"Без истории нет будущего"


Статьи в журнале

Б. Н. Мастобаев, Т. В. Дмитриева, Э.М. Мовсумзаде "История создания и производства химических реагентов для транспорта нефти и нефтепродуктов"

Процесс использования присадок в трубопроводном транспорте неразрывно связан с развитием химической промышленности и созданием разнообразных групп химических реагентов. История создания каждой группы реагентов для трубопроводного транспорта индивидуальна. Так, одни реагенты появились благодаря решению проблемы утилизации химического сырья, необходимость в котором отпала вследствие прекращения какого-либо производства, а другие были получены путем целенаправленных поисков для решения конкретных задач.

 

Первыми реагентами, которые нашли свое применение в трубопроводном транспорте, являлись ПАВ, применяемые для гидротранспорта высоковязких и высокозастывающих нефтей и нефтепродуктов, а также для очистки трубопроводов и емкостей.

 

Согласно современной классификации ПАВ, основанной на терминологии, которая была принята на III Международном конгрессе по ПАВ и рекомендована международной организацией по стандартизации (ISO) в 1960 г., выделяются четыре основных класса ПАВ: анионоактивные, катионоактивные, неионогенные и амфотерные. Представители каждого из этих классов различаются не только химическим строением, но и основными коллоидно-химическими свойствами, а также санитарно-гигиенической характеристикой [1].

Первые сведения о ПАВ анионного типа относятся еще к VIII веку, когда началось производство солей карбоновых кислот из растительных и животных жиров, известных под названием мыла. На Руси этот процесс начался по меньшей мере с Х века. В процессе проведенных исследований по использованию анионных ПАВ в трубопроводном транспорте было установлено, что для снижения гидравлических потерь при перекачке высоковязких нефтей и нефтепродуктов могут использоваться моющие средства с гидрофильно-липофильным балансом 13-15 и эмульгаторы с балансом 8-18. Как наиболее дешевые представляли интерес соли синтетических жирных кислот (С10-С18) в смесях с алкилбензолсульфатом, тринатрийфосфатом и др. При этом ПАВ анионного типа показали хорошие свойства в качестве эмульгаторов в пресной воде.

Катионные ПАВ получили широкое промышленное распространение, начиная с 1935 г., когда были открыты их бактерицидные свойства. В настоящее время их применяют еще и как антистатики, мягчители текстиля, предохранители от коррозии, пеногасители, фотореагенты, присадки и др. В трубопроводном транспорте ПАВ, относящиеся к классу катионных, рекомендовалось использовать для стабилизации эмульсий в морской воде. В качестве одного из таких веществ было рекомендовано     катионное ПАВ диметилалкилбензил-аммонийхлорид (ДМАБАХ), которое обладало хорошей стабилизирующей способностью, хорошо растворялось в морской воде при температуре 5–75°С, было нетоксично в разбавленных растворах, неопасно в коррозионном отношении (а.с. № 184709).

Весьма интересна история создания неионогенных ПАВ (НПАВ). После первой мировой войны на заводах фирмы BASF в Людвигсгафе отпала необходимость в этиленхлоргидрине вследствие видоизменения метода получения индиго по методу Хойманна, поэтому для этого продукта требовалось найти новые области применения [2]. В результате фирма BASF уже в 1923 г. начала использовать этиленхлоргидрин для получения окиси этилена, производные которой сразу нашли применение в текстильной промышленности. Так триэтаноламин оказался пригодным при крашении и печатании красителями.

При полимеризации окиси этилена при температуре 120°С в присутствии едкого калия в качестве катализатора были получены первые продукты с длинной полигликолевой цепью, так называемые карбоваксы. После получения гликолей, карбовакса и этаноламинов начали выпускать продукты присоединения окиси этилена к низкомолекулярным соединениям, таким как глицерин, фенолы, сорбит и др. Оксиэтилированные эфиры сорбита и маннита под торговым названием „твин" нашли широкое применение в 60-х годах в качестве эмульгаторов.

В патенте I.G. Farbenindustrie (авторы Гентрих, Кепплер, 1930 г.) описывался метод получения оксиалкиламинов с использованием окиси этилена, уже в этом патенте имелось упоминание о поверхностно-активных свойствах оксиэтилированных продуктов. Однако впервые механизм придания растворимости гидрофобным веществам в результате присоединения к ним окиси этилена был исследован Шеллером. Он также подробно исследовал этот новый класс НПАВ. Полученные в сентябре 1930 г. Шеллером продукты присоединения окиси этилена к олеиновой кислоте обладали очень хорошими смачивающими и моющими свойствами. Дальнейшие исследования проводились ускоренными темпами.

