本發(fā)明涉及石油集輸技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種稠油降粘劑。
背景技術(shù)：
隨著石油的不斷開采，在已探明的石油資源中，稠油所占比例越來(lái)越大，在世界稀油資源緊缺的局面下，稠油將成為石油資源的重要接替。在集輸過(guò)程中，隨著稠油開采量的增加，其密度大、粘度高、流動(dòng)性差的特性給在開發(fā)和應(yīng)用帶來(lái)了很大困難。因此，稠油集輸技術(shù)的先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)性直接影響著原油生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。
長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)稠油主要采用傳統(tǒng)的加熱降粘輸送和乳化降粘輸送的方式。前者，燃料消耗大，成本高；后者，會(huì)出現(xiàn)后處理問(wèn)題，且不適用于低含水稠油。稠油輸送工藝中的常用降粘方法還有摻稀油降粘輸送。摻稀油降粘輸送，受稀油來(lái)源的限制，且稀油價(jià)格較貴，存在成本高的問(wèn)題。
此外，研究稠油結(jié)構(gòu)后得出了降粘劑降粘方法。在我國(guó)的稠油組成中，膠質(zhì)、瀝青質(zhì)的含量過(guò)高是稠油高粘度的主要原因，膠質(zhì)、瀝青質(zhì)分子呈堆積狀態(tài)，使其具有高溫或溶劑作用下堆積層隙“疏松”的特點(diǎn)。加入稠油降粘劑，使降粘劑分子“滲”入膠質(zhì)或?yàn)r青質(zhì)分子層之間，起到降低稠油粘度的作用，以降低原油的凝點(diǎn)和粘度，使其易于流動(dòng)。但關(guān)于稠油降粘的降粘劑研究時(shí)間較短，大多僅限于室內(nèi)研究和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)階段，且降粘效果不顯著，高溫區(qū)的降粘效果較差。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
有鑒于此，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N稠油降粘劑。該一種稠油降粘劑，降粘效果好，溶解性好，對(duì)于不同油田也有較好的普適性，可直接用于稠油集輸過(guò)程，合成工藝簡(jiǎn)單。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種稠油降粘劑，其特征在于，所述稠油降粘劑由式I、式II和式III所示化合物反應(yīng)而得；
其中n＝13～17。
優(yōu)選的，所述n＝13、15、17。
優(yōu)選的，所述n＝17。
本發(fā)明提供了一種所述稠油降粘劑的制備方法，包括：
a)將式I、式II和式III所示化合物混合、溶解，得到混合溶液；
其中n＝13～17；
b)加熱步驟a)所述混合溶液，得到所述稠油降粘劑。
優(yōu)選的，所述式I、所述式II和所述式III所示化合物摩爾比為1：(1～6)：(1～6)。
優(yōu)選的，所述式I、所述式II和所述式III所示化合物摩爾比為1：(1～4)：(1～4)
優(yōu)選的，所述式I、所述式II和所述式III所示化合物摩爾比為1：2：2
優(yōu)選的，所述步驟a)中溶解選用溶劑為甲苯、二甲苯或苯中一種或多種。
優(yōu)選的，所述溶液為甲苯。
優(yōu)選的，所述步驟a)具體為：先將所述式I和所述式II所示化合物混合溶解，并反應(yīng)，再加入所述式III所述化合物進(jìn)行反應(yīng)，得到所述混合物。
優(yōu)選的，所述步驟b)具體為：加熱所述步驟a)得到的混合溶液，再冷卻凝固，得到所述稠油降粘劑。
