам боковые углеводородные цепи. Однако в композициях сырой нефти по настоящему изобретению сополимеры и тройные сополимеры этилена-акрилонитрила используются без такой модификации. В зависимости от используемых условий полимеризации, в частности температуры полимеризации, сополимеры и тройные сополимеры могут различаться по индексу расплава, измеренному по ASTM D1238-E (который связан с молекулярной массой). Индекс расплава сополимеров и тройных сополимеров может составлять от 1 до 4000. Чаще всего индекс расплава составляет от примерно 1 до примерно 300. Сополимеры и тройные сополимеры этилена и акрилонитрила обычно являются твердыми или полутвердыми при комнатной температуре. Хотя сополимер или терполимер можно вводить в воскообразную сырую нефть в форме твердого вещества, для простоты обращения желательно поместить сополимер или терполимер в раствор перед добавлением его к воскообразной сырой нефти. Это может быть достигнуто за счет использования ароматического растворителя, такого как толуол или ксилол, или, если предпочтительно, для этой цели может быть использован поток нефтепереработки с высоким содержанием ароматических углеводородов, такой как остатки крекинг-установки этилена. Хотя композиции сырой нефти по настоящему изобретению могут быть приготовлены с использованием любого парафина, содержащего сырую нефть, сополимер этилена-акрилонитрила и терполимерные депрессанты температуры застывания особенно эффективны с воскообразными сырыми нефтями с высокой степенью потери текучести. Эти сополимеры и тройные сополимеры находят особое применение в парафинистой сырой нефти, полученной из таких регионов, как Индия, Египет и Британское Северное море; однако они полезны в других воскообразных материалах. Количество сополимера или тройного сополимера этилена и акрилонитрила, включенного в композиции сырой нефти по настоящему изобретению, может варьироваться в широком диапазоне. Обычно количество сополимера или терполимера в композиции сырой нефти будет составлять от примерно 0,1 до примерно 2000 частей на миллион по массе, а предпочтительно от примерно 1 до примерно 500 частей на миллион. Однако любое количество сополимера или тройного сополимера, которое обеспечит снижение температуры потери текучести, может быть использовано в объеме изобретения. Это изобретение особенно применимо к транспортировке парафинистой сырой нефти на значительные расстояния, особенно там, где трубопровод подвергается изменяющимся температурным условиям. Однако это также применимо к ситуациям, когда нефть перемещается на короткие расстояния. Например, его можно использовать при разгрузке морских платформ, в линиях сбора нефти на месторождениях, а также при хранении и транспортировке сырой нефти на нефтеперерабатывающих заводах. Следующие ниже примеры иллюстрируют результаты, полученные при реализации изобретения. Ряд полимеров, содержащих нитрильную группу (производных от акрилонитрила), был испытан в качестве депрессантов температуры потери текучести в индийской нефти Bombay High. Одна тысяча частей на миллион депрессорного материала была добавлена к сырой нефти, которая была нагрета до температуры 122 ° F. Затем определяли температуру потери текучести каждого неочищенного образца по методу ASTM D-97. ТАБЛИЦА 1
Следует отметить, что оба испытанных сополимера этилена и акрилонитрила обеспечили значительное снижение температуры застывания. Оба тройных сополимера этилен-винилацетат-акрилонитрил также обеспечивали такое же восстановление, как и тройной сополимер этилена, монооксида углерода и акрилонитрила. Сополимер этилена и акрилонитрила, содержащий 18 мас.% Акрилонитрила (EAN 18), был испытан при различных концентрациях в сырой нефти Bombay High аналогичным образом. Результаты представлены в таблице 2. ТАБЛИЦА 2
Тот же сополимер этилена и акрилонитрила сравнивали с Shellswim 5X в сырой нефти Bombay High. Shellswim 5X - депрессорное средство для снижения температуры застывания, поставляемое Shell Oil Company. Сто частей на миллион каждого депрессанта было использовано в сырой нефти Bombay High, нагретой до 122 ° F. Результаты сравнения представлены в таблице 3. ТАБЛИЦА 3