В октябре 1930 г. Шеллер предложил получать оксиэтилированные соединения с более длинными полиэтиленгликолевыми цепями. Совместно с Витвером в заводской лаборатории BASF он начал получать оксиэтилированные соединения. Открытие этот нового класса поверхностно-активных соединений - оксиэтилированных веществ - привлекло к себе внимание многих исследователей и способствовало созданию новых типов соединений. Так, в 1934 г. фирма Rohm a. Haas (Филадельфия) получила оксиэтилированные алкилфенолы, которые являются важнейшими представителями НПАВ, нашедших применение и в нефтяной промышленности.

В нашей стране уже в 1959 г. производились НПАВ, среди которых особенно хорошо известны оксиэтилированные алкилфенолы, выпускаемые под марками ОП-7, ОП-10 и др.

Вначале основным потребителем оксиэтилированных веществ являлась текстильная промышленность. К 1960 г. появились новые потребители, из которых наиболее значительным является нефтяная промышленность [3]. НПАВ способствовали решению проблемы обеспечения достаточно высокой смачиваемости стенки трубы при гидротранспорте вязких нефтей, эффективно использовались для очистки емкостей и трубопроводов, улучшали процесс разделения нефтяных эмульсий. Наиболее распространенными представителями НПАВ являются оксиэтилированные алкилфенолы (ОАФ). За рубежом они выпускаются под многочисленными торговыми названиями: игепаль, тритон, нейтроникс, тергитол, хостопаль, сапаль, бунегаль [1].

Таким образом, необходимость практического использования какого-либо сырья или полупродукта, ставшего избыточным в своем производстве, может привести к новым изобретениям, имеющим промышленное значение в различных областях народного хозяйства.

Интенсивное развитие химической промышленности в 60-70-х годах способствовало созданию новых химических веществ – полимеров, которые также начали применяться в трубопроводном транспорте нефти и нефтепродуктов.

Среди технических водорастворимых полимеров наибольшее распространение в этой области получили полиакриламид (ПАА) и его производные, используемые в основном для увеличения производительности и очистки полости трубопроводов. Непрерывная или периодическая подача ПАА в незначительных количествах в поток вязких застывающих нефтей позволяет снизить гидравлические потери, увеличить максимальную пропускную способность нефтепровода и заметно улучшить качество перекачиваемой нефти. Первые данные о получении ПАА описывались в патентах Швейцарии (1954 г.), ФРГ (1956 г., 1965 г.) и США (1958 г.) [4]. Первые данные об акриламиде и акриловой кислоте, которые являются промежуточными продуктами в процессе получения ПАА, были опубликованы еще в 1945 г. [4]. В качестве исходного сырья для производства ПАА использовали ацетилен.

В СССР полиакриламид в производственных условиях впервые был получен в 1958 г. на установке Ясиновской углеобогатительной фабрики. Затем его производили на Брянском фосфоритовом заводе, Березняковском анилинокрасочном, Кадиевском и Ясиновском коксохимических заводах, Калушском калийном и Усть-Каменогорском свинцово-цинковом комбинатах. Полученные на этих предприятиях продукты являлись высокомолекулярными соединениями с молекулярной массой

(4,5— 5,5)„106. Отечественный ПАА производился также под маркой АМФ [4].

К 1979 г. в мире выпускались следующие марки полимеров и сополимеров акриламида, различающиеся как молекулярной массой, так и содержанием дополнительных к амидным функциональных групп [5]: в СССР – ПАА, АМФ, ПАНГ; в США – сепаран NP-10, NP-20, АР-30, АР-273, 2610, магнифлок 905N, 837А, РАМ, цианамер

Р-250, полихолл 27, 295, ЕТ 597, эирфлок 3000, 3171, суперфлок 16; в ФРГ – ДТ-120; в Канаде – ретен 423 и др.

Впервые гели полимеров в трубопроводном деле использовала в 1971 г. компания "Доу-элл оф Кэнада". В начале 70-х годов была разработана технология Gelli Pig, применяя которую, компания Dowell Schlumberger Industrial провела работы по очистке полости трубопроводов диаметром 103–914 мм протяженностью от нескольких километров до сотен километров в Северном море, Саудовской Аравии, Северной и Южной Америке [6] .

Последние 20 лет эффективно используются полимеры в углеводородных растворителях для снижения гидравлического сопротивления нефти за счет гашения турбулентности.

Первые эксперименты по снижению сопротивления течению с применением полимеров были проведены в Лондоне в 1946 г., где английский химик Б.А.Томс установил, что при введении небольших количеств полимера в трубопровод с турбулентным движением жидкости гидравлическое сопротивление снижается.