優(yōu)選的，所述步驟b)具體為：將催化劑加入所述混合溶液中加熱，所述混合溶液，得到所述稠油降粘劑，所述催化劑占所述混合物重量百分比為0.5％～1.5％。
優(yōu)選的，所述催化劑占所述混合物重量百分比為1.0％。
優(yōu)選的，所述催化劑為硫酸或?qū)妆交撬嶂幸环N或多種。
優(yōu)選的，所述催化劑為對(duì)甲苯磺酸。
優(yōu)選的，所述步驟b)中的加熱溫度為80～140℃。
優(yōu)選的，所述步驟b)中的加熱溫度為90～120℃。
本發(fā)明提供了所述的稠油降粘劑的應(yīng)用，所述稠油降粘劑用于降低粘度為10000～50000mPa·s的稠油粘度。
優(yōu)選的，所述粘度為20000～45000mPa·s。
優(yōu)選的，所述粘度為20000～40000mPa·s。
本申請(qǐng)與現(xiàn)有技術(shù)相比，其詳細(xì)說(shuō)明如下：
本發(fā)明提供的稠油降粘劑含C18長(zhǎng)鏈烷基與苯環(huán)。長(zhǎng)鏈烷基，一方面，使其形成梳狀聚合物，與稠油中蠟共晶，從而改變蠟晶的狀態(tài)，使其難以形成以及擴(kuò)大空間三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。另一方面，長(zhǎng)鏈烷基使降粘劑的空間位阻增大，當(dāng)降粘劑拆散了瀝青質(zhì)、膠質(zhì)結(jié)構(gòu)后，阻止稠油在溫度及其它條件變化時(shí)，稠油中的瀝青質(zhì)、膠質(zhì)分子間重建新形成氫鍵，抑制瀝青質(zhì)與膠質(zhì)的聚集并減少石蠟在其表面的吸附與增長(zhǎng)，從而有效降低稠油粘度。本發(fā)明提供的降粘劑還具有苯環(huán)的存在，有利于降粘劑與帶環(huán)狀結(jié)構(gòu)的膠質(zhì)之間相互作用，更加有效地降低稠油粘度。對(duì)于超稠油的降粘率最高可以達(dá)到60％，使得稠油粘度由30000mPa〃s降到12000mPa〃s，明顯改善了稠油的低溫流動(dòng)性，和市面常見降粘劑相比降粘效果好。
本發(fā)明提供的稠油降粘劑的分子結(jié)構(gòu)中含C18疏水基團(tuán)，具有很好的溶解性無(wú)需溶劑溶解，可直接用于油氣集輸過(guò)程中。
本發(fā)明所使用的原料來(lái)源廣泛，成本低廉，并且不會(huì)給后續(xù)中的煉油設(shè)備造成腐蝕，節(jié)能環(huán)保。
本發(fā)明提供的制備方法，生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)單，操作方法簡(jiǎn)便，反應(yīng)時(shí)間短，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn)，機(jī)械化程度高，適宜普及推廣和工業(yè)化生產(chǎn)。
附圖說(shuō)明
圖1本發(fā)明提供的稠油降粘劑的紅外光譜圖。
具體實(shí)施方式
為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
本發(fā)明提供一種稠油降粘劑，所述稠油降粘劑由式I、式II和式III所示化合物反應(yīng)而得；
其中n＝13～17。
優(yōu)選的，n＝13、15、17，更優(yōu)選的n＝17。在本發(fā)明所提供的一些實(shí)施例中，所述n＝13；在本發(fā)明所提供的一些實(shí)施例中，所述n＝15；在本發(fā)明所提供的另一些實(shí)施例中，所述n＝17。
本發(fā)明提供了一種所述稠油降粘劑的制備方法，包括：
a)將所述式I、所述式II和所述式III所示化合物混合、溶解，得到混合溶液；
b)加熱步驟a)所述混合溶液，得到所述稠油降粘劑。
