專利名稱：一種原油減壓渣油餾分磺酸鹽及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油田表面活性劑，具體地說涉及一種原油減壓渣油餾分磺酸鹽及其制備方法。
背景技術(shù)：
表面活性劑是重要的油田化學(xué)劑，在油田采油、稠油降粘、乳化及破乳等方面均有重要應(yīng)用?；撬猁}是油田表面活性劑中重要的品種，具有制備方法簡(jiǎn)單、成本低廉、適應(yīng)性好等優(yōu)點(diǎn)。油田用磺酸鹽品種主要包括石油磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽、木質(zhì)素磺酸鹽、重烷基苯磺酸鹽等，其分子量主要在200-500范圍內(nèi)，親油基團(tuán)主要由直(支)鏈烷烴、部分環(huán)烷烴和芳香烴結(jié)構(gòu)組成。油田表面活性劑要在油田采油、稠油降粘、乳化及破乳過程中，其親油基團(tuán)部分要求與作用的原油結(jié)構(gòu)相近，根據(jù)相似相溶原理，這樣表面活性劑的親油部分與原油能夠充分作用，在油田采油、稠油降粘、乳化及破乳過程中取得好的效果。隨著原油組分逐漸變重、組分中稠環(huán)芳香結(jié)構(gòu)增多，常用的石油磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽、木質(zhì)素磺酸鹽、重烷基苯磺酸鹽的親油基團(tuán)部分在分子量和稠環(huán)芳烴結(jié)構(gòu)比重方面與作用原油的組成相差較大，在油田采油、稠油降粘、乳化及破乳等方面的效果逐漸下降。原油減壓渣油是原油中沸點(diǎn)最高、相對(duì)分子質(zhì)量最大、雜原子含量最多和結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜的部分。關(guān)于減壓渣油的結(jié)構(gòu)單元或平均分子結(jié)構(gòu)，一般認(rèn)為是以稠合的芳香環(huán)系為核心且并合若干個(gè)環(huán)烷環(huán)，在芳香環(huán)和環(huán)烷環(huán)上帶有若干個(gè)長(zhǎng)度不等的烷基側(cè)鏈，在其分子中還雜有各種硫、氮、氧的基團(tuán)，并絡(luò)合有鎳、釩、鐵等金屬。同時(shí)，稠環(huán)芳香環(huán)系還通過Π-Π作用、氫鍵等形成片狀結(jié)構(gòu)單元。在減壓渣油重組分中更是以片狀芳香稠環(huán)結(jié)構(gòu)為主。在我國(guó)大多數(shù)重要油田原油中，減壓渣油的含量高，> 500°c減壓渣油的產(chǎn)率一般為40-50%。但在常規(guī)條件下減壓渣油中結(jié)構(gòu)單元大小差別大、分布范圍寬，各種結(jié)構(gòu)單元無序化排列、堆砌及締合。同時(shí)，由于原油減壓渣油沸點(diǎn)高，難以用常規(guī)方法進(jìn)一步分離，而直接磺化，分子量分布寬，親油基團(tuán)結(jié)構(gòu)單元差別大，并且容易出現(xiàn)結(jié)焦、磺化不均勻、磺化產(chǎn)品不穩(wěn)定等不足。超臨界流體是指相態(tài)參數(shù)在流體臨界點(diǎn)以上的流體，超臨界流體和一般流體相比，其溶解度要大幅度增加，同時(shí)，超臨界流體在臨界點(diǎn)附近其溶解度等參數(shù)隨外界溫度和壓力變化顯著。隨著壓力的減小，超臨界流體的溶解度也逐漸降低。根據(jù)這一原理，首先將減壓渣油溶解在烷烴的超臨界流體中，通過逐步釋放壓力，減壓渣油在烷烴中的溶解度降低，減壓渣油中的組分由重到輕逐漸從超臨界流體中析出，達(dá)到減壓渣油精細(xì)分離。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，在于以原油減壓渣油為原料，通過不同的分離方法將減壓渣油按照分子量(或分子極性)的大小進(jìn)行分離，獲得分子量(或分子極性)遞變的的減壓渣油精細(xì)餾分，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行磺化、老化、中和等步驟，制備減壓渣油餾分磺酸鹽。該種磺酸鹽具有分子量分布集中、分子量較高并且逐漸遞增，稠環(huán)芳香結(jié)構(gòu)比重高、在油田采油、稠油降粘、乳化及破乳等方面具有很好的效果。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明制備方法包括如下步驟(1)原油減壓渣油精細(xì)分離將輕烴(丙烷、丁烷、戊烷或庚烷)注入高壓容器中，逐步增壓使得壓力超過輕烴的臨界壓力，輕烴轉(zhuǎn)化為超臨界臨界流體，再將原油減壓渣油充分溶解在輕烴超臨界流體中。