CN111187605A - 一种用于低温冷输管路的石油减阻降粘剂及制备装置及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于低温冷输管路的石油减阻降粘剂及制备装置及制备方法，所述石油减阻降粘剂的主要组分包括十六烷基三甲基氯化铵，十八烷基三甲基氯化铵，石油磺酸钠和异丙醇；所述制备方法基于制备装置而实现，其原理是使反应釜内上下两部分料液的旋向相反，在两旋向不同的料液区之间形成交汇区，交汇区处的料液相互混合充分，且交汇区处的料液作用后，料液的运动被大大抵消，进而使得处于交汇区的料液平缓，形成平缓层，并在该平缓层加热。本发明具有有效避免稠油经过输油管道的过程中，输油管道的压力较大，存在漏泄的风险；其制备装置能够使得保持混合均匀的前提下，缩短搅拌时长，加温效率高的特点。本发明适用于稠油降粘剂的生产领域。
Description
技术领域
本发明属于稠油降粘的技术领域，具体地说，涉及一种用于低温冷输管路的石油减阻降粘剂及制备装置及制备方法。
背景技术
目前，在采油、输油作业时，由于稠油粘度较高，稠油经过输油管道的过程中，输油管道的压力较大，存在漏泄的风险，且为了避免输油管道泄漏，对输油管道的材质强度要求相应的提高，进而避免不了投入较大成本。在制备过程中，料液的混合大都采用反应釜通过搅拌机构搅拌而制成，目前的搅拌机构为电机驱动搅拌轴，使搅拌轴上的搅拌叶对反应釜内的混合液进行混合。然而，这种混合方式使得搅拌时间较长，且混合的不充分，在需要加温搅拌时，加温效率低，抽样检测中未达标率较高。
发明内容
本发明提供一种用于低温冷输管路的石油减阻降粘剂及制备装置及制备方法，其能够有效避免稠油经过输油管道的过程中，输油管道的压力较大，存在漏泄的风险；其制备装置能够使得保持混合均匀的前提下，缩短搅拌时长，加温效率高。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种用于低温冷输管路的石油减阻降粘剂，所述石油减阻降粘剂的主要组分包括十六烷基三甲基氯化铵，十八烷基三甲基氯化铵，石油磺酸钠和异丙醇。
进一步的，所述石油减阻降粘按照重量份数计包含：十六烷基三甲基氯化铵12-20份，十八烷基三甲基氯化铵35-50份，石油磺酸钠3-12份，异丙醇12-36份，水3-30份。
进一步的，所述石油减阻降粘按照重量份数计包含：十六烷基三甲基氯化铵15-18份，十八烷基三甲基氯化铵40-45份，石油磺酸钠5-10份，异丙醇16-30份，水5-15份。
进一步的，所述石油减阻降粘按照重量份数计包含：十六烷基三甲基氯化铵16.5份，十八烷基三甲基氯化铵42份，石油磺酸钠7.5份，异丙醇22份，水12份。
一种石油减阻降粘剂的制备方法，该方法包括如下步骤：
S1、反应釜内加水，开启搅拌机构，在搅拌的过程中加入十六烷基三甲基氯化铵，当十六烷基三甲基氯化铵完全加入后，开启循环泵，使其充分溶解于水中；
S2、经过30 min后，关闭循环泵，之后向反应釜内加入十八烷基三甲基氯化铵，当十六烷基三甲基氯化铵完全加入后，开启循环泵，使其充分混合；
S3、再经过40 min后，关闭循环泵，之后向反应釜内加入石油磺酸钠，同时，开启加热机构，当石油磺酸钠完全加入后，温度升至55℃时停止加温，开启循环泵，使其充分混合；
S4、再经过30 min后，关闭循环泵，之后向反应釜内加入异丙醇，当异丙醇完全加入后，开启循环泵，使其充分混合；
S5、持续90min后，停止搅拌机构、循环泵及加热机构，静置60min后，进行过滤、装桶。
上述制备方法的专用设备，包括设有搅拌机构的反应釜，所述搅拌机构包括设于反应釜底部的变频电机，所述变频电机的输出轴固连有伸入反应釜内并位于反应釜下部的搅拌组件，于反应釜外设有变频水泵，所述变频水泵的进口管与反应釜的底部连通，变频水泵的出口管与伸入反应釜内并位于反应釜上部的旋流喷射机构连通，所述搅拌组件搅拌反应釜下部的料液的旋向与旋流喷射机构带动反应釜上部的料液的旋向相反，并于两旋向不同的料液之间形成交汇区，于反应釜内且位于交汇区构造有加热机构。
进一步的，所述旋流喷射机构包括与变频水泵的出口管连通的导管，于所述导管的出口端构造有具有喷射腔的中空的旋流喷射盘，于所述旋流喷射盘的周壁上均匀地构造有若干旋流喷口。
