一种低温降粘剂及其制备方法与流程

1.本发明涉及石油化工技术领域，更具体的说是涉及一种低温降粘剂及其制备方法。


背景技术：

2.稠油中轻组分含量低，沥青质和胶质含量较高，直链烃含量少，从而导致大部分稠油具有高粘度和高密度的特性，开采和运输相当困难。
3.降粘剂是一种高分子表面活性剂，通过降低油水界面张力，使地层中的稠油从油包水的乳化状态转变为以水为外相的乳化状态，使稠油粘度大幅度降低采收率明显提高。降粘剂主要起到油井油层降粘作用，而且具有降粘效率高、使用浓度低、使用成本低、不影响原油脱水处理、加药工艺简单和操作方便等特点，广泛应用于高粘原油的降粘开采和输送。
4.作为能形成吸附溶剂化层的表面活性剂来讲，表面活性剂具有双亲性，分子上极性基同水作用和非极性基的连同油相作用，这就沿着两个方向在分界面上生成相应的油溶剂化层和水化层。这两种层的厚度之比就决定了乳化剂的类型，即亲水亲油平衡(h、l、b)值决定了乳液的类型。一般hlb值为8～18即可形成o/w型乳状液。相应来讲，原油降粘所需的亲水性(即亲极性基)要占优势。
5.因此，如何开发一种适应性强、不反相的降粘剂是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种低温降粘剂及其制备方法，以解决现有技术中的不足。本发明低温降粘剂属于多品种复配物，采用了生物工程技术，适应性强，不反相，不仅不影响原油脱水，而且还有利于原油脱水，长期使用原油不挂蜡。
7.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
8.一种低温降粘剂，包括以下重量的原料：壬基酚聚氧乙烯醚500～600g/l、十六烷基苯磺酸钠200～300g/l、脂肪酶100～200g/l、烷基酚聚氧乙烯醚50～80g/l、分散剂50～80g/l和防冻剂30～50g/l，余量为水。
9.优选为：壬基酚聚氧乙烯醚550g/l、十六烷基苯磺酸钠250g/l、脂肪酶150g/l、烷基酚聚氧乙烯醚65g/l、分散剂65g/l和防冻剂40g/l，余量为水。
10.本发明对低温降粘剂的研制方法主要分为三大步骤：
11.1)油样特征参数(hlb值)测定；
12.2)降粘剂基本配方研制(主剂分子结构设计及合成、辅剂型号确定及主剂与辅剂配比优化实验)；
13.3)降粘剂优化配方确定。
14.通过实验发现：非离子/阴离子表面活性剂复配体系的临界胶束浓度-复配比例曲
线出现最低点，即复配体系的临界胶束浓度比单一组分降低，同时阴离子表面活性剂可以提高非离子表面活性剂的浊点。本发明以壬基酚聚氧乙烯醚、十六烷基苯磺酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚为原料，制得非离子/阴离子表面活性剂复配体系；然后加入聚甲基丙烯酸盐作为分散剂，利用分散剂所具有的的双电层原理和位阻效应，确保降粘剂中亲油性基团或亲水性基团可与粘性成分结合；再加入脂肪酶，脂肪酶的催化特性在于：具有油-水界面的亲和力，在油水界面上其催化活力最大，能在油-水界面上高速率的催化水解不溶于水的脂类物质；最后加入乙二醇，可以达到防冻的目的，最终制得低温降粘剂。
15.本发明低温降粘剂的化学降粘原理为：
16.1.原油作为分散在含有表面活性剂的水溶液中(连续相)，在原油油珠表面形成双电层，使分散相油珠建立静电排斥作用。
17.2.在油珠表面建立起具有特殊结构和特殊性质的溶剂化层及吸附了的溶剂化层，吸附了的溶剂化层阻碍分散相粒子的接近和粘接。
18.3.分散相粒子周围的吸附层具有一定的厚度和强度，即亲水性(极性基)要占优势，避免反相。
19.4.吸附在油水界面上的表面活性剂分子，能降低两相间的界面张力，使热力学不稳定体系得以改善，对o/w乳状液的稳定性起了辅助作用。
20.本发明中，壬基酚聚氧乙烯醚是一种非离子型表面活性剂，化学式为c
15h24
o(c2h4o)n，主要用作乳化剂、洗涤剂、润湿剂、分散剂和消泡剂等。
21.烷基酚聚氧乙烯醚(apeo)是一种重要的聚氧乙烯型非离子型表面活性剂，具有性质稳定、耐酸碱和成本低等优点，主要用以生产高性能洗涤剂，是印染助剂中最常用的主要原料之一，长期以来在配制洗涤剂、精练剂、纺丝油剂、柔软剂、毛油和金属清洗剂等各种印染助剂中都需要添加apeo。
22.十六烷基苯磺酸钠是一种阴离子型表面活性剂，分子式为c
18h29
so3na，在制备荧光粉等混合物时，起到抑制颗粒生长的作用，防止颗粒过大。
23.为增强亲水基的活性和保持相应的活性，本发明加入了能使蜡改变结晶状态且耐高温的脂肪酶。脂肪酶的作用是水解高碳树脂，使蜡和沥青成为一种稳定的分散相，适当降低油溶剂化层的强度，避免蜡晶析出，从根本上杜绝反相的发生。
24.进一步，上述分散剂为聚甲基丙烯酸盐。
25.采用上述进一步技术方案的有益效果在于，分散剂是一种在分子内同时具有两种相反性质的界面活性剂，在体系中能够起到分散稀释作用。本发明将聚甲基丙烯酸盐作为分散剂加入粘性体系，其亲油性基团或亲水性基团可与粘性成分结合，甚至形成包合物，这样体系中粘性成分的数量减少，从而使体系粘度降低。
26.进一步，上述防冻剂为乙二醇。
27.采用上述进一步技术方案的有益效果在于，本发明将乙二醇作为防冻剂加入粘性体系，能够达到防冻的目的。
28.一种低温降粘剂的制备方法，具体包括以下步骤：
