Мицеллярная дисперсия

(51)5 В 01 Г 17 ГОСУДАРСТВЕНН ВЕДОМСТВО СС (ГОСПАТЕНТ СС АТЕНТНО СР)ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЕЛЬСТВУииво диспер и вод при сл омпонен 0,4"5 2,0-1 0 0,3-2 Остал кл ное СИЯ,ороды,соли фл ицельюыхкостиения и.1,то,доа сона,ж М а сульИзобретение относит лению дисперсий и може зовано при обработке и при третичной доб в качестве солюбилизир кулярного веса 350 ульфонат20,Недостоляется к приготовбыть использабойных зон, ти, а также щих, диспер"технических вки к топлитком известной до, что она облаи свойствами, а перси ыче не ает уни ульфона версаль входящи в состав диспе лишь средним я и конечного а также мицел лючающая нефт лярного веса ульфированиемющих средсх средств основь к доба рсии, харакмолекулярныпродукта.лярная дисяной сульфо-500, погазообразны уетс сыр мо ва сом Из м и маслИзвестн овышенным оторая в мицеллярна одержанием честве пов дисперсия с оды (55-90 о)хностно-акжит нефтяные персия, в нат молек й с луче вного к онента со К АВТОРСКОМУ СВИ(54)(57) 1. МицелллРндя риспгсодержащая сульфонаты, углевоповерхностно-активные веществщелочных металлов и воду, о тч а ю щ а я с я тем, что, спридания дисперсии универсальсвойств за счет уменьшения вяи поверхностно-активного натя на границе фаз углеводородно ной, в качестве сульфонатов сия содержит водорастворимые маслорастворимые супьфонаты дующем соотношении исходных тов, мас.ь:ВодорастворимыесульфонатыВодомаслорастворимые сульфонатыУглеводороды 2,0 Поверхностно-активные вещества 0,3 Соли щелочныхметаллов 2, Мицеллярная дисперсия и о т л и ч а ю щ а я с я тем, в качестве водорастворимых и маслорастворимых сульфонатов держит сульфонаты кислого гуи являющиеся отходами производст фонатных присадок./100 г0,8-1,09 а Сульфат аммонияНефтяной сульфонат 1,95 с молекулярным весом 405-414,Нефтяной сульфонат получают сульфированием серным ангидридом в среде разбавителя (1,2 дихлорэтана) углеводородного материала, состоящего из гаэойля с молекулярным весом 422-438.Однако указанная дисперсия многоводна и имеет большую вязкость (39-60 спз), что ограничивает область ее применения.Целью изобретения является придание дисперсии универсальных своиств за счет уменьшения вязкости и поверхностно-активного натяжения на границе фаз углеводородной и водной.Поставленная цель достиГается предложенной мицеллярной дисперсией, содержащей водорастворимые сульфонаты, водомаслорастворимые сульфонаты, углеводороды, соповерхностно-активные вещества, соли щелочных металлов и серным ангидридом углеводородов, выкипающих при 372-543 С.Недостатком указанной дисперсииявляется то, что в ее состав входитнефтяной сульфонат, имеющий молекулярный вес 450-500, на основе которого получают только многоводные дисперсии.Известна мицеллярная дисперсия,имеющая состав, мас.4:Вода78,4Соповерхностноактивное вещество 0,9СульФат аммония 3,715Углеводороды 13,5Нефтяной сульфонат 35Нефтяной сульфонат получен из нефтяного погона, из которого удаленынизкомолекулярные фракции,Однако вышеуказанная дисперсияимеет ограниченную сферу применения,так как в ней содержится 783 воды.Наиболее близкой к предложенной 25по технической сущности и достигаемому результату является мицеллярнаядисперсия следующего состава:Вода 603Углеводороды 36-963Соповерхностноактивное вещество2,0-12,00 2,0-70,00 0,3-2,0Остальное Отличительным признаком предложенной дисперсии является то, что в качестве сульфонатов она содержит водорастворимые и водомаслорастворимые сульфонаты и исходные компоненты взяты при вышеуказанном соотношении,Другое отличие заключается в том, что в качестве водорастворимых и водомаслорастворимых сульфонатов дисперсия содержит сульфонаты кислого гудрона, являющиеся отходами производства сульфонатных присадок.В предложенной дисперсии содержатся:а) Водомаслорастворимые моносульфонаты с молекулярным весом 400-520 общей Формулы: Аг - БОзИа,кгде Аг - ароматическая система (бенэольного нафталинового ит.