CN106678548A - 一种超稠油管路运输用降粘剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超稠油管路运输用降粘剂的制备方法，属于石油化工技术领域。本发明首先将猪油等加热熔融后静置发霉，将生长的霉菌接种至制备的原油培养基中培养，再将得到的菌丝悬浮液用溶菌酶使霉菌破裂后释放细胞质，经干燥后制得混合酶粉，再利用二沉池活性污泥中微生物降解废机油为基础油，与混合酶粉等混合均匀即得超稠油管路运输用降粘剂。本发明利用培养得到的霉菌内的细胞内切酶和外切酶，在超稠油运输过程中，产生能量，改变超稠油中胶质、沥青质或蜡分子间的亲合力，使其碳碳长链断裂，同时产生大量自由基和游离基扩散到原油中，提高原油的烷烃成分比例，降低原油凝固点和粘度，有效解决了传统降粘剂降粘效果差的问题。
Description
技术领域
本发明公开了一种超稠油管路运输用降粘剂的制备方法，属于石油化工技术领域。
背景技术
密度大、凝固点高、粘度大、流动困难是稠油资源的突出特点，严重制约着稠油的开采和输送。长期以来，对于高粘、高凝原油的输送，国内外主要采用传统的加热降粘和乳化降粘的输送方式，前者是沿输油管线间断加热，消耗大量的燃料和动力；后者则存在后处理（如脱水）问题。这两种方法目前仍然是处理高凝、高粘原油输送的主要方法。然而，目前最受国内外石油工业界普遍关注的，是采用化学添加剂降低原油的凝固点和粘度，使其易于流动，这种方法操作简便，同时又能节约大量的能耗。
工业上使用过的稠油降粘技术包括掺表面活性剂水溶液乳化降粘、掺稀原油降粘、掺有机溶剂（汽油、柴油等）降粘、掺油溶性降粘剂降粘等，其中最具技术经济价值的是水溶性乳化剂降粘和油溶性降粘剂降粘。
水溶性乳化降粘技术作为降粘幅度最大和使用最经济的化学降粘技术，已在我国各稠油油田得到广泛应用，其中作为辅助降粘手段，与蒸汽吞吐和蒸汽驱等热力采油配合使用，降粘效果更为明显。但乳化降粘技术存在许多难以克服的缺点：（1）摻水量大（至少30%以上，对超稠油则超过50%），加大了后续污水处理设备的负荷，处理工艺难度增加；（2）乳状液稳定性难以控制；（3）乳状液的腐蚀问题不容忽视。而油溶性降粘剂降粘技术能克服乳化降粘技术的缺点，是一种很有前途的方法。
油溶性降粘剂主要是基于原油降凝剂的开发技术，针对胶质、沥青质分子呈堆积状态，在高温或溶剂作用下堆积层隙“疏松”的特点，使降粘分子渗入胶质或沥青质分子层之间，起到降低稠油粘度的作用。但目前国内外对于油溶性降粘剂研究进展缓慢，所开发出的油溶性降粘剂对超稠油和特稠油的降粘效果不理想，主要是因为绝对粘度特别大，降粘后稠油的粘度仍然很大，远达不到开采和输送的要求。
因此，必须开发高效降粘剂，提高降粘率，使超稠油的粘度大大降低，有效解决稠油的开采和输送问题。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是：针对传统稠油降粘剂在超稠油管路运输中使用后降粘效果不理想，无法达到输送要求的问题，提供了一种以筛选培养得到的霉菌内部的酶为有效成分，加入茶皂素等，与降解改性后的废机油混合制得超稠油管路运输用降粘剂的方法。本发明首先将猪油、黄油与蔗糖加热熔融混合后静置发霉，将表面生长的霉菌接种至自行制备的原油培养基中富集培养，再将淋洗得到的菌丝悬浮液用溶菌酶使霉菌破裂后释放细胞质，经冷冻干燥后制得混合酶粉，再利用二沉池活性污泥中微生物降解废机油为基础油，与混合酶粉、茶皂素等混合均匀即得超稠油管路运输用降粘剂。本发明利用培养得到的霉菌内大量的细胞内切酶和外切酶，在超稠油运输过程中，产生很大能量，改变超稠油中胶质、沥青质或蜡分子间的亲合力，使其碳碳长链断裂，降低原油粘度，同时产生大量自由基和游离基扩散到原油中，提高原油的烷烃成分比例，降低原油凝固点和粘度，有效解决了传统降粘剂降粘效果差的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
（1）依次称取200～300g猪油，100～150g黄油，20～30g蔗糖，倒入铁锅中，加热至完全熔融，并用木棍搅拌混合3～5min，将铁锅中熔融物料过60～80目筛后倒入烧杯中，使其自然冷却固化，随后将烧杯置于避光处，于温度为20～25℃，相对湿度为75～85%环境中，静置直至发霉；
