Синтез и технология реагентов для нефтедобычи на основе пентаэритрита и карбонильных соединений тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.13 ВАК РФ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ШСШйУ ОБРАЗОВАННО УФАМСКИЙ НЕФТЯНОЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

Для служебного

ия

Экз. »

МОЛЯВКО ИГОРЬ ВАСИЛЬЕВИЧ

СИНТЕЗ И ТЕХНОЛОГИЯ РЕАГЕНТОВ ДЛЯ НЕВДЦОЕЫЧИ НА ОСНОВЕ ПЕНТАсРИТРИТА И КАРБОНИЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ 02.00.13 - Нефтехимия

АВТ0РЕ6ЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Уфа - 1993

08 (?£> 9у

Работа выполнена в Уфимском неф*яном институте на кафедре "Общая и аналитическая химия"

НАУЧННЗ РУКОВОДИТЕЛИ:

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕЯШ:

доктор химических наук, профессор Д.Л.Рахманкулов кандидат химических наук Н.А.Романов

доктор технических наук, профессор В.Х.Хамаев женцидат химических наук Е.С.Баимбетова

Ведущее предприятие: Стерлитамакский нефтехимический завод

Защита диссертации состоится " $ " И/&ЛЯ 1993 р. часов на заседании специализированного совета

II

Д 063.09.01 ори Уфимском нефтяном институте по адресу: 450062 г.Уфа-62, ул. Космонавтов,' I.

С диссертацией можно ознакомиться в техархиве института. Автореферат разослан " $ " И № Н Я 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета к.х.н., профессор

А.Ы.Сыркин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМУ. ^ПйГпройзводаыв

находят все большее применение в народном хозяйотве в качестве растворителей, поверхностно-активных вещоств, пластификаторов, биологически активных веществ, вулканизирующих агентов, компонентов дои товаров пищевой и косметической промышленности. Кроме того, исследованиями пооледних лет установлена поропоктив-ность использования некоторых 1,3-дпоксащп{.71палканов в^качаствсГйн-. гкбиторов коррозии и компонентов смазочных п моторных масел.

Зашита промыслового оборудования от коррозионного и механического износа стали является одной из важнейших научно-техничео-ких задач современности. ' . ■ . .

Интенсивность изнашивания бурового оборудования увеличивается в десятки,- сотни раз в тякелонагруженных узлах трения. Одним из эффективных путей повышения работ зпособнооти породоразрушаю-щего инструмента является улучшение_противозадирных, противоиз-носгах и антикоррозионных свойств смазочных материалов введиш- : •jm в них специальных добавок. ' -

Проблема высококачественных.смазочных материалов в нефтяной промышленности стоит.очень остро. Не все смазочные материалы дая нефтепромыслового оборудования отвечают требованиям, предъявляемым к ним, т.к. в результата неблагоприятных условий рабогы и больших нагрузок качество их ухудшается. Только на нефтепромыслах Башкортостана.потери из-за механичеокого разрушения о^али

достигают 2 тыс. тонн в год. . ......

3 этом плане значительные перспективы могут быть связаны о 2,4,8,10-тетраоксаспиро[5,5] ундеканаш, пояучетыми на основе дешевого и доступного нефтехимического сырья пентаэритрита.

3 связи с этим, представляло большой.интерес синтезировать ряд 2,4,0,10-тетраоксаспиро [5,5]ундекянов, иоштать полученные

ооединения на противоиэносные и противозадирные свойства, разработать технологию получения наиболее эффективных и дешевых вещоотз.

