CN111763508B - 一种基于苯乙烯焦油的乳液型清蜡剂及其制备方法与应用 - Google Patents

一种基于苯乙烯焦油的乳液型清蜡剂及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于苯乙烯焦油的乳液型清蜡剂及其制备方法与应用，所述的基于苯乙烯焦油的乳液型清蜡剂，包括以下重量百分数的组分：有机溶剂20～40％、苯乙烯焦油10～25％、互溶剂0.1～5％、表面活性剂0.5～2％、水30～60％。本发明采用苯乙烯焦油作为原料，可以作为蜡的有机溶剂，对蜡具有溶解作用，在保证清蜡剂安全性的同时，还能够极大地降低乳液型清蜡剂的成本。本发明提供的乳液型清蜡剂外观呈乳黄色，安全环保，溶蜡速率能达到0.032～0.044g/min，在常温下可以稳定储存，油井结蜡层段下破乳快，且材料成本低，符合未来研制溶蜡速率高、安全环保、成本低、无有机氯的清蜡剂的发展趋势。

Description

一种基于苯乙烯焦油的乳液型清蜡剂及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及一种基于苯乙烯焦油的乳液型清蜡剂及其制备方法与应用，属于油井清蜡技术领域。
背景技术
我国大部分原油含蜡量较高，一般在10％～40％，有的甚至高达40％～50％。原油中的蜡在地层条件下通常以液体形式存在，在原油开采的过程中，随着系统压力和温度的变化，将会导致溶于原油中的蜡析出，继而沉积在油管、抽油杆、阀门等金属表面，造成油流通道减小、阀门堵塞，从而影响油井的正常生产。常用的油井清蜡方法有机械清蜡法、热化学清蜡法、热力清蜡法和清蜡剂清蜡法，其中清蜡剂清蜡法是油田现场使用较多且较为有效的清蜡方法。
清蜡剂是一种对蜡具有强溶解性的溶剂。目前，现有清蜡剂可分为油基清蜡剂、水基清蜡剂和乳液清蜡剂三类。油基清蜡剂一般是由有机溶剂、互溶剂或表面活性剂组成，虽然它是一类溶蜡量很大的溶剂，但却存在有毒、易燃、使用起来不安全及成本高的缺点。水基清蜡剂一般是由水、表面活性剂、互溶剂或碱性物质组成的。水基清蜡剂的相对密度较大，使用安全，但清蜡速率慢，不易推广使用。
乳液型清蜡剂是近年来研究的一种新型清蜡剂，这种清蜡剂的外相与水基清蜡剂相似，具有安全性高、密度大的特点；破乳时，释放出内相油基清蜡剂，保证了较高的溶蜡速率。例如，中国专利文献CN109536147A公开了一种油井用高效、安全的乳液型清蜡剂及其制备方法，该清蜡剂由以下组分组成：有机溶剂、轻质油、表面活性剂和加重剂，该清蜡剂的制备方法包括以下步骤：表面活性剂的制备；混合物的制备；清蜡剂的制备。但是该发明提供的乳液型清蜡剂稳定性一般，并且成本较高，不适合大规模推广生产。
中国专利文献CN108359437A公开了一种油井用乳液清蜡剂及其制备方法和应用，乳液清蜡剂包括以下重量份数的组分：柴油25～45份、双子季铵盐3～6份、脂肪醇聚氧乙烯醚3～7份、失水山梨醇油酸酯1.5～2.5份、互溶剂2～5份、氢氧化钠1～3份、水35～60份。但是该发明提供的乳液型清蜡剂溶蜡速率较低，溶蜡效果一般，同时成本较高。
