一种油溶性稠油降粘剂
技术领域
本发明提供了一种稠油降粘剂，特别是油溶性稠油降粘剂。
背景技术
稠油具有密度大、凝固点高、黏度大、流动困难的特点，导致其开采和输运难度较大。因此，必须采用物理或化学的方法对稠油进行改质或改性处理，降低黏度已达到顺利可采的目的。目前，国内外常用的稠油开采方法包括热采法、掺稀油法、化学降黏法等。但是常规稠油开采方法还存在很多问题，例如常规热采技术能耗高，尤其停输再启动时容易发生“凝管事故”，难以满足稠油开采、运输一体化要求；掺稀油法将经过脱水处理的轻质原油掺入后，又变成混合含水油，需再次脱水，耗能增加，而且掺稀后会降低稀原油的物性。化学降黏法是通过向稠油中加入化学药剂，以降低稠油黏度的方法，改该技术施工简单、运行成本低，是目前最具前景的降黏技术。常用的化学降黏剂包括催化降黏剂、乳化降黏剂和油溶性降黏剂等。
油溶性降黏剂渗入胶质或沥青质分子层之间，通过破坏或者减弱稠油胶质、高熔点蜡、沥青质等大分子间的聚集态缔合体，起到降低稠油黏度的作用，具有加量少、简单、高效、污染少的优点。
目前油溶性降黏剂主要有缩合物型和不饱和单体的均聚物或共聚物两大类。
专利CN101007939报道了一种油溶性稠油降粘剂。其技术方案是：由以下重量百分比的组分制成：(1)溶剂油，比例50％至90％；(2)苯类，比例5％至15％；(3)杂环类，比例5％至10％；(4)柴油，比例5％至15％；(5)司盘-80，比例0.5％至1.5％。该降粘剂以溶剂为主，对胶质沥青质分子聚集体能起到很好的溶解作用，能够部分解决稠油初期开采的生产难题，但其对大分子的分散效果相对较差，存在用量大，有效期短的问题。
专利CN102002353A报道了一种油溶性稠油降粘剂。该降粘剂由一种或几种长链脂肪酸酯组成，构成脂肪酸酯的脂肪酸部分碳原子数为2到30；本发明的降粘剂在加量不超过稠油总量的0.2％以内，可以将稠油粘度降低55％以上，降粘效果好。然而该降粘剂单独使用脂肪酸酯，用量相对较多，增加了降粘剂的成本。
专利CN102363726A报道了一种油溶性稠油降粘剂。该由马来酸酐、对羟基苯甲醚、丙烯酸、对甲苯磺酸、偶氮二异丁腈、甲苯、二氯乙烷等成分经过一系列的化学反应合成的降粘剂。
文献《稠油油溶性降粘剂MASM的合成及室内评价》(张凤英.[J].精细石油化工进展，2005(12):5-7+11)以马来酸酐(MA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、苯乙烯(St)、丙烯酰胺(AM)为原料，甲苯为溶剂，偶氮二异丁腈为引发剂，进行共聚反应，制得MA/MMA/St/AM四元共聚物；再以对甲苯磺酸为催化剂，MA/MMA/St/AM四元共聚物与十八醇进行酯交换反应，制得梳状聚合物降粘剂MASM。在加量为300mg/L时，降粘率达90.5％。
文献《塔河油田油溶性降粘剂的合成及室内评价》(王霞辉.[J].化学工程与装备，2009(03):65-67.)，合成了SMSA-N五元共聚物油溶性稠油降粘剂，室内评价加药浓度为1.0wt％时，降粘率可达到60％以上。
上述油溶性降黏剂多数均需要通过缩合或聚合反应得到，导致合成工艺较复杂、原料成本较高。
发明内容
本发明之一提供了一种油溶性稠油降粘剂，其包括脂肪酸、脂肪酸酯和溶剂，所述脂肪酸碳原子数的范围和所述脂肪酸酯中的脂肪酸部分的碳原子数的范围独立地为12至24。
在一个
具体实施方式
中，所述脂肪酸和所述脂肪酸酯的质量比为10:1-2:1。
在一个具体实施方式中，所述脂肪酸为月桂酸、豆蔻酸、软脂酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸和亚油酸中的至少一种。
