CN107382720A - 一种稠油降粘剂、制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种稠油降粘剂、制备方法及应用,所述稠油降粘剂由式I、式II和式III所示单体反应而得,所述的稠油降粘剂含羟基与苯环,上述稠油降粘剂对于超稠油的降粘率最高可以达到65.2%,使得稠油粘度由52710mPa·s降到18340mPa·s,明显改善了稠油的低温流动性。
Description
技术领域
本发明涉及石油集输技术领域,具体涉及一种稠油降粘剂、制备方法及应用。
背景技术
随着石油的不断开采,在已探明的石油资源中,稠油所占比例越来越大,在世界稀油资源紧缺的局面下,稠油将成为石油资源的重要接替。在集输过程中,随着稠油开采量的增加,其密度大、粘度高、流动性差的特性给在开发和应用带来了很大困难。因此,稠油集输技术的先进性和经济性直接影响着原油生产的综合经济技术指标。
长期以来,国内外对稠油主要采用传统的加热降粘输送和乳化降粘输送的方式。前者,燃料消耗大,成本高;后者,会出现后处理问题,且不适用于低含水稠油。稠油输送工艺中的常用降粘方法还有掺稀油降粘输送。掺稀油降粘输送,受稀油来源的限制,且稀油价格较贵,存在成本高的问题。
此外,研究稠油结构后得出了降粘剂降粘方法。在我国的稠油组成中,胶质、沥青质的含量过高是稠油高粘度的主要原因,胶质、沥青质分子呈堆积状态,使其具有高温或溶剂作用下堆积层隙“疏松”的特点。加入稠油降粘剂,使降粘剂分子“渗”入胶质或沥青质分子层之间,起到降低稠油粘度的作用,以降低原油的凝点和粘度,使其易于流动。
但关于稠油降粘的降粘剂研究时间较短,大多仅限于室内研究和现场试验阶段,尤其对于超稠油的降粘效果不显著。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于克服上述已有技术的不足而提供的生产工艺流程简单,操作方法简便、降粘效率高的稠油降粘剂、制备方法及应用。该稠油降粘剂,合成工艺简单,溶解性好,降粘效果好,对于不同油田也有较好的普适性,可直接用于稠油集输过程。
为了解决上述技术问题,本发明技术方案提供一种稠油降粘剂,所述稠油降粘剂制备原料包括以下成分,
优选的,所述式I、所述式II和所述式III所示单体摩尔比为1:(0.5~4):(0.5~4)。
优选的,所述式I、所述式II和所述式III所示单体摩尔比为1:(0.5~2):(0.5~2)
优选的,所述式I、所述式II和所述式III所示单体摩尔比为1:1:1。
本发明技术方案还提供了一种上述稠油降粘剂的制备方法,包括:
a)按比例称取所述式I、所述式II单体,加入催化剂,不断搅拌混合均匀,并进行第一次反应;
加入式III所示单体,不断搅拌均匀,并进行第二次反应,得液体产物;
b)将步骤a)所述液体产物冷却,得到稠油降粘剂。
优选的,所述步骤a)中,所述催化剂为硫酸或对甲苯磺酸中一种或多种。
更优选的,所述催化剂为对甲苯磺酸。
优选的,所述步骤a)中,所述催化剂占反应原料总质量的重量百分比为0.5%~1.5%。
更优选的,所述催化剂占反应原料总质量的重量百分比为1.0%。
优选的,所述步骤a)中,所述第一次反应和第二次反应的温度为90~120℃。
更优选的,所述步骤a)中,所述第一次反应和第二次反应的温度均为110℃。
优选的,所述步骤a)中,所述第一次反应和第二次反应的时间为1~3h。
更优选的,所述步骤a)中,所述第一次反应和第二次反应的时间均为2h。
优选的,所述步骤b)具体为,将步骤a)所述液体产物冷却至室温,得到稠油降粘剂。
本发明技术方案还提供了一种稠油降粘方法,该方法包括:将待测稠油在50℃水浴恒温加热两小时,加入稠油降粘剂和溶剂,在90℃水浴中均匀搅拌两小时后使其充分溶解,降水浴温度至50℃恒温40min后测稠油黏度。
优选的,所述溶剂为甲苯、二甲苯或苯中一种或多种。
更优选的,所述溶剂为甲苯。
本发明技术方案还提供了一种上述稠油降粘剂在超稠油降粘中的应用,所述稠油降粘剂用于降低粘度为30000~60000mPa·s的稠油粘度。
更优选的,所述稠油粘度为35000~55000mPa·s。
本发明与现有技术相比,其详细说明如下:
