ФЛОКУЛЯЦИЯ И СЕДИМЕНТАЦИЯ НЕФТЯНЫХ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ В ПРИСУТСТВИ ДОБАВОК , СОДЕРЖАЩИХ АМИНО - И ФОСФАТНЫЕ ГРУППЫ

В мире наблюдается тенденция роста добычи трудно извлекаемых тяжелых нефтей и битумов, характеризующихся высоким содержанием смолисто-асфальтеновых веществ, агрегирование которых приводит к выпадению их в осадок и потере устойчивости нефтяных дисперсных систем. Цель работы – установить закономерности влияния нефтерастворимых поверхностно-активных добавок, содержащих полярные функциональные группы различной химической природы, на процессы флокуляции и седиментации модельных нефтяных дисперсных систем. Методы исследования – ИК-спектроскопия, метод турбидиметрического титрования и дисперсионнный анализ. В результате установлено, что при использовании отечественной поверхностно-активной добавки, содержащей одновременно
амино- и фосфатные группы в цепи, наблюдается синергетический эффект за счет суммарного действия этих функциональных групп, который проявляется в замедлении процессов флокуляции (эффективность действия составляет 108%) и седиментации модельных нефтяных дисперсий, что подтверждается снижением в 13 раз показателей скорости и константы седиментации и уменьшением в 1,6–3,2 раза размера ассоциатов смолисто-асфальтеновых веществ, что приводит к повышению агрегативной и кинетической устойчивости коллоидной системы. Показано, что данная добавка является эффективным ингибитором флокуляции и диспергирующим агентом для нефтяных дисперсных систем, что позволяет рекомендовать ее для практического применения вместо импортных дорогостоящих аналогов.

флокуляция, седиментация, нефтяные дисперсные системы, поверхностно-активные вещества

1. Сафиева, Д. О. Адсорбция асфальтенов на твердых поверхностях и их агрегация в нефтяных дисперсных системах : дис. … канд. хим. наук: 02.00.04, 05.17.07. / Д. О. Сафиева ; Ин-т биохимической физики им. Н. М. Эмануэля РАН. – М., 2011. – 137 c.

2. Abdel-Moghny, Th. Effect of surfactant on the growth of onset aggregation of some Egyptian crude oils / Th. AbdelMoghny, S. M. Desouky, M. Ramzi // J. of Dispersion Science and Technology. – 2008. – Vol. 29. – P. 397–405.

3. Asphaltene flocculation and collapse from petroleum fluids / V. A. M. Branco [et al.] // J. of Petroleum Science and Engineering. – 2001. – Vol. 32. – P. 217–230.

4. Measurement and prediction of the rate of deposition of flocculated asphaltene particles from oil / M. Jamialahmadi [et al.] // Intern. J. of Heat and Mass Transfer. – 2009. – Vol. 52. – P. 4624–4634.

5. Leon, O. Amphiphile adsorption on asphaltene particles: adsorption isotherms and asphaltene stabilization / O. Leon, E. Contreras, E. Rogel // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. – 2001. – Vol. 189. – P. 123–130.

6. Gonzalez, G. Peptization of asphaltene by various oil soluble amphiphiles / G. Gonzalez, A. Middea // Colloids and Surfaces. – 1991. – Vol. 52. – P. 207–217.

7. Rocha Junior, L. C. Inhibition of asphaltene precipitation in Brazilian crude oils using new oil soluble amphiphiles / L. C. Rocha Junior, M. S. Ferreira, A. C. da Silva Ramos // J. of Petroleum Science and Engineering. – 2006. – Vol. 51, no. 1–2. – P. 26–36.

8. Zaki, N. Rheology, particle size distribution, and asphaltene deposition of viscous ashaltic crude oil-in-water emulsions for pipeline transportation / N. Zaki, T. Butz, D. Kessel // Petroleum Science and Technology. – 2001. – Vol. 19, no. 3–4. – P. 425–435.

9. Mansoori, G. A. Remediation of asphaltene and other heavy organic deposits in oil wells and in pipelines / G. A. Mansoori // Socar proceedings. – 2010. – No. 4. – P. 12–23.

10. Асфальтены : проблемы и перспективы / К. Акбарзаде [и др.] // Нефтегазовое обозрение. – 2007. – Т. 19, № 2. – С. 28–53.

11. Яковец, Н. В. Влияние поверхностно-активных веществ на агрегативную и кинетическую устойчивость нефтяных дисперсных систем / Н. В. Яковец, Н. П. Крутько, О. Н. Опанасенко // Вестник Фонда фундаментальных исследований. – 2013. – № 3. – С. 36–45.

12. СТБ 1463-2011. Присадки адгезионные для дорожных битумов. Общие технические условия. – Госстандарт Респ. Беларусь, 2011. – 12 c.

13. Влияние природы функциональных групп химических модификаторов на термическую стабильность нефтяного битума / О. Н. Опанасенко [и др.] // Вес. Нац. акад. навук Беларусi. Сер. хiм. навук. – 2015. – № 1. – С. 101–106.

14. ТУ BY 190512898.001-2012. Эмульгаторы «БЕЛЭМ». Технические условия.– 2012. – ОДО «Химавтодорсервис ». – 12 с.

15. Фролов, Ю. Г. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсные системы / Ю. Г. Фролов. – М. : Химия, 1988. – 464 с.

16. Абрамзон, А. А. Поверхностно-активные вещества. Синтез, анализ, свойства, применение / А. А. Абрамзон, Л. П. Зайченко, С. И. Файнгольд. – Л. : Химия, 1988. – 200 с.

17. Лабораторные работы и задачи по коллоидной химии / под ред. Ю. Г. Фролова и А. С. Гродского. – М. : Химия, 1986. – 216 с.

18. Опанасенко, О. Н. Свойства и применение битумных дисперсий и битумно-эмульсионных материалов /О. Н. Опанасенко, Н. П. Крутько. – Минск : Беларус. навука, 2014. – 270 с.

19. Петрухина, Н. Н. Регулирование превращений компонентов высоковязких нефтей при их подготовке к транспорту и переработке : дис. … канд. техн. наук : 05.17.07. / Н. Н. Петрухина ; РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина. – М., 2014. – 205 с.