一种稠油乳化降粘剂、乳化稠油及其制备方法 |
|||||||
| 申请号 | CN202110029063.X | 申请日 | 2021-01-11 | 公开(公告)号 | CN114763481A | 公开(公告)日 | 2022-07-19 |
| 申请人 | 中国石油化工股份有限公司; 中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院; | 发明人 | 仝玉军; 葛海龙; 杨涛; 孟兆会; 殷冬冬; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种稠油乳化降粘剂、乳化稠油及其制备方法，其中，以重量份数计，所述乳化降粘剂包括非离子 表面活性剂 ，0.1～10份；阴离子表面活性剂，0.1～10份；助剂，0.01～5份； 水 ，100～5000份。所述乳化重油包括上述乳化降粘剂、稠油和 生物 基油。与现有乳化降粘剂相比，本发明提供的乳化降粘剂在乳化降粘效果良好的前提下，大大改善乳化液体系的 稳定性 。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种稠油乳化降粘剂，以重量份数计，所述乳化降粘剂包括如下组分： |
||||||
| 说明书全文 | 一种稠油乳化降粘剂、乳化稠油及其制备方法技术领域[0001] 本发明属于石油化工领域，特别是涉及一种稠油乳化降粘剂、乳化稠油及其制备方法。 背景技术[0002] 当前轻质油储量日益减少，稠油开采比重逐渐增加。稠油中通常胶质、沥青质等大分子烃类分子含量较大，表现出密度大、粘度大、流动困难等特点；此外，目前原油市场上相比于常规原油，稠油具有明显的价格的优势，采购低廉的稠油对实现炼厂的提质增效具有显著意义。如何解决稠油的运输问题是加工稠油的前提关键，尤其是采购海外的稠油。目前世界稠油探明储量占全球石油剩余储量的70%，主要分布在委内瑞拉Orinoco重油带、加拿大西加拿大盆地、俄罗斯东西伯利亚盆地等。目前稠油降粘运输处理手段主要有加热降粘输送、稀释输送和乳化输送。加热降粘存在需要增设中间加热站，热能损耗，成本升高等温度；而对于稀释输送，存在稠油产地稀释油来源非常有限问题，同时造成轻质油贬值，此外，不同品质的原油混合可能会对原油的炼制加工产生不利影响。相较于加热降粘输送和稀释输送，乳化降粘具有明显优势，通过向稠油中添加乳化降粘剂和水将其变成水包油型乳化液，外相为水，油相以分散的球形液体分散在水中，整个乳化液的粘度大幅降低。 [0003] CN103555310A公开了一种稠油自发乳化降粘体系及其制备方法，乳化降粘体系包括：主表面活性剂、助表面活性剂、碱、盐和水，实现稠油粘度大幅度地降低，主要应用于稠油开采和短距离运输。CN102618245A公开了一种乳化降粘剂和用途。降粘剂主要由十二烷基磺酸钠、磺酸盐型阴离子表面活性剂、烷基苯磺酸盐型阴离子表面活性剂和羧酸盐型阴离子表面活性剂组成。 发明内容[0004] 目前现有乳化降粘技术中，尤其是在远洋等长距离输送过程中，获得能够在长时间内保持乳化效果良好的乳化稠油至关重要，即在获得粘度较低的乳化稠油后，减缓乳化稠油体系中油水两相分层是稠油乳化技术需要重点关注的首要技术难题。 [0005] 针对现有技术中存在的不足，本发明目的是提供一种稠油乳化降粘剂、乳化稠油及其制备方法。与现有乳化降粘剂相比，本发明提供的乳化降粘剂在乳化降粘效果良好的前提下，大大改善乳化液体系的稳定性，特别适合用于稠油远距离运输过程中，尤其是目前我国原油对外依存度居高不下的背景下，该技术有利于扩大我们海外重质稠油的采购范围，使我国市场能够用上国外价格相对低廉的重质稠油。 [0006] 本发明第一方面提供一种稠油乳化降粘剂，以重量份数计，所述乳化降粘剂包括如下组分：（a）非离子表面活性剂，0.1～10份； （b）阴离子表面活性剂，0.1～10份； （c）助剂，0.01～5份； （d）水，100～5000份。 [0007] 本发明第二方面提供一种乳化稠油，以重量份数计，所述乳化稠油包括如下组分：（a）非离子表面活性剂，0.1～10份； （b）阴离子表面活性剂，0.1～10份； （c）助剂，0.01～5份； （d）水，100～5000份； （e）生物基重油，10～50份； （f）劣质稠油原料，500～4000份。 [0008] 进一步的，上述技术方案中，所述非离子表面活性剂可以为吐温、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、司盘中的一种或几种混合物，优选为吐温和司盘的混合物，进一步的，上述技术方案中，所述吐温可以选自于吐温20、吐温40、吐温60、吐温80中的一种或几种混合物，优选吐温80。 [0009] 进一步的，上述技术方案中，所述脂肪醇聚氧乙烯醚的聚合度为10～30，优选为10～20，烷基链长为10～20之间的的任意正整数，优选位12～18，分子量范围为500～1800，优选600～1600。 [0010] 进一步的，上述技术方案中，所述烷基酚聚氧乙烯醚的聚合度为10～30，优选为10～20，苯环链长为0～20之间的的任意正整数，优选1～10，分子量为500～1800，优选600～1600。 [0011] 进一步的，上述技术方案中，所述脂肪酸聚氧乙烯酯的聚合度为10～30，优选为10～20，烷基链长为4～20之间的的任意正整数，优选6～18，分子量为400～1800，优选500～1600。 [0012] 进一步的，上述技术方案中，所述司盘可以为司盘20、司盘40、司盘60和司盘80中的一种或几种混合物，优选司盘80。 [0013] 进一步的，上述技术方案中，所述阴离子表面活性剂可以为烷基苯磺酸钠、α‑烯烃磺酸钠、烷基磺酸钠中的一种或者几种混合物；进一步的，所述烷基苯磺酸钠中烷基碳原子数一般为12～18，所述α‑烯烃磺酸钠中烃基的碳数为12～20，所述烷基磺酸钠中烷基碳原子数为12～20。 [0014] 进一步的，上述技术方案中，所述助剂为水溶性淀粉、羧甲基纤维素、聚乙二醇中的一种或几种混合物，优选为水溶性淀粉，进一步的所述水溶性淀粉分子量为200～800，优选分子量为200～400。所述聚乙二醇分子量为200～700，优选分子量为400～600。所述羧甲基纤维素分子量为5000～70000，优选为20000～70000。 [0015] 进一步的，上述技术方案中，所述的生物基油为生物质热解气化过程中得到的含烃馏分，所述生物基油的馏程一般为150～600℃，优选150℃～500℃，进一步优选为200～400℃。通常热解温度为400～1000℃，优选热解温度为500～700℃。 [0016] 本发明第三方面提供一种稠油乳化降粘剂的制备方法，所述制备方法包括如下内容：（1）将助剂和水混合，然后升温至50℃～70℃，混合均匀后得到溶液A； （2）将非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂加入到溶液A中，混合均匀后得到乳化降粘剂。 [0017] 本发明第四方面提供一种乳化稠油的制备方法，所述制备方法包括如下内容：（a）将助剂和水混合，然后升温至50℃～70℃，混合均匀后得到溶液A； （b）将非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂加入到溶液A中，保持体系温度50℃～70℃，混合均匀后得到乳化降粘剂； （c）将劣质稠油原料与焦油在100～150℃下混合，混合均匀后得到油相物料； （d）将步骤（b）得到的乳化降粘剂和步骤（c）得到的油相物料混合，混合均匀后得到乳化稠油。 [0018] 进一步的，上述乳化稠油中，所述的稠油可以为常规原油、重质原油或者超重质稠3 油，通常其密度（20℃）为0.90～1.10g/cm，50℃粘度大于2000mPa/s。 [0019] 进一步的，上述乳化稠油中，所述的生物基油为生物质热解气化过程中得到的含烃馏分，所述生物基油的馏程一般为150～600℃，优选150℃～500℃，进一步优选为200～400℃。通常热解温度为400～1000℃，优选热解温度为500～700℃。 [0020] 进一步的，上述技术方案中，所述混合可以采用胶体磨、在线混合器或静态混合器的一种或几种来实现；进一步的，上述技术方案中，通过调整混合设备参数，保证乳化稠油的粒径为3～ 20μm，优选5～10μm。 [0021] 与现有技术相比，本发明稠油乳化降粘剂、乳化稠油及其制备方法的优点主要体现在如下方面：1、现有技术中稠油乳化重要关注的为短期降粘效果，主要为短距离乳化稠油输送，而对乳化稠油的长时间运输过程中乳化液分层问题涉及较少，乳化液分层会导致乳化液上层油相粘度急剧增大，造成稠油难以输送，堵塞输送设备和管线。对于远洋等长距离稠油海运，环境温度变化较大，在保证乳化稠油粘度较低的前提下，如何保证乳化稠油O/W型不转变至关重要。本发明中在制备乳化剂溶液时引入水溶型淀粉等助剂，水溶性淀粉与水具有良好的互溶性，在乳化油体系中水溶性淀粉钩织出网状结构能够大大降低分散性油滴的移动速率，现乳化液中稠油油滴聚集倾向减弱，进而降低其聚并几率。 [0022] 2、本发明中在乳化稠油制备中首次引入低价值的生物基重油，申请人经过分析后认为是由于生物基重油中含有一定量的含氧组分和高芳烃组分，其中以酚类、醚类为主的含氧组分本身基团具有良好的乳化特性，同时小分子的酚类物质能够起到乳化促进剂的作用；此外，以多环芳烃为主的芳烃组分能够很好地增强稠油胶体大分子的分散，有利于体系的降粘；同时高芳烃组分能够增加稠油体系的胶体稳定性，避免在乳化过程中沥青质等大分子发生聚并反应，增强乳化体系的稳定性。 具体实施方式[0023] 下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制；本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。 [0024] 本发明实施例和比较例中所涉及到的各种等均采用本领域现有常用试剂、材料，都可以通过正规商业采购获得。 [0025] 本发明实施例和对比例中所使用劣质稠油密度（20℃）为0.9853 g×cm‑3，50℃、80℃和100℃动力粘度分别为2894 mPa/s、320 mPa/s和115 mPa/s。直馏柴油密度（20℃）为‑3 ‑30.8562 g×cm ，100℃下动力粘度为1.57 mPa/s，生物质油密度（20℃）为0.9012 g×cm ， 50℃和80℃下的动力粘度分别为1500 mPa/s和203 mPa/s。 [0026] 本发明实施例和比较例中稳定性分析采用软化沥青储存稳定性试验方法（T0655‑1993）。 [0027] 实施例1以重量份数计，取150份常温水加入0.5份水溶性淀粉，搅拌使其充分混合后，缓慢加热到60℃，然后依次加入0.25份吐温80、0.25份司盘80和0.25份十二烷基苯磺酸钠，搅拌使其充分混合得到乳化降粘剂；取350份重质稠油，加入10份的生物基重油，在100℃下机械搅拌使其充分混合得到油相物料。将油相物料和乳化降粘剂加入到胶体磨中进行乳化处理，得到乳化稠油，乳化稠油性质见表1。 [0028] 实施例2以重量份数计，取150份常温水加入0.5份水溶性淀粉，搅拌使其充分混合后，缓慢加热到60℃，然后依次加入0.5份OP‑10、0.25份十二烷基苯磺酸钠，搅拌使其充分混合得到乳化降粘剂；取350份重质稠油，加入10份的生物基重油，在100℃下机械搅拌使其充分混合得到油相物料。