本發(fā)明涉及一種微生物發(fā)酵制備降粘劑的方法，屬于降粘劑制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
石油資源存在于天然形成的油藏之中，其開采技術(shù)隨油藏類型、原油特性而不同。稠油，通常是指粘度高，相對(duì)密度大的原油，即高粘重質(zhì)原油。國(guó)外稱稠油為重質(zhì)原油，對(duì)粘度極高的重油稱為瀝青或?yàn)r青砂油。由于稠油在油層中粘度高，流動(dòng)阻力大，通常采用蒸汽驅(qū)等方法開采；深井/超深井油藏溫度相對(duì)較高，在油藏條件下能夠流動(dòng)，主要問(wèn)題是隨著井筒的舉升，原油粘度逐漸增大，甚至無(wú)法流動(dòng)，嚴(yán)重影響稠油開采。目前稠油降粘使用的降粘劑有油溶性降粘劑和水溶性降粘劑，目前油溶性降粘、水溶性稠油降粘存在的主要問(wèn)題：油溶性降粘劑普遍存在降粘效果差、降粘率較低、應(yīng)用范圍窄的問(wèn)題。油溶性降粘技術(shù)起步晚，至今尚未形成主導(dǎo)降粘劑系列，一方面國(guó)內(nèi)外開展的油溶性降粘技術(shù)實(shí)際為降凝工藝，其主要用于高含蠟原油，對(duì)高含膠質(zhì)瀝青質(zhì)原油的研究報(bào)道較少，不適用于高含瀝青質(zhì)的稠油降粘。另一方面，油溶性降粘劑主要采用各種溶劑，主要降粘機(jī)理是溶劑效應(yīng)。兩個(gè)原因造成目前油溶性降粘劑降粘效果差。水溶性降粘技術(shù)適合低粘度(粘度＜50×104mPa·s)、含水高(＞30%)及低礦化度的稠油降粘，且水溶性降粘技術(shù)使用后帶來(lái)的破乳困難，抗鹽抗溫能力差。因此研究出一種降粘效果好、抗鹽抗溫能力強(qiáng)的降粘劑，在相關(guān)領(lǐng)域具有重要的發(fā)展前景和社會(huì)效益。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題：針對(duì)降粘劑降粘效果差、降粘率較低，且抗鹽抗溫能力差的弊端，提供了一種將沼氣液與發(fā)酵培養(yǎng)基混合發(fā)酵，經(jīng)離心得上清液，與無(wú)水乙醇混合靜置分層，得有機(jī)相，經(jīng)減壓蒸餾、水浴反應(yīng)制得改性油脂混合液，與蓖麻油、濃硫酸等制得的磺化蓖麻油混合液等混合制得降粘基料，再與硬脂酸鈉等攪拌混合制得降粘劑的方法。本發(fā)明制備步驟簡(jiǎn)單，利用微生物發(fā)酵法制得降粘劑，有效提高了其降粘率和抗鹽抗溫能力，針對(duì)性強(qiáng)，所得產(chǎn)品降粘效果好。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案是：
（1）依次稱取50～60g葡萄糖、10～12g酵母膏、8～12g蛋白胨、4～6g硫酸銨、2～4g磷酸氫二鉀和800～1000mL去離子水，攪拌均勻后放入滅菌罐中，在100～110℃下滅菌10～20min，得到發(fā)酵培養(yǎng)基，將其置于發(fā)酵罐中，再將沼氣液過(guò)濾，得濾液，取200～300mL濾液加入到發(fā)酵罐中，再加入100～200mLpH為6.5～6.8磷酸氫二鈉-氫氧化鈉緩沖溶液，在25～35℃下發(fā)酵2～3天，再升溫至35～45℃發(fā)酵1～2天，發(fā)酵結(jié)束，升溫至100～110℃，攪拌10～20min，隨后置于離心機(jī)中，在6000～7000r/min下離心30～40min，收集上清液；
（2）將上述上清液加入到燒杯中，再加入100～200mL石油醚，攪拌10～20min，靜置分層，收集有機(jī)相，將有機(jī)相減壓蒸餾至原體積的1/3，得到油脂混合物，將油脂混合物加入到燒杯中，將燒杯置于水浴鍋中，升溫至60～70℃，攪拌20～30min，加入100～200mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%氫氧化鈉溶液，攪拌反應(yīng)1～2h，再用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%鹽酸調(diào)節(jié)pH為7.0，得到改性油脂混合液，備用；