Диооертационная работа выполнялась по планам важнейших НИР Уфгаюкого нефтяного института в соответствии о к оординационным планом паучно-иоолвдовательскшс работ АН СССР по проблеме 2.7. . "Коррозия и защита металлов" (П.2.7.1.4, "Развитие оонов защитного действия ингибиторов и их целенаправленного синтеза"), и по планам научно-нооледоватвльокшс работ комплексной научно-техни-чэоной программы "Реактив" в соответствии о приказами ГОНЕШ РСФСР № 243 от 25.03.91 и ыиниотеротвом науки, высшей школы и технической политики Роооийокой Федерации й 04 - I от 20.04.92.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Разработка специальных добавок к омазочным материалам, иопользуемым в тяжелонйгруаенних узлах трения нефтепромыслового оборудования, на основе пентаэригрита и карбонильных соединений; выявление триботехничеоких овойотэ синтезированных соединений; разработка технологии получения и организация произ-. водотва протиаоизнооной нриоадки из дешевого и доступного нефтехимического оырья; наработка опытно-промышленных партий.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБСШ1. Исследована реакция пентаэригрита о карбонильными соединениями в присутствии киояотпых каталчяа-торов. Получек ряд 2,4,8,10-тограоксеопргг)о[о,5]укд5кан 5. Определены аффективные катализаторы рэакцзи и найдяны близкие и отп;-нзльнш условия проведения процаооа, Уотановлэно, что иопользо-' ватш в качеотве катализатора катионообыэнной смолы'КУ-2-8 в количестве 10 % мао. при температуре 20...85 °С иозволяэт получать 2,4 Я, 10-та тра оя с а опир о [5,5] увдек аны с зыходом130.. .97 %'. Порчены экспериментальные данные и разработан одностадийный метод получения 2,4,8ДО-тетраоксаспиро[5,5]учдекапа конденоацией пакта эритрита о параформоп, Реагент впздаэн в качества противоиз-носной присадки в нефтедобывающей отрасли.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ И РЕАЛИЗАЦИЯ РАБОЩ В ПР01ШШШН0СТ11

В ра\®ах КНТП "Реактив" на оонованш проведенных исследований разработаны да б ораторше методики получения четырех новых химических реактивов.

Разработана технология производства противоизнооной присадки из дешевого п доо тупи ого нефтехимического сырья - пентаэритрита и параформа, которая внедрена.на экопериментально-апытном заводе "Уфароактнв" в процессе промышленного получения ооединеняя 2,4,8,10-тетраокоаспиро [5,6] ундекана.

Новая противоизносная приоадка я смазке, применяемой для . негерчетизированных опор шарошечных долот нефтепромыслового оборудования, опробована п внедрена в нефтедобывающих управлениях ПТО "Томскнефтегазгеология" и в Государственном предприятии

"HПEП9BapT0BCKH0fflT9^!aECQpBИ0',.

ЙШОБАЩЯ РАБОТЫ. Результата ра<5отй" дою^нвшшоь на между.-' народно!} конференции "Механика горных пород при бурении" (Грозный, 1992 г.), на научно-технической конференции отудентов, аспирантов п молодых ученых Башкирии "Вклад молодежи Башкирии в решение комплексных проблем нефти и газа" С Уфа, 1992 г.).

ПУБЛИКАЦИИ. Основные полояения диссертации; опубликованы в 5 печатных работах, в тор.» числе тлеются два решения ¡гщцачв патента Российской Фэдерацни. • * -

ОБШ И СТРУКТУРА- РАБОТЫ. Диссертация с одержит-'введете, шесть глав, включающих обзор литературы,обсуждение подученных результатов, списание экспериментов и технико-экономпческио расчеты, данные о внедрении, а такие выводы, список использован-по:' литературы п прилоаония. ' '

мзтпрпал диссертации излодоп на 144 страницах маппнояпснэго

текста, осдарнит 28 рисунков, "31 таблицу, бдблиографичеокий"'; описок из ЙбПназваР'й."

КРАТКОЕ ИЗЛ02ШИЕ: СОДЕРЖАНИЯ РАБОТЫ.

Во введении определен объект исследования и сформулирована цель работы.