在一个具体实施方式中，所述脂肪酸为来源于植物的脂肪酸。
在一个具体实施方式中，所述脂肪酸来源于棉籽油、菜籽油、大豆油、葵花籽油、棕榈油、花生油和玉米油中的至少一种。
在一个具体实施方式中，所述脂肪酸酯包括选自软脂酸甲酯、软脂酸乙酯、硬脂酸甲酯和硬脂酸乙酯中的至少一种。
脂肪酸甲酯(或乙酯)可以通过棉籽油、菜籽油、大豆油、葵花籽油和棕榈油等植物油脂与工业甲醇(或乙醇)在催化剂作用下进行酯交换反应，从而得到可以用作油溶性稠油降粘剂的脂肪酸酯。其中棉籽油中主要包括肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸、油酸和亚油酸几种脂肪酸。菜籽油主要包括棕榈酸、花生酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、芥酸和亚麻酸几种脂肪酸。大豆油主要包括棕榈酸、油酸、硬脂酸、亚油酸、花生酸和亚麻酸几种脂肪酸。葵花籽油主要包括棕榈酸、油酸、硬脂酸、亚油酸、花生酸几种脂肪酸。棕榈油主要包括棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、月桂酸和肉豆蔻酸几种脂肪酸。花生油主要包括油酸、亚油酸、亚麻酸、棕榈酸、硬脂酸和花生酸几种脂肪酸。玉米油主要包括棕榈酸、油酸和亚油酸几种脂肪酸。
在一个具体实施方式中，所述的溶剂包括稀油、汽油、煤油、柴油和轻柴油中的至少一种。
在一个具体实施方式中，以所述油溶性稠油降粘剂的总质量计作100％，所述的溶剂的质量百分比为60％-90％。
本发明之二提供了根据本发明之一中任意一项所述的油溶性稠油降粘剂在稠油降粘中的应用。
在一个具体实施方式中，所述油溶性稠油降粘剂与所述稠油的质量比为4:5至1:5。
本发明的有益效果：
本发明所述油溶性降黏剂主要由脂肪酸和脂肪酸酯组成，原料来源广，清洁安全，制备工艺简单、易于操作，成本低，在脂肪酸和脂肪酸酯加量为稠油总量的0.08％时，可以将稠油粘度降低42％以上，降粘效果好。本发明所述的油溶性降粘剂特别适用于井筒降粘，能大幅节省稀油用量，节省开采成本。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明实施例仅为示例性的说明，该实施方式无论在任何情况下均不构成对本发明的限定。
如无特别说明，以下实施例中使用的试剂均可市售获得。
实施例1
本实施例中油溶性降黏剂由以下质量百分比的组分组成：软脂酸30％、硬脂酸6％、油酸0.3％、软脂酸乙酯3.7％、煤油60％。脂肪酸和脂肪酸酯的质量比为9.81:1。油溶性降黏剂制备方法为：
将30公斤软脂酸、6公斤硬脂酸和0.3公斤油酸加入到60公斤煤油中，在温度为45℃条件下搅拌60分钟使其完全溶解；再将3.7公斤软脂酸乙酯加入到上述溶液中，在温度为45℃条件下继续搅拌60分钟，完全溶解后即得到100公斤油溶性降黏剂，有效成分的质量含量为40％。
实施例2
本实施例中油溶性降黏剂由以下质量百分比的组分组成：软脂酸26％、豆蔻酸0.67％、软脂酸甲酯13.3％、煤油60％。脂肪酸和脂肪酸酯的质量比为2.00:1。油溶性降黏剂制备方法为：
将26公斤软脂酸、0.67公斤豆蔻酸加入到60公斤煤油中，在温度为40℃条件下搅拌50分钟使其完全溶解；再将13.3公斤软脂酸甲酯加入到上述溶液中，在温度为40℃条件下继续搅拌50分钟，完全溶解后即得到100公斤油溶性降黏剂，有效成分的质量含量为40％。
实施例3
本实施例中油溶性降黏剂由以下质量百分比的组分组成：棕榈酸3％、硬脂酸6％、花生酸0.09％、硬脂酸甲酯0.91％、柴油90％。脂肪酸和脂肪酸酯的质量比为9.99:1。油溶性降黏剂制备方法为：
