Модификация Реаиона-4В

Синтез проводится по ниже приведенной методике:

Собирают установку, представленную на рисунке 2.9. В грехгорлую колбу, снабженную термометром, мешалкой, обратным холодильником загружают 50-150 г Реапона-4В и диметилфосфит, массу которого рассчитывают по формуле (2.1). Смесь при перемешивании нагревают до температуры 130°С и перемешивают при этой температуре в течение 240 мин.

Реакция протекает но следующей схеме:

Направление протекания реакции определяется количеством диметилфосфита, взятого в реакцию. Количество диметилфосфита рассчитывается но формуле 2.1:

Где Мдмф - масса диметилфосфита, г

Мбс - масса блоксополимера, взятого в реакцию

  • 110 - молекулярная масса диметилфосфита, г/моль
  • 4300 - средняя молекулярная масса блоксополимера, г/ моль,

X - коэффициент, равный 1 для первого направления, 2 - для второго.

Установка для проведения синтеза Количество выделившегося метанола рассчитывается по формуле 2.2

Рисунок 2.9 - Установка для проведения синтеза Количество выделившегося метанола рассчитывается по формуле 2.2:

53

где: Ммет - масса выделившегося метанола, г

Мдмф - масса взятого в реакцию диметилфоефита, г 110 - молекулярная масса димегилфосфита, г/моль 32 - молекулярная масса метанола, г/моль Результаты синтеза оформляются в виде таблицы 2.6.

Таблица 2.6 - Модификация Реапона-4В_

Навеска диме- тил фосфита, г

Навеска

Реапо-

на-4В,

г

Время реакции, мин.

Температура

реак-

0/~1

ции, С

Вес полу- чен-ного продукта, г

Выход от гео- ре-

тичес-

кого,

%

На втором этапе - определение температуры иосвегления выполняется в соответствии с ТУ 2226-005-10488057-94 «РЕАГЕНТ- ДЕЭМУЛЬГАТОР МАРКИ РЕАПОН 4В».

1. Средства измерения и вспомогательные устройства Весы лабораторные 2-го класса точности по ГОСТ 24104 с наибольшим пределом взвешивания 200 г.

Набор гирь Г-2-210 по ГОСТ 7328 Цилиндр 1-50 или 3-50 по ГОСТ 1770

Термометр по ГОСТ 28498 или по ТУ 25-2021-003 с ценой деления 0.1°С, пределы измерения 0-100°С. Допускается использовать термометр с ценой деления 0.5°С.

Прибор для определения температуры иосвегления. Чертеж прибора приведен на рисунке 2.10

Колба Кн-2-100-34 по ГОСТ 25336 Баня жидкостная (вода).

2. Реактивы и растворы

Спирт изопропиловый по ТУ 6-09-402, х.ч.

Вода дистиллированная но ГОСТ 6709

Смесь: изопропиловый спирт - вода в соотношении 1 : 5 (по

массе).

Допускается использовать средства измерения и посуду другого типа или импортные с техническими и метрологическими характеристиками не хуже указанных, а также реактивы квалификации не ниже ч.д.а.

3. Проведение испытания

Собирают прибор, представленный на рисунке 2.10.

Навеску Реанона-4В массой (1.0+0.1) г взвешивают в колбе, добавляют цилиндром 50 см3 смеси изопропиловый спирт - вода (1:5) и перемешивают до полного растворения навески. Раствор переливают в пробирку (4), пробирку закрывают пробкой, вставляют термометр, помещают в баню, нагретую до температуры (90±2)°С и нагревают при перемешивании раствора мешалкой (2) до помутнения (температура выше точки посветления), но не выше 85-90°С. Затем пробирку вынимают из бани, охлаждают на воздухе при постоянном перемешивании мешалкой (2) и записывают температуру, при которой муть исчезает.

За результат анализа принимают среднее арифметическое значение двух параллельных определений, допускаемое расхождение между которыми не должно превышать 0.5°С. Результат записывают до первого знака после запятой. Границы доверительного интервала погрешности результата анализа при доверительной вероятности Р=0.95.

Температура посветления выбрана в качестве возможной идентификации исходного и модифицированного продуктов поскольку этот показатель указан в ТУ на исходный продукт, а также с учетом доступности метода и простоты аппаратурного оформления, что немаловажно для лабораторного практикума. Сущность метода интерпретируется ио-разному у различных авторов. Так, по определению Ланге, температура помутнения - это температура, при которой изотропный раствор ПАВ становится непрозрачным. Обычно проявление такого феномена, который но своей сути эквивалентен термодинамической критической точке, можно наблюдать для неионогенных ПАВ.