В первой главе оодераштся обзор литературы, где суммированы оведентш о способах получения 1,3-диоксацяклоалдрчов*й" областях'шс приьриения.. ..,-.. V

Во второй глава представлены результата иь/чения реакций конденсации пентаэритрита о параформом и 4-фторбензальдегидш. Выявлены .близкие к оп" шальным уоловия получения 2,4,8,10-хетра-окоа с гшро [5,5} ундеканов. Решаются задачи по выбору катализатора процесса, по определению температурного режима и продолжительности реакции конденсации в лабораторных условиях. Определены противоизносные свойства и ингибирувдая активность синтезированных ообдинений. . ......

. В третьей ишвё. рассматриваются вопросы, .связанные о отработкой, технологии проведения реакции конденсации пентаэритрита. о параформом в присутствии катионообменной смолы на пилотной установка.

В четвертой главе диссертационной работы приведены данные о промышленном.освоении производства.продуктов конденсации на существующих промышленных установках. . . ■

■:. В пятой главе-приведены данные об использовании полученного соединения в качестве противоизнооной присадки к смазочным материалам,' -применяемым в тяяелокагруженных узлах трения нефтепромыслового . оборудования.. . .

В шестой главе.приведены .сведения о методах проведения экспериментов и анализов, .об экономической эффективности от применения соединения 2,4,8,10-тетраоксасшро [5,5] у ндека на в качестве проти-

воязносной присадки к смазке, применяемой в тянелонагруженных узлах трения' гэфтепрошслового оборудования.

00Еаш^лйО';11РйОТстш;кисл(Ш1Ы]С ■

КАТАЛИЗАТОРОВ

Взаимодействие пентаэритрита о различными карбонильншди

катализаторов приводит к образованию 2,4,8,10-тетраоксасш1ро [5,5]ундеканов.* Общий способ их получения может быть представлен следующей схемой:

■ . I - ХУШ

Х-Ш^^Н; й2^!, С2Н5, Сз^, изо-СдНу, С4Нд, изо-С4Нд, С7Н15, С6И5, 4-РС6Н4, 4-€Н30С6Н4, 4^Ю6Н4, 3-С1С6И4, 4-Вг06Н4, 3-ВгСбК4, 4-(СН3)2Ы06Н4, 4-СВг = СНС6Н4; ХУЛ, ХУШ? К^+К2 (-СН2-)5, <-СН^)4. '

Синтезирован ряд 2,4,6,10-тетраокоаопиро(5,5]ундекано!з, которые иопытаны в лабораторных уоловиях в качестве присадок к смазкам в тяиелонагруяенлых узлах трения чефтепромыолового оборудования.

По результатам лабораторных испытаний на установке ИО-Хк установлено, что наиболее высокими противогэнооными свойствами из всех синтезированных спиродаоксанов обладают 2,4,8,10-тетра-оксас"иро[Е,5]ундзкан и 3,9-д!!(4-^тор5енил)-2,4,8,10-тетраокоа-

КОВДШСАЦКЯ ПЕНТАЭРИТИГГА С КАРБОНШШШ

ооедлненияш в среде растворителя и в приоутотвил кислотных

2

{

спиро[5,5] ундекан.

В связи с этим, возникла необходимость провеоти более полное и глубокое изучение взаимодействия пентаэритрита о пареформом и 4-фторбензальдегидом.

С целью определения условий проведения реакции, близких к оптимальным, исследовано влияние режимных параметров, природа и количества катализатора, соотношения исходных реагентов на образование 2,4,Ь,10-тетраоксаопиро[5,5}ундекана и 3,9-ди(4-фгор-фенил)-2,4,8,10-тетраокоаспиро[5,5}ундекана.в.присутствии.кислотных катализаторов в интервале температур 85...100 °С (рис. 1-6).

Эксперименты, проведенные с целью отработки рекимных параметров реакции, показали, что увеличение температуры и продолжительности проведения процесса повышает степень превращения пентаэритрита, а зависимость селективности образования опиродиокоанов носит экстремальный характер.