虽然目前油田使用的乳液型清蜡剂种类很多，但同时具备安全、高效且低成本的清蜡剂却很少。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种基于苯乙烯焦油的乳液型清蜡剂及其制备方法与应用，在保证了高效、安全、环保清蜡的同时还能降低成本，提高苯乙烯焦油的经济附加值。
本发明的技术方案如下：
一种基于苯乙烯焦油的乳液型清蜡剂，包括以下重量百分数的组分：有机溶剂20～40％、苯乙烯焦油10～25％、互溶剂0.1～5％、表面活性剂0.5～2％、水30～60％。
根据本发明优选的，所述基于苯乙烯焦油的乳液型清蜡剂，包括以下重量百分数的组分：有机溶剂22～34％、苯乙烯焦油15～24％、互溶剂1～3％、表面活性剂0.5～1.8％、水45～55％。
根据本发明优选的，所述基于苯乙烯焦油的乳液型清蜡剂，包括以下重量百分数的组分：有机溶剂24％，苯乙烯焦油24％、互溶剂2％、表面活性剂1％、水49％。
根据本发明优选的，所述的有机溶剂为柴油与石油醚的混合；
进一步优选的，所述的有机溶剂为柴油与石油按质量比为1:(2～3)复配得到；
进一步优选的，所述的柴油为0#柴油，所述的石油醚的温度为60～90℃。
根据本发明优选的，所述的苯乙烯焦油在20℃时密度为0.922g/cm3，40℃时黏度为28mPa·s，闪点≥80℃，主要成分为烷烃、环烷烃和芳烃。
根据本发明优选的，所述的互溶剂为异丙醇与乙二醇丁醚的混合；
进一步优选的，所述的互溶剂为异丙醇与乙二醇丁醚按质量比为1:(1～2)复配得到。
根据本发明优选的，所述的表面活性剂为辛基酚聚氧乙烯醚OP-15与辛基酚聚氧乙烯醚OP-10的混合；
进一步优选的，所述的表面活性剂为辛基酚聚氧乙烯醚OP-15与辛基酚聚氧乙烯醚OP-10按质量比3:(1～3)复配得到。
上述基于苯乙烯焦油的乳液型清蜡剂的制备方法，包括步骤如下：
(1)将有机溶剂加入到苯乙烯焦油中，搅拌混合均匀，得到有机溶剂复配体系；然后将互溶剂加入到有机溶剂复配体系中，搅拌混合均匀，得到油基清蜡剂体系；
(2)将表面活性剂加入到水中，搅拌混合均匀，得到表面活性剂水溶液；
(3)将步骤(1)得到的油基清蜡剂体系加入到步骤(2)得到的表面活性剂水溶液中，搅拌混合均匀，即可得到基于苯乙烯焦油的乳液型清蜡剂。
根据本发明，上述乳液型清蜡剂的应用，用于油井清蜡。
有益效果：
1、本发明提供的乳液型清蜡剂是以工业废料苯乙烯焦油为原材料进行制备，苯乙烯焦油是苯乙烯精馏提纯时产生的残渣，其主要成分是苯乙烯聚合物以及组成复杂的苯乙烯衍生物、低聚物等。因其含有大量的混合芳烃成分，所以它可以作为蜡的有机溶剂，对蜡具有溶解作用，并且由于苯乙烯焦油的密度大，它还可以在清蜡剂中起到加重剂的作用。
2、本发明采用苯乙烯焦油作为原料，通过用水相包裹油相制备得到乳液型清蜡剂，在保证清蜡剂安全性的同时，还能够极大地降低乳液型清蜡剂的成本，同时提高苯乙烯焦油的经济附加值，并且本发明中使用的有机溶剂为柴油与石油醚的混合物，可以加快清蜡剂的溶蜡速率，沸点为的60～90℃石油醚配合柴油可以使的溶蜡速率达到效果最佳。