п. характера),К и к - углеводородные радикалы,введены в качестве солюбилизаторов.б) Водорастворимые сульфонаты,преимущественно дисульфонаты с моле"кулярным весом 270-550 и короткоцепочные сульфонаты С 6-С с молекулярным весом 200-300, введены в качестве солюбилизаторов.в) Углеводорооды фракции, выкипавщей при 200-500 С, используются в качестве малополярной среды для получения композиции с низким. межфаэнымнатяжением.г) Для придания устойчивости дисперсии в качестве поверхностно-активного вещества используются в основном низкомолекулярные спирты, например изопропиловый спирт или оксиэтилированные низкомолекулярныеспирты. воду при следующем соотношении исходных компонентов, мас.Ф:Водорастворимые сульфонаты 0,9-5,0Водомаслорастворимые сульфонатыУглеводородыСоповерхностноактивные вещества 0,3-8,0Соли щелочных металловВода2289 45 ) 50 55 5 94д) Соли щелочных металлов, напри. мер сульфат натрия, используются длярегулирования реологических свойств1свойств системы.Исследования предложенной мицел"лярной дисперсии с различным соотно."шением укаэанных компонентов показали, что основным критическим моментом, которого следует придерживатьсяпри разработке ПАВ такого типа, является соотношение между.водомаслорастворимыми моносульфонатами и смесью водорастворимых полисульфонатов,в основном дисульфонатов и короткоцепочных сульфонатов, поскольку одниводомаслорастворимые моносульфонатытак же, как и одни водорастворимыеполисульфонаты, не способны образовать универсальные мицеллярные дисперсии,Найденное соотношение сульфонатов обеспечивает придание универсальных свойств мицеллярной дисперсии,которую можно применять для добычинефти в различных условиях,Иицеллярная дисперсия представляет собой однородную подвижную жидкость, устойчивую на границе с водойи углеводородами,Для получения мицеллярной дисперсии с предложенным соотношением сульфонатов подвергают сульфированию вязкие остаточные масла средней вязкостиили их смеси серным ангидридом, разбавленным инертным разбавителем, поддерживая весовое соотношение масло:серный ангидрид, равное 100/12-16,температуру 30-80 С, концентрациюсерного ангидрида 1-7 об.4, Очевидно,что вместо серного ангидрида пригодныдругие сульфирующие агенты и реакционные устройства.При этом целесообразно вести процесс таким образом, чтобы в реакционную смесь после сульфирования вводить .простым смешением добавку (смесьполисульфонатов и короткоцепочныхводорастворимых сульфонатов.В качестве такой смеси в данномслучае используют сульфонаты кислогогудрона, являющегося отходом производства сульфонатных присадок.П р и м е р 1. В пленочный реактор, представляющий собой трубу с.внутренним диаметром 21 мм и снабженный охлаждающими рубашками, вводными патрубками для подачи реагентовтурбулизатором на входе реакционной смеси вводят дистиллятн,я вязкоемасло четвертого погона. НовополоцкогоНПЗ, выкипающее в пределах 350"500 С,среднего молекулярного веса 392 срасходом 12 л/ч (10,5 кг/ч) при тем"пературе 28 С. Иасло подают такимобразом, что оно стекает по внутренней стенке реактора в виде .пленкичто достигается тангенциальным на"правлением потока. Направление пото"ка достигается подачей через многозаходный винт масла и сухого воздухав количестве 9 мз/ч.Через второй патрубок, расположенный по центру оси трубки, реактора,вводят смесь газообразного серногоангидрида (1,3 кг/ч) и воздуха (Ямз/ч).