專利名稱：使用低分子量胺形成和破除乳狀液的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于形成 和破除重質原油的水乳狀液的方法，其可用于經過管道等運輸和處理重質原油。
背景技術：
—旦使重質原油和超重質原油精煉成各種成品，則重質原油和超重質原油具有許多用途。這種精煉經常需要將重質原油和超重質原油從其產地的地下井運輸至進行精煉的工廠或其他設施處。這種運輸通常通過管道進行，并且這種重質原油和超重質原油的粘性可使通過管道運輸存在困難。
由于產生的乳狀液可易于運輸、處理等，因此已經進行許多嘗試以形成這些重質原油和超重質原油的水乳狀液。許多這些嘗試導致乳狀液難以破除，或者不充分穩定，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輸然后按照需要進行破除的乳狀液，以在所需的位置以基本上脫水的狀態提供重質原油。
因此，本發明的目的在于提供這樣一種方法。發明內容
根據本發明，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題。
根據本發明，提供了一種用于運輸重質原油的方法，其包括步驟:將重質原油與水、低分子量胺和鹽以小于300rpm的混合強度進行混合，以制備水包油乳狀液；將該水包油乳液運輸至目的地；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%的重質原油相。
利用本發明的方法，可形成一種乳狀液，其對于通過管道運輸和各種其他處理適當穩定，且利用添加的熱以驅除低分子量的胺有效地進行破除步驟，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的重質原油。
參考附圖，下面對本發明的優選實施方式進行了詳細描述，其中:
圖1示意性地示出了根據本發明的方法；
圖2示出根據本發明在含有低分子量胺的原油/水系統中，鹽濃度和界面張力之間的關系；
圖3示出現有技術配方和本發明配方的乳狀液破除溫度和脫水量之間的關系；
圖4和圖4A示出根據本發明形成的乳狀液；
圖5示出根據本發明在破乳之后的幾個乳狀液樣品。
具體實施方式
本發明涉及一種運輸重質原油的方法，該方法包括形成和破除油包水乳狀液。根據本發明，利用少量的低分子量胺和鹽以及相對低水平的混合強度，可由重質原油和超重質原油形成具有適合運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/或運輸，則期望重質原油或超重質原油從乳狀液中分離，乳狀液也可通過相對簡單的加熱乳狀液和添加額外量的鹽的步驟破除。加熱用于驅除胺且將乳狀液提升至使其不穩定進而破除的鹽濃度，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，本發明可用于任何具有使油難以處理或運輸的粘性和/或其他流變性能的重質原油和超重質原油。根據本發明可被優選地處理的重質原油和超重質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，例如考慮在正常條件下和標準溫度和壓力下粘性大于50000mPa *s的重質原油或超重質原油，很明顯，該粘性使原油難以處理和運輸。因此，重質原油可具有至少IOOOmPa.s的粘性，且根據本發明形成的乳狀液具有小于200mPa.s的粘性。
應當注意，在30°C和從0-120/s的剪切速率下，測量所形成的乳狀液的粘性。采用在剪切速率為20/s時所報道的特定的粘性值，其通常與通過管道移動的原油的條件一致。
圖1示意性地闡明根據本發明的方法，且示出在相對低的混合強度下使重質原油與水、低分子量胺和鹽混合相對短期的時間，以制備充分穩定以運輸至期望的目的地的水包油乳狀液。仍然參考圖1，一旦達到目的地，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。重質原油可立刻在目的地進行精煉或其他處理，或者按照要求儲存在目的地。
根據本發明，優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)時充分揮發的胺，并且在破除乳狀液的時間，則將胺驅除。當然，在所期望的運輸和處理條件下，胺不應當蒸發。此外，優選地，低分子量胺為易于獲得且從成本角度看并不過分高的胺。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，術語“低分子量胺”指具有I至4個碳原子(C1-C4)的胺。優選地，這些胺具有小于55gr/mol的分子量。
通過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。
根據本發明，相對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，則發現利用濃度在250ppm至750ppm之間的胺是足夠的。低于250ppm的濃度將不可制備適當穩定的乳狀液，然而高于750ppm的濃度沒有由于額外的胺成本而在質量上有任何改善。