（2）依次取20～30mL原油，5～7g蛋白胨，30～40g牛肉膏，15～20g琼脂，与1000～1200mL去离子水混合均匀制得原油培养基，随后用接种环取3～5环上述烧杯中霉菌，接种至原油培养基中，再将原油培养基转入恒温恒湿培养箱中，于温度为25～30℃，相对湿度为80～85%条件下，培养3～5天；
（3）待培养结束，用300～400mL去离子水淋洗原油培养基表面，收集淋洗液，得菌丝悬浮液，并将菌丝悬浮液倒入烧杯中，滴加质量分数为6～8%柠檬酸溶液，调节pH至6.2～6.4，再加入0.3～0.5g溶菌酶，随后将烧杯转入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为40～45℃，转速为300～400r/min条件下，恒温搅拌反应直至悬浮液澄清，再将烧杯中物料转入真空冷冻干燥机，干燥后倒入研钵中研磨成粉，得混合酶粉，备用；
（4）依次取800～1000mL废机油，100～150g炼油厂二沉池污泥，倒入发酵罐中，于温度为35～38℃，转速为300～500r/min条件下，恒温密闭发酵36～48h，待发酵结束，升温至90～95℃，保温灭菌10～15min，随后在搅拌状态下，向发酵罐中加入15～20g无水氯化钙，继续搅拌混合15～20min，过滤，除去滤渣，得滤液；
（5）按重量份数计，在混料机中依次加入10～15份步骤（3）备用混合酶粉，3～5份茶皂素，80～100份上述所得滤液，于转速为600～800r/min条件下，搅拌反应5～6h，再加入2～4份十二烷基苯磺酸钠，在相同搅拌转速条件下，混合45～60min，出料，即得超稠油管路运输用降粘剂。
本发明的应用方法：按添加量为超稠油质量的0.5～0.7%将本发明所得超稠油管路运输用降粘剂添加至超稠油运输过程中，经检测，添加后超稠油10℃屈服值由8.6Pa降低至0.8～1.0Pa，塑性粘度由160mPa·s降低至24～32mPa·s，降粘率为80～85%。
本发明的有益效果是：
（1）本发明所得超稠油管路运输用降粘剂可有效降低超稠原油在运输过程中的粘度，降粘率可达80%以上，且对粘度超过105mPa·s的超稠油仍具有出色降粘效果；
（2）本发明所得降粘剂在使用过程中无须对原油进行加热处理，降低了能源消耗，减少了原油运输成本，具有较好的经济效益，值得大规模推广使用。
具体实施方式
依次称取200～300g猪油，100～150g黄油，20～30g蔗糖，倒入铁锅中，加热至完全熔融，并用木棍搅拌混合3～5min，将铁锅中熔融物料过60～80目筛后倒入烧杯中，使其自然冷却固化，随后将烧杯置于避光处，于温度为20～25℃，相对湿度为75～85%环境中，静置直至发霉；依次取20～30mL原油，5～7g蛋白胨，30～40g牛肉膏，15～20g琼脂，与1000～1200mL去离子水混合均匀制得原油培养基，随后用接种环取3～5环上述烧杯中霉菌，接种至原油培养基中，再将原油培养基转入恒温恒湿培养箱中，于温度为25～30℃，相对湿度为80～85%条件下，培养3～5天；待培养结束，用300～400mL去离子水淋洗原油培养基表面，收集淋洗液，得菌丝悬浮液，并将菌丝悬浮液倒入烧杯中，滴加质量分数为6～8%柠檬酸溶液，调节pH至6.2～6.4，再加入0.3～0.5g溶菌酶，随后将烧杯转入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为40～45℃，转速为300～400r/min条件下，恒温搅拌反应直至悬浮液澄清，再将烧杯中物料转入真空冷冻干燥机，干燥后倒入研钵中研磨成粉，得混合酶粉，备用；依次取800～1000mL废机油，100～150g炼油厂二沉池污泥，倒入发酵罐中，于温度为35～38℃，转速为300～500r/min条件下，恒温密闭发酵36～48h，待发酵结束，升温至90～95℃，保温灭菌10～15min，随后在搅拌状态下，向发酵罐中加入15～20g无水氯化钙，继续搅拌混合15～20min，过滤，除去滤渣，得滤液；按重量份数计，在混料机中依次加入10～15份备用混合酶粉，3～5份茶皂素，80～100份上述所得滤液，于转速为600～800r/min条件下，搅拌反应5～6h，再加入2～4份十二烷基苯磺酸钠，在相同搅拌转速条件下，混合45～60min，出料，即得超稠油管路运输用降粘剂。