Весовое отношение серный ангидрид/ 20 /масло составляет 12,4/100. Концентрация серного ангидрида в зоне реакции 2,07 об,Ф. Температура реакцииподнимается с 28 С на входе до 4549 С в горячей точке реактора.25 Полученное кислое масло (реакционная смесь) в количестве 11,6 кг/чассодержит 18,6 водомаслорастворимых моносульфонатов и 1,4 Ф смеси полисульфонатов (А) и водорастворимых корот коцепочных сульфонатов (Б), Б:А=2:1или как 66,64 и 33 НеПосле нейтрализации сульфокислот37 раствором едкого натрия получаютнефтяной сульфонат натрия, на основекоторого добавлением и последующимпростым перемешиванием компонентовнезависимо от порядка смешения приотемпературе 20 С получают мицеллярную дисперсию, содержащую 753 суль фонатов с характеристикой, укаэаннойвыше, 663 углеводородов, 0,33 изопро"пилового спирта, 1,2 сульфата натрияи 25 ь солюбилизированной воды. П р и м е р 2Получение кислого масла проводят в условиях примера 1, отделяют путем длительного отстаивания водомаслорастворимые сульфонаты от полисульфонатов и короткоцепоч-. ных сульфонатов (смесь А и Б), Отделенные моносульфонаты после нейтрализации едким натрием экстрагируют водным изопропанолом и получают концентрат, содержащий 471 сульфонатов, на основе которого получают простым смешением при температуре 80 С малот водную мицеллярную дисперсию следующего состава: 13,6 ПАВ, 7,4 Ф иэопропилового спирта, 294 солюбилизиро"42289 5 10 15 7 9ванной воды, 4973 углеводородов и0,3 сульфата натрия,Получить универсальную мицеллярную дисперсию на основе этого сульфоната не удалось.На основе смеси А и Б после от- .деления от моносульфонатов, экстра"гированной водным изопропаном и содержащей З,М ПАВ, получена послесмешения при 40 С мицеллярная дисперсия (8,5 сульфонатов, 51,6 воды,37,53 углеводородов, 1,7 сульфатанатрия и 0,74 изопропилового спирта),П р и м е р 3. В условиях примера 1 проводят сульфирование масла,поддерживая соотношение между сернымангидридом и маслом, равное 18,5/100и концентрацию серного ангидрида вгазовоздушной смеси 2,85 об.4, Рас"ход воздуха для обеспечения пленочного течения составляет 12 мз/ч, расход воздуха, подаваемого совместно ссерным ангидридом (2,3 кг/ч) поцентру оси реактора, составляет10 мз/ч.В результате сульфирования получено кислое масло в количестве12,4 кг/ч, включающее 18,21 моно.сульфонатов и 11,1 смеси Р и Б (Б:А==6,1:1 или 86,5: и 13,5) .После нейтрализации щелочью получен нефтяной сульфонат натрия, наооснове которого при 60 С смешениемполучают многоводную мицеллярную дисперсию, содержащую 844 воды, 1 Ф изопропилового спирта, 10 углеводородов,3,93 сульфонатов, 1,13 сульфата натрия, и представляющую собой систему свнешней водной фазой.П р и м е р 4. В условиях примера 1 сульфируютмасло, поддерживаявесовое отношение серный ангидрид//масло, равное 14/100. В результатепроведения реакции получают кислоемасло содержащее 26,9 сульфонатов,из которых смесь А и Б (Б:А = 1,3:1или 56,64 и 43,5"о) составляет 2;,После нейтрализации едким натриемна основе нейтрального сульфонатапри 50 С получают маловодную мицеллярную дисперсию (133 сульфонатов,7,М изопропилового спирта 49,33 углеводородов, 29,3 солюбилизированнойводы, 0,4 сульфата натрия) и многоводную мицеллярную дисперсию (3,5 Фсульфонатов, 1,3 изопропиловогоспирта, 2,М углеводородов, 92,3воды 0,5/ сульфата натрия),20 25 30 35 ао 45 50 55 8П р и м е р 5. Получают сульфонаты в условиях примера 4, К 1000 г кислого масла добавляют 10 г смеси 1: и Б., выделенной. из кислого масла, полученного в условиях примера 3, цто соответствует общему содержанию смеси А и Б (Б:А = 3,85:1 или 79,5". к 20,53), равному 3,0 и моносульфонатов 2491, После нейтрализации едким натрием на основе нейтрального сульфоната при 25 С получают мало.оводную мицеллярную дисперсию (7,14 сульфонатов, 2,М солюбилизированной воды, 63,64 углеводородов,3,2 сульфата натрия и 0,74 изопропилового спирта). Из этой же смеси сульфонатов получают средневодную мицеллярную дисперсию (6,13 сульфонатов, 1,54 изрпропилового спирта, 3 М углеводородов, 0,8 сульфата натрия и 57,6,; солюбилизированной воды). Из этой же смеси сульфонатов получают многоводную мицеллярную дисперсию (3,3/ сульфонатов, 0,63 изопропилового спирта, 8, 5 й углеводородов, 87, 7/ воры, 09; сульФата натрия).