CN101463249A - 一种油溶性稠油降粘剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于稠油降粘剂领域，目的是提供一种油溶性稠油降粘剂，该降粘剂中含有初级混合物、阳离子表面活性剂、轻质油、壬基酚聚氧乙烯醚、异丙醇、催化剂；本发明与已有技术相比具有以下优点：最大降粘率最高可以达到99％，满足稠油在管道中的可流动粘度要求，明显改善稠油低温流动性，降粘效果好；在组分中引入极性更强的苯磺酸基和羟基，除此之外，还引入阳离子表面活性剂基团；阳离子表面活性剂的引入更加有效的增强蜡晶粒子之间及沥青质粒子之间的相互排斥，提高其分散性和抗沉积性，从而改善稠油的低温流动性；原料来源广泛，成本低廉，合成工艺更简单，生产的过程中无需保护气；该方法节能环保，对环境无污染。
Description
技术领域
本发明属于稠油降粘剂领域，特别涉及一种油溶性稠油降粘剂及其制备方法，该降粘剂有初级混合物、阳离子表面活性剂、轻质油、壬基酚聚氧乙烯醚、异丙醇、催化剂。
背景技术
随着稠油开采的不断深入，稠油的高粘度、高含量的胶质沥青质给其储存和运输带来了极大的困难。于是，稠油输送技术的合理性、先进性和经济性直接影响原油生产综合技术指标。长期以来，国内外对高凝高粘原油主要采用传统的加热降粘输送、乳化降粘输送以及掺稀降粘输送三种方法。加热降粘输送能源消耗过高，成本较高，还带来一定的环境污染；乳化降粘输送出现比较严重的后期脱水困难问题，而且对我国西北部严重缺水的干旱地区普遍不适用；掺稀降粘受稀油的来源和产量的限制，而且成本也比较高。当前受业界普遍关注的，也是被认为最有研究前景的是采用添加流动性添加剂，降低原油的凝点和粘度，使其结构变得松散，易于输送。油溶性稠油降粘剂能够有效的降低原油的凝点和粘度，而且能够在很大的程度上节约成本，简化操作工艺。
国内外对油溶性稠油降粘剂的报道比较少，中国专利申请200810047022.8中公开了一种用于稠油管道输送中的油溶性稠油降粘剂的制备方法，通过该方法得到的降粘剂成分较单一，组分中含有的基团极性较弱，改善稠油的低温流动性效果有限。所以，市场上需要一种添加量少、操作简单、生产过程中对环境无污染的、且成本低廉的油溶性稠油降粘剂。
发明内容
本发明的目的是提供一种油溶性稠油降粘剂，该降粘剂中含有初级混合物、阳离子表面活性剂、轻质油、壬基酚聚氧乙烯醚、异丙醇、催化剂A；本发明降粘效果好、工艺简单、成本低廉，可以广泛应用于稠油管道输送中。
本发明的目的是由下述技术方案实现的：
一种油溶性稠油降粘剂，降粘剂中含有初级混合物、阳离子表面活性剂、轻质油、壬基酚聚氧乙烯醚、异丙醇、催化剂A；该降粘剂中各个组分的重量比为：
初级混合物 8-12
阳离子表面活性剂 2.5-3.5
轻质油 2.4-5.4
壬基酚聚氧乙烯醚 0.315-0.775
异丙醇 0.32-0.81
催化剂A 0.0135-0.056；
所述的催化剂A为过氧化苯甲酰；
其中，所述的初级混合物中各个组分的重量比为：
乙二醇单丁醚 2.2-3.8
苯乙烯磺酸盐 15-25
二甲苯 68.8-144
催化剂B 0.0002-0.00152
阻聚剂B 0.015-0.0625；
所述的催化剂B为三氯化铝，所述的阻聚剂B为对羟基苯甲醚；
其中，所述的阳离子表面活性剂中各个组分的重量比为：
油酸 7.0-7.5