将3公斤棕榈酸、6公斤硬脂酸和0.09公斤花生酸加入到90公斤柴油中，在温度为20℃条件下搅拌30分钟使其完全溶解；再将0.91公斤硬脂酸甲酯加入到上述溶液中，在温度为20℃条件下继续搅拌30分钟，完全溶解后即得到100公斤油溶性降黏剂，有效成分的质量含量为10％。
实施例4
本实施例中油溶性降黏剂由以下质量百分比的组分组成：亚油酸3％、硬脂酸3％、油酸0.67％、软脂酸乙酯1.11％、硬脂酸甲酯2.22％、汽油90％。脂肪酸和脂肪酸酯的质量比为2.00:1。油溶性降黏剂制备方法为：
将3公斤亚油酸、3公斤硬脂酸和0.67公斤油酸加入到90公斤汽油中，在温度为30℃条件下搅拌45分钟使其完全溶解；再将1.11公斤软脂酸乙酯和2.22公斤硬脂酸甲酯加入到上述溶液中，在温度为30℃条件下继续搅拌40分钟，完全溶解后即得到100公斤油溶性降黏剂，有效成分的质量含量为10％。
实施例5
本实施例中油溶性降黏剂由以下质量百分比的组分组成：豆蔻酸7.27％、硬脂酸20％、软脂酸乙酯2％、硬脂酸乙酯0.73％、柴油70％。脂肪酸和脂肪酸酯的质量比为9.99:1。油溶性降黏剂制备方法为：
将7.27公斤豆蔻酸、20公斤硬脂酸加入到70公斤柴油中，在温度为40℃条件下搅拌50分钟使其完全溶解；再将2公斤软脂酸乙酯和0.73公斤硬脂酸乙酯加入到上述溶液中，在温度为45℃条件下继续搅拌35分钟，完全溶解后即得到100公斤油溶性降黏剂，有效成分的质量含量为30％。
实施例6
本实施例中油溶性降黏剂由以下质量百分比的组分组成：软脂酸15％、硬脂酸10％、花生酸5％、软脂酸甲酯5％、软脂酸乙酯5％、柴油70％。脂肪酸和脂肪酸酯的质量比为3:1。油溶性降黏剂制备方法为：
将15公斤软脂酸、10公斤硬脂酸和5公斤花生酸加入到70公斤柴油中，在温度为45℃条件下搅拌60分钟使其完全溶解；再将5公斤软脂酸甲酯和5公斤软脂酸乙酯加入到上述溶液中，在温度为45℃条件下继续搅拌40分钟，完全溶解后即得到100公斤油溶性降黏剂，有效成分的质量含量为30％。
实施例7
本实施例中油溶性降黏剂由以下质量百分比的组分组成：软脂酸10％、硬脂酸8％、月桂酸0.18％、软脂酸甲酯1％、硬脂酸乙酯0.82％、稀油80％。脂肪酸和脂肪酸酯的质量比为9.99:1。油溶性降黏剂制备方法为：
将10公斤软脂酸、8公斤硬脂酸和0.18公斤月桂酸加入到80公斤稀油中，在温度为40℃条件下搅拌50分钟使其完全溶解；再将1公斤软脂酸甲酯和0.82公斤硬脂酸乙酯加入到上述溶液中，在温度为40℃条件下继续搅拌40分钟，完全溶解后即得到100公斤油溶性降黏剂，有效成分的质量含量为20％。
实施例8
本实施例中油溶性降黏剂由以下质量百分比的组分组成：软脂酸8％、棕榈酸3.33％、亚油酸2％、软脂酸甲酯3％、软脂酸乙酯3％、硬脂酸甲酯0.67％、柴油80％。脂肪酸和脂肪酸酯的质量比为2.00:1。油溶性降黏剂制备方法为：
将8公斤软脂酸、3.33公斤棕榈酸和2公斤亚油酸加入到80公斤柴油中，在温度为30℃条件下搅拌60分钟使其完全溶解；再将3公斤软脂酸甲酯、3公斤软脂酸乙酯和0.67公斤硬脂酸甲酯加入到上述溶液中，在温度为30℃条件下继续搅拌40分钟，完全溶解后即得到100公斤油溶性降黏剂，有效成分的质量含量为20％。
实施例9
本实施例中油溶性降黏剂按以下方法配制：20公斤亚油酸加入到80公斤柴油中，在温度为30℃条件下搅拌60分钟使其完全溶解，完全溶解后即得到100公斤油溶性降黏剂，有效成分的质量含量为20％。
实施例10
