專利名稱：使用低分子量胺形成和破除乳狀液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于形成 和破除重質(zhì)原油的水乳狀液的方法，其可用于經(jīng)過(guò)管道等運(yùn)輸和處理重質(zhì)原油。
背景技術(shù)：
—旦使重質(zhì)原油和超重質(zhì)原油精煉成各種成品，則重質(zhì)原油和超重質(zhì)原油具有許多用途。這種精煉經(jīng)常需要將重質(zhì)原油和超重質(zhì)原油從其產(chǎn)地的地下井運(yùn)輸至進(jìn)行精煉的工廠或其他設(shè)施處。這種運(yùn)輸通常通過(guò)管道進(jìn)行，并且這種重質(zhì)原油和超重質(zhì)原油的粘性可使通過(guò)管道運(yùn)輸存在困難。
由于產(chǎn)生的乳狀液可易于運(yùn)輸、處理等，因此已經(jīng)進(jìn)行許多嘗試以形成這些重質(zhì)原油和超重質(zhì)原油的水乳狀液。許多這些嘗試導(dǎo)致乳狀液難以破除，或者不充分穩(wěn)定，并且，該方法通常涉及各種不同的材料和步驟，這增加精煉的成本。因此，需要一種使用不過(guò)度昂貴的組分而形成乳狀液和然后破除該乳狀液的有效方法，并且，該方法可制備易于運(yùn)輸然后按照需要進(jìn)行破除的乳狀液，以在所需的位置以基本上脫水的狀態(tài)提供重質(zhì)原油。
因此，本發(fā)明的目的在于提供這樣一種方法。發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于形成和破除乳狀液的方法，該方法解決了上述問(wèn)題。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于運(yùn)輸重質(zhì)原油的方法，其包括步驟:將重質(zhì)原油與水、低分子量胺和鹽以小于300rpm的混合強(qiáng)度進(jìn)行混合，以制備水包油乳狀液；將該水包油乳液運(yùn)輸至目的地；將額外量的鹽和熱添加至該水包油乳狀液中，以破除該乳狀液且制備至少脫水90%的重質(zhì)原油相。
利用本發(fā)明的方法，可形成一種乳狀液，其對(duì)于通過(guò)管道運(yùn)輸和各種其他處理適當(dāng)穩(wěn)定，且利用添加的熱以驅(qū)除低分子量的胺有效地進(jìn)行破除步驟，并且這伴隨著添加更多的鹽，熱和更多鹽的組合使乳狀液不穩(wěn)定且提供非常徹底且完整的破除以分離油相和水相，其中，該油相包括基本上脫水狀態(tài)的重質(zhì)原油。


參考附圖，下面對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了詳細(xì)描述，其中:
圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的方法；
圖2示出根據(jù)本發(fā)明在含有低分子量胺的原油/水系統(tǒng)中，鹽濃度和界面張力之間的關(guān)系；
圖3示出現(xiàn)有技術(shù)配方和本發(fā)明配方的乳狀液破除溫度和脫水量之間的關(guān)系；
圖4和圖4A示出根據(jù)本發(fā)明形成的乳狀液；
圖5示出根據(jù)本發(fā)明在破乳之后的幾個(gè)乳狀液樣品。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明涉及一種運(yùn)輸重質(zhì)原油的方法，該方法包括形成和破除油包水乳狀液。根據(jù)本發(fā)明，利用少量的低分子量胺和鹽以及相對(duì)低水平的混合強(qiáng)度，可由重質(zhì)原油和超重質(zhì)原油形成具有適合運(yùn)輸和處理的特性的乳狀液，以制備所需的乳狀液。一旦所需的乳狀液被處理和/或運(yùn)輸，則期望重質(zhì)原油或超重質(zhì)原油從乳狀液中分離，乳狀液也可通過(guò)相對(duì)簡(jiǎn)單的加熱乳狀液和添加額外量的鹽的步驟破除。加熱用于驅(qū)除胺且將乳狀液提升至使其不穩(wěn)定進(jìn)而破除的鹽濃度，從而 制備分離的油相和水相，其中該油相至少脫水90%。
理論上，本發(fā)明可用于任何具有使油難以處理或運(yùn)輸?shù)恼承院?或其他流變性能的重質(zhì)原油和超重質(zhì)原油。根據(jù)本發(fā)明可被優(yōu)選地處理的重質(zhì)原油和超重質(zhì)原油的典型示例包括粘性在IOOOmPa.s至250000mPa.s的原油。在該范圍內(nèi)，例如考慮在正常條件下和標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力下粘性大于50000mPa *s的重質(zhì)原油或超重質(zhì)原油，很明顯，該粘性使原油難以處理和運(yùn)輸。因此，重質(zhì)原油可具有至少IOOOmPa.s的粘性，且根據(jù)本發(fā)明形成的乳狀液具有小于200mPa.s的粘性。
