Беттік активті заттардың қолданылуы

Беттік активті заттардың қолданылуы

 

Қанықтыратын флюидтары  бар тау жынысы фазаларының бөліну бетінің ауданы жетілген болып келеді. Қабатқа сулы ерітінділер түрінде берілетін беттік активті заттардың әрекеті БАЗ-дың сол берілген беттерде адсорбциалануына негізделген. Бұл тау жынысының, қабат суы мен мұнайдың молекулярлық-беттік қасиеттерінің анағұрлым өзгеруіне алып келеді. БАЗ-ға қойылатын талаптар төмендегідей: ығыстырғыш судың майлағыштық қабілетін жоғарылату; мұнай-газ шекарасындағы фаза аралық керілуді төмендету; жыныс бетінен мұнайды ығыстыру; мұнайды сулы фазада диспергирлеу.

Жалпы, мұнайды БАЗ суларымен ығыстыру механизмінің белгілі түсініктемелеріне сәйкес, айдалатын су құрамындағы БАЗ су-мұнай қоспалар қозғалысының каппилярлы кедергісін төмендету қажет және байланысқан мұнайды еркін, қозғалатын қабатта таратылған ағында тасымалдау қажет.

Әдістің техникалық-экономикалық көрсеткіштері БАЗ-дың кеуекті  ортада сіңірілу (адсорбция) белсенділігімен анықталады. Адсорбцияның жоғарғы мәні әдістің тиімділігін төмендетеді. Өйткені ол  реагент концентрациясын айдау ұңғыларының түп аймағына алып келеді. Сонымен қатар, қабат көлемінің көп бөлігі реагент әсерінен тыс қалады. Төменде кейбір реагенттер (қабат үлгісі – меншікті беті 1м²/г кварц құмы) үшін зертханалық жағдайларда анықталған адсорбция мәндері келтірілген (мг/г тау жынысына).

ОП-4    .   .   .   .   .         0,8                     Неонол    В     1020-30...... 0,3

ОП-7    .   .   .   .   .         1,6                     Неонол    В     1020-40....... 0,4

ОП-10       .   .   .   .      0,4-06                  Аркополь     .   .   .   .   .      1,7

Превоцел FO      . .          2,3                    Саополь       .   .   .   .   .      1,4

Превоцел WOFP-100      0,25                   Дисолван 1738   .   .   .     0,34

Неонол  2В  1315-9          0,7                     Катапин       .   .   .   .   .        6

Неонол   В 1416-12          0,6                    Проксанол  18     .   .   .      1,5

 

 

Негізгі БАЗ қасиеттері және оларды қолдану жағдайлары

 

 Мұнай бергіштікті арттыру мақсатында негізінен ионогенсіз және кейде анион класты БАЗ қолданылады. Кей жағдайда синергетикалық нәтиже алу үшін, не болмаса дефицит (тапшы) жоғары тиімді реагенттерді үнемдеу үшін олардың қоспасын айдайды, ол үшін тұрақты ығыстыру көрсеткішін сақтап қалу мақсатында анағұрлым қол жетімді заттарды қосады.

 

Синтезделген  БАЗ

ОП-10 р е а г е  н т і  - полимердистиллят негізіндегі полиэтиленгликольдің моноалкилфенилді эфирі, мұнай бергіштікті арттыру үшін қабатқа айдауға арналған. БАЗ-дың ионогенсіз класына, оксилэтилденген алкилфенол (полиэтиленгликольдің моноалкилфенилді эфирі) тобына жатады. Заттардың бұл тобын катализатор қатысында, мысалы сілті, этилен тотығының алкилфенолдармен конденсациясы нәтижесінде алады:

 

      

 

Химиялық формуласы  , мұндағы m=10-12, n=8-10.

Өнеркәсіптік БАЗ құрамындағы  негізгі заттың мөлшері шамамен 99%, ылғал – 0,5%.

1-кестеде ОП-10 реагентінің  сулы ерітіндісінің температура мен құрамына тәуелді тұтқырлық (мПа·с) мәндері келтірілген.

 

Кесте  1

 

ОП-10 мөлшері, %	Температура, 0С
	15	20	30	50
20 40 60 80 100	5 127 6500 1940 Паста	5,1 128 3700 1070 3100	4 124 1320 505 242	4 121 216 133 86,5

 

Кестеден мынаны көруге болады: реагент мөлшері 40-60% болған кезде тұтқырлық күрт жоғарылайды, бұл өндірісте концентрлі ерітінділерді қыздыру қажеттілігін туғызады.

ОП-7 р е а г е  н т і – ОП-10 реагенті жататын топтың ионогенсіз БАЗ. Бұл олардың физикалық қасиеттерінің сапалық ұқсастығын көрсетеді. Сандық айырмашылықтар этилен тотығы тобының санында болып табылады. 2-кестеде ОП-7 мен ОП-10 салыстырмалы көрсеткіштері келтірілген.

 

Кесте 2

Көрсеткіштер	Реагент
	ОП-7	ОП-10
Этилен тотығы топтарының саны	6-7	10-12
Мицелл түзілудің критикалық концентрациясы (МКК), г/л	0,1	0,15
МКК кезіндегі газ-сұйық жүйесіндегі  беттік керіліс, мДж/м2	29	31
БАЗ 1%-тік сулы ерітіндісінің лайлану  температурасы, 0С	55-65	80-90

 

ОП-4 р е а г е н т і - ОП-10 реагенті жататын топтың ионогенсіз БАЗ. Этилен тотығы тобының саны  m=3-4.  Ол тығыздығы 1,03 г/см³ қоңыр түсті май тәрізді сұйықтық болып табылады. Минералды майларда, этанолда, бензолда жақсы ериді; диэтилді эфирде, уайт-спиртте, төртхлорлы көміртегінде еруі төмен; 20⁰С температурадағы суда ерігіштігі 0,01% құрайды.