1)本发明提供的稠油降粘剂含羟基与苯环。一方面,羟基与稠油中的沥青质、胶质分子间重建新形成氢键,抑制沥青质与胶质的聚集并减少石蜡在其表面的吸附与增长,从而有效降低稠油粘度。另一方面,本发明提供的降粘剂还具有苯环的存在,研究表明,沥青质及胶质中含有大量苯环,而苯环根据“相似相溶”原理更好的渗透到胶质与沥青质的结构当中,有利于降粘剂与其更好的相互作用,更加有效地降低稠油粘度。本发明所使用的原料来源广泛,成本低廉,并且不会给后续的炼油设备造成腐蚀,节能环保。
2)本发明提供的稠油降粘剂的制备方法,上述制备方法,包括如下步骤:
a)按比例称取所述式I、所述式II单体,加入催化剂,不断搅拌混合均匀,并进行第一次反应
加入式III所示单体,不断搅拌均匀,并进行第二次反应得液体产物。
b)将步骤a)得到的液体产物冷却,即得到稠油降粘剂。
上述实验过程中,首先称取所述式I、所述式II单体并加入催化剂混合均匀,然后在设定反应温度并不断搅拌的条件下,发生反应;一段时间后加入式III单体,在设定反应温度并不断搅拌的条件下,发生酯化反应,制备得到液体产物;冷却上述的液体产物,得到所述的稠油降粘剂,上述生产工艺流程简单,操作方法简便,反应时间短,可以实现自动化连续生产,机械化程度高,适宜普及推广和工业化生产。
3)本发明所述的稠油降粘剂具有优异的降粘效果,尤其对于超稠油具有良好的降粘效果,对于超稠油的降粘率最高可以达到65.2%,使得稠油粘度由52710mPa·s降到18340mPa·s,明显改善了稠油的低温流动性。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明技术方案提供一种稠油降粘剂,所述稠油降粘剂制备原料包括以下成分,
优选的,所述式I、所述式II和所述式III所示单体摩尔比为1:(0.5~4):(0.5~4)。
优选的,所述式I、所述式II和所述式III所示单体摩尔比为1:(0.5~2):(0.5~2)
优选的,所述式I、所述式II和所述式III所示单体摩尔比为1:1:1。
本发明技术方案还提供了一种上述稠油降粘剂的制备方法,包括:
a)按比例称取所述式I、所述式II单体,加入催化剂,不断搅拌混合均匀,并进行第一次反应;
加入式III所示单体,不断搅拌均匀,并进行第二次反应,得液体产物;
b)将步骤a)所述液体产物冷却,得到稠油降粘剂。
实施例1一种稠油降粘剂制备方法及评价
反应物摩尔比n(丙三醇):n(苯甲醇):n(邻苯二甲酸酐)为1:1:1。制备过程分为两步进行,第一步在三口烧瓶中依次加入0.9211g丙三醇、1.0818g苯甲醇及0.0553g的对甲苯磺酸(对甲苯磺酸做催化剂),三口烧瓶带有温度计及冷凝装置及磁力搅拌子,在110℃油浴中不断搅拌并反应1.5h;然后第二步立即加入1.4811g邻苯二甲酸酐,在110℃油浴中不断搅拌并反应1.5h,得液体产物,将液体产物冷却至室温,即得稠油降粘剂。
然后取100g待测稠油在50℃水浴恒温两小时测其粘度为52710mPa·s,后在该稠油中加入其质量0.1wt%的稠油降粘剂及1.3ml的甲苯,然后在90℃水浴中均匀搅拌两小时后使其充分溶解,后降水浴温度至50℃恒温40min,用NDJB-8S型数显粘度计,测其粘度为21960mPa·s,并计算降粘率为58.3%。
实施例2一种稠油降粘剂制备方法及评价
反应物摩尔比n(丙三醇):n(苯甲醇):n(邻苯二甲酸酐)为1:1:0.5。制备过程分为两步进行,第一步在三口烧瓶中依次加入0.9208g丙三醇、1.0830g苯甲醇及0.0589g的对甲苯磺酸(对甲苯磺酸作催化剂)作催化剂,三口烧瓶带有温度计及冷凝装置及磁力搅拌子,在110℃油浴中不断搅拌并反应2.0h;然后第二步立即加入0.7428g邻苯二甲酸酐,在110℃油浴中不断搅拌并反应2.0h,得液体产物,将液体产物冷却至室温,即得稠油降粘剂。
然后取100g待测稠油在50℃水浴恒温两小时测其粘度为52710mPa·s,后在该稠油中加入其质量0.1%的稠油降粘剂及1.3ml的甲苯,然后在90℃水浴中均匀搅拌两小时后使其充分溶解,后降水浴温度至50℃恒温40min,用NDJB-8S型数显粘度计,测其粘度为20050mPa·s,并计算降粘率为62.0%。
实施例3一种稠油降粘剂制备方法及评价
反应物摩尔比n(丙三醇):n(苯甲醇):n(邻苯二甲酸酐)为1:1:1。制备过程分为两步进行,第一步在三口烧瓶中依次加入1.8449g丙三醇、2.1670g苯甲醇及0.0541g的对甲苯磺酸(对甲苯磺酸作催化剂),三口烧瓶带有温度计及冷凝装置及磁力搅拌子,在110℃油浴中不断搅拌并反应2.0h;然后第二步立即加入2.9688g邻苯二甲酸酐,在110℃油浴中不断搅拌并反应2.0h,得液体产物,将液体产物冷却至室温,即得稠油降粘剂。