丙二胺 2.2-3.0
催化剂C 0.092-0.315
阻聚剂C 0.015-0.0625
柠檬酸 0.093-0.11；
其中，所述的油酸为植物油酸，具体为大豆油酸；所述的催化剂C为氢氧化钠；所述的阻聚剂C为对羟基苯甲醚；
该降粘剂的制备方法依次包括以下步骤：
A.初级混合物的制备：
按照上述配比混合所述的乙二醇单丁醚、苯乙烯磺酸盐、二甲苯、催化剂B、阻聚剂B，加热到50℃～60℃，搅拌8～10小时，再冷却至室温后得到初级混合物；
B.阳离子表面活性剂的制备：
a.按照上述配比混合所述的油酸、阻聚剂C，加热到130℃～140℃，得到混合物a；
b.向所述的混合物a中加入催化剂C，待所述的催化剂C完全溶解后，缓慢加入丙二胺，得到混合物b；
c.将所述的混合物b升温到180℃～190℃，冷凝回流，反应5～6个小时，再冷却至室温后，得到混合物c；该制备过程在压力反应釜中进行；
d.用所述的柠檬酸调节所述的混合物c的pH值为中性，得到蜡质状固体，即为所述的阳离子表面活性剂；
C.油溶性稠油降粘剂的制备：
a.按照上述配比混合所述的初级混合物、阳离子表面活性剂、轻质油、壬基酚聚氧乙烯醚、异丙醇、催化剂A，得到混合物d；
b.将所述的混合物d升温到60℃，搅拌反应2～3小时，在冷却至室温后，得到所述的油溶性稠油降粘剂。
本发明的应用方法为：将稠油和汽油按照1：1的质量比混合均匀，加入稠油质量1.2％的所述的油溶性稠油降粘剂。降粘测试结果为：温度条件为50℃，其降粘率最高可以达到99％。
本发明与已有技术相比具有以下优点：
1.本发明油的最大降粘率最高可以达到99％，满足稠油在管道中的可流动粘度要求，明显改善稠油低温流动性，降粘效果好；
2.本发明在组分中引入极性更强的苯磺酸基和羟基，除此之外，还引入阳离子表面活性剂基团；阳离子表面活性剂的引入更加有效的增强蜡晶粒子之间及沥青质粒子之间的相互排斥，提高其分散性和抗沉积性，从而改善稠油的低温流动性。
3.本发明的原料来源广泛，成本低廉，合成工艺更简单，生产的过程中无需保护气；该方法节能环保，对环境无污染。
具体实施方式
实施例1：
一种油溶性稠油降粘剂，降粘剂中含有初级混合物、阳离子表面活性剂、轻质油、壬基酚聚氧乙烯醚、异丙醇、催化剂A；该降粘剂中各个组分的重量比为：
初级混合物 8-12
阳离子表面活性剂 2.5-3.5
轻质油 2.4-5.4
壬基酚聚氧乙烯醚 0.315-0.775
异丙醇 0.32-0.81
催化剂A 0.0135-0.056；
所述的催化剂A为过氧化苯甲酰；
其中，所述的初级混合物中各个组分的重量比为：
乙二醇单丁醚 2.2-3.8
苯乙烯磺酸盐 15-25
二甲苯 68.8-144
催化剂B 0.0002-0.00152
阻聚剂B 0.015-0.0625；
所述的催化剂B为三氯化铝，所述的阻聚剂B为对羟基苯甲醚，所述的苯乙烯磺酸盐为苯乙烯磺酸钠；
其中，所述的阳离子表面活性剂中各个组分的重量比为：
油酸 7.0-7.5
丙二胺 2.2-3.0
催化剂C 0.0092-0.0315
阻聚剂C 0.015-0.0625
柠檬酸 0.093-0.11；
其中，所述的油酸为植物油酸，具体为大豆油酸；；所述的催化剂C为氢氧化钠；所述的阻聚剂C为对羟基苯甲醚；
所述的乙二醇单丁醚可以是含有羟基的低级脂肪醇醚；
本实施例中的单位是克，也可以是千克，也可以是吨；