3、本发明提供的乳液型清蜡剂外观呈乳黄色，选用水溶性表面活性剂，能够保证安全环保，乳液清蜡剂的溶蜡速率会随着表面活性剂质量分数的增加而降低，但乳状液的稳定性会增加，所以在乳状液稳定时间要求短的条件下，适当降低表面活性剂的含量会增加乳液清蜡剂的溶蜡速率，本发明提供的乳液型清蜡剂的溶蜡速率能达到0.032～0.044g/min，完全满足清蜡剂的技术要求，符合行业清蜡标准。在常温下可以稳定储存15～35天，油井结蜡层段下破乳快，在40～45℃下可以实现3～6min破乳，且材料成本仅仅为2600～2800元/吨，符合未来研制溶蜡速率高、安全环保、成本低、无有机氯的清蜡剂的发展趋势。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
以下实施例中所提到的原料及厂家如下：
苯乙烯焦油中国石化燕山石化公司有售；
异丙醇和乙二醇丁醚国药集团化学试剂有限公司有售；
辛基酚聚氧乙烯醚OP-15与辛基酚聚氧乙烯醚OP-10临沂市绿森化工有限公司有售。
实施例1
一种基于苯乙烯焦油的乳液型清蜡剂，包括以下重量百分数的组分：有机溶剂26％、苯乙烯焦油22％、互溶剂2％、表面活性剂0.5％、水49.5％。
其中，所述的有机溶剂为0#号柴油与60℃石油醚按质量比为1:3复配得到；所述的苯乙烯焦油在20℃时密度为0.922g/cm3，40℃时黏度为28mPa·s，闪点≥80℃，主要成分为烷烃、环烷烃和芳烃；所述的互溶剂为异丙醇与乙二醇丁醚按质量比为1:1复配得到；所述的表面活性剂为辛基酚聚氧乙烯醚OP-15与辛基酚聚氧乙烯醚OP-10按质量比3:2复配得到。
制备方法包括步骤如下：
(1)将有机溶剂加入到苯乙烯焦油中，搅拌混合均匀，得到有机溶剂复配体系；然后将互溶剂加入到有机溶剂复配体系中，搅拌混合均匀，得到油基清蜡剂体系；
(2)将表面活性剂加入到水中，搅拌混合均匀，得到表面活性剂水溶液；
(3)将步骤(1)得到的油基清蜡剂加入到步骤(2)得到的表面活性剂水溶液中，搅拌混合均匀，即可得到基于苯乙烯焦油的乳液型清蜡剂。
实施例2
一种基于苯乙烯焦油的乳液型清蜡剂，包括以下重量百分数的组分：有机溶剂26％、苯乙烯焦油22％、互溶剂2％、表面活性剂1％、水49％。
其中，所述的有机溶剂为0#号柴油与70℃石油醚按质量比为1:3复配得到；所述的苯乙烯焦油在20℃时密度为0.922g/cm3，40℃时黏度为28mPa·s，闪点≥80℃，主要成分为烷烃、环烷烃和芳烃；所述的互溶剂为异丙醇与乙二醇丁醚按质量比为1:2复配得到；所述的表面活性剂为辛基酚聚氧乙烯醚OP-15与辛基酚聚氧乙烯醚OP-10按质量比1:1复配得到。
制备方法包括步骤如下：
(1)将有机溶剂加入到苯乙烯焦油中，搅拌混合均匀，得到有机溶剂复配体系；然后将互溶剂加入到有机溶剂复配体系中，搅拌混合均匀，得到油基清蜡剂体系；
(2)将表面活性剂加入到水中，搅拌混合均匀，得到表面活性剂水溶液；
(3)将步骤(1)得到的油基清蜡剂体系加入到步骤(2)得到的表面活性剂水溶液中，搅拌混合均匀，即可得到基于苯乙烯焦油的乳液型清蜡剂。
实施例3
一种基于苯乙烯焦油的乳液型清蜡剂，包括以下重量百分数的组分：有机溶剂24％、苯乙烯焦油24％、互溶剂2％、表面活性剂1％、水49％。
其中，所述的有机溶剂为0#号柴油与80℃石油醚按质量比为1:2复配得到；所述的苯乙烯焦油在20℃时密度为0.922g/cm3，40℃时黏度为28mPa·s，闪点≥80℃，主要成分为烷烃、环烷烃和芳烃；所述的互溶剂为异丙醇与乙二醇丁醚按质量比为1:2复配得到；所述的表面活性剂为辛基酚聚氧乙烯醚OP-15与辛基酚聚氧乙烯醚OP-10按质量比3:1复配得到。