29.(1)按上述低温降粘剂的重量称取各原料；
30.(2)将壬基酚聚氧乙烯醚、十六烷基苯磺酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚搅拌至混合均匀，得到物料a；
31.(3)向物料a中加入分散剂并搅拌至混合均匀，得到物料b；
32.(4)向物料b中加入脂肪酶并搅拌至混合均匀，得到物料c；
33.(5)向物料c中加入防冻剂并搅拌至混合均匀，即得低温降粘剂。
34.进一步，上述步骤(2)中，搅拌的转速为125r/min，时间为120min。
35.进一步，上述步骤(3)中，搅拌的转速为125r/min，时间为30min。
36.进一步，上述步骤(4)中，搅拌的转速为125r/min，时间为90min。
37.进一步，上述步骤(5)中，搅拌的转速为125r/min，时间为30min。
38.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
39.1、本发明低温降粘剂在低温下对稠油有较好的降粘作用，降粘率达99.5％以上。
40.2、本发明低温降粘剂能在低温条件下将稠油沥青质向胶质转化，沥青质含量降低，稠油粘度变小，提高其流动能力，有利于稠油的开采与输送。
41.3、本发明低温降粘剂能将重组分变成轻组分，从而提高油品质量。
具体实施方式
42.下面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。
43.实施例1
44.低温降粘剂，包括以下重量的原料：壬基酚聚氧乙烯醚550g/l、十六烷基苯磺酸钠250g/l、脂肪酶150g/l、烷基酚聚氧乙烯醚65g/l、聚甲基丙烯酸盐65g/l和乙二醇40g/l，余量为水；
45.上述低温降粘剂的制备方法，具体包括以下步骤：
46.(1)按上述低温降粘剂的重量称取各原料；
47.(2)将壬基酚聚氧乙烯醚、十六烷基苯磺酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚以125r/min的转速搅拌120min至混合均匀，得到物料a；
48.(3)向物料a中加入聚甲基丙烯酸盐并以125r/min的转速搅拌30min至混合均匀，得到物料b；
49.(4)向物料b中加入脂肪酶并以125r/min的转速搅拌90min至混合均匀，得到物料c；
50.(5)向物料c中加入乙二醇并以125r/min的转速搅拌30min至混合均匀，即得低温降粘剂。
51.实施例2
52.低温降粘剂，包括以下重量的原料：壬基酚聚氧乙烯醚500g/l、十六烷基苯磺酸钠200g/l、脂肪酶200g/l、烷基酚聚氧乙烯醚80g/l、聚甲基丙烯酸盐80g/l和乙二醇50g/l，余量为水；
53.上述低温降粘剂的制备方法，具体包括以下步骤：
54.(1)按上述低温降粘剂的重量称取各原料；
55.(2)将壬基酚聚氧乙烯醚、十六烷基苯磺酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚以125r/min的
转速搅拌120min至混合均匀，得到物料a；
56.(3)向物料a中加入聚甲基丙烯酸盐并以125r/min的转速搅拌30min至混合均匀，得到物料b；
57.(4)向物料b中加入脂肪酶并以125r/min的转速搅拌90min至混合均匀，得到物料c；
58.(5)向物料c中加入乙二醇并以125r/min的转速搅拌30min至混合均匀，即得低温降粘剂。
59.实施例3
60.低温降粘剂，包括以下重量的原料：壬基酚聚氧乙烯醚600g/l、十六烷基苯磺酸钠300g/l、脂肪酶100g/l、烷基酚聚氧乙烯醚50g/l、聚甲基丙烯酸盐50g/l和乙二醇30g/l，余量为水；
61.上述低温降粘剂的制备方法，具体包括以下步骤：
62.(1)按上述低温降粘剂的重量称取各原料；
63.(2)将壬基酚聚氧乙烯醚、十六烷基苯磺酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚以125r/min的转速搅拌120min至混合均匀，得到物料a；
64.(3)向物料a中加入聚甲基丙烯酸盐并以125r/min的转速搅拌30min至混合均匀，得到物料b；
65.(4)向物料b中加入脂肪酶并以125r/min的转速搅拌90min至混合均匀，得到物料c；
66.(5)向物料c中加入乙二醇并以125r/min的转速搅拌30min至混合均匀，即得低温降粘剂。
67.性能测试
68.各取实施例1-3制得的低温降粘剂，定量稠油样，在15℃恒温20min后测其粘度ηo；测量相同温度下稠油乳状液粘度ηe；降粘率r(％)＝(η
o-ηe)/η
o x 100％。
69.结果如表1所示。
70.表1使用实施例1-3低温降粘剂前后稠油样的粘度和降粘率
71.低温降粘剂体积浓度，％温度，℃ηo，mpa.sηe，mpa.s降粘率，％实施例10.115269942599.91实施例20.115269948099.70实施例30.1152699413099.52
72.由表1可知，本发明低温降粘剂在低温下对稠油有较好的降粘作用，降粘率达99.5％以上。
73.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。