Мутность возрастает из-за взаимодействия между мицеллами (взаимонритягивания). При более высоких температурах имеет место фазовое разделение на водообогащенную фазу и фазу, обогащенную ПАВ.

Н. Шенфельд предполагает, что энергия водородной связи, составляющая около 7 ккал/моль, недостаточно велика, чтобы удержать присоединившуюся к оксиалкелинированнным веществам воду при нагревании; при повышенной температуре происходит дегидратация и большая часть оксиалкелинированного продукта, содержащего небольшое количество воды, выпадает в осадок. Диспергированные вещества в этих условиях соосаждаются почти количественно. При охлаждении эти продукты вновь растворяются.

Температура помутнения служит мерой гидрофильногидрофобного соотношения в молекуле, которое количественно характеризуется числом ГЛБ (гидрофильно - липофильный баланс). Расчетным путем для оксиэтилированных жирных кислот ГЛБ можно определить по уравнению 2.3:

где: V- число омыления продукта; кислотное число жирной кислоты.

При расчете ГЛБ для оксиэтилированных жирных спиртов можно использовать уравнение 2.4:

где: Е - содержание оксида этилена в % масс.

Для неионогенных веществ, содержащих оксид пропилена, оксид бутилена таким способом ГЛБ рассчитывать нельзя. В этих случаях пользуются эмпирическими методами. При этом Ланге отмечает, что значения ГЛБ смеси двух или более ПАВ аддитивны: значения ГЛБ смеси равно сумме значений ГЛБ составляющих, помноженной на их массовые доли в смеси.

Прибор для определения температуры посветления

Рисунок 2.10 - Прибор для определения температуры посветления:

1 - термометр; 2 - кольцевая мешалка; 3 - пробка с тремя отверстиями; 4 - пробирка из термостойкого стекла

На третьей стадии определение деэмулыирующей активности исходного Реанона-4В и модифицированного с использованием 1% или 2% растворов испытуемых реагентов в воде, либо в смеси толуола или ксилола и изопропанола в объемном соотношении 3:1 выполняют по ниже приведенной методике.

Определение деэмулы ирующей способности деэмульгаторов водонефтяных эмульсий

1. Средства измерений и оборудование.

Весы лабораторные общего назначения по ГОСТ 24104 высшего класса точности с наибольшим пределом взвешивания 200 г;

Весы лабораторные общего назначения но ГОСТ 24104 среднего класса точности с наибольшим пределом взвешивания 200 г;

Термометр но ГОСТ 28498;

Пинетки объемом 2мл, 5 мл по ГОСТ 29227;

Колба коническая по ГОСТ 25336;

Делительная воронка;

Цилиндр мерный по ГОСТ 1770;

Плитка электрическая но ГОСТ 14919.

В коническую колбу на 250 мл помещают 50 - 100 г нефтяной эмульсии, пипеткой добавляют рассчитанное количество ранее приготовленного раствора деэмульгатора, исходя из заданного расхода в г/ т нефти, закрывают неплотно пробкой, интенсивно перемешивают в течении 10 минут либо вручную, либо с помощью встря- хивателя и помещают в термостат или водяную баню с температурой 60-80 °С. При периодическом встряхивании колбу выдерживают в течении 30 - 120 минут в зависимости от скорости отстоя после чего эмульсию переливают в делительную воронку и отстаивают при температуре окружающей среды до установления равновесия между слоями. Водный слой сливают в мерный цилиндр, при этом предварительно крупные капли воды, осевшие на стенках воронки, сбивают стеклянной палочкой вниз и замеряют объем. Рассчитывают количество отстоявшейся воды. Следует учесть, что эффективность деэмульгаторов необходимо испытывать на идентичных образцах эмульсии, поэтому ее готовят из безводной нефти и пластовой воды одного и того же месторождения или из товарной нефти и 20%-ного раствора натрия хлористого и кальция хлористого в дистиллированной воде

(предварительно отфильтрованного) так, чтобы содержание воды в получаемой эмульсии было около 30%. Эмульсию готовят за 16-18 часов до определения, чтобы обеспечить формирование защитных слоев на каплях эмульгированной воды. Испытание проводят при 60°С для легких нефтей, а для высоконарафинистых и тяжелых нефтей плотностью 0,9 и более при 80°С.