实例1
依次称取200g猪油，100g黄油，20g蔗糖，倒入铁锅中，加热至完全熔融，并用木棍搅拌混合3min，将铁锅中熔融物料过60目筛后倒入烧杯中，使其自然冷却固化，随后将烧杯置于避光处，于温度为20℃，相对湿度为75%环境中，静置直至发霉；依次取20mL原油，5g蛋白胨，30g牛肉膏，15g琼脂，与1000mL去离子水混合均匀制得原油培养基，随后用接种环取3环上述烧杯中霉菌，接种至原油培养基中，再将原油培养基转入恒温恒湿培养箱中，于温度为25℃，相对湿度为80%条件下，培养3天；待培养结束，用300mL去离子水淋洗原油培养基表面，收集淋洗液，得菌丝悬浮液，并将菌丝悬浮液倒入烧杯中，滴加质量分数为6%柠檬酸溶液，调节pH至6.2，再加入0.3g溶菌酶，随后将烧杯转入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为40℃，转速为300r/min条件下，恒温搅拌反应直至悬浮液澄清，再将烧杯中物料转入真空冷冻干燥机，干燥后倒入研钵中研磨成粉，得混合酶粉，备用；依次取800mL废机油，100g炼油厂二沉池污泥，倒入发酵罐中，于温度为35℃，转速为300r/min条件下，恒温密闭发酵36h，待发酵结束，升温至90℃，保温灭菌10min，随后在搅拌状态下，向发酵罐中加入15g无水氯化钙，继续搅拌混合15min，过滤，除去滤渣，得滤液；按重量份数计，在混料机中依次加入10份备用混合酶粉，3份茶皂素，80份上述所得滤液，于转速为600r/min条件下，搅拌反应5h，再加入2份十二烷基苯磺酸钠，在相同搅拌转速条件下，混合45min，出料，即得超稠油管路运输用降粘剂。
按添加量为超稠油质量的0.5%将本发明所得超稠油管路运输用降粘剂添加至超稠油运输过程中，经检测，添加后超稠油10℃屈服值由8.6Pa降低至0.8Pa，塑性粘度由160mPa·s降低至32mPa·s，降粘率为80%。
实例2
依次称取240g猪油，120g黄油，25g蔗糖，倒入铁锅中，加热至完全熔融，并用木棍搅拌混合4min，将铁锅中熔融物料过70目筛后倒入烧杯中，使其自然冷却固化，随后将烧杯置于避光处，于温度为22℃，相对湿度为80%环境中，静置直至发霉；依次取25mL原油，6g蛋白胨，35g牛肉膏，18g琼脂，与1100mL去离子水混合均匀制得原油培养基，随后用接种环取4环上述烧杯中霉菌，接种至原油培养基中，再将原油培养基转入恒温恒湿培养箱中，于温度为28℃，相对湿度为82%条件下，培养4天；待培养结束，用350mL去离子水淋洗原油培养基表面，收集淋洗液，得菌丝悬浮液，并将菌丝悬浮液倒入烧杯中，滴加质量分数为7%柠檬酸溶液，调节pH至6.3，再加入0.4g溶菌酶，随后将烧杯转入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为42℃，转速为350r/min条件下，恒温搅拌反应直至悬浮液澄清，再将烧杯中物料转入真空冷冻干燥机，干燥后倒入研钵中研磨成粉，得混合酶粉，备用；依次取900mL废机油，120g炼油厂二沉池污泥，倒入发酵罐中，于温度为36℃，转速为400r/min条件下，恒温密闭发酵42h，待发酵结束，升温至92℃，保温灭菌12min，随后在搅拌状态下，向发酵罐中加入18g无水氯化钙，继续搅拌混合18min，过滤，除去滤渣，得滤液；按重量份数计，在混料机中依次加入12份备用混合酶粉，4份茶皂素，90份上述所得滤液，于转速为700r/min条件下，搅拌反应5h，再加入3份十二烷基苯磺酸钠，在相同搅拌转速条件下，混合55min，出料，即得超稠油管路运输用降粘剂。
按添加量为超稠油质量的0.7%将本发明所得超稠油管路运输用降粘剂添加至超稠油运输过程中，经检测，添加后超稠油10℃屈服值由8.6Pa降低至1.0Pa，塑性粘度由160mPa·s降低至24mPa·s，降粘率为85%。
实例3
