CN104559984B - 具有降低烃油粘度作用的组合物以及降低烃油粘度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种具有降低烃油粘度作用的组合物，该组合物含有线型酚醛树脂和脂肪族腈，所述线型酚醛树脂与所述脂肪族腈的重量比为1：0.5‑10。本发明还提供了一种降低烃油粘度的方法，该方法包括将本发明提供的组合物与烃油混合并进行反应。将本发明的组合物与烃油混合，能够有效地降低烃油、特别是稠油的粘度，有利于开采和后续的输运和加工。并且，本发明的组合物中的各组分的来源广泛。

Description

具有降低烃油粘度作用的组合物以及降低烃油粘度的方法
技术领域
本发明涉及一种具有降低烃油粘度作用的组合物，本发明还涉及一种降低烃油粘度的方法。
背景技术
随着人类能源需求的不断增加，普通原油不断消耗，稠油在世界范围内的储量相当丰富，因此，稠油的开采与加工越来越受到人们的关注。
然而，稠油油藏开采和加工主要面临两方面的困难。一方面稠油的粘度高，在油层中的渗流阻力大，使得稠油不能从油藏流入井底；另一方面即使在油藏开采条件下，稠油能够流入井底，但在垂直举升和外输的过程中，一系列外部因素都会使得稠油的粘度进一步增大，严重影响了稠油的加工利用。
现有的稠油降粘方法主要包括掺稀降粘、热力降粘和化学降粘。
掺稀降粘是向稠油中掺入一定量的稀油来降低粘度，但是该方法需要消耗大量的稀油资源。热力降粘是用加热的方法来降低稠油粘度，但是该方法需要大量的能耗。
化学降粘包括乳化降粘和油溶性降粘，化学降粘是通过利用分子结构中极性基团与沥青质、胶质相互作用，降低沥青质分子间的范德华力，并破坏偶极作用和氢键，使其空间网络结构被拆散，达到降低原油粘度的目的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够有效地降低烃油、特别是稠油的粘度的组合物和方法。
本发明提供了一种具有降低烃油粘度作用的组合物，该组合物含有线型酚醛树脂和脂肪族腈，所述线型酚醛树脂与所述脂肪族腈的重量比为1：0.5-10。
本发明还提供了一种降低烃油粘度的方法，该方法包括将本发明提供的组合物与烃油混合并进行反应。
将本发明的组合物与烃油混合，能够有效地降低烃油、特别是稠油的粘度，有利于开采和后续的输运和加工。
并且，本发明的组合物中的各组分的来源广泛。
具体实施方式
本发明提供了一种具有降低烃油粘度作用的组合物，该组合物含有线型酚醛树脂和脂肪族腈。
所述线型酚醛树脂由酚与醛缩合而成。在本发明的一种优选实施方式中，形成所述线型酚醛树脂的酚含有至少一种烷基酚。所述烷基酚是指酚环上的至少一个氢原子被烷基取代而形成的化合物。优选地，所述烷基酚具有式I所示的结构，
式I中，R1为C6-C12的直链或支链烷基。
所述C6-C12的直链或支链烷基具体可以为正己基、正庚基、正辛基、正癸基或正十二烷基。
更优选地，所述烷基酚具有式II所示结构，
式II中的R1与式I中的R1的定义相同。
具体地，所述烷基酚可以为4-壬基苯酚和/或4-辛基苯酚。
形成所述酚醛树脂的酚还可以含有除前述烷基酚外的酚，如苯酚。
所述烷基酚在形成所述线型酚醛树脂的酚中的含量可以根据该组合物的具体应用场合进行选择。
优选地，以形成所述线型酚醛树脂的酚的总量为基准，所述烷基酚的含量为80-100重量%。
形成所述酚醛树脂所用的醛可以为酚醛树脂合成领域的常规选择，一般为甲醛。
所述线型酚醛树脂的聚合度一般可以为2-30，优选为5-10。所述聚合度可以采用核磁共振氢谱测定。
根据本发明的组合物，所述脂肪族腈是指脂肪族烃分子结构中的至少一个氢被-CN取代形成的化合物。优选地，所述脂肪族腈为C2-C6的脂肪族腈，如乙腈、丙腈、丁腈、戊腈和己腈中的一种或多种。更优选地，所述脂肪族腈为乙腈、丙腈和丁腈中的一种或多种。进一步优选地，所述脂肪族腈为乙腈和/或丙腈。
根据本发明的组合物，所述线型酚醛树脂和所述脂肪族腈的重量比为1：0.5-10。从进一步提高降粘效果的角度出发，所述线型酚醛树脂与所述脂肪族腈的重量比优选为1：1-5，更优选为1：2-5。
根据本发明的组合物能够有效地降低烃油、特别是稠油的粘度。稠油中的沥青质含有大量的杂原子和金属原子，而这些杂原子大多以极性化合物形式存在，杂原子之间通过氢键、范德华力等相互作用，同时其中的金属原子又以螯合物的形式存在，一方面导致作为稠油中的重质组分的沥青质聚集，增大了稠油的流动阻力；另一方面这些相互作用会使沥青质分子之间形成空间网络结构，包裹轻质组分，使稠油流动性进一步减弱，最终导致稠油的高粘度。本发明的组合物能够有效地降低稠油的粘度的原因可能是：根据本发明的组合物一方面能够与沥青质分子间的极性基团反应，破坏沥青质分子间的相互作用，另一方面能够与金属离子反应，破坏其配位键，进而破坏沥青质分子之间形成的网状结构，最终使稠油的粘度降低。