将油相物料和乳化降粘剂加入到胶体磨中进行乳化处理，得到乳化稠油，乳化稠油性质见表1。 [0029] 实施例3以重量份数计，取100份常温水加入0.5份水溶性淀粉，搅拌使其充分混合后，缓慢加热到60℃，然后依次加入0.25份吐温80、0.25份司盘80和0.25份十二烷基苯磺酸钠，搅拌使其充分混合得到乳化降粘剂；取400份重质稠油，加入10份的生物基重馏分，在100℃下机械搅拌使其充分混合得到油相物料。将油相物料和乳化降粘剂加入到胶体磨中进行乳化处理，得到乳化稠油，乳化稠油性质见表1。 [0030] 实施例4以重量份数计，取150份常温水加入0.5份水溶性淀粉，搅拌使其充分混合后，缓慢加热到60℃，然后依次加入0.25份吐温80、0.25份十二烷基磺酸钠，搅拌使其充分混合得到乳化降粘剂；取350份重质稠油，加入10份的生物基重馏分，在100℃下机械搅拌使其充分混合得到油相物料。将油相物料和乳化降粘剂加入到胶体磨中进行乳化处理，得到乳化稠油，乳化稠油性质见表1。 [0031] 实施例5以重量份数计，取150份常温水加入0.5份水溶性淀粉，搅拌使其充分混合后，缓慢加热到60℃，然后依次加入0.25份吐温80、0.25份司盘80和0.25份十二烷基苯磺酸钠，搅拌使其充分混合得到乳化降粘剂；取350份重质稠油，加入40份的生物基重馏分，在100℃下机械搅拌使其充分混合得到油相物料。将油相物料和乳化降粘剂加入到胶体磨中进行乳化处理，得到乳化稠油，乳化稠油性质见表1。 [0032] 实施例6以重量份数计，取150份常温水加入4.5份水溶性淀粉，搅拌使其充分混合后，缓慢加热到60℃，然后依次加入0.25份吐温80、0.25份司盘80和0.25份十二烷基苯磺酸钠，搅拌使其充分混合得到乳化降粘剂；取350份重质稠油，加入10份的生物基重油，在100℃下机械搅拌使其充分混合得到油相物料。将油相物料和乳化降粘剂加入到胶体磨中进行乳化处理，得到乳化稠油，乳化稠油性质见表1。 [0033] 对比例1以重量份数计，取150份常温水，缓慢加热到60℃，然后依次加入0.25份吐温80、 0.25份司盘80和0.25份十二烷基苯磺酸钠，搅拌使其充分混合得到乳化降粘剂；取350份重质稠油，加入10份的生物基重油，在100℃下机械搅拌使其充分混合得到油相物料。将油相物料和乳化降粘剂加入到胶体磨中进行乳化处理，得到乳化稠油，乳化稠油性质见表1。 [0034] 对比例2以重量份数计，取150份常温水加入0.5份水溶性淀粉，搅拌使其充分混合后，缓慢加热到60℃，然后依次加入0.25份吐温80、0.25份司盘80和0.25份十二烷基苯磺酸钠，搅拌使其充分混合得到乳化降粘剂；取350份重质稠油，加热到120℃，将稠油和乳化降粘剂加入到胶体磨中进行乳化处理，得到乳化稠油，乳化稠油性质见表1。 [0035] 对比例3以重量份数计，取150份水缓慢加热到60℃，然后依次加入0.25份吐温80、0.25份司盘80和0.25份十二烷基苯磺酸钠，搅拌使其充分混合得到乳化降粘剂；取350份重质稠油，加热到120℃，将稠油和乳化降粘剂加入到胶体磨中进行乳化处理，得到乳化稠油，乳化稠油性质见表1。 [0036] 对比例4以重量份数计，取150份常温水加入0.5份水溶性淀粉，搅拌使其充分混合后，缓慢加热到60℃，然后依次加入0.25份吐温80、0.25份司盘80和0.25份十二烷基苯磺酸钠，搅拌使其充分混合得到乳化降粘剂；取350份重质稠油，加入10份的直馏柴油，在100℃下机械搅拌使其充分混合得到油相物料。将油相物料和乳化降粘剂加入到胶体磨中进行乳化处理，得到乳化稠油，乳化稠油性质见表1。 [0037] 表1 乳化稠油性质分析数据 |
||||||