依次称取300g猪油，150g黄油，30g蔗糖，倒入铁锅中，加热至完全熔融，并用木棍搅拌混合5min，将铁锅中熔融物料过80目筛后倒入烧杯中，使其自然冷却固化，随后将烧杯置于避光处，于温度为25℃，相对湿度为85%环境中，静置直至发霉；依次取30mL原油，7g蛋白胨，40g牛肉膏，20g琼脂，与1200mL去离子水混合均匀制得原油培养基，随后用接种环取5环上述烧杯中霉菌，接种至原油培养基中，再将原油培养基转入恒温恒湿培养箱中，于温度为30℃，相对湿度为85%条件下，培养5天；待培养结束，用400mL去离子水淋洗原油培养基表面，收集淋洗液，得菌丝悬浮液，并将菌丝悬浮液倒入烧杯中，滴加质量分数为8%柠檬酸溶液，调节pH至6.4，再加入0.5g溶菌酶，随后将烧杯转入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为45℃，转速为400r/min条件下，恒温搅拌反应直至悬浮液澄清，再将烧杯中物料转入真空冷冻干燥机，干燥后倒入研钵中研磨成粉，得混合酶粉，备用；依次取1000mL废机油，150g炼油厂二沉池污泥，倒入发酵罐中，于温度为38℃，转速为500r/min条件下，恒温密闭发酵48h，待发酵结束，升温至95℃，保温灭菌15min，随后在搅拌状态下，向发酵罐中加入20g无水氯化钙，继续搅拌混合20min，过滤，除去滤渣，得滤液；按重量份数计，在混料机中依次加入15份备用混合酶粉，5份茶皂素，100份上述所得滤液，于转速为800r/min条件下，搅拌反应6h，再加入4份十二烷基苯磺酸钠，在相同搅拌转速条件下，混合60min，出料，即得超稠油管路运输用降粘剂。
按添加量为超稠油质量的0.6%将本发明所得超稠油管路运输用降粘剂添加至超稠油运输过程中，经检测，添加后超稠油10℃屈服值由8.6Pa降低至0.9Pa，塑性粘度由160mPa·s降低至30mPa·s，降粘率为81%。
Claims (1)
1.一种超稠油管路运输用降粘剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）依次称取200～300g猪油，100～150g黄油，20～30g蔗糖，倒入铁锅中，加热至完全熔融，并用木棍搅拌混合3～5min，将铁锅中熔融物料过60～80目筛后倒入烧杯中，使其自然冷却固化，随后将烧杯置于避光处，于温度为20～25℃，相对湿度为75～85%环境中，静置直至发霉；
（2）依次取20～30mL原油，5～7g蛋白胨，30～40g牛肉膏，15～20g琼脂，与1000～1200mL去离子水混合均匀制得原油培养基，随后用接种环取3～5环上述烧杯中霉菌，接种至原油培养基中，再将原油培养基转入恒温恒湿培养箱中，于温度为25～30℃，相对湿度为80～85%条件下，培养3～5天；
（3）待培养结束，用300～400mL去离子水淋洗原油培养基表面，收集淋洗液，得菌丝悬浮液，并将菌丝悬浮液倒入烧杯中，滴加质量分数为6～8%柠檬酸溶液，调节pH至6.2～6.4，再加入0.3～0.5g溶菌酶，随后将烧杯转入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为40～45℃，转速为300～400r/min条件下，恒温搅拌反应直至悬浮液澄清，再将烧杯中物料转入真空冷冻干燥机，干燥后倒入研钵中研磨成粉，得混合酶粉，备用；
（4）依次取800～1000mL废机油，100～150g炼油厂二沉池污泥，倒入发酵罐中，于温度为35～38℃，转速为300～500r/min条件下，恒温密闭发酵36～48h，待发酵结束，升温至90～95℃，保温灭菌10～15min，随后在搅拌状态下，向发酵罐中加入15～20g无水氯化钙，继续搅拌混合15～20min，过滤，除去滤渣，得滤液；
（5）按重量份数计，在混料机中依次加入10～15份步骤（3）备用混合酶粉，3～5份茶皂素，80～100份上述所得滤液，于转速为600～800r/min条件下，搅拌反应5～6h，再加入2～4份十二烷基苯磺酸钠，在相同搅拌转速条件下，混合45～60min，出料，即得超稠油管路运输用降粘剂。
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