優(yōu)選的，所述式I、所述式II和所述式III所示化合物摩爾比為1：(1～6)：(1～6)，更優(yōu)選為1：(1～4)：(1～4)，最優(yōu)為1：2：2；在本發(fā)明所提供的一些實(shí)施例中，所述摩爾比優(yōu)選為1：1：1；在本發(fā)明所提供的一些實(shí)施例中，所述摩爾比優(yōu)選為1：1.5：2.5；在本發(fā)明所提供的一些實(shí)施例中，所述摩爾比優(yōu)選為1：2：2；在本發(fā)明所提供的一些實(shí)施例中，所述摩爾比優(yōu)選為1：2：4；在本發(fā)明所提供的一些實(shí)施例中，所述摩爾比優(yōu)選為1：2.5：2.5；在本發(fā)明所提供的一些實(shí)施例中，所述摩爾比優(yōu)選為1：4：2；在本發(fā)明所提供的一些實(shí)施例中，所述摩爾比優(yōu)選為1：4：4；在本發(fā)明所提供的一些實(shí)施例中，所述摩爾比優(yōu)選為1：4：6；在本發(fā)明所提供的另一些實(shí)施例中，所述摩爾比優(yōu)選為1：6：4。
優(yōu)選的，所述步驟a)中溶解選用溶劑為甲苯、二甲苯或苯中一種或多種。更優(yōu)選的為，甲苯。
優(yōu)選的，所述步驟a)具體為：先將所述式I和所述式II所示化合物混合溶解，并反應(yīng)，再加入所述式III所述化合物進(jìn)行反應(yīng)，得到所述混合物。
優(yōu)選的，所述步驟b)具體為：加熱所述步驟a)得到的混合溶液，再冷卻凝固，得到所述稠油降粘劑。
優(yōu)選的，所述步驟b)具體為：將催化劑加入所述混合溶液中加熱，所述混合溶液反應(yīng)完全后，得到所述稠油降粘劑，所述催化劑占所述混合物重量百分比為0.5％～1.5％。更優(yōu)選的為，1.0％。
優(yōu)選的，所述催化劑為對(duì)甲苯磺酸或硫酸中一種或多種；更優(yōu)選的為，對(duì)甲苯磺酸。
優(yōu)選的，所述步驟c)中的加熱溫度為80～140℃；更優(yōu)選的為，90～120℃。
本發(fā)明還提供了所述的稠油降粘劑的應(yīng)用，所述稠油降粘劑用于降低粘度為10000～50000mPa·s的稠油粘度，優(yōu)選的，所述粘度為20000～45000mPa·s；更優(yōu)選的，所述粘度為20000～40000mPa·s。
式I所述化合物的結(jié)構(gòu)式為所以本發(fā)明提供的稠油降粘劑由式I所述化合物作為交聯(lián)劑，具有的重復(fù)單元，其中R1～R4可以為表1中式IV～式VIII的取代基。
表1R1～R4取代基情況
-OH
式IV
-O-C18H37
式V
以下用具體實(shí)施例來(lái)詳細(xì)闡述本發(fā)明的方案。
實(shí)施例1～5
依次在反應(yīng)器中加入式I、式II和式III所示化合物，n＝17；以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，向上述反應(yīng)物中加入總質(zhì)量的30％～50％質(zhì)量的甲苯作溶劑以及反應(yīng)原料總質(zhì)量的1％的對(duì)甲苯磺酸作催化劑，攪拌均勻在溫度為100℃下反應(yīng)2h，得液體產(chǎn)物，置于室溫下5h，待液體凝固后，制得稠油降粘劑。
評(píng)價(jià)稠油降粘劑的降粘效果，首先取1000ml稠油放置在50℃下攪拌均勻，兩小時(shí)后取100ml該稠油，用NDJB-8S型數(shù)顯粘度計(jì)，量其粘度大小，即為稠油的粘度。
選取粘度為30000mPa·s的稠油。在100ml的稠油中加入50mg的實(shí)施例1得到的產(chǎn)物1，然后在50℃下攪拌均勻兩小時(shí)后，用NDJB-8S型數(shù)顯粘度計(jì)，測(cè)其粘度，即得到加入產(chǎn)物1后稠油的粘度，并計(jì)算降粘率；將與實(shí)施例1僅反應(yīng)原料摩爾比不同的實(shí)施例1～9制得稠油降粘劑，按照上述方法加入粘度為30000mPa·s的所取稠油中，分別測(cè)定降粘后稠油的粘度，并計(jì)算降粘率。結(jié)果見表2。