制备方法包括步骤如下：
(1)将有机溶剂加入到苯乙烯焦油中，搅拌混合均匀，得到有机溶剂复配体系；然后将互溶剂加入到有机溶剂复配体系中，搅拌混合均匀，得到油基清蜡剂体系；
(2)将表面活性剂加入到水中，搅拌混合均匀，得到表面活性剂水溶液；
(3)将步骤(1)得到的油基清蜡剂体系加入到步骤(2)得到的表面活性剂水溶液中，搅拌混合均匀，即可得到基于苯乙烯焦油的乳液型清蜡剂。
对比例1
一种基于二甲苯的乳液型清蜡剂，包括以下重量百分数的组分：有机溶剂24％、二甲苯24％、互溶剂2％、表面活性剂1％、水49％。
其中，所述的有机溶剂为0#号柴油与80℃石油醚按质量比为1:2复配得到；所述的二甲苯为分析纯，含量99％；所述的互溶剂为异丙醇与乙二醇丁醚按质量比为1:2复配得到，所述的表面活性剂为辛基酚聚氧乙烯醚OP-15与辛基酚聚氧乙烯醚OP-10按质量比3:1复配得到。
制备方法同实施例1，得到基于二甲苯的乳液型清蜡剂。
对比例2
一种基于苯乙烯焦油的乳液型清蜡剂，包括以下重量百分数的组分：有机溶剂32％、苯乙烯焦油16％、互溶剂2％、表面活性剂1％、水49％。
其中，所述的有机溶剂为0#号柴油与80℃石油醚按质量比为1:1复配得到；所述的苯乙烯焦油在20℃时密度为0.922g/cm3，40℃时黏度为28mPa·s，闪点≥80℃，主要成分为烷烃、环烷烃和芳烃；所述的互溶剂为异丙醇与乙二醇丁醚按质量比为1:2复配得到；所述的表面活性剂为辛基酚聚氧乙烯醚OP-15与辛基酚聚氧乙烯醚OP-10按质量比3:1复配得到。
制备方法同实施例1，得到基于苯乙烯焦油的乳液型清蜡剂。
对比例3
一种基于苯乙烯焦油的乳液型清蜡剂，包括以下重量百分数的组分：有机溶剂24％、苯乙烯焦油24％、互溶剂2％、表面活性剂1％、水49％。
其中，所述的有机溶剂为0#号柴油与80℃石油醚按质量比为1:2复配得到；所述的苯乙烯焦油在20℃时密度为0.922g/cm3，40℃时黏度为28mPa·s，闪点≥80℃，主要成分为烷烃、环烷烃和芳烃；所述的互溶剂为异丙醇与乙二醇丁醚按质量比为3:1复配得到；所述的表面活性剂为辛基酚聚氧乙烯醚OP-15与辛基酚聚氧乙烯醚OP-10按质量比3:1复配得到。
制备方法同实施例1，得到基于苯乙烯焦油的乳液型清蜡剂。
试验例
实验样品：实施例1～3和对比例1～3所制得的乳液型清蜡剂。
(1)溶蜡速率测定：根据标准SY/T6300-2009《采油用清、防蜡剂技术条件》来进行实验样品的溶蜡速率测定，具体的实验过程为：取熔点为56～58℃的石蜡，制成约1.2g的蜡球，在44℃的恒温水浴下，将蜡球分别投入到装有25mL实施例1～3和对比例1～3所制得的乳液型清蜡剂的溶蜡装置中，并开始计时，待溶蜡一段时间后，停止计时，记录溶蜡时间，并计算出溶蜡速率。
(2)破乳时间测定：在44℃的恒温水浴下，记录溶蜡装置中乳状液油相完全分出的时间。
(3)稳定性测定：将乳状液放置在20℃～25℃下，前期每隔一天观察乳状液的油水分离情况，后期每隔三天观察乳状液的油水分离情况。若乳状液无油相析出，表明乳状液稳定性较好。
(4)成本：以市场各组分单价进行计算。
以上测定结果如表1所示。
表1各项指标测定结果
样品 溶蜡速率(g/min) 破乳时间(min) 稳定性(天) 成本(元/吨)