然后取100g待测稠油在50℃水浴恒温两小时测其粘度为52710mPa·s,后在该稠油中加入其质量0.5wt%的稠油降粘剂及1.3ml的甲苯,然后在90℃水浴中均匀搅拌两小时后使其充分溶解,后降水浴温度至50℃恒温40min,用NDJB-8S型数显粘度计,测其粘度为18340mPa·s,并计算降粘率为65.2%。
实施例4
探究不同加量对稠油的降粘效果:根据实施例3的合成方法合成降粘剂。向6杯100g稠油中依次分别加入0.2wt%、0.3wt%、0.4wt%、0.5wt%、0.6wt%、0.7wt%(该杯稠油质量的百分数)的稠油降粘剂,然后每杯都加入1.3ml的甲苯,然后在90℃水浴中均匀搅拌两小时后使其充分溶解,降水浴温度至50℃恒温40min,用NDJB-8S型数显粘度计,测其粘度,即得到加入产物后稠油的粘度,并计算降粘率,结果如表1所示:
表1不同加量对稠油的降粘效果
由上表可以得出以下结论:当反应产物加量为0.5%时,降粘效果最好。
实施例5
探究对不同稠油的降粘效果:根据实施例3的合成方法合成降粘剂。所选稠油粘度分别为20000mPa·s、30000mPa·s、40000mPa·s、50000mPa·s各100g,每组加入稠油总质量0.5wt%的稠油降粘剂及1.3ml甲苯,测定降粘后稠油的粘度,并计算降粘率,测得结果2:
表2不同稠油的降粘效果
综上所述,对于粘度20000~50000mPa·s的超稠油的降粘率最高可以达到64.0%,明显降低管道输送中的稠油流动粘度,降粘效果优异。
以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出的是,上述优选实施方式不应视为对本发明的限制,本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明的精神和范围内,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种稠油降粘剂,其特征在于,所述的稠油降粘剂制备原料包括以下成分,
其中所述式I、所述式II和所述式III所示单体摩尔比为1:(0.5~4):(0.5~4)。
2.一种稠油降粘剂的制备方法,其特征在于,步骤如下:
a)、按比例称取所述式I、所述式II单体,加入催化剂,不断搅拌混合均匀,并进行第一次反应;
加入式III所示单体,不断搅拌混合均匀,并进行第二次反应,得液体产物;
b)、将步骤a)得到的液体产物冷却,即得到稠油降粘剂。
3.如权利要求2所述的稠油降粘剂的制备方法,其特征在于,所述步骤a)中,所述催化剂为硫酸或对甲苯磺酸中一种或多种。
4.如权利要求2所述的稠油降粘剂的制备方法,其特征在于,所述步骤a)中,所述催化剂占反应原料总质量的重量百分比为0.5%~1.5%。
5.如权利要求2所述的稠油降粘剂的制备方法,其特征在于,所述步骤a)中,所述第一次反应和第二次反应的温度均为90-120℃。
6.如权利要求2所述的稠油降粘剂的制备方法,其特征在于,所述步骤a)中,所述第一次反应和第二次反应的时间均为1-3h。
7.如权利要求2所述的稠油降粘剂的制备方法,其特征在于,所述步骤b)具体为,将步骤a)得到的液体产物冷却至室温,即得到稠油降粘剂。
8.一种稠油降粘方法,其特征在于,该方法包括:将待测稠油在50℃水浴恒温加热两小时,加入稠油降粘剂和溶剂,在90℃水浴中均匀搅拌两小时后使其充分溶解,降水浴温度至50℃恒温40min后测稠油黏度,其中所述稠油降粘剂为权利要求1-7中任意一项所述的稠油降粘剂。
9.如权利要求8所述的稠油降粘方法,其特征在于,所述溶剂为甲苯、二甲苯或苯中一种或多种。
10.一种权利要求1所述的稠油降粘剂在降低粘度为30000~60000mPa·s的超稠油降粘中的应用。
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- 2017-07-03 CN CN201710532597.8A patent/CN107382720B/zh active Active
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