Остаточную воду в нефти определяют по методу Дина-Старка в соответствии с ГОСТ 2477. Сущность метода состоит в образовании азеотропной смеси ос таточной воды в нефти с растворителем (бензол, толуол, бензин прямой гонки, выкипающей в температурных пределах 8()-120°С) в процессе перегонки, с последующим разделением конденсата на две фазы вода - растворитель. Количество выделившейся воды соответствует содержанию остаточной воды в нефти.

Азеотропная смесь - смесь двух или более жидкостей, характеризующаяся равновесием жидкой и паровой фаз того же состава, что и исходная смесь. Состав азеотропных смесей меняется с температурой (давлением), что используется для их разделения методом азеотропной ректификации. При перетонке двухфазной жидкой системы любого состава конденсат будет иметь постоянную концентрацию равновесных жидких фаз до тех пор, пока в кубе сохраняются обе жидкие фазы. Температура кипения такой смеси может быть либо более высокой, либо более низкой, чем их отдельные компоненты. Методика определения остаточной воды в нефти но ГОСТ 2477 состоит в следующем.

При количественном определении содержания воды в нефтепродуктах применяются следующие аппараты, реактивы и материалы:

1. Аппаратура, реактивы, материалы

Аппарат для количественного определения содержания воды в нефтяных, пищевых и других продуктах (рисунок 2.7);

Допускается применять колбы типа К - 1 - 500 - 29/32 ТС, Л - 1-2000 - 45/40 ТС по ГОСТ 25336;

Приемник - ловушка;

Цилиндр измерительный номинальной вместимостью 100 см3 по ГОСТ 1770.

В дистилляционную колбу (рисунок 2.11) помещают пробу обезвоженной нефти в количестве 25 - 100 г, взвешенную с точностью до 0,02 г, добавляют 100 см3 растворителя, тщательно перемешивают до полного растворения нефтепродукта и помещают в колбу несколько кусочков фаянса или фарфора, нагревают содержимое колбы до кипения и далее нагрев ведут гак, чтобы скорость конденсации дистиллята в приемник-ловушку была от 2 до 5 капель в 1 сек. Перегонку прекращают, как только объем воды в приемнике не будет увеличиваться и верхний слой растворителя станет совершенно прозрачным. Время перегонки должно быть не менее 30 и не более 60 минут. После того, как колба охладится, а растворитель и вода в приемнике примут температуру окружающей среды, установку разбирают и сталкивают стеклянной палочкой капельки оставшейся воды в приемник. Если в приемнике-ловушке собралось небольшое количество воды (до 0,3 см) и растворитель мутный, то приемник-ловушку помещают на 20-30 минут в горячую воду для осветления и снова охлаждают до температуры окружающей среды. Замеряют объем воды, отстоявшейся в приемнике, и рассчитывают массовую долю остаточной воды в процентах по формуле 2.5:

где V - объем воды в приемнике-ловушке, см3; т - масса пробы , г.

Согласно ГОСТ 51858-2002 подготовленная к переработке нефть, поставляемая с промыслов на нефтеперерабатывающие заводы, должна отвечать требованиям, представленным в таблице 2.7.

Таблица 2.1 - Требования, предъявляемые к подготовленной нефти

Таблица 2.7 - Требования, предъявляемые к подготовленной нефти

Показатели

Группа нефти

I

II

III

1. Содержание воды, % масс.

0,5

1,0

1,0

2. Содержание хлористых солей, мг/л

до 100

100-130

300-900

3. Содержание механических примесей, % масс., не более

0,05

0,05

0,05

Установка для определения остаточной воды в нефтяной эмульсии

Рисунок 2.11 - Установка для определения остаточной воды в нефтяной эмульсии:

1 - колба; 2 - насадка Дина-Старка; 3 - холодильник; 4 - баня; 5 - хлор-

кальциевая трубка

На четвертой стадии полученные результаты интерпретируют в виде таблицы 2.6 и графиков зависимости количества остаточной и отстоявшейся воды % масс, (по оси абсцисс) от удельного расхода реагентов на тонну нефти в г (по оси ординат) и по кривой обезвоживания находят величину удельного расхода деэмульгатора, обеспечивающего минимальное количество остаточной воды в нефти. На основе анализа приведенных данных делают выводы об эффективности реагентов до и после модификации. Следует отметить, что эффективность реагентов - деэмульгаторов зависит от строения соединений, использованных в качестве стартовых веществ в синтезе блоксоноли- мера, от соотношения в нем гидрофильной и гидрофобной части и, соответственно, расхода реагента на тонну нефти. Полученные результаты по деэмульгирующей активности исходного и модифицированного Реанона - 4В оформляют в виде таблицы 2.8.