本实施例中的各个组分均为常规产品，可以在市场购买得到；
本实施例中的各个组分的来源、纯度见下表：
| 组分 | 纯度 | 型号 | 生产厂家 |
| 乙二醇单丁醚 | 99.9％ | - | 深圳市华昌化工有限公司 |
| 苯乙烯磺酸钠 | 99.0％ | - | 厦门欣发化工实业有限公司 |
| 二甲苯 | 99％ | - | 金陵石化 |
| 大豆油酸 | 99.5％ | - | 四川西普油脂化工有限公司 |
| 丙二胺 | 99.0％ | - | 飞翔化工(张家港)有限公司 |
| 轻质油 | 96％ | - | 淄博章临石油化工有限公司 |
| 壬基酚聚氧乙烯 | 99％ | NP-10 | 陶氏 |
| 异丙醇 | 99.9％ | - | 深圳市华昌化工有限公司 |
| 氢氧化钠 | 99％ | - | 天津市汉沽合佳化工有限责任 |
| 对羟基苯甲醚 | 99.8％ | - | 德国 |
| 过氧化苯甲酰 | 99％ | CP | 上海至鑫化工有限公司 |
本实施例所述的各组分可以在给出的配比范围内灵活组合，在此不一一枚举。
实施例2：
本实施例是在实施例1基础上的优选方案，所用原料(组分)的品质与实施例1相同，所述的降粘剂中各组分的重量比为：
初级混合物 8
阳离子表面活性剂 2.5
轻质油 2.4
壬基酚聚氧乙烯醚 0.315
异丙醇 0.325
催化剂A 0.01354；
所述的催化剂A为过氧化苯甲酰；
其中，所述的初级混合物中各个组分的重量比为：
乙二醇单丁醚 2
苯乙烯磺酸盐 15
二甲苯 85
催化剂B 0.0002
阻聚剂B 0.015；
所述的催化剂B为三氯化铝，所述的阻聚剂B为对羟基苯甲醚；
其中，所述的阳离子表面活性剂中各个组分的重量比为：
油酸 7
丙二胺 2.2
催化剂C 0.0092
阻聚剂C 0.007
柠檬酸 0.092；
所述的油酸为植物油酸，具体为大豆油酸；所述的催化剂C为氢氧化钠；所述的阻聚剂C为对羟基苯甲醚；
本实施例中的单位是克，也可以是千克，也可以是吨。
本实施例的降粘测试结果为：温度条件为50℃时，其降粘率可以达到99％；该检测报告编号为JH1408-2008；该检测由胜利石油管理局质量监督检验所根据Q/CYAEC003-2008标准执行，各个检验项目的检测结果均为合格。
实施例3：
本实施例是在实施例1基础上的优选方案，所用原料(组分)的品质与实施例1相同，所述的降粘剂中各组分的重量比为：
初级混合物 12
阳离子表面活性剂 3.5
轻质油 5.4
壬基酚聚氧乙烯醚 0.775
异丙醇 0.81
催化剂A 0.056；
所述的催化剂A为过氧化苯甲酰；
其中，所述的初级混合物中各个组分的重量比为：
乙二醇单丁醚 3.8
苯乙烯磺酸盐 25
二甲苯 115.2
催化剂B 0.00152
阻聚剂B 0.0625；
所述的催化剂B为三氯化铝，所述的阻聚剂B为对羟基苯甲醚；
其中，所述的阳离子表面活性剂中各个组分的重量比为：
油酸 7.5
丙二胺 3
催化剂C 0.315
阻聚剂C 0.015
柠檬酸 0.11；
所述的油酸为植物油酸，具体为大豆油酸；所述的催化剂C为氢氧化钠；所述的阻聚剂C为对羟基苯甲醚；
本实施例中的单位是克，也可以是千克，也可以是吨。
实施例4：
本实施例是在实施例1基础上的优选方案，所用原料(组分)的品质与实施例1相同，所述的降粘剂中各组分的重量比为：
初级混合物 8-12