在实际使用时，可以将本发明的组合物与稀释油混合，并将得到的混合物注入油井中，便于稠油的开采与输运；也可以将本发明的组合物直接与开采出的稠油混合，以降低稠油的粘度，便于稠油的输运以及后续的加工。
本发明还提供了一种降低烃油粘度的方法，该方法包括将本发明的组合物与烃油混合并进行反应。
根据本发明的方法，所述组合物的用量可以根据烃油的种类进行选择。一般地，相对于100重量份烃油，所述组合物的中的线型酚醛树脂的用量可以为0.025-1.5重量份，优选为0.5-1重量份。
根据本发明的方法，所述烃油可以为各种来源的需要降低粘度的烃油。在本发明的一种实施方式中，所述烃油为稠油。所述稠油在30℃的粘度一般为11000mPa·s以上，通常为11000-35000mPa·s。所述粘度采用旋转粘度计测定。所述稠油的沥青质含量一般为16重量%以上，通常为16-29重量%。所述沥青质的含量根据SYT 5119-2008中规定的方法测定。
根据本发明的方法即使是对其中易于形成螯合物的离子（如钒离子）含量较高的烃油也具有很好的降粘作用。根据本发明的方法，所述烃油中以元素计的钒的含量可以为200mg/kg以上，例如200-320mg/kg。
根据本发明的方法，所述混合和反应可以在常温下进行，也可以在加热的条件下进行。一般地，所述混合和反应在20-40℃的温度下进行。所述反应的时间可以根据烃油的性质以及进行反应的温度进行选择。一般地，所述反应的时间可以为6-24小时，优选为10-24小时。所述反应可以为搅拌反应，也可以为静置反应。
以下将结合实施例对本发明作进一步说明，但并不因此限制本发明的内容。
以下实施例和对比例中，采用SYT 5119-2008中规定的方法测定稠油中的沥青质和胶质含量，采用HAAKE VT550型旋转粘度计测定稠油的粘度，采用核磁共振氢谱（1H-NMR）测定线型酚醛树脂的聚合度。
实施例1-11用于说明本发明的组合物和方法。
实施例1
将50g稠油（在30℃时的粘度为11820mPa·s，沥青质含量为16.2重量%，以元素计的钒的含量为224mg/kg）置于烧杯中，然后加入线型酚醛树脂（为4-壬基苯酚与甲醛形成的线型酚醛树脂，聚合度为6）和乙腈，其中，相对于100重量份稠油，所述线型酚醛树脂的添加量为0.5重量份，所述乙腈的添加量为0.5重量份。在30℃搅拌30分钟，接着将得到的混合物在该温度下静置反应24小时。
测定反应得到的混合物的粘度，并计算降粘率，结果在表1中列出。
对比例1
采用与实施例1相同的方法降低稠油的粘度，不同的是，不使用乙腈，且相对于100重量份稠油，线型酚醛树脂的用量为1重量份。
测定反应得到的混合物的粘度，并计算降粘率，结果在表1中列出。
对比例2
采用与实施例1相同的方法降低稠油的粘度，不同的是，不使用线型酚醛树脂，且相对于100重量份稠油，乙腈的用量为1重量份。
测定反应得到的混合物的粘度，并计算降粘率，结果在表1中列出。
实施例2
采用与实施例1相同的方法降低稠油的粘度，不同的是，相对于100重量份稠油，线型酚醛树脂的用量为1重量份，乙腈的用量为0.5重量份。
测定反应得到的混合物的粘度，并计算降粘率，结果在表1中列出。
实施例3
采用与实施例1相同的方法降低稠油的粘度，不同的是，相对于100重量份稠油，所述线型酚醛树脂的添加量为0.5重量份，所述乙腈的添加量为1重量份。
测定反应得到的混合物的粘度，并计算降粘率，结果在表1中列出。
实施例4
采用与实施例1相同的方法降低稠油的粘度，不同的是，线型酚醛树脂用等量的由苯酚与甲醛缩合而成的线型酚醛树脂（聚合度为6）代替。
测定反应得到的混合物的粘度，并计算降粘率，结果在表1中列出。
实施例5
将50g稠油（同实施例1）置于烧杯中，然后加入线型酚醛树脂（为4-辛基苯酚与甲醛形成的线型酚醛树脂，聚合度为8）和丙腈，其中，相对于100重量份稠油，所述线型酚醛树脂的添加量为1重量份，所述丙腈的添加量为1重量份。在30℃搅拌30分钟，接着将得到的混合物在该温度下静置反应24小时。
测定反应得到的混合物的粘度，并计算降粘率，结果在表1中列出。
实施例6
采用与实施例5相同的方法降低稠油的粘度，不同的是，相对于100重量份稠油，所述线型酚醛树脂的添加量为1.5重量份，所述丙腈的添加量为1.5重量份。