Иицеллярные дисперсии устойчивыопри нагревании до 120 СП р и м е р 6, Сульфирование масла проводят в условиях примера 4. К полученному кислому маслу (1000 г) добавляют 50 г смеси А и Б, выделенной из побочного продукта (кислого гудрона), получающегося при сульфировании масел в процессе производства сульфонатных присадок. Общее содержание ПАВ составляет 31,33. Содержание моносульфонатов - 23,84, Отношение Б:А составляет 68,5;31,5, После нейтрализации раствором едкого натрия получен нейтральный сульфонат, на основе которого получают маловодную мицеллярную дисперсию (7,9 сульфонатов, 34,5,; солюбилизированной воды, 56,/ углеводородов, 0,5 сульфата натрия и 0,43 изопропилового спирта), средневорная дисперсия (6,8 сульфонатов, 1,8; изопропилового спирта, 513 солюбилизированной воры,10,1/, углеводородов, 0,3: сульфата натрия) и многоводную дисперсию (4,51 сульфонатов, 0,8: изопропилового спирта, 19: углеводородов, 5,2 воды, 0,5 сульфата натрия). Иицеллярные дисперсии устойчивыв интервале температур 0 С и притемпературе кипения воды,2289 Редактор Е,Гиринская Техред М.Моргентал Корректор Л.Лукач4 ееваюевмаиеЗаказ.4572 Тираж . ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям ври ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород,ул. Гагарина, 101 994П р и м е р 7, В условиях приме-ра 4 сульфированию.подвергают вязкое масло среднего молекулярного веса 410, выкипающего в пределах 370500 С получая кислое масло, содержащее 24,31 моносульфонатов и 3,71смеси А и Б (Б:А = 54,8:45,24).После нейтрализации 313 .растворомедкого натрия получен раствор нейтрального сульфоната в непревращенноммасле, на основе которого получаютмаловодную мицеллярную дисперсию(3, 13 сульфонатов, 8 М углеводородов0,63 изопропилового спирта, 87,М воды и 0,5 сульФата натрия),Иицеллярные дисперсии устойчивыпри температурах 0-100 С,оП р и м е р 8. В условиях приме"ра 7 было получено 5 т нефтяногосульфоната, на основе которого смешением получают мицеллярный раствор,. включающий 203 углеводородов, 54 ьраствора (1 Ф"ного)поваренной соли втехнической воде, 25 сульфоната,включающего 2 М активных ПАВ (или6251 1003 сульфоната) 1 изопропанола.Иицеллярная дисперсия была испытана для обработки призабойной зонынагнетательной скважины. Полученный .результат показывает, что преемистость скважины после обработки составляет 469 мз/сутки, что в 2;93 раза выше преемистости скважины дообработки 160 мэйутки.Ф 10Иицеллярная дисперсия, получен=ная в условиях примера 5, была испытана для обработки призабойной зоны скважины в количестве 20 мэ, Приэтом до обработки призабойной зоныпреемистость скважины равнялась нулю(скважина не работала), после обработки скважины мицеллярной дисперсной появилась преемистость скважины(скважина начала работать), котораяне прекратилась по настоящее время.Таким образом, поддержание определенного компонентного состава суль"ФонаФов в мицеллярной дисперсии позволяет получать мало- средне и много.- водные системы, что отличает заявляемый состав дисперсии от известного,согласно которому получают систему,20 включающую только 58-953 воды, икоторая не является универсальной.Универсальное свойство предложенноймицеллярной дисперсии позволяет ис"пользовать ее в процессах добычи неф 25 ти в различных условиях. Экономичес"кий выгодно сульфирование ведут так,чтобы для придания универсальныхсвойств дисперсии в. качестве одногоиз компонентов использовать отходы3 О производства - сульфонаты кислогогудрона, получаемого при,производстве сульфонатных присадок,Предложенная мицеллярная дисперсия может быть использована в нефтедобывающей промышленности, например для обработки призабойных зон, при третичной добыче. нефти, как добавка к топливам.Кроме. того, использование мицеллярной дисперсми увеличивает прие" мистость скважин и восстанавливает работу тех скважин, которые перестали Функционировать,