进一步的，所述旋流喷射盘为向导管凸起的罩壳状，所述喷射腔为喇叭状。
进一步的，所述出口管与旋流喷射机构通过安装于二者之间的过滤器。
进一步的，所述过滤器包括与所述旋流喷射机构进口端可拆卸连接的滤壳，于所述滤壳上构造有与出口管可拆卸连接的连接接头，于滤壳内可拆卸装配有滤芯，且滤壳远离旋流喷射机构的一端经盖板封盖并将滤芯固定。
进一步的，所述加热机构包括构造于反应釜内壁上且位于交汇区的加热腔，于反应釜的侧壁上构造有分别与加热腔连通的热介质进口和热介质出口，所述加热腔与交汇区接触的一侧侧面为沿反应釜的径向向内延伸的圆弧面。
进一步的，于所述反应釜内且位于交汇区处设有加热环管，所述加热环管与加热腔连通。
本发明与现有技术相比，所取得的技术进步在于：本发明用于低温冷输管路的石油减阻降粘剂能够有效避免稠油经过输油管道的过程中，输油管道的压力较大的缺点，有效降低石油的粘性。过去输油管道主要靠管道加湿提高输送介质的温度来输送，本发明提供的石油降粘剂作为助剂添加到石油原油中，可以达到使管道无需加温即可进行输送的良好实用效果，这就减少了大量的输送成本，而且使用方法也十分方便、环保。
本发明所述的石油减阻降粘剂的制备方法基于制备设备而实现的，其工作原理为：搅拌组件在变频电机的驱动下对反应釜下部的料液进行搅拌，变频水泵为旋流喷射机构提供高压料液，旋流喷射机构将高压料液喷射入反应釜上部的料液中，引动上部的料液旋转，且上下两部分料液的旋向相反，在两旋向不同的料液区之间形成交汇区，交汇区处的料液相互混合充分，且交汇区处的料液作用后，料液的运动被大大抵消，进而使得处于交汇区的料液平缓，形成平缓层。本发明在反应釜内且位于交汇区处构造有加热机构，这样，交汇区平缓的料液被加热均匀且充分，并随着变频水泵的抽送，被加热的料液下移，交汇区形成新的平缓层，这样，随着平缓层的不断下移和新的平缓层的逐渐产生，实现料液的连续加热，使得加热更加充分。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
在附图中：
图1为本发明制备装置的结构示意图；
图2为图1的结构剖视图；
图3为本发明旋流喷射机构的结构示意图；
图4为图3的轴向结构剖视图；
图5为本发明过滤器拆分后的结构示意图。
标注部件：1-反应釜，101-端盖，2-变频电机，3-搅拌组件，4-变频水泵，5-进口管，6-第一控制阀，7-出口管，8-第二控制阀，9-过滤器，901-滤壳，902-连接接头，903-滤芯，904-安装凸缘，905-盖板，10-导管，11-旋流喷射盘，1101-罩壳状结构，1102-旋流喷口，1103-旋流喷射盘底壁，1104-喷射腔，12-加热腔，13-热介质进口，14-热介质出口，15-加热环管。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1 一种用于低温冷输管路的石油减阻降粘剂
本实施例公开了一种用于低温冷输管路的石油减阻降粘剂，按照重量份数计包含：十六烷基三甲基氯化铵16.5份，十八烷基三甲基氯化铵42份，石油磺酸钠7.5份，异丙醇22份，水12份。此石油减阻降粘剂用于低温冷输管路的石油减阻降粘剂能够有效避免稠油经过输油管道的过程中，输油管道的压力较大的缺点，有效降低石油的粘性。过去输油管道主要靠管道加湿提高输送介质的温度来输送，本发明提供的石油降粘剂作为助剂添加到石油原油中，可以达到使管道无需加温即可进行输送的良好实用效果。
实施例2 一种用于低温冷输管路的石油减阻降粘剂的制备装置
本实施例公开了一种用于低温冷输管路的石油减阻降粘剂的制备装置，如图1、图2所示，包括反应釜1、搅拌机构、变频水泵4及旋流喷射机构。其中，搅拌机构包括变频电机2和搅拌组件3，该变频电机2安装在反应釜1底部，搅拌组件3安装在反应釜1内部靠下的位置，搅拌组件3包括搅拌轴和固定在搅拌轴上的搅拌叶，变频电机2的输出轴与搅拌轴同轴连接，用于驱动搅拌组件3对反应釜1内的料液进行搅拌。