Проведенные исследования по использованию катализаторов в процессе оинтеза показали, что наиболее селективными катализаторами в данных условиях, позволявшими получить сравнительно высокий выход целевого продукта реакции конденсации, являютоя серная кислота, п-тол/олсульфокислота и катионообменнал смола марки КУ-2--8. Выход 2,4,8,10-тетраокоаспиро(5.5]ундекйна на катализаторе КУ-2-8 на 10...14 % больше, чем на п-ТСК и сорной кислоте ( рис. ?, 8). Это, вероятно, связано о особенностями процесса сорбции на ионообменной-смоле и более мягким действием катионита. Применение КУ-2-8 дает еще.одно существенное преимущество: отсутствие стадии нейтрализации..Каталитическая.активность КУ-2-8 сохраняется в течение IC8...IIC часов непрерывно!* работа. Пооле регенерации катализатор вновь может использоваться в процессе синтеза. Следовательно, использование кэтионоосменной сыолы КУ-2-8 в качестве катализатора в освоении пропыленного способа

——

л * ч N

/ г <

/ 7

?

ЕМ

Рио. I. Завиоимооть выхода (А, % мао.) 2:4,8.10-тетра-оксаопирор.бГундек. :а от времени {Б, ч) и температуры оинтеза:

1-85 °С$ 2-90 °С;

3 - 95 °С; 4 - 98 °С.

Рио. 2. Зависимость выхода {А, % мао.) 3,9-ди(4-фтор-фенил )-2 ,"4,8,10-тетра-оксасплро[- ,5] ундекана от времени {Б, ч; и температуры оинтеза:

. Г - 85 °С; 2 - 90 °С;

3.- 95 °С; 4 - 98 °0

. ч - -

Д.Уо

.80

60

40

го

~ 4.3 5?

\

1,7.

»о

60

«о

го

1- - 4.»

1 ^ I

5.4

6,4

Рио. 3. Зависимость выхода (А,

% мае.) 2,4,8_,10-тетра- ' оксаспироцэ .ЕЯ ундекана от времени (Б, ч) и мольного соотношения пен-т а эри трит: пароФорм: I - 1,0:2,0; 2"- 1,0:2,1 3 - 1,0:2,2; 4 - 1,0:2,5

Рио. 4. Зависимость выхода (А, % мао.) 3,9-ди(4-фтор-фенил)-2,4.8,ДО-тотра-оксоспиро [5,о) ундекана от времени (Б, ч) и мольного соотношения пен-таэритрит:4-фторбензаль-. доит: I - 1,0:2,0: 2 - 1,0:2,1; 3 - 1,0:2,2; ■4-1,0:2,5

получения целевого продукта реакции цонданоации пентаэритрита о параформои является аффективным я экономичным.

Анализ выявленных закономерностей позволяет определить близкие к оптимальным условия проведения конденсации в присутствии КУ-2-8 в лабораторных условиях (табл. I).

Таблица I

Выход 2,4,8,10-тетра оксаошро [5,6} ундекана и 3,9^и(4-^торфенид)-2,4,8,10-тетраоксаспиро[5,5] ундекана в присутствии катализатора КУ-2-8 в количестве 10 % мае. Уодозия опытов: мольное соотношение пентаэритрит:параформ и пентавритрит:4-фторбензальдегид - 1:2,2

. .Соединение ! ¡^п^ра- ! Продолжи- | Выход,

тура, тельность, % мао. ! ос ! ч !

2,4,8,10-тетраоксаопиро£б, 5]-

увдекан .... 95 4,0 96,9

3,9-ди(4ч5торфенид)-2,4,8,10- '

тетраокоаспиро[5,5]ундвкан 90 4,5 89,7

.Дальнейшая отработка технологии получения, в полупромышленных к промышленных.условиях велась для 2,4,8,10-тетраоксаспиро [5,5]ундекана, т.к. исходные реагенты дая его синтеза являются

более доступными и дешевыми.

ОТРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ 2,4,8,10-ТЁТРАСКСАСПИР0-[5,5]УНДЕКАНА. НА ПИЛОТНОЙ УСТАНОВКЕ

В лабораторных условиях выход 2,4,8,Ю-тетрао^саопирор,5) -ундекана составляет 98,9 % в пересчете на взятый пентаэритрит. Проведение же синтеза этого соединения на пилотной установке при полученных ранее оптимальных условиях не позволяет получить

г

3 1

/

а

Рко. 5. Зависимость вухода (А, % ыао.) 2,4,0.10-тетра-оксаспиро [5,5] ундек?"а от температуры и количества катализатора КУ-2^-8:(Б, Я;

I - 85 °С; 2 - 90 °0;

3 - 95 °С

Рио. 6. Зависнуооть выхода (А, % ¿1ас.) 3,9-до(4-фтор~ фенил5-2,4,8, Ю-тетра-окоаошгргг5,д ундеканв от температуры л количества катехизатора К5Г-2-8 (Б, 7-)\

1-85

3. - 95 "С

°0; 2-90 °С;

Ог

80

40

20

1

1

•

б.«

БД

Рио. 7. Зависимость'выхода (А, рИп 8 % мае.) 2.4,8,10-тотра- • ' оксаспиро{5,5] ундекана -от количества катамзатора (Б, %) ^О^ при ■

различных температурах:

' 1-85 °С; 2 - 90 °С; ;

3 - 95 °С; гревд оин-. теза - 3 ч

Зависимость выхода (А, ^мас.) 2.4,8,10-тетра-окааснмро [5,5] ундокана от количества катализатора п-ТСК (Б, %) при различных температурах:

I - 85 °С; 2-90 °С;

3 - 95 °С; время синтеза - 3 ч

2,4,8,10-т9тт)аокоаопиро[5,5]ундекан о выходом более 40 Б связи о этим, проведены эксперт ленты по подбору режима работы з полупромышленных условиях ¡на пилотной установке с целью увеличения-в^ода 2,4^8^^^

Отработка режима пилотной установке осуществлялась при мольном соотношении пентаэритрит;парадора = 1:2,2, в присутствии яатаяиЕатеоа КУ-2-3 - 10 % ыао. При температуре Р5 °С начинается отгонка азертропа ( толуол - вода ) , за 8 часов отгоняется 55,0 % образовавшейся воды и только по истечении 24 чьоов выход 2,4,8,10-тетрэокоаопиро[5,5]ундокава составляет 86,0 %. Прь температуре 90'-. ¿3 за 20 часов выход опиродиокоана может быть увеличен до 90 %.

С целью более глубокого превращения исходные реагентов и уменьшения времени оинтоза процесо осуществляется при двухступенчатом температурном рекиме. На первой ступени подчеркивается температура 85 °С в течение 8 часов. На второй отупени температура повышается до 95 °С и за 8 часов реакция заканчивается.

Выход 2,4,8,10-тетраоксасппро[5,5]ундекана на пилотной уо-тановке составляет 96,4 %.

Проведенные пояупромылленные исследования реакции конденсации пенгаэригрита о параформом в присутствии катализатора КУ-2-8 на пилотной установке в дав ступени по отработке температурного режима позволили выявить близкие к оптимальным условия проведения процесса. Применение двухступенчатого температурного режима про-цеооа в полупромышленных условиях позволило увеличить выход . 2,4,8 ДО-тетраоксаопиро [5,5] ундекана до 97 % и сократить время проведений процесса ( табл. 2 ).

Таблица 2

Уоловия и результата синтеза 2,4,8,10-тетраоксаспиро-[5,5]ундекана на пилотной уотановке

Условия спита: мольное соотношение пентаэритрит:парафорл ■ 1:2,2; катализатор - КУ-2-8 - 10 % дао.

Режимы процеоса !Темяе- Шродол- !Выход 2,4,8,10 -!ратура,!житель- !тетраоксаспи_о I ог, !нооть, ч |{Ъ,5]ундекана, ! ! \% мае.

