CN105199699A - 一种用于稠油降粘的低成本油溶性降粘剂及制备方法 - Google Patents

一种用于稠油降粘的低成本油溶性降粘剂及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种应用于超稠油的低成本溶性降粘剂，按质量百分比计，该油溶性降粘剂由20-50％的主剂、50-80％的溶剂和0.05～1％的引发剂组成的总量为100％的原料制备而成，其中主剂由质量比为6∶1∶1～2∶1∶1的生物柴油、芳香烃和丙烯酸十八酯制备而成。本发明的油溶性降粘剂利用低成本生物柴油为主要原料，利用生物柴油中的油酸及其低级酯与芳香烃和丙烯酸十八酯共聚，得到含有长烷基链的低成本降粘剂，降低了生产成本，经过测定该降粘剂可以使超稠油粘度大大降低，节约了稀油用量、满足稠油开采的需要。

Description

一种用于稠油降粘的低成本油溶性降粘剂及制备方法
技术领域
本发明涉及油溶性降粘剂，用于油田原油管输及稠油开采的降粘，尤其适用于稠油管输和开采的一种掺稀降粘过程的油溶性降粘剂。
背景技术
随着石油需求量越来越大，优质原油已经不足以满足人类的需求，而随着石油开采量的逐步加大，所采出的稠油也越来越多，而稠油的应用问题也就摆在眼前。由于稠油富含大量的胶质、沥青质和固态烃，而胶质和沥青质的分子量大并且极性很强，分子间易形成氢键，使得分子之间有很强的内聚力，导致稠油在流动时由于较大的内摩擦力，使其在温度较低时，无法流动。这一系列的原因，造成了稠油密度大、粘度高、流动性差等特点，从而造成了开采和运输稠油的困难。
现有的降低稠油粘度的方法有加热降粘、乳化降粘和添加降粘剂降粘等。加热降粘技术相对成熟，但耗能过大，成本过高，不够经济；乳化降粘成本较低，效果相对较好，但在使用中存在一些问题，如降粘油脱水困难和含油污水处理问题。而添加油溶性降粘剂降粘，既可以降低稠油粘度，成本也相对较低，而且不存在污水处理难题，是发展前景最好的降粘方法。
综上所述，针对稠油的各种特点，研究油溶性降粘剂组成对降粘效果的影响和开发高效的油溶性降粘剂具有很大理论及经济意义，也是解决稠油在开采与运输过程中遇到的问题的重要途径。
专利CN201410482839.3公开了一种含聚四氟乙烯的降粘剂及其制备方法，将聚四氟乙烯粉末与其他各组分合理复配，制得一种降粘效果良好的降粘剂，其对稠油的降粘率为9.6％，但是降粘效率较低。专利CN201410798675.5发明了一种用于稠油开采过程中稠油降粘的树枝型油溶性降粘剂。降粘剂是由二乙醇胺、环氧丙烷、十八酰氯及溶剂甲苯组成，所用原料及摩尔百分比为：二乙醇胺20％～60％；环氧氯丙烷20％～60％；十八酰氯20％～60％。专利CN201010123653.0发明了用于稠油开采和输送的三元共聚物油溶性降粘剂及其制备方法。用于稠油开采和输送的三元共聚物油溶性降粘剂，其特征在于它由丙烯酸高级酯、N，N′-二(甲基丙烯酰)二胺、苯乙烯、偶氮二乙丁腈和甲苯制得。专利CN201410613368.5公开了一种含(甲基)丙烯酸芳基烷基酯的共聚物。共聚单体是(甲基)丙烯酸芳基烷基酯，另外的共聚单体选自苯乙烯、丙烯酰胺、马来酸酐、醋酸乙烯酯、α-烯烃、顺丁烯二酸酐、富马酸中的一种或几种。通过不同的共聚单体的组合以及聚合条件，得到系列化产品。含(甲基)丙烯酸芳基烷基酯的共聚物，作为降凝剂、降粘剂或流动性改进剂使用。从以上专利可以看出，降粘剂的单体选择可以有很多种，由此聚合得到各式各样的聚合物，但是没有专门针对稠油降粘的高效降粘剂，而且产品多是以化工产品为原料，成本较高，难以大规模应用。
本发明的降粘剂的主剂由的生物柴油、芳香烃和丙烯酸十八酯制备而成。本发明的油溶性降粘剂利用低成本生物柴油为主要原料，利用生物柴油中的油酸及其低级酯与芳香烃和丙烯酸十八酯共聚，得到含有长烷基链的低成本降粘剂，降低了生产成本，经过测定该降粘剂可以使超稠油粘度大大降低，节约了稀油用量、满足稠油开采的需要。
发明内容
本发明的目的是提供一种针对稠油的油溶性聚合物降粘剂及其合成方法，降粘剂主剂由生物柴油、芳香烃和丙烯酸十八酯制备而成。本发明的油溶性降粘剂利用低成本生物柴油为主要原料，利用生物柴油中的油酸及其低级酯与芳香烃和丙烯酸十八酯共聚，得到含有长烷基链的低成本降粘剂，降低了生产成本，经过测定该降粘剂可以使超稠油粘度大大降低，节约了稀油用量、满足稠油开采的需要。本发明提供了以下特征的技术方案。
本发明提供一种用于超稠油降粘由生物柴油为原料制备的油溶性降粘剂及制备方法，其特征在于：按质量百分比计，该油溶性降粘剂由20-50％的主剂、50-80％的溶剂和0.05～1％的引发剂组成的总量为100％的原料制备而成，其中主剂由质量比为6∶1∶1～2∶1∶1的生物柴油、芳香烃和丙烯酸十八酯制备而成，所述芳香烃是苯乙烯或苯丁烯。
该油溶性降粘剂是按照以下方法制备得到的：先用所述溶剂溶解主剂中的丙烯酸十八酯，然后依次加入所述主剂中的生物柴油和芳香烃，再加入引发剂，引发剂选自偶氮类化合物或过氧化物中的任意一种，在30～90℃的温度以及氮气保护下，反应2～10小时，即得到所述的油溶性降粘剂。所述的溶剂是柴油、甲苯中的一种或两种混合溶剂。所述的生物柴油是指由动植物油脂(脂肪酸甘油三酯)与醇(甲醇或乙醇)经酯交换反应得到的以脂肪酸单烷基酯为主要成分的一种油品。
与现有技术相比，本发明的降粘剂产品的有益效果在于：采用廉价易得且对环境无污染的生物柴油部分替代了现有技术主剂中价格昂贵的有机化工原料。目前，生物柴油的市场价格约为4000～6000元/吨，而丙烯酸十八酯市场价格约为27000～40000元/吨，甲基丙烯酸十八烷基酯的市场价格在60000-90000元/吨左右，根据添加量计算，因此本发明提供的油溶性降粘剂可节约成本8000-15000元/吨左右。而且可以开拓生物柴油应用市场，提高生物柴油产品附加值，因此本发明会带来较大的经济效益。
本发明提供的油溶性降粘剂的应用方法是：首先选定实验稀稠比，室温下将本发明合成的降粘剂加入到稀油中，降粘剂加量为稀油与稠油的质量之和的1％，加药过程中要不断搅拌，使降粘剂与稀油混合均匀。将配好的加有降粘剂的稀油加入到80℃预热30min的超稠油中，在室温下用玻璃棒搅拌均匀，测定体系60℃时的粘度，并计算降粘率。
本发明对照实施例做进一步说明。
本发明设计与研制的油溶性降粘剂对稠油或超稠油具有明显的降低粘度的作用，使稠油结构变得松散方便开采，同时也有效提高管输能效及运行安全；其特点在于针对稠油或超稠油具有明显的降粘作用，可以解决目前稠油和超稠油开采和储运成本高的难题，彰显技术进步。
具体实施方式：
以下结合实施例详细说明本发明，但不限定本发明的范围。
实例1油溶性降粘剂
原料组成：
主剂：25％；偶氮二异丁腈(引发剂)：0.5％；甲苯(溶剂)：74.5％。
其中，上述主剂是质量比6∶1∶1的生物柴油、苯乙烯和丙烯酸十八酯。
制备方法：
先用所述溶剂溶解主剂中的丙烯酸十八酯，然后依次加入所述主剂中的生物柴油和芳香烃，再加入引发剂偶氮二异丁腈，在80℃的温度以及氮气保护下，反应8小时，即得到所述的油溶性降粘剂。
实例2油溶性降粘剂
组成：
主剂：35％；偶氮二异丁腈：0.3％；
柴油(溶剂)：64.7％。
其中，上述主剂是质量比4∶1∶1的生物柴油、苯丁烯和丙烯酸十八酯。
制备方法：
先用所述溶剂溶解主剂中的丙烯酸十八酯，然后依次加入所述主剂中的生物柴油和芳香烃，再加入引发剂偶氮二异丁腈，在80℃的温度以及氮气保护下，反应6小时，即得到所述的油溶性降粘剂。
应用例
将以上实施例应用到两例稠油降粘中，对降粘剂的降粘效果进行评价。
按照稠油与稀油9:1的稀稠比例准备稠油和稀油，室温下将本发明合成的降粘剂加入到稀油中，降粘剂加量为稀油与稠油的质量之和的1％，加药过程中要不断搅拌，使降粘剂与稀油混合均匀。将配好的加有降粘剂的稀油加入到80℃预热30min的超稠油中，在室温下用玻璃棒搅拌均匀，测定体系60℃时的粘度，并计算降粘率。表1为实施例1-2制得的降粘剂应用到胜利油田稠油中的降粘效果。
表1实施例1-2制得的降粘剂对胜利油田稠油的降粘效果
降粘剂 降粘率
实施例1 95％
实施例2 91％
从上述应用例中的实验结果可知，采用本发明的油溶性降粘剂对稠油具有优异的降粘效果，而且成本低。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (4)