Впервые в промышленном масштабе полимерные присадки такого рода были применены к маловязким нефтям на Транс-Аляскинском трубопроводе в 1979 г. Это была присадка CDR компании "Коноко спешиалти продактс", представляющая собой раствор полиолефинов в углеводородном растворителе [7]. В 1991 г. в Томском нефтехимическом комбинате была получена отечественная присадка такого типа под названием "ВИОЛ" (10%-ный раствор в гептане сополимера альфаолефинов) [8].

Развитие химической промышленности и создание новых эффективных химических веществ оказывало и может оказать в будущем существенное влияние на повышение эффективности работы магистральных трубопроводов.

 

 

Список литературы:

 

1. Абрамзон А.А., Зайченко Л.П., Файнгольд С.И. Поверхностно-активные вещества. Синтез, анализ, свойства, применение: Учебное пособие для вузов. Под ред. А.А. Абрамзона. - Л.: Химия, 1988. - 200 с.

2. Шенфельд Н. Неионогенные моющие средства. – М.: Химия, 1965.- 390 с.

3. Шенфельд Н. Неионогенные моющие средства - продукты присоединения окиси этилена: Пер. с нем. Под ред. А.И. Гершеновича. - М.: Химия, 1965. - 488 с.

4. Савицкая М.Н., Холодова Ю.Д. Полиакриламид. – Киев: Техника, 1969. -188 с.

5. Николаев А.Ф., Охрименко Г.И. Водорастворимые полимеры. – Л.: Химия, 1979. – 144 с.

6. Пуринтон Р.Дж., Митчел С. Химические реагенты// Нефть, газ и нефтехимия за рубежом.– 1987.– № 3. – С. 66–68.

7. Смолл С.Р. Полимеры// Нефть, газ и нефтехимия за рубежом.– 1986.– № 7.– С. 60–63.

8. Гареев М.М., Несын Г.В., Манжай. В.Н. Результаты ввода в поток нефти присадки для снижения гидравлического сопротивления // Нефтяное хозяйство. – 1992. – № 10.– С. 30–33.


Год издания:  2000
№ журнала:  11

Возврат к списку

Конференции, семинары, круглые столы

RNC_NH-logo.pngЖурнал "Нефтяное хозяйство" имеет многолетний опыт проведения различных научно-практических конференций, семинаров и круглых столов. Эта форма деятельности дополняет и расширяет возможности журнала по решению его основной задачи - способствовать развитию научно-технического прогресса отечественной нефтегазовой отрасли. Также эти мероприятия в определенной степени  ориентируют тематику журнала по наиболее актуальным направлениям этого развития, а их материалы (презентации, тезисы, состав участников и пр.) как и опубликованные в журнале статьи позволяют проследить его историю.   Здесь можно ознакомиться с этими материалами.

От главного редактора

Издание книг по истории нефтяной промышленности страны непосредственно связано с изданием старейшего отраслевого журнала «Нефтяное хозяйство», которому в 2015 г. исполнилось 95 лет. Несмотря на научно-техническую направленность журнала, в нем всегда существовали рубрики «Из истории развития нефтяной промышленности», «Памяти выдающихся нефтяников», через которые мы стараемся донести до современного поколения нефтяников важные исторические факты, повлиявшие на развитие нефтегазовой отрасли страны.

Начало

К 100-летию журнала (2020 г) Издательство решило разместить в свободном доступе все публикации журнала за период с 1920 -41 гг.
Одновременно наш сайт пополнился страницами, содержащими краткие биографические сведения по авторам этих статей. Именно они задали тон и стиль публикаций нашего журнала. Немногие из этих авторов пережили годы "Большого террора" и судьба их была трагична.

Биографии

Разработка сайта "Созвездие имен" была начата в 2015 г. к 95-летию журнала "Нефтяное хозяйство". Периодически на сраницах журнала, в ежегодном сборнике «Ветераны. Воспоминания» и ряде книг, выпускаемых издательством "Нефтяное хозяйство", публикуются очерки о выдающихся специалистах отечественной нефтегазовой отрасли, о людях, чья профессиональная деятельность обеспечила ее становление и развитие. Разработчики сайта предприняли попытку собрать в одном месте эти публикации, сделав их доступными широкому кругу читателей.

Мультимедийный архив

В процессе работы над книгами, при подготовке некоторых публикаций в журнал, на совещаниях, конференциях или встречах сотрудники редакции журнала иногда делали аудио записи, снимали видио или фотографировали. В первую очередь это были рабочие заготовки, которые в дальнейшем обрабатывались и публковались. Однако этот первичный материал и сам по себе представляет историческую ценность, поэтому было принято решение сделать его общедоступным. Так было положено начало мультимедийному архиву журнала. Там же даны ссылки на некоторые истересные видео, полученные из разных источников с согласием их владельцев на публикацию.

Библиотека

Здесь собраны мемуары, сборники биографических и исторических очерков, юбилейные издания и т.п. Все эти издания находятся в свободном доступе.