Из данных очевидно, что сополимер этилена и акрилонитрила имеет температуру потери текучести. Тот же сополимер этилена и акрилонитрила был протестирован в сырой нефти Geisum, полученной из Египта, в нескольких концентрациях. Результаты представлены в таблице 4. ТАБЛИЦА 4
Здесь также видно аналогичное преимущество в температуре застывания сополимера этилена и акрилонитрила. Тот же сополимер этилена и акрилонитрила сравнивали с двумя другими депрессантами температуры застывания в нескольких египетских нефтяных месторождениях. 150 частей на миллион каждого материала добавляли к нефти, нагретой до температуры 122 ° F. Результаты представлены в таблице 5. ТАБЛИЦА 5
Тот же сополимер этилена и акрилонитрила был испытан на ряде нефтей из Северной Дакоты, Китайской Народной Республики и Британского Северного моря. Различные концентрации сополимера были испытаны в сырой нефти, нагретой до 165 ° F. Результаты представлены в таблице 6. ТАБЛИЦА 6
Тот же сополимер этилена и акрилонитрила был испытан на прочность геля в сырой нефти Bombay и Safir вместе с двумя материалами Shell (Shellswim 5X и Shellswim 11T). Соответствующие данные и результаты испытаний показаны в таблице 7. ТАБЛИЦА 7
Из данных следует, что сополимер этилена и акрилонитрила, даже в более низких концентрациях, обеспечивает лучшую прочность геля, чем два материала Shell. Исследования отложений парафина проводились на сырой нефти Bombay High с тем же сополимером этилена и акрилонитрила и двумя другими материалами: тройным сополимером этилена, винилацетата и метакриловой кислоты и Shellswim 5X. Результаты представлены в таблице 8. ТАБЛИЦА 8
Данные в таблице 8 указывают на превосходство сополимера этилена и акрилонитрила в качестве ингибитора отложения парафина. Были приготовлены четыре сополимера этилена и акрилонитрила. Состав сополимеров и их индексы плавления представлены в таблице 9. ТАБЛИЦА 9
Вышеупомянутые сополимеры испытывали на температуру застывания в ряде сырой нефти, полученной со всего мира. Результаты тестов представлены в таблице 10. Претензии (12) 1. Композиция сырой нефти с улучшенными характеристиками температуры потери текучести, включающая воскообразную сырую нефть и эффективное количество депрессора точки потери текучести добавки, состоящей в основном из полимера, выбранного из группы, состоящей из сополимеров и терполимеров этилена и акрилонитрила. 2. Композиция по п.1, в которой полимер представляет собой сополимер, содержащий от примерно 1 до примерно 35 мас.% Акрилонитрила. 3. Композиция по п.2, в которой количество присутствующего сополимера составляет от примерно 0,1 до примерно 2000 частей на миллион по массе. 4. Композиция по п.1, в которой полимер представляет собой терполимер, содержащий от примерно 1 до примерно 35 мас.% Акрилонитрила, от примерно 0,1 до примерно 10 мас.% Третьего мономера и остаток этилена. 5. Композиция по п.4, в которой количество терполимера составляет от примерно 0,1 до примерно 1000 частей на миллион по массе. 6. Композиция по п.3 или 6, в которой индекс расплава сополимера или терполимера составляет от примерно 1 до примерно 4000. 7. Композиция по п.1, в которой полимер представляет собой тройной сополимер этилена, акрилонитрила и винилацетата. 8. Композиция по п.1, в которой полимер представляет собой тройной сополимер этилена, акрилонитрила и монооксида углерода. 9. Способ транспортировки парафинистой сырой нефти по трубопроводу, отличающийся тем, что в указанную сырую нефть вводят эффективное количество понижающего температуру застывания присадки, состоящей в основном из полимера, выбранного из группы, состоящей из сополимеров и тройных сополимеров этилена и акрилонитрила. 10. Способ по п.9, в котором указанный полимер имеет значения, указанные в любом из пп.2-8. 11. Способ улучшения характеристик температуры застывания парафинистой сырой нефти, который включает введение в указанную сырую нефть эффективного депрессорного количества присадки, состоящей в основном из полимера, выбранного из группы, состоящей из сополимеров и тройных сополимеров этилена и акрилонитрила. 12. Способ по п.11, в котором указанный полимер имеет значения, указанные в любом из пп. 2-8. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||