1.一种用于超稠油降粘由生物柴油为原料制备的油溶性降粘剂及制备方法，其特征在于：按质量百分比计，该油溶性降粘剂由20-50％的主剂、50-80％的溶剂和0.05～1％的引发剂组成的总量为100％的原料制备而成，其中主剂由质量比为6∶1∶1～2∶1∶1的生物柴油、芳香烃和丙烯酸十八酯制备而成，所述芳香烃是苯乙烯或苯丁烯。
2.根据权利要求1所述的油溶性降粘剂，其特征在于所述的油溶性降粘剂是按照以下方法制备得到的：
先将所述溶剂溶解主剂中的丙烯酸十八酯，然后依次加入所述主剂中的生物柴油和芳香烃，再加入引发剂，引发剂选自偶氮类化合物或过氧化物中的任意一种，在30～90℃的温度以及氮气保护下，反应2～10小时，即得到所述的油溶性降粘剂。
3.根据权利要求1所述的油溶性降粘剂，其特征在于：所述的溶剂是柴油、甲苯中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的油溶性降粘剂，其特征在：所述的生物柴油是指由以脂肪酸甘油三酯为主要成分的动植物油脂与甲醇或乙醇中的一种或两种经酯交换反应得到的以脂肪酸单烷基酯为主要成分的一种油品。
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