在混合步驟中待添加的鹽可為任何適合地供應的鹽，且可優選地為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。如下所解釋的已經得知，存在一個鹽濃度范圍(window)，其對于形成所需的乳狀液特別有效。一旦超過該濃度范圍，則該鹽反而有助于破除乳狀液。根據本發明，由于在混合步驟期間使用的鹽的優選濃度對應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、鹽和原油已經混合，則與其他形成乳狀液的方法相比，它們經歷相對低強度的混合條件。混合強度通常小于或等于200rpm。可在普通混合機中進行混合，且混合進行足夠的時間以制備所需的乳狀液。用于制備油田規模的乳狀液的時間通常為大約2分鐘。
根據本發明，低分子量胺和鹽用于激活在原油和重質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生形成所需的乳狀液的良好條件。
應當注意，由于pH值有助于激活原油中的天然表面活性劑，因此為了形成和穩定乳狀液，需要大于或等于11的PH值。
為了評估鹽濃度對于含有乙胺的原油/水系統的影響，如圖2所示在增加的NaCl濃度下測定界面張力。
在1500ppm乙胺存在的情況下混合重質原油和水時，從IOOppm的低濃度開始且增加至1500ppm時，對界面張力進行測定。圖2示出在200ppm和約1500ppm之間的帶，其中界面張力保持在0.01達因/cm至0.1達因/cm之間。這些值對于形成根據本發明的乳狀液是理想的。
根據本發明形成的最終的乳狀液具有合適的特性以用于通過典型的管道和其他設備進行運輸和處理。這樣一種乳狀液的穩定性的確定方法為測量如在保存期間粘性和平均液滴直徑所表示的靜態穩定性。根據本發明，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，在八天保存時間期間評估了這兩種乳狀液，沿著該保存時間在各個點測量平均液滴直徑和粘性。
通常，根據本發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列出了這些測量的結果，且應當理解，優選地，在保存期間的液滴直徑和粘性變化適合于出于運輸和處理重質原油和超重質原油目的而形成的乳狀液。應當注意到最初的重質原油的粘性為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，尤其如此。
表I
權利要求
1.一種用于運輸重質原油的方法，所述方法包括步驟: 使重質原油與水、低分子量胺和鹽以小于300rpm的混合強度混合，以制備水包油乳狀液； 將所述水包油乳狀液運輸至目的地；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%的重質原油。
2.如權利要求1所述的方法，其中，所述重質原油的粘性至少為IOOOmPa.S，且所述水包油乳狀液的粘性小于200mPa.S。
3.如權利要求1所述的方法，其中，所述重質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.如權利要求1所述的方法，其中，所述低分子量胺為乙胺。
6.如權利要求1所述的方法，其中，所述鹽為NaCl。
7.如權利要求1所述的方法，其中，在小于或等于40°C的溫度下進行所述混合和運輸步驟，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.如權利要求1所述的方法，其中，通過在所述添加步驟添加的熱驅除所述胺，以鈍化來自所述重質原油的天然表面活性劑并且破除所述乳狀液。
9.如權利要求1所述的方法，其中，以處于250ppm和750ppm之間的量混合所述胺。
10.如權利要求1所述的方法，其中，混合所述重質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.如權利要求1所述的方法，其中，所述重質原油相至少脫水98%。
12.如權利要求1所述的方法,其中，所述鹽以500ppm和2000ppm之間的量進行混合。
13.如權利要求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。
14.一種適于通過流體管道運輸的水包油乳狀液,所述水包油乳狀液包括: 重質原油相、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
本發明涉及使用低分子量胺形成和破除乳狀液。一種運輸重質原油的方法包括如下步驟使重質原油與水、低分子量胺和鹽在小于300rpm的混合強度下進行混合，以制備水包油乳狀液；將所述水包油乳狀液運輸至目的地；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%的重質原油。
文檔編號C10G33/04GK103102928SQ20121045071
公開日2013年5月15日 申請日期2012年11月12日 優先權日2011年11月11日
發明者西奧瑪若·古鐵雷斯, 勞爾·沙特 申請人:英特衛普公司