阳离子表面活性剂 2.5-3.5
轻质油 3.2-4.8
壬基酚聚氧乙烯醚 0.42-0.62
异丙醇 0.44-0.64
催化剂A 0.029-0.043；
所述的催化剂A为过氧化苯甲酰；
其中，所述的初级混合物中各个组分的重量比为：
乙二醇单丁醚 2
苯乙烯磺酸盐 20
二甲苯 92
催化剂B 0.0009
阻聚剂B 0.04；
所述的催化剂B为三氯化铝，所述的阻聚剂B为对羟基苯甲醚；
其中，所述的阳离子表面活性剂中各个组分的重量比为：
油酸 7.2
丙二胺 2.5
催化剂C 0.194
阻聚剂C 0.0108
柠檬酸 0.099；
所述的油酸为植物油酸，具体为大豆油酸；所述的催化剂C为氢氧化钠；所述的阻聚剂C为对羟基苯甲醚；
本实施例中的单位是克，也可以是千克，也可以是吨。
实施例5：
本实施例是在实施例1基础上的优选方案，所用原料(组分)的品质与实施例1相同，所述的降粘剂中各组分的重量比为：
初级混合物 10
阳离子表面活性剂 3
轻质油 3.9
壬基酚聚氧乙烯醚 0.455
异丙醇 0.47
催化剂A 0.027；
所述的催化剂A为过氧化苯甲酰；
其中，所述的初级混合物中各个组分的重量比为：
乙二醇单丁醚 3
苯乙烯磺酸盐 20
二甲苯 73.6
催化剂B 0.00075
阻聚剂B 0.024；
所述的催化剂B为三氯化铝，所述的阻聚剂B为对羟基苯甲醚；
其中，所述的阳离子表面活性剂中各个组分的重量比为：
油酸 7
丙二胺 2.5
催化剂C 0.19
阻聚剂C 0.0105
柠檬酸 0.097；
所述的油酸为植物油酸，具体为大豆油酸；所述的催化剂C为氢氧化钠；所述的阻聚剂C为对羟基苯甲醚；
本实施例中的单位是克，也可以是千克，也可以是吨。
实施例6：
本实施例为实施例1-5中所述的油溶性稠油降粘剂的制备方法。
该降粘剂的制备方法依次包括以下步骤：
A.初级混合物的制备：
按照上述配比混合所述的乙二醇单丁醚、苯乙烯磺酸盐、二甲苯、催化剂B、阻聚剂B，加热到50℃～60℃，搅拌8～10小时，再冷却至室温后得到初级混合物；该制备过程在反应釜中进行，该过程无需氮气保护；
B.阳离子表面活性剂的制备：
a.按照上述配比混合所述的油酸、阻聚剂C，加热到130℃～140℃，得到混合物a；
b.向所述的混合物a中加入催化剂C，待所述的催化剂C完全溶解后，缓慢加入丙二胺，得到混合物b；
c.将所述的混合物b升温到180℃～190℃，冷凝回流，反应5～6个小时，再冷却至室温后，得到混合物c；该制备过程在压力反应釜中进行，反应压力为1.2MPa；该压力反应釜由无锡市宏图药化设备有限公司生产，型号为1Cr18Ni9Ti(321)-1500，规格为1.5m3，最大反应压力为6Mpa。
d.用所述的柠檬酸调节所述的混合物c的pH值为中性，得到蜡质状固体，即为所述的阳离子表面活性剂；
C.油溶性稠油降粘剂的制备：
a.按照上述配比混合所述的初级混合物、阳离子表面活性剂、轻质油、壬基酚聚氧乙烯醚、异丙醇、催化剂A，得到混合物d；
b.将所述的混合物d升温到60℃，搅拌反应2～3小时，在冷却至室温后，得到所述的油溶性稠油降粘剂。
以上所属的的制备方法中采用的仪器均为常规设备，可以在市场上购买得到。
Claims (6)
1.一种油溶性稠油降粘剂，其特征在于，该降粘剂中含有初级混合物、阳离子表面活性剂、轻质油、壬基酚聚氧乙烯醚、异丙醇、催化剂A；该降粘剂中各个组分的重量比为：