变频水泵4设置在反应釜1外，变频水泵4的进口与进口管5连接，进口管5与反应釜1的底部连接，在进口管5上安装有第一控制阀6；变频水泵4的出口与出口管7连接，出口管7与旋流喷射机构连通，在出口管7上安装有第二控制阀8，旋流喷射机构设置在反应釜1内并位于反应釜1的上部位置处；搅拌组件3在变频电机2的驱动下对反应釜1下部的料液进行搅拌，变频水泵4为旋流喷射机构提供高压料液，旋流喷射机构将高压料液喷射入反应釜1上部的料液中，引动上部的料液旋转，且上下两部分料液的旋向相反，在两旋向不同的料液区之间形成交汇区，交汇区处的料液相互混合充分，且交汇区处的料液作用后，料液的运动被大大抵消，进而使得处于交汇区的料液平缓，形成平缓层。本实施例在反应釜1内且位于交汇区处构造有加热机构，这样，交汇区平缓的料液被加热均匀且充分，并随着变频水泵4的抽送，被加热的料液下移，交汇区形成新的平缓层，这样，随着平缓层的不断下移和新的平缓层的逐渐产生，实现料液的连续加热，使得加热更加充分。本实施例由于采用变频电机2和变频水泵4，可以通过调节变频电机2和变频水泵4的输出功率，进而调节交汇区的高度；也可以通过设定变频电机2和变频水泵4的变频时间，一般为3-5min，使得交汇区一直处于起伏状态，其主要目的是混合、加热更加充分。当交汇区位于较上的位置时，平缓层向下更迭，被加热的平缓层随着变频水泵4的抽吸向下运动，新的平缓层产生并被加热，新的平缓层再向下运动，如此持续产生新的平缓层，先前产生的平缓层逐渐向下运动直至被变频水泵4抽离，这样使得最新的平缓层以下的料液均被加热充分。当交汇区位于较下的位置时，被新平缓层替代的平缓层被变频水泵4抽吸的时长较短，这样易于料液的充分混合。
本实施例旋流喷射机构具体的结构为，如图3所示，旋流喷射机构包括旋流喷射盘11和导管10，二者相互焊接且轴线重合，且旋流喷射盘11具有中空的喷射腔1104，旋流喷射盘11与导管10的出口端固定，导管10与变频水泵4的出口管7连通，在旋流喷射盘11的周壁上均匀地构造有多个旋流喷口1102。本实施例为了使料液经过旋流喷射盘11的旋流喷口1102后，更便于带动反应釜1内的料液产生旋流，如图4所示，旋流喷射盘底壁1103向导管10方向凸起，使得旋流喷射盘11形成罩壳状结构1101，喷射腔1104为喇叭状，这样料液经旋流喷口1102倾斜向下并偏心的喷射而出。
本实施例为了持续过滤料液中的杂质，如图1所示，出口管7与旋流喷射机构通过安装于二者之间的过滤器9。其中，过滤器9的具体结构为，如图5所示，过滤器9包括滤壳901、滤芯903及封盖，上述的导管10竖直伸出反应釜1的端盖101，且滤壳901可拆卸安装在导管10该端端部，在滤壳901的侧壁上构造有连接接头902，该连接接头902与出口管7的出口端可拆卸连接，滤芯903装配在滤壳901内，滤芯903的上端具有安装凸缘904，该安装凸缘904装配在滤壳901的上端面上，滤壳901的上端可拆卸封盖有盖板905，盖板905将安装凸缘904紧固在滤壳901的上端。本实施例当滤芯903脏堵后，只需停止变频水泵4停止，将盖板905拆除，再将滤芯903取出清洗、更换，最后，将盖板905装复即可。
本实施例加热机构具体的结构为，如图2所示，加热机构包括构造在反应釜1内壁上且位于交汇区的加热腔12，在反应釜1的侧壁上构造有分别与加热腔12连通的热介质进口13和热介质出口14，加热腔12与交汇区接触的一侧侧面为沿反应釜1的径向向内延伸的圆弧面，圆弧面的作用是：一方面在平缓层的上下移动的过程中，不会对其造成阻碍，且避免长期冲刷而导致加热腔12与反应釜1内部连通；另一方面使得平缓层与加热腔12的热交换面积增大，进而提高热交换效率。本实施例为了充分地加热平缓层，在反应釜1内且位于交汇区处设置有加热环管15，该加热环管15与反应釜1的轴线重合，加热环管15与加热腔12通过多根沿加热环管15周向均匀设置的连接管相连通。
实施例3 一种用于低温冷输管路的石油减阻降粘剂的制备方法
本发明公开了一种石油减阻降粘剂的制备方法，该方法包括如下步骤：
S1、反应釜内加水，开启搅拌机构，在搅拌的过程中加入十六烷基三甲基氯化铵，当十六烷基三甲基氯化铵完全加入后，开启循环泵，使其充分溶解于水中；
S2、经过30 min后，关闭循环泵，之后向反应釜内加入十八烷基三甲基氯化铵，当十六烷基三甲基氯化铵完全加入后，开启循环泵，使其充分混合；
S3、再经过40 min后，关闭循环泵，之后向反应釜内加入石油磺酸钠，同时，开启加热机构，当石油磺酸钠完全加入后，温度升至55℃时停止加温，开启循环泵，使其充分混合；
