CN111777317B

CN111777317B - 一种降低油泥砂固化物粘度的组合物及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN111777317B
Application number: CN202010628782.9A
Authority: CN
Inventors: 胡将军
Original assignee: Zunyi Fico Environmental Protection Technology Co ltd
Current assignee: Zunyi Fico Environmental Protection Technology Co ltd
Priority date: 2020-07-01
Filing date: 2020-07-01
Publication date: 2022-10-21
Anticipated expiration: 2040-07-01
Also published as: CN111777317A

Abstract

本发明公开了一种降低油泥砂固化物粘度的组合物，包括阴离子表面活性剂和无机盐，其中表面活性剂是一种高界面活性化学剂，由两种不同性质的原子基团组成：一种是亲水的极性基团，另一种是疏水的非极性基团，可以有效降低油水界面的张力，无机盐可作为电解质，在很低的表面活性剂浓度时促使胶束的形成，同时该无机盐在油泥砂处理中可作为干燥剂。本发明组合物具有浊点高，在油层中不易被吸附的特点，并且在用于油泥砂燃烧时，减小油泥砂与锅炉壁的粘度，同时降低油泥砂的含水率，具有很好的经济性。

Description

一种降低油泥砂固化物粘度的组合物及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及油田加工处理技术领域，更具体的说是涉及一种降低油泥砂固化物粘度的组合物及其制备方法和应用。

背景技术

随着油田的不断开采，所采集的油中含水率和含泥沙率越来越高，导致在原油脱水罐、贮油罐、污油罐底部等存在大量含油泥砂的堆积，油泥砂中的油以可浮油、乳化油、溶解油的形式存在，导致油泥砂粘度大、难于脱水处理；同时由于污泥颗粒和微细沙粒带负电，使得油泥砂中的大多数颗粒相互排斥，因此很难结成较大颗粒难于沉降。

油泥砂燃烧是资源化处理的方法之一，在小型燃煤炉上进行油泥砂固化物燃烧试验时，只用油泥砂固化物作燃料。燃烧过程中发现油泥砂原样不但粘连所接触的设备，含水率高的油泥砂难以燃烧，而且燃烧时会产生大量的黑烟，针对油泥砂燃烧状况，燃烧过程中必须考虑降低油泥砂的粘度和含水率。

因此，如何提供一种降低油泥砂固化物粘度的组合物是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种降低油泥砂固化物粘度的组合物及其制备方法和应用，本发明采用阴离子表面活性剂和无机盐的组合物来降低油泥砂对所接触设备的粘性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种降低油泥砂固化物粘度的组合物，包括阴离子表面活性剂和无机盐，所述阴离子表面活性剂与所述无机盐的质量比为1:5-10。

本发明中所所述阴离子表面活性剂和所述无机盐均具有原料来源广，合成成本低等优点，并且所述阴离子表面活性剂具有浊点高，在油层不易被吸附，具有较强的水溶性的特点，其去污能力、分散能力、抗硬水能力和耐酸碱稳定性比其他表面活性剂更强，当溶解于水中时，会形成胶束，这些胶束使得表面活性剂的粘度迅速变化。

所述无机盐作为干燥剂降低油泥砂固化物的含水率。

优选的，在上述一种降低油泥砂固化物粘度的组合物中，还包括木质素磺酸盐。

上述技术方案的有益效果是：木质素磺酸盐可以减少吸附对表面活性剂产生的损失，其作为牺牲剂，通过自身的损耗而减少对表面活性剂的吸附。

优选的，在上述一种降低油泥砂固化物粘度的组合物中，所述阴离子表面活性剂的质量百分浓度为1-10％。

上述技术方案的有益效果是：当阴离子表面活性剂浓度增加时，其粘度增加。

优选的，在上述一种降低油泥砂固化物粘度的组合物中，所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。

上述技术方案的有益效果是：十二烷基苯磺酸钠作为常用的阴离子表面活性剂，具有良好的温度耐受性，并且具有一定的增粘效果。

优选的，在上述一种降低油泥砂固化物粘度的组合物中，所述无机盐为氯化钙。

上述技术方案的有益效果是：氯化钙既作为一种干燥剂降低油泥砂含水率，同时作为表面活性剂的助剂，提高表面活性剂的粘度，降低表面活性剂与油泥之间的界面张力。

常规使用的助剂有无机盐、有机盐和醇类物质，包括NaCl、有机盐苯甲酸钠、正十二醇等。但本发明选择使用氯化钙的优势在其具有吸水性，能够降低油泥砂的含水率，使其充分燃烧。