（3）稱取10～20g蓖麻油，加入到帶有溫度計(jì)和回流裝置的三口燒瓶中，將燒瓶置于水浴鍋中，升溫至40～50℃，攪拌10～20min，再加入0.8～1.0mL濃硫酸，攪拌反應(yīng)1～2h，反應(yīng)結(jié)束，降溫至5～10℃，加入100～200mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%氯化鈉溶液，攪拌反應(yīng)20～30min，隨后靜置20～30min，收集油相，將油相加入到燒杯中，同時(shí)加入60～70mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%氫氧化鈉溶液，攪拌反應(yīng)30～40min，反應(yīng)結(jié)束，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%鹽酸調(diào)節(jié)pH為7.0，得到磺化蓖麻油混合液；
（4）按重量份數(shù)計(jì)，稱取50～60份步驟（2）備用的改性油脂混合液、20～30份上述磺化蓖麻油混合液、5～8份N-乙烯基吡咯烷酮、30～40份正庚烷、3～5份月桂醇聚氧乙烯醚，加入到燒杯中，攪拌20～30min，得到降粘基料；
（5）按重量份數(shù)計(jì)，稱取70～80份上述降粘基料、4～6份十八烷基三甲基氯化銨、2～4份十二烷基苯磺酸鈉、10～12份硬脂酸鈉、6～8份月桂酸、8～12份聚乙二醇、3～5份氯化鈉和1～3份硫酸鈉，加入到攪拌機(jī)中，在50～60℃、800～900r/min下攪拌2～3h，隨后自然冷卻至室溫，即可得到降粘劑。
本發(fā)明制得的降粘劑抗溫能力達(dá)285～300℃，抗鹽達(dá)9～11%，抗鈣能力達(dá)到6.3×103～6.7×103mg/L，降粘率達(dá)到91.6%以上。
本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是：
（1）本發(fā)明制備步驟簡(jiǎn)單，利用微生物發(fā)酵法制得降粘劑，有效提高了其降粘率和抗鹽抗溫能力，針對(duì)性強(qiáng)；
（2）所得產(chǎn)品降粘效果好，安全環(huán)保，易降解。
具體實(shí)施方式
首先依次稱取50～60g葡萄糖、10～12g酵母膏、8～12g蛋白胨、4～6g硫酸銨、2～4g磷酸氫二鉀和800～1000mL去離子水，攪拌均勻后放入滅菌罐中，在100～110℃下滅菌10～20min，得到發(fā)酵培養(yǎng)基，將其置于發(fā)酵罐中，再將沼氣液過(guò)濾，得濾液，取200～300mL濾液加入到發(fā)酵罐中，再加入100～200mLpH為6.5～6.8磷酸氫二鈉-氫氧化鈉緩沖溶液，在25～35℃下發(fā)酵2～3天，再升溫至35～45℃發(fā)酵1～2天，發(fā)酵結(jié)束，升溫至100～110℃，攪拌10～20min，隨后置于離心機(jī)中，在6000～7000r/min下離心30～40min，收集上清液；然后將上述上清液加入到燒杯中，再加入100～200mL石油醚，攪拌10～20min，靜置分層，收集有機(jī)相，將有機(jī)相減壓蒸餾至原體積的1/3，得到油脂混合物，將油脂混合物加入到燒杯中，將燒杯置于水浴鍋中，升溫至60～70℃，攪拌20～30min，加入100～200mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%氫氧化鈉溶液，攪拌反應(yīng)1～2h，再用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%鹽酸調(diào)節(jié)pH為7.0，得到改性油脂混合液，備用；再稱取10～20g蓖麻油，加入到帶有溫度計(jì)和回流裝置的三口燒瓶中，將燒瓶置于水浴鍋中，升溫至40～50℃，攪拌10～20min，再加入0.8～1.0mL濃硫酸，攪拌反應(yīng)1～2h，反應(yīng)結(jié)束，降溫至5～10℃，加入100～200mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%氯化鈉溶液，攪拌反應(yīng)20～30min，隨后靜置20～30min，收集油相，將油相加入到燒杯中，同時(shí)加入60～70mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%氫氧化鈉溶液，攪拌反應(yīng)30～40min，反應(yīng)結(jié)束，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%鹽酸調(diào)節(jié)pH為7.0，得到磺化蓖麻油混合液；按重量份數(shù)計(jì)，稱取50～60份備用的改性油脂混合液、20～30份上述磺化蓖麻油混合液、5～8份N-乙烯基吡咯烷酮、30～40份正庚烷、3～5份月桂醇聚氧乙烯醚，加入到燒杯中，攪拌20～30min，得到降粘基料；最后按重量份數(shù)計(jì)，稱取70～80份上述降粘基料、4～6份十八烷基三甲基氯化銨、2～4份十二烷基苯磺酸鈉、10～12份硬脂酸鈉、6～8份月桂酸、8～12份聚乙二醇、3～5份氯化鈉和1～3份硫酸鈉，加入到攪拌機(jī)中，在50～60℃、800～900r/min下攪拌2～3h，隨后自然冷卻至室溫，即可得到降粘劑。