S4、再经过30 min后，关闭循环泵，之后向反应釜内加入异丙醇，当异丙醇完全加入后，开启循环泵，使其充分混合；
S5、持续90min后，停止搅拌机构、循环泵及加热机构，静置60min后，进行过滤、装桶。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明权利要求保护的范围之内。
Claims (12)
1.一种用于低温冷输管路的石油减阻降粘剂，其特征在于：所述石油减阻降粘剂的主要组分包括十六烷基三甲基氯化铵，十八烷基三甲基氯化铵，石油磺酸钠和异丙醇。
2.根据权利要求1所述的一种用于低温冷输管路的石油减阻降粘剂，其特征在于：所述石油减阻降粘剂按照重量份数计包含：十六烷基三甲基氯化铵12-20份，十八烷基三甲基氯化铵35-50份，石油磺酸钠3-12份，异丙醇12-36份，水3-30份。
3.根据权利要求1所述的一种用于低温冷输管路的石油减阻降粘剂，其特征在于：所述石油减阻降粘剂按照重量份数计包含：十六烷基三甲基氯化铵15-18份，十八烷基三甲基氯化铵40-45份，石油磺酸钠5-10份，异丙醇16-30份，水5-15份。
4.根据权利要求1所述的一种用于低温冷输管路的石油减阻降粘剂，其特征在于：所述石油减阻降粘剂按照重量份数计包含：十六烷基三甲基氯化铵16.5份，十八烷基三甲基氯化铵42份，石油磺酸钠7.5份，异丙醇22份，水12份。
5.一种权利要求1所述石油减阻降粘剂的制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
S1、反应釜内加水，开启搅拌机构，在搅拌的过程中加入十六烷基三甲基氯化铵，当十六烷基三甲基氯化铵完全加入后，开启循环泵，使其充分溶解于水中；
S2、经过30 min后，关闭循环泵，之后向反应釜内加入十八烷基三甲基氯化铵，当十六烷基三甲基氯化铵完全加入后，开启循环泵，使其充分混合；
S3、再经过40 min后，关闭循环泵，之后向反应釜内加入石油磺酸钠，同时，开启加热机构，当石油磺酸钠完全加入后，温度升至55℃时停止加温，开启循环泵，使其充分混合；
S4、再经过30 min后，关闭循环泵，之后向反应釜内加入异丙醇，当异丙醇完全加入后，开启循环泵，使其充分混合；
S5、持续90min后，停止搅拌机构、循环泵及加热机构，静置60min后，进行过滤、装桶。
6.权利要求5所述制备方法的专用设备，包括设有搅拌机构的反应釜，其特征在于：所述搅拌机构包括设于反应釜底部的变频电机，所述变频电机的输出轴固连有伸入反应釜内并位于反应釜下部的搅拌组件，于反应釜外设有变频水泵，所述变频水泵的进口管与反应釜的底部连通，变频水泵的出口管与伸入反应釜内并位于反应釜上部的旋流喷射机构连通，所述搅拌组件搅拌反应釜下部的料液的旋向与旋流喷射机构带动反应釜上部的料液的旋向相反，并于两旋向不同的料液之间形成交汇区，于反应釜内且位于交汇区构造有加热机构。
7.根据权利要求6所述的专用设备，其特征在于：所述旋流喷射机构包括与变频水泵的出口管连通的导管，于所述导管的出口端构造有具有喷射腔的中空的旋流喷射盘，于所述旋流喷射盘的周壁上均匀地构造有若干旋流喷口。
8.根据权利要求6所述的专用设备，其特征在于：所述旋流喷射盘为向导管凸起的罩壳状，所述喷射腔为喇叭状。
9.根据权利要求6所述的专用设备，其特征在于：所述出口管与旋流喷射机构通过安装于二者之间的过滤器。
10.根据权利要求6所述的专用设备，其特征在于：所述过滤器包括与所述旋流喷射机构进口端可拆卸连接的滤壳，于所述滤壳上构造有与出口管可拆卸连接的连接接头，于滤壳内可拆卸装配有滤芯，且滤壳远离旋流喷射机构的一端经盖板封盖并将滤芯固定。
11.根据权利要求6所述的专用设备，其特征在于：所述加热机构包括构造于反应釜内壁上且位于交汇区的加热腔，于反应釜的侧壁上构造有分别与加热腔连通的热介质进口和热介质出口，所述加热腔与交汇区接触的一侧侧面为沿反应釜的径向向内延伸的圆弧面。
12.根据权利要求6所述的专用设备，其特征在于：于所述反应釜内且位于交汇区处设有加热环管，所述加热环管与加热腔连通。
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