85 24 £5,0

90 20 89,6

85 8

95 8 96,4

ПОЛ-ЧЕНИЕ 2,4,8.1О-ТЕГРАОКСАСШРО [б, 5] УНДЕКАНА В ПРСМШИЕННЫХ УСЛОВИЯХ

На основе исследовании, .проведенных на пилотной уотановке, предлояена технологическая охема проведения синтеза в промышленных условиях ( рис. 9).

Отработка температурного режима процеоса с целью получения максимального выхода 2,4,8,10-тетраоксасШ1ро[5,5]ундекана производилась -по-предложенной -технологической схема на эксперямедтально-оштном заводе "Уфареактив". В процеосе наработки опытно-промышленной партии определены эффективные рожгнныа параметры проведения реакции С табл. 3),. дозволяющие достигнуть „наилучших резуль-» татоз по ^чхода; Тел51^го--лрбду11таТэа1аШТ

Тахига образом, при выбранном температурном реотме общая продо.'шительность синтезе. составляет более 2© часов.

На осьове проведенных исследований был разработан технологический регламент получения 2,4,8,10-тетраоксаспиро[5,5]ундекана;

1. Одноступенчатый

2. То же

3. Двухступенчатый

Принципиальная технологическая схеыа установки получения 2,4,8,10-тетра оксаспиро |Ъ, 5] ундекана

I,- реактор ■ 7 - дозатор подачи катализатора

2 - емкость для пентаэрнгрита 8 - вакуумная колонна

3 - емкость для парафорла •

4 - емкость для толуола 5,9 - регулятор температуры 6Д0Д1 - холодильник;

Ряс. 91

Таблица 3

Условия и результаты синтеза 2,4,8,10-тетраоксаопиро [5,5]ун.Лекана на промышленной уотановке в реакторе периодического действия. Мольное соотношение пентаэритрит:парафор,?=1:2,2; катализатор - 10 % мао.; объем реактора - I мэ; механическая мешалка ленточного типа о числом оборотов 100 об/мин

Температура ! Продолжительность!Выход 2,4,8,10-тетраокса-синтеза, ! синтеза, ч. !опиро[5,5]ундекана, % шс.

85 16 57,4

95 12 96,1

была предложена технологическая схема и разработан технологический регламент получения 2,4,8,10-тетраоксаспиро [5,5] ундекана квалификации "ч". .

ПУТА ПРАКТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ 2,4,8,10-ТЕТРА0КСАСПИР0[5,5] УЩЕКАНА .

Работа бурового оборудования, породоразрушающегося инструмента характеризуется выоодой энергозагрувенноотыэ, циклическим характером нагрузок, вследствие чего наблюдается изноо, который усугубляется коррозионным воздействием среды..

. .. Применение высокоэффективных присадок к смазкам для тяжело-на'груяенных узлов трения .нефтепромыслового.оборудования позволяет уменьшить износ трущихся деталей на 30...60 сократить число аварий в.2-3 раза, увеличить срок службы оборудования в 2 и более

раз. ...... .,-...; ■: . ' •

Из литературы известно, что гетероциклические О, Р, С1-содор-кащие соединения должны обладать.хорошими противоизносгшш свойствами. Нами были проведены лабораторные испытания синтезирован-

Таблица 4

; Результаты испытаний 2,4,8,10-тетраокоаошро [5,5] унде^нов на триботехнические овойства. Скорость изнашивания стали 14ХНЗМА. и коэффициент трения в среде "Цилиндровое -52" о различными , соединениями ряда 2,4,8,10-тетраоксао1гаро[5,5]ундеканов