Уфа мұнай институтының мәліметтері бойынша ОП-4 және ОП-10 реагенттерін мұнайда еріткен кезде, олар мұнайдың реологиялық қасиеттеріне елеулі әсер етеді – жылжудың шекті динамикалық кернеуін төмендетеді, құмтастарда сүзілу кезінде мұнайдың қозғалғыштық параметрін арттырады.

ОП-4 және ОП-10 сулы ерітінділерімен  байланысқан кездегі мұнай қасиеттерінің  өзгеруі, осы БАЗ-дың ерітіндіден  мұнай фазасына диффузиялануымен түсіндіріледі.

Превоцел W-ON, превоцел W-OF, конокс  J-109, тержитол реагенттері – ионогенсіз классты БАЗ-ы – мұнай бергіштікті арттыру мақсатында сулы ерітінді түрінде қабатқа айдау мүмкіндігіне сыналған. 3–кестеде осы реагенттер мен керосин ерітінділері шекарасындағы фаза аралық керіліс (мДж/м²) мәндері келтірілген.

 

Кесте 3

Реагент	Реагент құрамы, %
	0	0,025	0,05	0,07	0,1	0,25	0,5
Превоцел W-ON Превоцел W-OF Конокс  J-109 Тержитол	48 48 48 48	7,2 9,5 7,4 5,7	4,7 8,6 4,6 3,8	4,5 8,6 4,6 3,8	3,5 7,5 3,4 3,2	2,0 6,3 2,1 2,9	1,2 - - 1,3

 

Аз ғана концентрация аймағында тержитол және превоцел W-OF реагенттері ең жоғарғы беттік активтілікке ие.

4-кестеде осы реагенттердің  физикалық-химиялық көрсеткіштері  келтірілген.

 

Кесте  4

 

Көрсеткіштер	Реагенттер
	Превоцел W-ON	Превоцел W-OF	Конокс  J-109	Тержитол
200С-та  және реагент мөлшері 0-ден 0,02% болғандағы сұйықтық-газ жүйесіндегі БАЗ ерітінділерінің беттік активтілігі, мДж/(м2·%)	-	1500	2075	2050
Кварц құмдағы адсорбция, мг/м2	2,7	1,6	-	2,3
200С температурада 0,25%-тік сулы ерітіндінің көбік түзу қабілеті, мл	225	235	265	310

 

 

Қарастырылып отырған реагенттер ОП-10 қарағанда анағұрлым жоғары адсорбция көрсеткішіне ие. 5-кестеде осы БАЗ ерітінділерінің тұтқырлық мәндері (мПа·с) келтірілген.

 

Кесте  5

Реагент	Температура, 0С	Су құрамындағы БАЗ мөлшері, %
		20	40	60	80	100
Превоцел W-ON	15	-	1140	1820	-	561
	20	221	857	1100	26000	405
	30	158	318	430	262	154
	50	325	58	79	71,5	64
Превоцел W-OF	15	7,1	153	-	553	-
	20	5,9	101	-	342	250
	30	4,8	94	-	169	78,4
	50	4,2	85	132	58,2	32
Конокс J-109	15	14	-	-	3700	562
	20	16	-	21200	670	377
	30	20,2	5100	657	288	186
	50	21	91	131	76,5	64,7

ДС-РАС  реагенті – детергент рафинирленген алкиларилсульфонат – анион класты БАЗ, алкан- және алкилароматты сульфоқышқылдар тобының тұздары. Ол алкилароматты сульфоқышқылдардың натрий тұздарының ерітіндісі болып табылады.

С у л ь ф а н о л  НП-1 – пропилен тетрамерлеріне негізделген натрийалкилбензолсульфонат – анион класының БАЗ болып табылады және ДС-РАС реагенті жататын түрге жатады. Негізгі сипаттамалары төменде келтірілген.

 

Химиялық формуласы
n	12
Құрамы, %
-негізгі зат	50
-   мен   қосындысы	40
-сульфирленбеген қосындылар	3
Тауарлық реагент күйі	Ұнтақ
Түсі	Крем түсті немесе ашық-сары
Су мен этанолда ерігіштігі	Жақсы

 

Сульфанол НП-3 – парафиндердің  термиялық крекингісінің α-олефиндері негізіндегі натрий алкилбензолсульфонат – анион класының БАЗ және ДС-РАС  реагенті жататын түрге жатады. Химиялық формуласы НП-1 формуласына ұқсас.

 

Құрамы, %
-негізгі зат	30
-   мен   қосындысы	5
-сульфирленбеген қосындылар	5
Тауарлық реагент күйі	Суда жақсы еритін паста  тәрізді зат

 

ДС-РАС және НП-1 мен  НП-3 сульфанолдарының көрсеткіштері 6-кестеде  келтірілген

 

Кесте  6

 

Көрсеткіштер	Реагент
	ДС-РАС	Сульфанол НП-1	Сульфанол НП-3
200С температурада және реагент мөлшері өзгеруі 0-ден 0,02% болғандағы сұйықтық-газ жүйесіндегі БАЗ ерітінділерінің беттік активтілігі, мДж/(м2·%)	75	-	1025
Кварц құмдағы адсорбция, мг/м2	2,5	2,2	-
200С температурада 0,25%-тік сулы ерітіндінің көбік түзу қабілеті, мл	225	-	280