表2
實(shí)施例10～12
依次在反應(yīng)器中分別加入所示式I、所述式II和所述式III所示化合物，n分別為13、15、17，所示式I、所述式II和所述式III所示化合物摩爾比為1:2:2；取所示式I所示化合物0.68g，按表3取所述式II所示化合物，取所述式III所示化合物1.48g，向上述反應(yīng)物中加入30％二甲苯作溶劑以及反應(yīng)原料總質(zhì)量的1％的對(duì)甲苯磺酸作催化劑，攪拌均勻在溫度為100℃下反應(yīng)2h，得液體產(chǎn)物，置于室溫下5h，待液體凝固后，制得稠油降粘劑。
根據(jù)實(shí)施例1評(píng)價(jià)方法，測(cè)定粘度為30000mPa·s的所取稠油加入上述制得的產(chǎn)物降粘后稠油的粘度，并計(jì)算降粘率。測(cè)定結(jié)果見表3。
表3
綜上所述，本發(fā)明提供的稠油降粘劑制備方法中采用所示式I、所述式II和所述式III所示化合物制備的稠油降粘劑，所述式II所示化合物n＝13～17能有效降低稠油粘度；采用所述式II所示化合物n＝15～17降粘效果最佳。其中所述式II所示化合物n＝17降粘效果最好，因?yàn)樗鍪絀I所示化合物n＝17，為十八醇，在原油中碳原子數(shù)為18的正構(gòu)烷烴含量相對(duì)較多，此時(shí)的降粘劑溶解效果最好，也更容易于發(fā)揮作用。
實(shí)施例13～19
依次在反應(yīng)器中加入1.36g所述式I所示化合物、2.70g所述式II所示化合物n＝17和1.48g式III所示化合物；向上述反應(yīng)物中加入反應(yīng)原料總質(zhì)量的30％甲苯作溶劑以及反應(yīng)原料總質(zhì)量的1.5％的對(duì)甲苯磺酸作催化劑，攪拌均勻在分別在不同溫度下反應(yīng)2h，反應(yīng)溫度分別為80℃、90℃、100℃、110℃、80℃、120℃，得液體產(chǎn)物，置于室溫下5h，待液體凝固后，制得稠油降粘劑。
根據(jù)實(shí)施例1評(píng)價(jià)方法，測(cè)定粘度為30000mPa·s的稠油加入上述制得的產(chǎn)物降粘后稠油的粘度，并計(jì)算降粘率。測(cè)得結(jié)構(gòu)見表4。
表4
綜上所述，本發(fā)明提供的稠油降粘劑制備方法中加熱溫度為80～140℃；更優(yōu)選的為，90～120℃；最優(yōu)選的為，100℃，制備的稠油降粘劑，能有效降低稠油粘度。
實(shí)施例20～24
依次在反應(yīng)器中加入1.36g式I所示化合物、2.70g所述式II所示化合物n＝17和1.48g所述式III所示化合物；向上述反應(yīng)物中加入反應(yīng)原料總質(zhì)量的30％甲苯作溶劑以及反應(yīng)原料總質(zhì)量的1％的對(duì)甲苯磺酸作催化劑，攪拌均勻在在100℃下反應(yīng)2h，得液體產(chǎn)物，置于室溫下5h，待液體凝固后，制得稠油降粘劑。
根據(jù)實(shí)施例1評(píng)價(jià)方法，測(cè)定不同粘度的稠油加入上述制得的產(chǎn)物降粘后稠油的粘度，所選稠油粘度分別為10000mPa·s、20000mPa·s、30000mPa·s、40000mPa·s、50000mPa·s，并計(jì)算降粘率。測(cè)得結(jié)構(gòu)見表5。
表5
綜上所述，對(duì)于粘度10000～50000mPa·s的超稠油的降粘率最高可以達(dá)到60％，明顯降低管道輸送中的稠油流動(dòng)粘度，降粘效果好。
上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，上述優(yōu)選實(shí)施方式不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。