應(yīng)當(dāng)注意，在30°C和從0-120/s的剪切速率下，測(cè)量所形成的乳狀液的粘性。采用在剪切速率為20/s時(shí)所報(bào)道的特定的粘性值，其通常與通過(guò)管道移動(dòng)的原油的條件一致。
圖1示意性地闡明根據(jù)本發(fā)明的方法，且示出在相對(duì)低的混合強(qiáng)度下使重質(zhì)原油與水、低分子量胺和鹽混合相對(duì)短期的時(shí)間，以制備充分穩(wěn)定以運(yùn)輸至期望的目的地的水包油乳狀液。仍然參考圖1，一旦達(dá)到目的地，則可采用額外的混合將附加的熱和鹽添加至圖1所示的乳狀液中，這用于破除乳狀液和制備所需的基本上脫水的烴相。重質(zhì)原油可立刻在目的地進(jìn)行精煉或其他處理，或者按照要求儲(chǔ)存在目的地。
根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地低分子量胺為在溫度適度增加(例如溫度增加至約50°C)時(shí)充分揮發(fā)的胺，并且在破除乳狀液的時(shí)間，則將胺驅(qū)除。當(dāng)然，在所期望的運(yùn)輸和處理?xiàng)l件下，胺不應(yīng)當(dāng)蒸發(fā)。此外，優(yōu)選地，低分子量胺為易于獲得且從成本角度看并不過(guò)分高的胺。盡管可以使用各種其他低分子量胺，但是一種特別適合的胺為乙胺。其他適合的胺包括但不限于丙胺、異丙胺和二乙胺。如在本文中所使用的，術(shù)語(yǔ)“低分子量胺”指具有I至4個(gè)碳原子(C1-C4)的胺。優(yōu)選地，這些胺具有小于55gr/mol的分子量。
通過(guò)首先在水溶液中制備低分子量胺，將低分子量胺與油混合，例如與待添加的一些水或所有水混合，以形成乳狀液。在一些情況下，可適用不同的胺的混合。
根據(jù)本發(fā)明，相對(duì)小濃度的胺有效地形成所需的乳狀液。如果所需的乳狀液具有重量比為50/50至70/30的油水比率，則發(fā)現(xiàn)利用濃度在250ppm至750ppm之間的胺是足夠的。低于250ppm的濃度將不可制備適當(dāng)穩(wěn)定的乳狀液，然而高于750ppm的濃度沒(méi)有由于額外的胺成本而在質(zhì)量上有任何改善。
在混合步驟中待添加的鹽可為任何適合地供應(yīng)的鹽，且可優(yōu)選地為NaCl、KCl或其混合物。鹽也可添加到水溶液中，其中一些水或全部水與原油混合。這可為相同的或與胺分離的溶液。如下所解釋的已經(jīng)得知，存在一個(gè)鹽濃度范圍(window)，其對(duì)于形成所需的乳狀液特別有效。一旦超過(guò)該濃度范圍，則該鹽反而有助于破除乳狀液。根據(jù)本發(fā)明，由于在混合步驟期間使用的鹽的優(yōu)選濃度對(duì)應(yīng)于該鹽有助于形成所需的乳狀液的一般范圍，因此這些濃度處于500ppm至2000ppm之間。
一旦水、胺、鹽和原油已經(jīng)混合，則與其他形成乳狀液的方法相比，它們經(jīng)歷相對(duì)低強(qiáng)度的混合條件。混合強(qiáng)度通常小于或等于200rpm?？稍谄胀ɑ旌蠙C(jī)中進(jìn)行混合，且混合進(jìn)行足夠的時(shí)間以制備所需的乳狀液。用于制備油田規(guī)模的乳狀液的時(shí)間通常為大約2分鐘。
根據(jù)本發(fā)明，低分子量胺和鹽用于激活在原油和重質(zhì)原油中存在的天然表面活性劑材料，并且，天然表面活性劑、胺和鹽的這種組合用于產(chǎn)生形成所需的乳狀液的良好條件。
應(yīng)當(dāng)注意，由于pH值有助于激活原油中的天然表面活性劑，因此為了形成和穩(wěn)定乳狀液，需要大于或等于11的PH值。
為了評(píng)估鹽濃度對(duì)于含有乙胺的原油/水系統(tǒng)的影響，如圖2所示在增加的NaCl濃度下測(cè)定界面張力。
在1500ppm乙胺存在的情況下混合重質(zhì)原油和水時(shí)，從IOOppm的低濃度開始且增加至1500ppm時(shí)，對(duì)界面張力進(jìn)行測(cè)定。圖2示出在200ppm和約1500ppm之間的帶，其中界面張力保持在0.01達(dá)因/cm至0.1達(dá)因/cm之間。這些值對(duì)于形成根據(jù)本發(fā)明的乳狀液是理想的。
根據(jù)本發(fā)明形成的最終的乳狀液具有合適的特性以用于通過(guò)典型的管道和其他設(shè)備進(jìn)行運(yùn)輸和處理。這樣一種乳狀液的穩(wěn)定性的確定方法為測(cè)量如在保存期間粘性和平均液滴直徑所表示的靜態(tài)穩(wěn)定性。根據(jù)本發(fā)明，使用750ppm乙胺和IOOOppm的NaCl，制備乳狀液。形成的原油/水乳狀液具有的原油與水的比率為50/50和60/40。在40°C溫度下，在八天保存時(shí)間期間評(píng)估了這兩種乳狀液，沿著該保存時(shí)間在各個(gè)點(diǎn)測(cè)量平均液滴直徑和粘性。