测定反应得到的混合物的粘度，并计算降粘率，结果在表1中列出。
实施例7
采用与实施例5相同的方法降低稠油的粘度，不同的是，使用等量的乙腈代替丙腈。
测定反应得到的混合物的粘度，并计算降粘率，结果在表1中列出。
实施例8
采用与实施例5相同的方法降低稠油的粘度，不同的是，使用等量的丁腈代替丙腈。
测定反应得到的混合物的粘度，并计算降粘率，结果在表1中列出。
表1
实施例9
将50g稠油（在30℃时的粘度为27070mPa·s，沥青质含量为18.6重量%，以元素计的钒的含量为230mg/kg）置于烧杯中，然后加入线型酚醛树脂（为4-辛基苯酚与甲醛形成的线型酚醛树脂，聚合度为6）和乙腈，其中，相对于100重量份稠油，所述线型酚醛树脂的添加量为0.5重量份，所述乙腈的添加量为1.5重量份。在40℃搅拌30分钟，接着将得到的混合物在该温度下静置反应18小时。
测定反应得到的混合物的粘度，并计算降粘率，结果在表2中列出。
表2
实施例10
将50g稠油（在30℃时的粘度为33760mPa·s，沥青质含量为24重量%，以元素计的钒的含量为260mg/kg）置于烧杯中，然后加入线型酚醛树脂（为4-辛基苯酚与甲醛形成的线型酚醛树脂，聚合度为6）和乙腈，其中，相对于100重量份稠油，所述线型酚醛树脂的添加量为0.5重量份，所述乙腈的添加量为2.5重量份。在40℃搅拌20分钟，接着将得到的混合物在该温度下静置反应10小时。
测定反应得到的混合物的粘度，并计算降粘率，结果在表3中列出。
实施例11
采用与实施例10相同的方法降低稠油的粘度，不同的是，相对于100重量份稠油，线型酚醛树脂的添加量为0.5重量份，所述乙腈的添加量为5重量份。
测定反应得到的混合物的粘度，并计算降粘率，结果在表3中列出。
对比例3
采用与实施例10相同的方法降低稠油的粘度，不同的是，仅使用3重量份线型酚醛树脂。
测定反应得到的混合物的粘度，并计算降粘率，结果在表3中列出。
对比例4
采用与实施例10相同的方法降低稠油的粘度，不同的是，仅使用3重量份乙腈。
测定反应得到的混合物的粘度，并计算降粘率，结果在表3中列出。
表3
表1至表3的结果证实，本发明的组合物能够有效地降低烃油、特别是稠油的粘度，从而有利于稠油的开采、输运以及加工。

Claims (14)

1.一种具有降低烃油粘度作用的组合物，该组合物含有线型酚醛树脂和脂肪族腈，所述线型酚醛树脂与所述脂肪族腈的重量比为1：0.5-10，所述脂肪族腈为C2-C6的脂肪族腈，
形成所述线型酚醛树脂的酚含有至少一种烷基酚，所述烷基酚具有式I所示结构，
式I中，R1为C6-C12的直链或支链烷基。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中，式I中，R1为正己基、正庚基、正辛基、正癸基或正十二烷基。
3.根据权利要求2所述的组合物，其中，所述烷基酚具有式II所示结构，
4.根据权利要求3所述的组合物，其中，所述烷基酚为4-壬基苯酚和/或4-辛基苯酚。
5.根据权利要求2-4中任意一项所述的组合物，其中，以形成所述线型酚醛树脂的酚的总量为基准，所述烷基酚的含量为80-100重量％。
6.根据权利要求1-4中任意一项所述的组合物，其中，所述线型酚醛树脂的聚合度为2-30。
7.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述脂肪族腈为乙腈、丙腈、丁腈、戊腈和己腈中的一种或多种。
8.根据权利要求7所述的组合物，其中，所述脂肪族腈为乙腈、丙腈和丁腈中的一种或多种。
9.根据权利要求1-4、7和8中任意一项所述的组合物，其中，所述线型酚醛树脂与所述脂肪族腈的重量比为1：1-5。
10.一种降低烃油粘度的方法，该方法包括将权利要求1-9中任意一项所述的组合物与烃油混合并进行反应。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，相对于100重量份所述烃油，所述组合物中的线型酚醛树脂的用量为0.025-1.5重量份。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其中，在20-40℃的温度下将所述组合物与烃油混合并进行反应。
13.根据权利要求12所述的方法，所述反应的时间为6-24小时。
14.根据权利要求10或11所述的方法，其中，所述烃油为稠油。
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