上述技术方案的有益效果是：氯化钙可作为干燥剂降低油泥砂中的含水量，同时氯化钙作为一种电解质，对胶束的形成有促进作用。

本发明还公开了上述降低油泥砂固化物粘度组合物的制备方法，包括以下步骤：

(1)将阴离子表面活性剂加水溶解，搅拌至均匀；

(2)在步骤(1)得到的所述阴离子表面活性剂溶液中加入无机盐，在低温下加热搅拌均匀，形成粘稠状溶液，即可。

优选的，在上述一种降低油泥砂固化物粘度组合物的制备方法中，所述加热搅拌的温度为60-80℃，时间为10-20min。

优选的，在上述一种降低油泥砂固化物粘度组合物的制备方法中，所述加热搅拌的温度为60℃，时间为15min。

本发明还公开了一种上述组合物在降低油泥砂固化物粘度中的应用，所述油泥砂与所述组合物的质量比为1:1-10。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种降低油泥砂固化物粘度的组合物，功能成分阴离子表面活性剂和无机盐之间具有明显的协同作用，阴离子表面活性剂与无机盐的相互作用包括静电相互作用和水化作用，SDBS阴离子与Ca²⁺的结合能大小为-147kJ/mol，Ca²⁺带有两个正电荷，因此与SDBS阴离子的静电相互作用更强，结合更加稳定，可大大降低油泥砂原样与所接触设备之间的粘结性，其中无机盐起到了干燥剂的作用，降低油泥砂的含水率；并且该组合物具有较好的经济性，原料来源广且合成成本低，具有良好的性价比。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明公开提供了一种降低油泥砂固化物粘度的组合物，具有浊点高，在油层中不易被吸附的特点，并且在用于油泥砂燃烧时，能够有效减小油泥砂与锅炉壁的粘度，同时降低油泥砂的含水率。

为了进一步优化上述技术方案，所述阴离子表面活性剂的质量百分浓度为1-10％。

为了进一步优化上述技术方案，所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。

为了进一步优化上述技术方案，所述无机盐为氯化钙。

为了进一步优化上述技术方案，还包括木质素磺酸盐。

上述降低油泥砂固化物粘度组合物的制备方法包括以下步骤：

(1)将阴离子表面活性剂加水溶解，搅拌至均匀；

为了进一步优化上述技术方案，所述加热搅拌的温度为60-80℃，时间为10-20min。

为了进一步优化上述技术方案，所述加热搅拌的温度为60℃，时间为15min。

上述组合物在降低油泥砂固化物粘度中的应用时，所述油泥砂与所述组合物的质量比为1:1-10。

本发明分别对以上方案中部分参数的取值进行了相关的实验研究：

1、不同浓度下十二烷基苯磺酸钠表面活性剂的粘度

分别配置浓度为1％，3％，5％，7％，9％，11％的阴离子表面活性剂进行实验，采用流变仪进行测量其黏度，研究其黏度随着浓度的变化。实验表明当表面活性剂浓度为1％时，其粘度为4mPa*S；当表面活性剂浓度为3％时，其粘度为17mPa*S；当表面活性剂浓度为5％时，其粘度为28mPa*S；当表面活性剂浓度为7％时，其粘度为36mPa*S；当表面活性剂浓度为9％时，其粘度为42mPa*S；当表面活性剂浓度为11％时，其粘度为45mPa*S。

通过以上实验结果可以说明，当表面活性剂浓度小于7％时，粘度的变化幅度较大；当浓度大于7％时，粘度的变化幅度较小；表面活性剂浓度以7％为分界点，当浓度小于7％时，粘度的变化幅度受浓度的影响较大，当浓度大于7％时，浓度对于粘度的影响效果越来越小。

2、加热搅拌温度对于粘度的影响

通过流变仪，测量不同温度下质量分数为4％十二烷基苯磺酸钠阴离子子表面活性剂的粘度，研究温度对其的影响。温度为60℃时，其粘度为41mPa*S；温度为65℃时，其粘度为36mPa*S；温度为70℃时，其粘度为32mPa*S；温度为75℃时，其粘度为30mPa*S；温度为80℃时，其粘度为29mPa*S；温度为85℃时，其粘度为28.5mPa*S；温度为90℃时，其粘度为28mPa*S；温度为95℃时，其粘度为27.5mPa*S。