通常，根據(jù)本發(fā)明形成的乳狀液的平均液滴尺寸處于5微米至22微米之間，且粘性處于15mPa.s至200mPa.s之間。
下面的表I列出了這些測(cè)量的結(jié)果，且應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選地，在保存期間的液滴直徑和粘性變化適合于出于運(yùn)輸和處理重質(zhì)原油和超重質(zhì)原油目的而形成的乳狀液。應(yīng)當(dāng)注意到最初的重質(zhì)原油的粘性為50000mPa.s，而乳狀液的粘性處于如表I所示的30mPa.s至200mPa.s或cP之間時(shí)，尤其如此。
表I
權(quán)利要求
1.一種用于運(yùn)輸重質(zhì)原油的方法，所述方法包括步驟: 使重質(zhì)原油與水、低分子量胺和鹽以小于300rpm的混合強(qiáng)度混合，以制備水包油乳狀液； 將所述水包油乳狀液運(yùn)輸至目的地；和 將額外量的鹽和熱添加至所述水包油乳狀液中以破除所述乳狀液，且制備至少脫水90%的重質(zhì)原油。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述重質(zhì)原油的粘性至少為IOOOmPa.S，且所述水包油乳狀液的粘性小于200mPa.S。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述重質(zhì)原油含有天然表面活性劑，在所述胺和鹽的存在的情況下，所述天然表面活性劑減少所述重質(zhì)原油和和所述水之間的界面張力以形成所述水包油乳狀液。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述低分子量胺的分子量小于55gr/m0l。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述低分子量胺為乙胺。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述鹽為NaCl。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在小于或等于40°C的溫度下進(jìn)行所述混合和運(yùn)輸步驟，其中，所述添加階段包括加熱所述水包油乳狀液至至少50°C的溫度。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過(guò)在所述添加步驟添加的熱驅(qū)除所述胺，以鈍化來(lái)自所述重質(zhì)原油的天然表面活性劑并且破除所述乳狀液。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，以處于250ppm和750ppm之間的量混合所述胺。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，混合所述重質(zhì)原油和所述水以制備水包油乳狀液，所述水包油乳狀液的油與水的重量比率在50/50和70/30之間。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述重質(zhì)原油相至少脫水98%。
12.如權(quán)利要求1所述的方法,其中，所述鹽以500ppm和2000ppm之間的量進(jìn)行混合。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，添加額外量的鹽以將所述乳狀液中的鹽的濃度增加至至少約5000ppm。
14.一種適于通過(guò)流體管道運(yùn)輸?shù)乃腿闋钜?所述水包油乳狀液包括: 重質(zhì)原油相、水相、低分子量胺和鹽，其中所述乳狀液的粘性小于200mPa.S。
15.如權(quán)利要求14所述的乳狀液，其中，所述乳狀液的平均液滴尺寸處于5微米至22微米之間，且粘性處 于15mPa.s至200mPa.s之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及使用低分子量胺形成和破除乳狀液。一種運(yùn)輸重質(zhì)原油的方法包括如下步驟使重質(zhì)原油與水、低分子量胺和鹽在小于300rpm的混合強(qiáng)度下進(jìn)行混合，以制備水包油乳狀液；將所述水包油乳狀液運(yùn)輸至目的地；并將額外量的鹽和熱添加至所述水包油乳狀液中以破除所述乳狀液，且制備至少脫水90%的重質(zhì)原油。
文檔編號(hào)C10G33/04GK103102928SQ20121045071
公開日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2012年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月11日
發(fā)明者西奧瑪若·古鐵雷斯, 勞爾·沙特 申請(qǐng)人:英特衛(wèi)普公司