逐步釋放壓力，溶解的原油減壓渣油組分由重到輕逐步析出，按釋放壓力梯度收集產(chǎn)品，即獲得減壓渣油精細(xì)分餾組分。O)40-70°C條件下，以發(fā)煙硫酸(或三氧化硫)為磺化劑，酸油比為0. 4-0. 8，磺化時(shí)間為0. 5-3. 0小時(shí)，在同一溫度下，老化0. 5-3. 0小時(shí)；(3)在55°C水浴中的，在反應(yīng)釜中加入適量水，緩慢滴加20% NaOH,同時(shí)進(jìn)行攪拌，使PH值為7 9左右，為防止反酸，攪拌時(shí)間大于2小時(shí)，得到原油減壓渣油餾分磺酸
^rt.；(4)將(3)中獲得的原油減壓渣油餾分磺酸鹽置于萃取釜中，按重量(粗磺酸鹽)體積(低碳醇)Ig 8ml比加入低碳醇，萃取溫度為30-60°C，萃取時(shí)間為0.5-2.0小時(shí)，分離磺酸鹽和未磺化油。分離完全后，將上層溶液抽濾，濾液在15°C下迅速冷卻，可以析出白色晶體。將白色晶體過濾，濾液蒸干得到精制產(chǎn)品。實(shí)施例1 采用戊烷為溶劑，循環(huán)量為6. OL/h，壓力范圍為12MPa，溫度為220°C將勝華煉廠減壓渣油1200g溶解于戊烷超臨界流體中，逐步釋放壓力，原油減壓渣油中組分由重到輕逐級(jí)析出，獲得按分子量逐漸遞增的原油減壓渣油精細(xì)餾分。所得餾分的釋壓梯度，分子量、四組分分析結(jié)果如下表所示勝華減壓渣油超臨界流體萃取分餾的窄餾分四組分組成
權(quán)利要求
1.以原油減壓渣油(沸點(diǎn)超過450°c)為原料，在按分子量(或分子極性)精細(xì)分割后，再經(jīng)磺化、中和等步驟獲得的原油減壓渣油餾分磺酸鹽。
2.一種原油減壓渣油餾分磺酸鹽的制備方法，包括如下步驟(1)以輕烴(丙烷、丁烷、戊烷或庚烷)超臨界流體為溶劑，將原油減壓渣油充分溶解，再逐步釋壓，按壓力梯度分離獲得減壓渣油精細(xì)餾分；O)40-70°C條件下，以發(fā)煙硫酸或三氧化硫?yàn)榛腔瘎嵊捅葹?. 4-0. 8，磺化時(shí)間為0. 5-3. 0小時(shí)，在同一溫度下，老化0. 5-3. 0小時(shí)；(3)在55°C水浴中的，在反應(yīng)釜中加入適量水，緩慢滴加20%NaOH,同時(shí)進(jìn)行攪拌，使PH值為7 9左右，為防止反酸，攪拌時(shí)間大于2小時(shí)，得到原油減壓渣油餾分磺酸鹽；(4)將C3)中獲得的原油減壓渣油餾分磺酸鹽置于萃取釜中，按重量(粗磺酸鹽)體積(低碳醇)Ig 8ml比加入低碳醇，萃取溫度為30-60°C，萃取時(shí)間為0. 5-2. 0小時(shí)，分離磺酸鹽和未磺化油。分離完全后，將上層溶液抽濾，濾液在15°C下迅速冷卻，可以析出白色晶體。將白色品體過濾，濾液蒸干得到精制產(chǎn)品。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的原油減壓渣油餾分磺酸鹽的制備方法，其特征在于，采用超臨界輕烴對(duì)原油減壓渣油進(jìn)行精細(xì)分離，所采用的輕烴包括但不限于丙烷、丁烷、戊烷或庚烷。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的原油減壓渣油餾分磺酸鹽的制備方法，其特征在于，采用發(fā)煙硫酸或三氧化硫?qū)υ蜏p壓渣油進(jìn)行磺化，所采用的磺化劑包括但不限于發(fā)煙硫酸或三氧化硫。
全文摘要
本發(fā)明提供一種原油減壓渣油餾分磺酸鹽及其制備方法。于以原油減壓渣油為原料，通過不同的分離方法將減壓渣油按照分子量(或分子極性)的大小進(jìn)行分離，獲得分子量(或分子極性)遞變的的減壓渣油精細(xì)餾分，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行磺化、老化、中和等步驟，制備減壓渣油餾分磺酸鹽。該種磺酸鹽具有分子量分布集中、分子量較高并且逐漸遞增，稠環(huán)芳香結(jié)構(gòu)比重高、在油田采油、稠油降粘、乳化及破乳等方面具有很好的效果。
文檔編號(hào)C07C309/62GK102584643SQ20111000662
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月13日
發(fā)明者彭勃, 李明遠(yuǎn), 林梅欽, 董朝霞 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(北京)