初级混合物 8-12
阳离子表面活性剂 2.5-3.5
轻质油 2.4-5.4
壬基酚聚氧乙烯醚 0.315-0.775
异丙醇 0.32-0.81
催化剂A 0.0135-0.056；
所述的催化剂A为过氧化苯甲酰；
其中，所述的初级混合物中各个组分的重量比为：
乙二醇单丁醚 2.2-3.8
苯乙烯磺酸盐 15-25
二甲苯 68.8-144
催化剂B 0.0002-0.00152
阻聚剂B 0.015-0.0625；
所述的催化剂B为三氯化铝，所述的阻聚剂B为对羟基苯甲醚，所述的苯乙烯磺酸盐为苯乙烯磺酸钠；
其中，所述的阳离子表面活性剂中各个组分的重量比为：
油酸 7.0-7.5
丙二胺 2.2-3.0
催化剂C 0.0092-0.0315
阻聚剂C 0.015-0.0625
柠檬酸 0.093-0.11；
其中，所述的油酸为植物油酸，具体为大豆油酸；所述的催化剂C为氢氧化钠；所述的阻聚剂C为对羟基苯甲醚。
2.根据权利要求1所述的一种油溶性稠油降粘剂，其特征在于，该降粘剂中各个组分的重量比为：
初级混合物 8
阳离子表面活性剂 2.5
轻质油 2.4
壬基酚聚氧乙烯醚 0.315
异丙醇 0.325
催化剂A 0.01354；
所述的催化剂A为过氧化苯甲酰；
其中，所述的初级混合物中各个组分的重量比为：
乙二醇单丁醚 2
苯乙烯磺酸盐 15
二甲苯 85
催化剂B 0.0002
阻聚剂B 0.015；
所述的催化剂B为三氯化铝，所述的阻聚剂B为对羟基苯甲醚；
其中，所述的阳离子表面活性剂中各个组分的重量比为：
油酸 7
丙二胺 2.2
催化剂C 0.0092
阻聚剂C 0.007
柠檬酸 0.092；
所述的油酸为植物油酸，具体为大豆油酸；所述的催化剂C为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种，所述的阻聚剂C为对羟基苯甲醚。
3.根据权利要求1所述的一种油溶性稠油降粘剂，其特征在于，该降粘剂中各个组分的重量比为：
初级混合物 12
阳离子表面活性剂 3.5
轻质油 5.4
壬基酚聚氧乙烯醚 0.775
异丙醇 0.81
催化剂A 0.056；
所述的催化剂A为过氧化苯甲酰；
其中，所述的初级混合物中各个组分的重量比为：
乙二醇单丁醚 3.8
苯乙烯磺酸盐 25
二甲苯 115.2
催化剂B 0.00152
阻聚剂B 0.0625；
所述的催化剂B为三氯化铝，所述的阻聚剂B为对羟基苯甲醚；
其中，所述的阳离子表面活性剂中各个组分的重量比为：
油酸 7.5
丙二胺 3
催化剂C 0.315
阻聚剂C 0.015
柠檬酸 0.11；
所述的油酸为植物油酸，具体为大豆油酸；所述的催化剂C为氢氧化钠；所述的阻聚剂C为对羟基苯甲醚。
4.根据权利要求1所述的一种油溶性稠油降粘剂，其特征在于，该降粘剂中各个组分的重量比为：
初级混合物 8-12
阳离子表面活性剂 2.5-3.5
轻质油 3.2-4.8
壬基酚聚氧乙烯醚 0.42-0.62
异丙醇 0.44-0.64
催化剂A 0.029-0.043；
所述的催化剂A为过氧化苯甲酰；
其中，所述的初级混合物中各个组分的重量比为：
乙二醇单丁醚 2
苯乙烯磺酸盐 20
二甲苯 92
催化剂B 0.0009
阻聚剂B 0.04；
所述的催化剂B为三氯化铝，所述的阻聚剂B为对羟基苯甲醚；
