НОВЫЕ ПОЛИМЕРНЫЕ НЕФТЕСОБИРАЮЩИЕ И НЕФТЕДИСПЕРГИРУЮЩИЕ РЕАГЕНТЫ

З.Г.Асадов¹, Т.М.Наибова², А.З.Асадова ^1,2

1) Институт Нефтехимических Процессов НАН Азербайджанa , Баку

2) Азербайджанская Государственная Нефтяная Академия

AZ 1025, Азербайджан, г. Баку, проспект Ходжалы, 30

Факс:(99412) 490-24-76, e-mail: ayka_asadova@list.ru

Основными причинами загрязнения вод нефтью и нефтепродуктами являются аварийные ситуации на магистральных и промысловых нефтетрубопроводах, слив за борт танкерами промывочных и балластных вод, аварии при транспортных перевозках нефтепродуктов, выбросы нефти на буровых скважинах, отходы прибрежных нефтеочистительных заводов и другие. Разлившиеся толстые слои нефти удаляют механическими способами, но на поверхности водоемов остаются тонкие нефтяные пленки, они представляют серьезную опасность в экологическом отношении. Для их удаления используют нефтесобиратели и нефтедиспергаторы.

Представленная работа посвящена синтезу и исследованию новых нефтесобирающих и нефтедиспергирующих реагентов полимерной природы. Реагенты получены путем радикальной сополимеризации акриловой кислоты (АК) и высших олефинов. В качестве олефинов выбраны децен-1, додецен-1 и тетрадецен -1.

Радикальная сополимеризация АК и децен-1 проводится по следующей схеме:

АК и децен-1 были взяты в массовых соотношениях 1:1 и 1:3. Сополимеризация проводилась в отсутствие растворителя при температуре 70-75⁰С в атмосфере инертного газа - азота. Радикальным инициатором является бензоил пероксид в количестве 2% от суммарной массы мономеров. Время проведения реакции - 15-20 минут. Синтезированные полимерные реагенты представляют собой белые порошкообразные вещества. Они хорошо растворяются в воде, в этиловом спирте, в ацетоне. Определены кислотные числа полученных полимеров. Они соответственно равны 432.7 и 341.9 мг КОН/ г.

Полученные полимеры являются хорошими поверхносто-активными веществами. Они снижают межфазное натяжение при концентрации 5% мас. от 72.5 (без полимера) до 31.2 мН/м (30 ⁰ С).

Была проведена радикальная сополимеризация АК и додецена-1 в отсутствие растворителя при массовом соотношении 1:1 и 1:3 в атмосфере азота. Схема проведения реакции описывается следующим образом:

Сополимеризация проводилась при температуре 80-85⁰С. В качестве радикального инициатора был выбран бензоил пероксид, взятый в количестве 2 % от суммарной массы сомономеров. Продолжительность реакции - от 10 до 50 минут. Полученные полимеры являются белыми порошкообразными веществами, которые хорошо растворяются в воде, этаноле и ацетоне. Определены кислотные числа, которые соответственно равны 394.7 и 305.2 мг КОН/г.

Хорошей поверхностной активностью на межфазной границе вода-воздух обладает сополимер, полученный при массовом соотношении АК и додецена-1 1:1. Межфазное натяжение уменьшается от 72.5 до 33.2 мН/м при концентрации 5% мас. (при 20⁰С).

Полимер, полученный при массовом соотношении АК и додецена-1 1:3, также является поверхностно-активным веществом, снижая поверхностное натяжение при концентрации 5% мас. от 72.5 до 35.3 мН/м (20⁰ С).

Также проведена радикальная сополимеризация АК и тетрадецена-1, взятые в массовых соотношениях 1:1 и 1:3.

Реакция проводится по следующей схеме:

Реакция проводилась в отсутствие растворителя при температуре 70-75⁰С в атмосфере инертного газа - азота. Синтезированные продукты являются белыми творожистыми веществами, которые хорошо растворяются в этиловом спирте. Полимер, полученный при массовом соотношении АК и тетрадецена-1 1:1, хорошо растворяется в воде. Он обладает хорошей поверхностной активностью, снижая межфазное натяжение при концентрации 5% мас. от 72.5 до 35.4 мН/м (29⁰С). Кислотные числа равны соответственно 428.5 и 233.8 мг КОН/г.