实施例1 0.0435 3 15 2700
实施例2 0.0389 5 30 2800
实施例3 0.0328 5 30 2600
对比例1 0.0406 5 30 3600
对比例2 0.0285 7 30 2800
对比例3 0.0292 7 30 2600
由表1可知，对比例1相较于实施例1～3，在溶蜡速率和破乳时间上接近。但是采用二甲苯代替苯乙烯焦油制备的乳液型清蜡剂，使得成本大幅度升高，并且二甲苯毒性大，现场应用受到限制。对比例2相较于实施例1～3，溶蜡速率较慢，破乳时间较长，说明当苯乙烯焦油、0#号柴油与80℃石油醚按质量比1:1:1复配时，乳液清蜡剂的溶蜡效果不理想。对比例3相较于实施例1～3，溶蜡速率较慢，破乳时间较长，说明异丙醇占比过大不利于蜡的溶解，会导致溶蜡速率变慢，延长破乳时间。综合对比，本发明提供的基于苯乙烯焦油的乳液型清蜡剂溶蜡速率快，破乳时间短，稳定性好，成本低，符合未来研制清蜡剂的发展趋势。
以上实施例仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围内。本实施例没有具体描述的部分都属于本技术领域的公知常识和公知技术，此处不再一一详细说明。

Claims (6)

1.一种基于苯乙烯焦油的乳液型清蜡剂，其特征在于，包括以下重量百分数的组分：有机溶剂20～40％、苯乙烯焦油10～25％、互溶剂0.1～5％、表面活性剂0.5～2％、水30～60％；
所述的有机溶剂为柴油与石油醚按质量比为1:(2～3)复配得到；所述的苯乙烯焦油在20℃时密度为0.922g/cm3，40℃时黏度为28mPa·s，闪点≥80℃；所述的互溶剂为异丙醇与乙二醇丁醚按质量比为1:(1～2)复配得到；所述的表面活性剂为辛基酚聚氧乙烯醚OP-15与辛基酚聚氧乙烯醚OP-10按质量比3:(1～3)复配得到。
2.如权利要求1所述的基于苯乙烯焦油的乳液型清蜡剂，其特征在于，所述基于苯乙烯焦油的乳液型清蜡剂，包括以下重量百分数的组分：有机溶剂22～34％、苯乙烯焦油15～24％、互溶剂1～3％、表面活性剂0.5～1.8％、水45～55％。
3.如权利要求1所述的基于苯乙烯焦油的乳液型清蜡剂，其特征在于，所述基于苯乙烯焦油的乳液型清蜡剂，包括以下重量百分数的组分：有机溶剂24％，苯乙烯焦油24％、互溶剂2％、表面活性剂1％、水49％。
4.如权利要求1所述的基于苯乙烯焦油的乳液型清蜡剂，其特征在于，所述的柴油为0#柴油；所述的石油醚的温度为60～90℃。
5.如权利要求1所述的基于苯乙烯焦油的乳液型清蜡剂，其特征在于，所述基于苯乙烯焦油的乳液型清蜡剂的制备方法，包括步骤如下：
(1)将有机溶剂加入到苯乙烯焦油中，搅拌混合均匀，得到有机溶剂复配体系；然后将互溶剂加入到有机溶剂复配体系中，搅拌混合均匀，得到油基清蜡剂体系；
(2)将表面活性剂加入到水中，搅拌混合均匀，得到表面活性剂水溶液；
(3)将步骤(1)得到的油基清蜡剂体系加入到步骤(2)得到的表面活性剂水溶液中，搅拌混合均匀，即可得到基于苯乙烯焦油的乳液型清蜡剂。
6.权利要求1～4任一所述的基于苯乙烯焦油的乳液型清蜡剂的应用，用于油井清蜡。
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