Структурная формула соединения!Окотюсть иэнашиванья (Ам),.ыкм/ч

1и коэйЕйшдаент трения (ттр). пхи Iприведенной нагрузке Рд, к/т~

I 300 ! 350 1 40С ! 450 1 500

йНК. X /СзНг

1.070 1:120 1.190 1.630 21680 0,030 0,031 0,032 0,040 0,058

ЬШ 1.3 ,99 Ш

0,043 0,051 0,054 0,057 0,063

ИЗОЬНт/ЛЛ-МЗОСаНг ^^ Шй ЪШ ¿Ш. ЗиШ

0#048 0(048 0>048 0>054 0(064

. ттттт

Л и У°~Л/~\л и 1.600 1.830 2.130 3;750 7.210

СтНи"\)_Л-(Г Кж Ц^77Н

ГкН5-/ЬУ~0Ус4На 1^370 1,760 ¿лАШ

Ъ6П5 Хц-ЛЧ-о/ 0,044 0,047 0,053 0,056 0,060

СГ п/лл^н^ &Ж № 1^20 З.ИО 2Ш

0,060 0,061 0,064 0,067 0,072

.снзОСЕНА^ЗС^^"3 Ш Ш Вт

.530 1.750

I 11670 1.870 2.180 4.200 16.200

«-Л ис. 0,064 0,068 0,072 0,075 0,078

. яы>; 2,4,3,10-тэтраоксаспиро [5,5] ундеканоз. Действительно, как видно из табл. 4, все полученные соединения обладают хорошими противоизносньми свойствами. Из анализа результатов испытаний следует, что наилучшим дротнволзнооными свойотваш обладают соединения 2,4,8,10-?етраоксаспиро[5,5]ундекан и 3,9-ди(4-<"тор-фенм)-2,4,8,10-тетраокоасшро[5,5]ундекан.- Установлено, что при увеличении длины цепи линейного замеотителя триботэхничео-кие свойства данных соединений ухудшаются. Изомеризация заместителей соединения 2,4,8,1О-тетра окса спиро [5,5] ундекана оказывает положительное влияние на противоизносные свойотва. Соединения о фенильчыми и фтозденильншли заместителями в 3 и 9 положениях обладают более отабильныыи триботатчпческиш свойотвами в диапазоне, соответствующем нагрузке 200...300н/мм»

Исоледсванпя .проводились на установке ИС-1к, рабочий узел которой моделирует процесс изнашивания цапфы большого.роликового подшипника шарошечного долота. : .

По результатам лабораторных испытаний проведены промысловые испытания 2,4,8,Ю-тетраоясаспиро[5,б]ундекана г ПТО "Томок-нефтегазгеология" и в Нижневартовске« государственном центре "Не-фтэмашсервио", которые дали положительные результаты ( табл. О ).

...... . Таблица 5

Результаты промысловых испытаний соединения 2,4,8,10-теграокса сппро [5,5] ундекан

Интервал, I Опытные образцы I Серийные образца ¡Изменения " . | N !• И,и ! Ьг,ч;Ун,н/ч! N ! В,М [Ум,и/ч;¿К ¡^.¡¿У^

1500... 36,0 83,4 6,7 12,4 33,0 55.4 5,13 10,8 28 1,5 1,6 2100 50,5 30,3 Х4,3

~N~кодБчйстео"долот7Н^" проходка на долото, 5- время бурения",' V«- механическая скорость бурения

Применений соединения 2,4,8,10-тетраокоао1щро[5,5]ундекана в качестве протлвоизносной присадки позволило повысить отойкооть долота на 30,6 %, проходку на долото на 50,5 %, увеличить махангчао-кую окорооть на 14,8

В связи о этим.ПТО "Томокнефтвгазгеология'1 предложило ооущеотвить дальнейшее производство ооедапения 2,4,8,10-тетраокса-спиро[5,5]ундек8"а в промышленных масштабах.

ВЫВОДЫ

1. Изучена реакция конденоации пентаэритрита о нарбряиль-ниш содданениями в присутствии кислотных катализаторов. Выявлены близкие в оптимальным условия проведения реанщщ.

2. Соединения 2,4,8ДО-тэграокоаопиро[5,5]ундекан и 3,9-да (4-фторфега1л)-2,4,8Д0-тетраокоаохпфо[5,53ундекан могут быть использованы в качеотзе приоадок к смазкам о цель-, улучшения противоизнооних, противозадарных и антпфрикционних овойотв.

