[发明专利]一种原油减压渣油馏分磺酸盐及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种油田表面活性剂，具体地说涉及一种原油减压渣油馏分磺酸盐及其制备方法。

背景技术：

表面活性剂是重要的油田化学剂，在油田采油、稠油降粘、乳化及破乳等方面均有重要应用。磺酸盐是油田表面活性剂中重要的品种，具有制备方法简单、成本低廉、适应性好等优点。油田用磺酸盐品种主要包括：石油磺酸盐、烷基苯磺酸盐、木质素磺酸盐、重烷基苯磺酸盐等，其分子量主要在200-500范围内，亲油基团主要由直(支)链烷烃、部分环烷烃和芳香烃结构组成。

油田表面活性剂要在油田采油、稠油降粘、乳化及破乳过程中，其亲油基团部分要求与作用的原油结构相近，根据相似相溶原理，这样表面活性剂的亲油部分与原油能够充分作用，在油田采油、稠油降粘、乳化及破乳过程中取得好的效果。

随着原油组分逐渐变重、组分中稠环芳香结构增多，常用的石油磺酸盐、烷基苯磺酸盐、木质素磺酸盐、重烷基苯磺酸盐的亲油基团部分在分子量和稠环芳烃结构比重方面与作用原油的组成相差较大，在油田采油、稠油降粘、乳化及破乳等方面的效果逐渐下降。

原油减压渣油是原油中沸点最高、相对分子质量最大、杂原子含量最多和结构最为复杂的部分。关于减压渣油的结构单元或平均分子结构，一般认为是以稠合的芳香环系为核心且并合若干个环烷环，在芳香环和环烷环上带有若干个长度不等的烷基侧链，在其分子中还杂有各种硫、氮、氧的基团，并络合有镍、钒、铁等金属。同时，稠环芳香环系还通过П-П作用、氢键等形成片状结构单元。在减压渣油重组分中更是以片状芳香稠环结构为主。在我国大多数重要油田原油中，减压渣油的含量高，＞500℃减压渣油的产率一般为40-50％。但在常规条件下减压渣油中结构单元大小差别大、分布范围宽，各种结构单元无序化排列、堆砌及缔合。

同时，由于原油减压渣油沸点高，难以用常规方法进一步分离，而直接磺化，分子量分布宽，亲油基团结构单元差别大，并且容易出现结焦、磺化不均匀、磺化产品不稳定等不足。

超临界流体是指相态参数在流体临界点以上的流体，超临界流体和一般流体相比，其溶解度要大幅度增加，同时，超临界流体在临界点附近其溶解度等参数随外界温度和压力变化显著。随着压力的减小，超临界流体的溶解度也逐渐降低。根据这一原理，首先将减压渣油溶解在烷烃的超临界流体中，通过逐步释放压力，减压渣油在烷烃中的溶解度降低，减压渣油中的组分由重到轻逐渐从超临界流体中析出，达到减压渣油精细分离。

发明内容

本发明的目的，在于以原油减压渣油为原料，通过不同的分离方法将减压渣油按照分子量(或分子极性)的大小进行分离，获得分子量(或分子极性)递变的的减压渣油精细馏分，在此基础上，进行磺化、老化、中和等步骤，制备减压渣油馏分磺酸盐。该种磺酸盐具有分子量分布集中、分子量较高并且逐渐递增，稠环芳香结构比重高、在油田采油、稠油降粘、乳化及破乳等方面具有很好的效果。

为实现上述目的，本发明制备方法包括如下步骤：

(1)原油减压渣油精细分离

将轻烃(丙烷、丁烷、戊烷或庚烷)注入高压容器中，逐步增压使得压力超过轻烃的临界压力，轻烃转化为超临界临界流体，再将原油减压渣油充分溶解在轻烃超临界流体中。逐步释放压力，溶解的原油减压渣油组分由重到轻逐步析出，按释放压力梯度收集产品，即获得减压渣油精细分馏组分。

(2)40-70℃条件下，以发烟硫酸(或三氧化硫)为磺化剂，酸油比为0.4-0.8，磺化时间为0.5-3.0小时，在同一温度下，老化0.5-3.0小时；

(3)在55℃水浴中的，在反应釜中加入适量水，缓慢滴加20％NaOH，同时进行搅拌，使pH值为7～9左右，为防止反酸，搅拌时间大于2小时，得到原油减压渣油馏分磺酸盐；

(4)将(3)中获得的原油减压渣油馏分磺酸盐置于萃取釜中，按重量(粗磺酸盐)体积(低碳醇)1g∶8ml比加入低碳醇，萃取温度为30-60℃，萃取时间为0.5-2.0小时，分离磺酸盐和未磺化油。分离完全后，将上层溶液抽滤，滤液在15℃下迅速冷却，可以析出白色晶体。将白色晶体过滤，滤液蒸干得到精制产品。

实施例1：

采用戊烷为溶剂，循环量为6.0L/h，压力范围为12MPa，温度为220℃将胜华炼厂减压渣油1200g溶解于戊烷超临界流体中，逐步释放压力，原油减压渣油中组分由重到轻逐级析出，获得按分子量逐渐递增的原油减压渣油精细馏分。所得馏分的释压梯度，分子量、四组分分析结果如下表所示：

胜华减压渣油超临界流体萃取分馏的窄馏分四组分组成