其中，所述的阳离子表面活性剂中各个组分的重量比为：
油酸 7.2
丙二胺 2.5
催化剂C 0.194
阻聚剂C 0.0108
柠檬酸 0.099；
所述的油酸为植物油酸，具体为大豆油酸；所述的催化剂C为氢氧化钠；所述的阻聚剂C为对羟基苯甲醚。
5.根据权利要求1所述的一种油溶性稠油降粘剂，其特征在于，该降粘剂中各个组分的重量比为：
初级混合物 10
阳离子表面活性剂 3
轻质油 3.9
壬基酚聚氧乙烯醚 0.455
异丙醇 0.47
催化剂A 0.027；
所述的催化剂A为过氧化苯甲酰；
其中，所述的初级混合物中各个组分的重量比为：
乙二醇单丁醚 3
苯乙烯磺酸盐 20
二甲苯 73.6
催化剂B 0.00075
阻聚剂B 0.024；
所述的催化剂B为三氯化铝，所述的阻聚剂B为对羟基苯甲醚；
其中，所述的阳离子表面活性剂中各个组分的重量比为：
油酸 7
丙二胺 2.5
催化剂C 0.19
阻聚剂C 0.0105
柠檬酸 0.097；
所述的油酸为植物油酸，具体为大豆油酸；所述的催化剂C为氢氧化钠；所述的阻聚剂C为对羟基苯甲醚。
6.一种油溶性稠油降粘剂的制备方法，其特征在于，该降粘剂中各个组分的重量比为：
初级混合物 8-12
阳离子表面活性剂 2.5-3.5
轻质油 2.4-5.4
壬基酚聚氧乙烯醚 0.315-0.775
异丙醇 0.32-0.81
催化剂A 0.0135-0.056；
所述的催化剂A为过氧化苯甲酰；
其中，所述的初级混合物中各个组分的重量比为：
乙二醇单丁醚 2.2-3.8
苯乙烯磺酸盐 15-25
二甲苯 68.8-144
催化剂B 0.0002-0.00152
阻聚剂B 0.015-0.0625；
所述的催化剂B为三氯化铝，所述的阻聚剂B为对羟基苯甲醚，所述的苯乙烯磺酸盐为苯乙烯磺酸钠；
其中，所述的阳离子表面活性剂中各个组分的重量比为：
油酸 7.0-7.5
丙二胺 2.2-3.0
催化剂C 0.0092-0.0315
阻聚剂C 0.015-0.0625
柠檬酸 0.093-0.11；
其中，所述的油酸为植物油酸，具体为大豆油酸；；所述的催化剂C为氢氧化钠；所述的阻聚剂C为对羟基苯甲醚；
该降粘剂的制备方法依次包括以下步骤：
A.初级混合物的制备：
按照上述配比混合所述的乙二醇单丁醚、苯乙烯磺酸盐、二甲苯、催化剂B、阻聚剂B，加热到50℃～60℃，搅拌8～10小时，再冷却至室温后得到初级混合物；
B.阳离子表面活性剂的制备：
a.按照上述配比混合所述的油酸、阻聚剂C，加热到130℃～140℃，得到混合物a；
b.向所述的混合物a中加入催化剂C，待所述的催化剂C完全溶解后，缓慢加入丙二胺，得到混合物b；
c.将所述的混合物b升温到180℃～190℃，冷凝回流，反应5～6个小时，再冷却至室温后，得到混合物c；该制备过程在压力反应釜中进行；
d.用所述的柠檬酸调节所述的混合物c的pH值为中性，得到蜡质状固体，即为所述的阳离子表面活性剂；
C.油溶性稠油降粘剂的制备：
a.按照上述配比混合所述的初级混合物、阳离子表面活性剂、轻质油、壬基酚聚氧乙烯醚、异丙醇、催化剂A，得到混合物d；
b.将所述的混合物d升温到60℃，搅拌反应2～3小时，在冷却至室温后，得到所述的油溶性稠油降粘剂。
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