Внедрение непрерывного алкилирования фенола высшими олефинами в присутствии арилсульфокислот позволило заметно улучшить показатели по сравнению с периодическим процессом. Съем алкилфенолов с 1 м3 реакционного объема возрос от 50—60 до 90—180 кг/ч, степень превращения фенола увеличилась до 98 % [281].
Процесс осуществляется по следующей технологической схеме (рис. 35). Расплавленный фенол и бензолсульфокислота из дозаторов 1 в заданных количествах сливаются в смеситель 2, который одновременно является расходной емкостью. Раствор бензолсульфокислоты в феноле смешивается с подогретыми олефинами в центробежном насосе и подается в алкилаторы 4, представляющие собой полые аппараты колонного типа. Процесс ведут при массовом отношении фенол/олефины = 1/1,4, концентрации бензолсульфокислоты в феноле 12%, 106—108°С и объемной скорости 0,12 ч-1. Степень превращения фенола после первого алкилатора 95,5%, а после второго — 98%. Выходящий из алкилаторов продукт охлаждается до 70—80°С, нейтрализуется аммиаком в емкости 5 и откачивается на центрифугирование и отгон непрореагировавшего сырья.
Целевая фракция алкилфенолов, получаемая непрерывным способом, имеет следующие характеристики:
Массовая доля фенола, % |
0,3 |
Мол. масса |
214 |
Температура вспышки, °С |
121 |
Кинематическая вязкость при 100 °С, м2/с |
5,3∙10-6 |
Массовая доля гидроксильных групп, % |
7,1 |
В заключение следует отметить, что в последние годы появились работы по термическому алкилированию фенола высшими олефинами. Так по данным [282] при 400—410°С и давлении 5—7 МПа фенол алкилируется а-олефинами C8—С10 и C12—С14 с селективным образованием крайнезамещенных орто-моноалкилфенолов.
При мольном отношении фенол/олефины = 4/1 и времени контакта прибл. 60 мин степень превращения олефинов 70—80 %, а селективность по крайнезамещенным моноалкилфенолам более 95 %. Судя по этим данным, процесс термического алкилирования фенола высшими а-олефинами может оказаться перспективным для промышленной реализации.
Несмотря на то, что процесс алкилирования фенола высшими олефинами детально изучен и давно реализован в промышленных масштабах, его технический уровень оставляет желать лучшего. Главный недостаток — невысокая единичная мощность установок и использование олефинового сырья широкого фракционного состава.
Ближайшей основной задачей является создание производств высших алкилфенолов высокой единичной мощности, базирующихся на использовании в качестве сырья узких фракций высших олефинов. Это создаст необходимые предпосылки для повышения качества многих типов присадок к маслам и неионогениых ПАВ, в первую очередь, оксиэтилированных алкилфенолов.
Оксиэтилированные алкилфенолы приобретают важное значение как агенты, используемые для увеличения нефтеотдачи пластов. Сущность воздействия водных растворов неионогенных ПАВ на нефтяные залежи заключается в следующем. Молекулы неионогенных ПАВ значительно снижают поверхностное натяжение на границе раздела вода — нефть, способствуя более полному вытеснению нефти из пласта и гидрофилизации коллектора. При воздействии неионогенных ПАВ на нефтяную залежь, приуроченную к гидрофобному коллектору, механизм процесса после замещения нефти в объеме пор водой состоит в постепенном отмывании нефти с поверхности частиц породы в виде эмульсии нефти в воде. ПАВ функционирует при этом как моющее средство.
Были изучены свойства оксиэтилированных изононил- и изододецилфенолов с различным числом оксиэтильных групп в качестве нефтевытесняющих агентов в сравнении с ОП-10 — продуктом присоединения 10—12 моль окиси этилена к алкилфенолам, получаемым на базе полимердистиллята [283]. Установлено, что оксиэтилированный изононилфенол с 12 оксиэтильными группами и изододецилфенол с 14 оксиэтильными группами обеспечивают коэффициент нефтевытеснения 79,5—81,5%, что на 5—6% превышает нефтевытесняющую способность ОП-10.
Результаты теоретических, экспериментальных и промысловых испытаний позволили рекомендовать неионогенные ПАВ к широкому промышленному внедрению для увеличения нефтеотдачи пластов [284].
Вместе с тем следует отметить, что при использовании ПАВ в различных технологических процессах нефтедобычи важнейшей проблемой остается охрана окружающей среды, так как применяемые продукты характеризуются различной степенью биологического распада.
В процессе воздействия на нефтяную залежь с целью повышения нефтеотдачи активность растворов ПАВ должна сохраняться в течение многих лет, а возможно и десятилетий. Естественно, что при этом ПАВ должны иметь максимальную устойчивость к биологическому распаду в пластовых условиях.
При бурении же скважин, а также в процессах добычи нефти, когда существует возможность попадания сточных вод в водоемы при аварийных ситуациях, необходимо применять только биологически разлагаемые ПАВ.
Нефтяникам-технологам еще предстоит более четко сформулировать основные требования к реагентам, пригодным для эффективного использования в различных технологических процессах бурения скважин, подготовки и добычи нефти, эксплуатации нефтяного оборудования [285].