Нефтесобирающая и диспергирующая способность неразбавленных и 5%-ных водных растворов синтезированных полимерных реагентов изучена на примере тонкой пленки (толщина 0.165 мм) нефти Раманинского месторождения (вблизи Баку) на поверхности трех типов вод - дистиллированной, пресной и морской. Результаты этих исследований приводятся в нижеследующей таблице. Как видно из таблицы, наилучшими нефтесобирателями (К_мax =19.4) являются полимеры, полученные при массовом соотношении АК и тетрадецена-1 1:3 (в сухом виде). 5%-ный раствор сополимера, полученного при массовом соотношении АК и додецена-1 1:1, так же является хорошим нефтесобирателем (К_мax =16.0). Из синтезированных полимеров самым хорошим нефтедиспергатором является сополимер, полученный при массовом соотношении АК и додецена-1 1:1 (в сухом виде) - К_д =95.6%.

Таблица. Результаты исследований нефтесобирающих и нефтедиспергирующих свойств полученных полимерных продуктов

Продукт	Форма применения реагента	Дистиллированная вода		Пресная вода		Морская вода
		t, часы	К (Кд)	t, часы	К (Кд)	t, часы	К (Кд )
AК:Децен-1 =1:1	Сухой продукт	0 1.0-78.0	6.8 86.8%	0 6.0-23.0 30.0-78.0	6.0 3.7 70.7%	0 1.0-6.0 6.0-78.0	79.9% 78.6% 86.8%
	5%-ный раствор	0 1.0-78.0	8.7 86.8%	0 1.0-6.0 6.0-78.0	5.5 7.6 86.8%	0 23.0-78.0	70.7% 86.8%
AК:Децен-1 =1:3	Сухой продукт	0 1.0-6.0 6.0 -78.0	8.6 86.8% 6.7	0 6.0-78.0	8.6 91.3%	0 6.0-78.0	91.3% 91.1%
	5%-ный раствор	0 23.0-78.0	6.0 5.5	0 6.0-23.0 23.0-78.0	4.8 8.6 6.0	0-78.0	4.8
AК:Додецен-1 =1:1	Сухой продукт	0 23.0-30.0 47.0-54.0 71.0-78.0	3.3 4.8 5.1 4.3	0-78.0	89.3%	0-23.0 23.0-71.0 71.0-95.0	93.4% 95.6% 91.1%
	5%-ный раствор	0 1.0-6.0 23.0-30.0 47.0-78.0	4.3 4.8 11.5 16.0	0 1.0-6.0 23.0-78.0	3.7 8.6 15.2	0 23.0-78.0	87.3% 20.3
AК:Додецен-1 =1:3	Сухой продукт	0 6.0 -78.0	5.1 3.7	0 1.0-6.0 6.0-23.0 23.0-78.0	15.2 7.6 6.7 4.8	0 1.0-6.0 6.0-23.0 23.0-78.0	12.2 8.7 7.6 87.3%
	5%-ный раствор	0 1.0-23.0 23.0-71.0 71.0-78.0	10.1 6.1 7.6 10.1	0 1.0-6.0 6.0-23.0 23.0-78.0	10.1 7.6 6.6 7.6	0 1.0-71.0 71.0-78.0	6.6 6.1 6.6
AК:Тетрадецен-1 =1:1	Сухой продукт	0-6.0 6.0-23.0 23.0-78.0	8.7 89.3% 86.8%	0-78.0	5.5	0-78.0	74.6%
	5%-ный раствор	0 1.0-78.0	7.6 89.3%	0-78.0	8.7	0-78.0	10.1%
AК:Тетрадецен-1 =1:3	Сухой продукт	0 1.0-23.0 23.0-78.0	19.4 10.1 86.8%	0-78.0	15.2	0 1.0-30.0 30.0-78.0	7.6 11.5 8.7
	5%-ный раствор	0-78.0	6.8	0-78.0	6.8	0-78.0	6.9

Примечание: К - коэффициент нефтесобирания, показывает отношение исходной площади нефтяной пленки к площади образовавшегося нефтяного пятна; К_д - степень очистки водной поверхности от пленочной нефти, %.