3. Показано, что реакция конденсации пентаэритрита о пара-формом в промыт..01Ш0М реакторе объемом I м3 при оледуюпщх условиях: тэшаратура - 85..495 °С, катализатор - К7-2-8 - 10 % мао., мольное соотношение пентаэрцтрит:ларафо1,.л = 1:2,2, продолкчтегь--нооть - 28 ч - приводят к выход? целевого продукта - 2,4,8,10-т9траокоасшфо[5,5]у|1декана до 97 %.

4. Установлено, что "наибольший выход 2,4,8,10-тетх)аокса-сш1ро[5,5]уВД9кана .в промышленных уоловиях достигается при проводош:1г конденоацди пентаэритрита о паранормой ЩИ* двухступенчато:.! температурном резшме: I ступэнъ - 85 °С; 2 'отупень -95 °С.

5. Предложена технология получения 2,4,0,10-тетраоксасччро [5,5]у!дорава, которая внедрен на энспарнментаяьно-опнтнп:.: ¿аьодэ "Улчреачт'/в".

6. Введение 2,4,8.10-теграокоаотфо[5,5]ундокана в смазку, применяемую з негерметизпрованных опорах шарошечных долот, в кошпеотво 1,5...2,25 % мао., позв.оляег увеличить отойкооть долота на 30,6 %. проходку на долото - на 50,5 %, механичеокую скорооть - на 14,8

7. Новая противоизнооная присадка в омазке, применяемой в тяно л она гругм кн ых узлах трения нефтепромыслового оборудования, опробирозана и внедрена в нефтедобывающих управлениях. ПТО "Тадск-нефтегазгеологпя" и Государственном предприятии "Нижневартовок-нефтемапсорвис".

ОСНОВНОЕ СОДЕРМННЕ ДШ(Л?РТЩ1СННОЙ РАБОТЫ ИЗЛОЖЕНО

в садшихтатшшщих

1. Ыолявно И.В., Рахманкулов Д.1. Исоледование реакции взаимодействия пентаэритрита о паранормой и п-фторбонзальдеги-дом // РИОР. - 1992. - Выи. 8.' - С. 23. •

2. Молявко И.В. Синтез проитвоизносных я противозадлрных прпоадок к маслам на основе пентаэритрита // Тез. докл. ГШШ научн. - техн. кону, студентов, аспирантов-и'молодых учонах Еапк:1Г'-П1 "Вклад молодеет Башкирии,в решение комплексных проблем нефти п газа". - Уфа, - 1992. - С. 29.

3. Фролов ;,{.А., Молявкь И.В. Смазка для тяаолонагруяеннше опор забоЗних механизмов // Тез. докл. мезпдународ. конф. "Механика горных пород при бурении". - Грозный. - 1991. - С.122.

Кроме того получены:

4. фолов М.А., ¡Чолявко И.В., Спиван А.П., Рахманкулов Д.Л., Par.iaryrniH В.Р., Романов H.A. //Решение £ 005Э72 от 06.02.92.

о игдачэ гзтглта Росстп'ско:'! Фздерацгаг но ззяи;е 49II3C0 от 1С. 01.91.

5. Ыолявко II.В., Фролов М.А., Сгошак А.И., Рахмашулоз Д.Л., Рахыатулдкя В.Р., Романов H.A. // Решение И 048-443/29 от 15.06.92. о вцдаче патента Роооийокой Федерации по заявке № 5023458/04/082529 от 27.12.91.

Подписано к печати .ов. в5.

Формат бумаги 60x84 1/16. Бумага писчая. Печать офсетная. Неч. листов -г,о . Тир<?4 -нх> экз. Заказ 1 в

уфимский нефтяной институ т

Ротапринт Уфинского нефтяного института

Адрес института и полиграфпредприятия: 450062, Уфа, Юосмонеьтоо, I