實(shí)例1
首先依次稱取50g葡萄糖、10g酵母膏、8g蛋白胨、4g硫酸銨、2g磷酸氫二鉀和800mL去離子水，攪拌均勻后放入滅菌罐中，在100℃下滅菌10min，得到發(fā)酵培養(yǎng)基，將其置于發(fā)酵罐中，再將沼氣液過(guò)濾，得濾液，取200mL濾液加入到發(fā)酵罐中，再加入100mLpH為6.5磷酸氫二鈉-氫氧化鈉緩沖溶液，在25℃下發(fā)酵2天，再升溫至35℃發(fā)酵1天，發(fā)酵結(jié)束，升溫至100℃，攪拌10min，隨后置于離心機(jī)中，在6000r/min下離心30min，收集上清液；然后將上述上清液加入到燒杯中，再加入100mL石油醚，攪拌10min，靜置分層，收集有機(jī)相，將有機(jī)相減壓蒸餾至原體積的1/3，得到油脂混合物，將油脂混合物加入到燒杯中，將燒杯置于水浴鍋中，升溫至60℃，攪拌20min，加入100mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%氫氧化鈉溶液，攪拌反應(yīng)1h，再用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%鹽酸調(diào)節(jié)pH為7.0，得到改性油脂混合液，備用；再稱取10g蓖麻油，加入到帶有溫度計(jì)和回流裝置的三口燒瓶中，將燒瓶置于水浴鍋中，升溫至40℃，攪拌10min，再加入0.8mL濃硫酸，攪拌反應(yīng)1h，反應(yīng)結(jié)束，降溫至5℃，加入100mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%氯化鈉溶液，攪拌反應(yīng)20min，隨后靜置20min，收集油相，將油相加入到燒杯中，同時(shí)加入60mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%氫氧化鈉溶液，攪拌反應(yīng)30min，反應(yīng)結(jié)束，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%鹽酸調(diào)節(jié)pH為7.0，得到磺化蓖麻油混合液；按重量份數(shù)計(jì)，稱取50份備用的改性油脂混合液、20份上述磺化蓖麻油混合液、5份N-乙烯基吡咯烷酮、30份正庚烷、3份月桂醇聚氧乙烯醚，加入到燒杯中，攪拌20min，得到降粘基料；最后按重量份數(shù)計(jì)，稱取70份上述降粘基料、4份十八烷基三甲基氯化銨、2份十二烷基苯磺酸鈉、10份硬脂酸鈉、6份月桂酸、8份聚乙二醇、3份氯化鈉和1份硫酸鈉，加入到攪拌機(jī)中，在50℃、800r/min下攪拌2h，隨后自然冷卻至室溫，即可得到降粘劑；制得的降粘劑抗溫能力達(dá)285℃，抗鹽達(dá)9%，抗鈣能力達(dá)到6.3×103mg/L，降粘率達(dá)到91. 9%。
實(shí)例2
首先依次稱取55g葡萄糖、11g酵母膏、10g蛋白胨、5g硫酸銨、3g磷酸氫二鉀和900mL去離子水，攪拌均勻后放入滅菌罐中，在105℃下滅菌15min，得到發(fā)酵培養(yǎng)基，將其置于發(fā)酵罐中，再將沼氣液過(guò)濾，得濾液，取250mL濾液加入到發(fā)酵罐中，再加入150mLpH為6.7磷酸氫二鈉-氫氧化鈉緩沖溶液，在30℃下發(fā)酵3天，再升溫至40℃發(fā)酵2天，發(fā)酵結(jié)束，升溫至105℃，攪拌15min，隨后置于離心機(jī)中，在6500r/min下離心35min，收集上清液；然后將上述上清液加入到燒杯中，再加入150mL石油醚，攪拌15min，靜置分層，收集有機(jī)相，將有機(jī)相減壓蒸餾至原體積的1/3，得到油脂混合物，將油脂混合物加入到燒杯中，將燒杯置于水浴鍋中，升溫至65℃，攪拌25min，加入150mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%氫氧化鈉溶液，攪拌反應(yīng)2h，再用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%鹽酸調(diào)