本实施例中油溶性降黏剂按以下方法配制：20公斤硬脂酸加入到80公斤柴油中，在温度为30℃条件下搅拌60分钟使其完全溶解，完全溶解后即得到100公斤油溶性降黏剂，有效成分的质量含量为20％。
实施例11
本实施例中油溶性降黏剂按以下方法配制：20公斤油酸加入到80公斤柴油中，在温度为30℃条件下搅拌60分钟使其完全溶解，完全溶解后即得到100公斤油溶性降黏剂，有效成分的质量含量为20％。
实施例12
本实施例中油溶性降黏剂按以下方法配制：20公斤豆蔻酸加入到80公斤柴油中，在温度为30℃条件下搅拌60分钟使其完全溶解，完全溶解后即得到100公斤油溶性降黏剂，有效成分的质量含量为20％。
实施例13
本实施例中油溶性降黏剂按以下方法配制：20公斤棕榈酸加入到80公斤柴油中，在温度为30℃条件下搅拌60分钟使其完全溶解，完全溶解后即得到100公斤油溶性降黏剂，有效成分的质量含量为20％。
实施例14
本实施例中油溶性降黏剂按以下方法配制：20公斤软脂酸加入到80公斤柴油中，在温度为30℃条件下搅拌60分钟使其完全溶解，完全溶解后即得到100公斤油溶性降黏剂，有效成分的质量含量为20％。
实施例15
本实施例中油溶性降黏剂按以下方法配制：20公斤花生酸加入到80公斤柴油中，在温度为30℃条件下搅拌60分钟使其完全溶解，完全溶解后即得到100公斤油溶性降黏剂，有效成分的质量含量为20％。
实施例16
本实施例中油溶性降黏剂按以下方法配制：20公斤月桂酸加入到80公斤柴油中，在温度为30℃条件下搅拌60分钟使其完全溶解，完全溶解后即得到100公斤油溶性降黏剂，有效成分的质量含量为20％。
实施例17
本实施例中油溶性降黏剂按以下方法配制：20公斤软脂酸乙酯加入到80公斤柴油中，在温度为30℃条件下搅拌60分钟使其完全溶解，完全溶解后即得到100公斤油溶性降黏剂，有效成分的质量含量为20％。
实施例18
本实施例中油溶性降黏剂按以下方法配制：20公斤软脂酸甲酯加入到80公斤柴油中，在温度为30℃条件下搅拌60分钟使其完全溶解，完全溶解后即得到100公斤油溶性降黏剂，有效成分的质量含量为20％。
实施例19
本实施例中油溶性降黏剂按以下方法配制：20公斤硬脂酸甲酯加入到80公斤柴油中，在温度为30℃条件下搅拌60分钟使其完全溶解，完全溶解后即得到100公斤油溶性降黏剂，有效成分质量含量按20％计。
实施例21
本实施例中油溶性降黏剂按以下方法配制：20公斤硬脂酸乙酯加入到80公斤柴油中，在温度为30℃条件下搅拌60分钟使其完全溶解，完全溶解后即得到100公斤油溶性降黏剂，有效成分质量含量按20％计。
实施例22
性能测试
稠油：为便于粘度测定，量取一定量原始塔河稠油，加入相同体积的稀油将其粘度稀释用于降粘实验。
采用DV-3T型黏度计对稀释后的稠油在50℃恒温循环水浴下进行粘度测定，得到各稠油的初始粘度。
按油溶性降黏剂有效含量(即稠油降粘剂中脂肪酸和/或脂肪酸酯的加入量)占总量质量百分比0.08％的量将稠油与实施例1至21中的油性降粘剂按均匀混合后，于90℃滚子炉热滚4小时，然后再冷却至50℃采用DV-3T型黏度计进行黏度测定，得到加入降粘剂后的粘度。
降粘率＝(初始粘度-加入降粘剂后的粘度)/初始粘度×100％
结果见表1。
表1不同配方的降粘效果
从表1的结果可以看出，本发明的稠油降粘剂有效含量加量不超过稠油总质量的0.08％，降粘剂用量少，并且可以将稠油粘度降低42％以上，降粘效果好。
虽然本发明已经参照具体实施方式进行了描述，但是本领域的技术人员应该理解在没有脱离本发明的真正的精神和范围的情况下，可以进行的各种改变。此外，可以对本发明的主体、精神和范围进行多种改变以适应特定的情形、材料、材料组合物和方法。所有的这些改变均包括在本发明的权利要求的范围内。
