[发明专利]一种生产高级油基钻井液基油并联产石油磺酸盐的方法

说明书

技术领域

本发明属于石油化工领域，涉及一种从直馏石油馏分或二次加工石油馏分中生产油基钻井液高级基油并联产石油磺酸盐的方法。

背景技术

早在20世纪60年代，国外就对油基钻井液十分重视，70年代针对深井、超深井钻井的需要先后研制了一系列高温油基钻井液，逐渐成为钻探高难度的高温深井、海上钻井、大斜度定向井、水平井、各种复杂井段和保护储层的重要手段。国内20世纪80年代以来，先后在华北、新疆、中原、大庆等油田使用过油基钻井液，但由于成本和环境保护问题，应用十分有限，直到近年来，油基钻井液才逐步被关注。随着复杂井的数量越来越多，对油基钻井液体系的需求越来越多，且要求更高。

与水基钻井液相比，油基钻井液抗污染能力强，润滑性好，抑制性强，有利于保持井壁稳定，能最大限度地保护油气层；同时油基钻井液性能稳定，易于维护，抗温能力强，热稳定性好。油基钻井液优良的抑制性及抗温性，使其在钻复杂井，特别是在钻高温深井和水敏性地层中优势更明显，能够更有效地保护水敏性油气层，提高油气产量。

由于环境要求越来越严格，尤其海上钻井作业排放物毒性限制更加严格，过去通常使用的以柴油为基油的油基泥浆体系不能满足环境保护部门提出的毒性指标要求，所以近年来发展了低毒和无毒油基钻井液以满足生态环境方面的要求。油基泥浆的毒性主要来自基础油-柴油，实际上是来自柴油中的芳香烃，所含芳香烃的量越多，毒性越大。芳香烃的含量一般用苯胺点来表示，苯胺点越低，则芳香烃的含量越高，毒性也越大。由于柴油中所含的芳烃对钻井设备的橡胶部件有较强的腐蚀作用，因此芳烃含量不宜过高，一般要求柴油的苯胺点在60℃以上。

新一代油基钻井液一般期望：粘度低、无多环芳烃、毒性低可直接排放、热稳定性好。为达到此要求，国内外有公司采用合成气或甲醇制备的液态烃的作为油基钻井液的基油，但是成本太高。适当降低传统的钻井液基油——柴油中芳烃和其它杂原子含量，就能提供合格的新一代油基钻井液基油。如何降低传统的作为钻井液基油的炼厂柴油的芳烃？

传统的润滑油基础油为原料生产白油的过程可提供借鉴，为除去石油馏分中的不饱和烃、芳香烃和N、S、O等杂原子化合物，得到结构稳定的烷烃、环烷烃。工业生产方法主要有如下4种：

1．磺化法：本法采用浓H₂SO₄、发烟H₂SO₄或SO₃进化磺化，用NaOH溶液中和，异丙醇或乙醇溶液抽提，白土精制，过滤后得到白油。

2．加氢催化法：基础油在加热、高压条件下进行催化反应，再用白土精制，过滤后得到白油。

3．溶剂萃取：将基础油用己烷稀释，加入少量水，用溶剂萃取原料油中的杂质。常用的溶剂有N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、糠醛-糠醇-水混合液和四氢糠醛水溶液等。溶剂萃取后，经白土精制，过滤后得到白油。

4．吸附法：用吸附剂将油中的杂质吸附，然后用乙醇或甲苯脱吸附，常用的吸附剂有硅胶、硅酸铝、分子筛。

传统的润滑油基础油为原料生产白油的过程所采用馏分的大部分为常减压装置的减二线、减三线的VGO油品等重质石油馏分。谢琼玉等人研究了催化裂化柴油溶剂抽提工艺（谢琼玉，徐斌．催化裂化柴油溶剂抽提降芳烃工艺技术研究[J]．石油炼制与化工，2012，(43)：10~14），催化柴油质量有所改善，芳烃含量有明显的降低，但质量分数仍在40%以上，他们没有公开所用的抽提溶剂。

本发明为生产新型油基钻井液基油，要求无多环芳烃、毒性低，所加工的石油馏分优先选用直馏柴油或加氢精制柴油、加氢裂化柴油，不推荐采用含有大量烯烃、芳烃、二烯烃的催化裂化柴油、焦化柴油。

发明内容

本发明的目的是提供一种低芳烃含量的油基钻井液基油的低成本生产方法，并同时联产石油苯磺酸盐的方法。

本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：

提供一种低芳烃含量油基钻井液基油的生产方法，主要包括三步工艺：

1）柴油馏分溶剂精制，去除柴油中的不安定组分；

2）经步骤1）精制的柴油馏分溶剂抽提分离，将其分成贫芳烃的抽余精制油和富芳烃的抽出油；

3）对步骤2）得到的贫芳烃的抽余精制油进行磺化处理，再经过碱液洗涤并分离后得到可作为油基钻井液基油的工业白油，和从碱液中提取的石油磺酸盐。

步骤1）所提到的溶剂精制所用溶剂可选用N,N-二甲基甲酰胺、乙醇或甲醇中的一个，优选采用溶剂N,N-二甲基甲酰胺。