通过以上实验结果表明温度在60℃-80℃时，温度越高，表面活性剂溶液的粘度越低。温度低于80℃时，表面活性剂的粘度变化较快，温度高于80℃时，表面活性剂的变化趋于定值。温度为60℃时粘度较大，为41mPa*a，温度达到80℃时粘度逐渐趋于30mPa*a。同时当表面活性剂溶解于水中时，会形成胶束，表面活性剂胶束的形成是聚集放热过程，当温度升高时必然会减弱胶束的形成。

3、阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠洗脱液质量分数对于油回收率的影响

实验在70℃恒温水浴中搅拌30min，其中液固质量比选为5:1，分别测定洗脱液质量分数分别为0.005％、0.01％、0.02％、0.03％、0.04％和0.05％对含油污泥洗涤效果的影响。

当洗脱液的质量分数为0.005％时，油回收率为93.3％；当洗脱液质量分数为0.01％时，油回收率为95.2％；当洗脱液的质量分数为0.02％时，油回收率为95.25％；当洗脱液的质量分数为0.03％时，油回收率为95.29％；当洗脱液质量分数为0.04％时，油回收率为95.35％；当洗脱液的质量分数为0.05％时，油回收率为95.39％；

以上结果说明：阴离子型表面活性剂十二烷基苯磺酸钠洗涤含油污泥的油回收率随着洗脱液质量分数的增加先上升较快，然后无大的变化，这主要是因为阴离子表面活性剂中的阴离子基团的负电荷产生了相互排斥的作用，使得其吸附量减少。

实施例1

(1)将0.5g十二烷基苯磺酸钠加入到49.5g水中，搅拌使其溶解；

(2)取2.5g氯化钙加入到上述溶液中，将混合溶液在60℃搅拌10min，得到降低油泥砂固化物粘度的组合物。

产品经检测，能够将粘度3000mPa·s降低至120mPa·s，降粘率达到96％。油水界面张力能够达到5.0×10-2mN/m，可以有效的降低油泥砂的粘度，使油泥砂充分燃烧。

实施例2

(1)将0.5g十二烷基苯磺酸钠加入到49.5g水中，搅拌使其溶解；

(2)取5g氯化钙加入到上述溶液中，将混合溶液在80℃搅拌20min，得到降低油泥砂固化物粘度的组合物。

产品经检测，能够将粘度3000mPa·s降低至120mPa·s，降粘率达到96％。油水界面张力能够达到6.1×10^-2mN/m，可以有效的降低油泥砂的粘度，使油泥砂充分燃烧。

实施例3

(1)将5g十二烷基苯磺酸钠加入到45g水中，搅拌使其溶解；

(2)取25g氯化钙加入到上述溶液中，将混合溶液在60℃搅拌15min，得到降低油泥砂固化物粘度的组合物。

产品经检测，能够将粘度4000mPa·s降低至120mPa·s，降粘率达到97％。油水界面张力能够达到3.59×10^-2mN/m，可以有效的降低油泥砂的粘度，使油泥砂充分燃烧。

实施例4

(1)将5g十二烷基苯磺酸钠加入到45g水中，搅拌使其溶解；

(2)取50g氯化钙加入到上述溶液中，将混合溶液在80℃搅拌15min，得到降低油泥砂固化物粘度的组合物。

产品经检测，能够将粘度4000mPa·s降低至90mPa·s，降粘率达到98％。油水界面张力能够达到4.23×10^-2mN/m，可以有效的降低油泥砂的粘度，使油泥砂充分燃烧。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方案而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种降低油泥砂固化物粘度的组合物，其特征在于，所述组合物由阴离子表面活性剂和无机盐组成，所述阴离子表面活性剂与所述无机盐的质量比为1:5-10；

所述阴离子表面活性剂的质量百分浓度为1-10％；所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠；所述无机盐为氯化钙。

2.一种降低油泥砂固化物粘度的组合物，其特征在于，所述组合物由阴离子表面活性剂、无机盐和木质素磺酸盐组成；

所述阴离子表面活性剂与所述无机盐的质量比为1:5-10；

3.根据权利要求1所述的一种降低油泥砂固化物粘度的组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将阴离子表面活性剂加水溶解，搅拌至均匀；

4.根据权利要求3所述的一种降低油泥砂固化物粘度的组合物的制备方法，其特征在于，所述加热搅拌的温度为60-80℃，时间为10-20min。

5.根据权利要求3或4所述的一种降低油泥砂固化物粘度的组合物的制备方法，其特征在于，所述加热搅拌的温度为60℃，时间为15min。

6.一种权利要求1-2任一项所述组合物在降低油泥砂固化物粘度中的应用，其特征在于，所述油泥砂与所述组合物的质量比为1:1-10。