節(jié)pH為7.0，得到改性油脂混合液，備用；再稱取15g蓖麻油，加入到帶有溫度計(jì)和回流裝置的三口燒瓶中，將燒瓶置于水浴鍋中，升溫至45℃，攪拌15min，再加入0.9mL濃硫酸，攪拌反應(yīng)2h，反應(yīng)結(jié)束，降溫至8℃，加入150mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%氯化鈉溶液，攪拌反應(yīng)25min，隨后靜置25min，收集油相，將油相加入到燒杯中，同時(shí)加入65mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%氫氧化鈉溶液，攪拌反應(yīng)35min，反應(yīng)結(jié)束，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%鹽酸調(diào)節(jié)pH為7.0，得到磺化蓖麻油混合液；按重量份數(shù)計(jì)，稱取55份備用的改性油脂混合液、25份上述磺化蓖麻油混合液、7份N-乙烯基吡咯烷酮、35份正庚烷、4份月桂醇聚氧乙烯醚，加入到燒杯中，攪拌25min，得到降粘基料；最后按重量份數(shù)計(jì)，稱取75份上述降粘基料、5份十八烷基三甲基氯化銨、3份十二烷基苯磺酸鈉、11份硬脂酸鈉、7份月桂酸、10份聚乙二醇、4份氯化鈉和2份硫酸鈉，加入到攪拌機(jī)中，在55℃、850r/min下攪拌3h，隨后自然冷卻至室溫，即可得到降粘劑；制得的降粘劑抗溫能力達(dá)293℃，抗鹽達(dá)10%，抗鈣能力達(dá)到6.5×103mg/L，降粘率達(dá)到92.3%。
實(shí)例3
首先依次稱取60g葡萄糖、12g酵母膏、12g蛋白胨、6g硫酸銨、4g磷酸氫二鉀和1000mL去離子水，攪拌均勻后放入滅菌罐中，在110℃下滅菌20min，得到發(fā)酵培養(yǎng)基，將其置于發(fā)酵罐中，再將沼氣液過(guò)濾，得濾液，取300mL濾液加入到發(fā)酵罐中，再加入200mLpH為6.8磷酸氫二鈉-氫氧化鈉緩沖溶液，在35℃下發(fā)酵3天，再升溫至45℃發(fā)酵2天，發(fā)酵結(jié)束，升溫至110℃，攪拌20min，隨后置于離心機(jī)中，在7000r/min下離心40min，收集上清液；然后將上述上清液加入到燒杯中，再加入200mL石油醚，攪拌20min，靜置分層，收集有機(jī)相，將有機(jī)相減壓蒸餾至原體積的1/3，得到油脂混合物，將油脂混合物加入到燒杯中，將燒杯置于水浴鍋中，升溫至70℃，攪拌30min，加入200mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%氫氧化鈉溶液，攪拌反應(yīng)2h，再用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%鹽酸調(diào)節(jié)pH為7.0，得到改性油脂混合液，備用；再稱取20g蓖麻油，加入到帶有溫度計(jì)和回流裝置的三口燒瓶中，將燒瓶置于水浴鍋中，升溫至50℃，攪拌20min，再加入1.0mL濃硫酸，攪拌反應(yīng)2h，反應(yīng)結(jié)束，降溫至10℃，加入200mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%氯化鈉溶液，攪拌反應(yīng)30min，隨后靜置30min，收集油相，將油相加入到燒杯中，同時(shí)加入70mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%氫氧化鈉溶液，攪拌反應(yīng)40min，反應(yīng)結(jié)束，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%鹽酸調(diào)節(jié)pH為7.0，得到磺化蓖麻油混合液；按重量份數(shù)計(jì)，稱取60份備用的改性油脂混合液、30份上述磺化蓖麻油混合液、8份N-乙烯基吡咯烷酮、40份正庚烷、5份月桂醇聚氧乙烯醚，加入到燒杯中，攪拌30min，得到降粘基料；最后按重量份數(shù)計(jì)，稱取80份上述降粘基料、6份十八烷基三甲基氯化銨、4份十二烷基苯磺酸鈉、12份硬脂酸鈉、8份月桂酸、12份聚乙二醇、5份氯化鈉和3份硫酸鈉，加入到攪拌機(jī)中，在60℃、900r/min下攪拌3h，隨后自然冷卻至室溫，即可得到降粘劑；制得的降粘劑抗溫能力達(dá)300℃，抗鹽達(dá)11%，抗鈣能力達(dá)到6.7×103mg/L，降粘率達(dá)到92.6%。