Таблиц 2.8 - Сравнительные характеристики исходного и модифицированного Реапона-4В по деэмульгирующей активности

Наименование

реагента

Расход реагента, г/т нефти

Количество воды отстоявшейся

Количество воды остаточ-ной

Общая обводнен- ность, %

мл

%

масс.

мл

%

масс.

Исходный

Реапон-4В

Модифицир.

Реапон-4В

Второе направление, предусматривающее создание композиционных реагентов на основе двух и более широко используемых в нефтяной промышленности деэмульгаторов, предполагает выполнение следующих стадий:

  • 1. Определение деэмульгирующей способности каждого из исходных реагентов при расходах в пределах 50-300 г/т нефти
  • 2. Разработка рецептуры и приготовление композиций при различных процентных соотношениях реагентов, исходя из результатов, полученных по п. 1

3. Определение деэмульгирующей активности приготовленных

композиций при тех же расходах, что в гт 1

4. Определение остаточной воды по методу Дина-Сгарка но

ГОСТ 2477.

  • 5. Обработка, анализ и обсуждение полученных результатов.
  • 6. Выводы.

По п.1 определение деэмульгирующей способности исходных реагентов выполняется по вышеприведенной методике (сгр. 58), основанной на статическом отстое свежеотобранных естественных водонефтяных эмульсий, либо на свежеприготовленных искусственных эмульсиях, полученных из безводной нефти с установки подготовки нефти, отобранной до подачи в нее реагента - деэмульгатора, и модели пластовой воды.

Разработка рецептуры композиций реагентов но пункту 2, а также последующие работы по п. 3 и 4 выполняются следующим образом:

  • - на основе анализа данных по деэмульгирующей активности исходных реагентов, полученных но п.1, готовят несколько композиций при простом смешении в различных соотношениях, причем к менее активному добавляют более активный реагент в количествах 10 - 30 % мае.;
  • - определяют деэмульгирующую способность приготовленных композиций и остаточную воду но методу Дина-Старка (стр. 57);
  • - Строят кривые обезвоживания, по которым находят величину удельного расхода деэмульгатора в г/т, обенечивающую максимальное обезвоживание эмульсии.

По пунктам 5 и 6 результаты исследований представляют в виде таблицы 2.8 и на основе полученных данных делают выводы, касающиеся перспективности использования испытанных композиций в сравнении с известными промышленными реагентами.

Оформление полученных результатов лабораторных работ представляется следующим образом:

  • 1) указывается цель работы;
  • 2) приводится описание методики выполнения работ, все произведенные необходимые расчеты по каждому этапу, табличный материал и соответствующие рисунки;
  • 3) выводы.

Контрольные вопросы.

  • 1. Промышленные способы стабилизации (дегазации) нефти.
  • 2. Понятие о нефтяных эмульсиях. Факторы, определяющие необходимость разрушения нефтяных эмульсий.
  • 3. Определение понятий «эмульгаторы» и «деэмульгаторы».
  • 4. Требования, предъявляемые к деэмульгаторам.
  • 5. Промышленные способы разрушения нефтяных эмульсий. Сущность каждого метода.
  • 5.1. Механический способ.
  • 5.2. Термический способ.
  • 5.3. Электрический способ.
  • 5.4. Химический способ.
  • 5.5. Термохимический способ.
  • 6. Классификация ПАВ, используемых в нефтяной промышленности в качестве деэмульгаторов, дать определение каждого из типов:
  • 6.1 .Ионогенные ПАВ.
  • 6.2 . Неионогенные ПАВ (НПАВ).
  • 7. Сущность метода определения температуры иосветления.
  • 8. Сущность метода определения остаточной воды по методу Дина - Старка.
  • 9. Понятие об азеотропных смесях.
  • 10. Требования ГОСТ Р 51858-2002, предъявляемые к подготовленной нефти.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >