专利名称：使用低分子量胺形成和破除乳状液的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于形成 和破除重质原油的水乳状液的方法，其可用于经过管道等运输和处理重质原油。
背景技术：
—旦使重质原油和超重质原油精炼成各种成品，则重质原油和超重质原油具有许多用途。这种精炼经常需要将重质原油和超重质原油从其产地的地下井运输至进行精炼的工厂或其他设施处。这种运输通常通过管道进行，并且这种重质原油和超重质原油的粘性可使通过管道运输存在困难。
由于产生的乳状液可易于运输、处理等，因此已经进行许多尝试以形成这些重质原油和超重质原油的水乳状液。许多这些尝试导致乳状液难以破除，或者不充分稳定，并且，该方法通常涉及各种不同的材料和步骤，这增加精炼的成本。因此，需要一种使用不过度昂贵的组分而形成乳状液和然后破除该乳状液的有效方法，并且，该方法可制备易于运输然后按照需要进行破除的乳状液，以在所需的位置以基本上脱水的状态提供重质原油。
因此，本发明的目的在于提供这样一种方法。发明内容
根据本发明，提供了一种用于形成和破除乳状液的方法，该方法解决了上述问题。
根据本发明，提供了一种用于运输重质原油的方法，其包括步骤:将重质原油与水、低分子量胺和盐以小于300rpm的混合强度进行混合，以制备水包油乳状液；将该水包油乳液运输至目的地；将额外量的盐和热添加至该水包油乳状液中，以破除该乳状液且制备至少脱水90%的重质原油相。
利用本发明的方法，可形成一种乳状液，其对于通过管道运输和各种其他处理适当稳定，且利用添加的热以驱除低分子量的胺有效地进行破除步骤，并且这伴随着添加更多的盐，热和更多盐的组合使乳状液不稳定且提供非常彻底且完整的破除以分离油相和水相，其中，该油相包括基本上脱水状态的重质原油。
参考附图，下面对本发明的优选实施方式进行了详细描述，其中:
图1示意性地示出了根据本发明的方法；
图2示出根据本发明在含有低分子量胺的原油/水系统中，盐浓度和界面张力之间的关系；
图3示出现有技术配方和本发明配方的乳状液破除温度和脱水量之间的关系；
图4和图4A示出根据本发明形成的乳状液；
图5示出根据本发明在破乳之后的几个乳状液样品。
具体实施方式
本发明涉及一种运输重质原油的方法，该方法包括形成和破除油包水乳状液。根据本发明，利用少量的低分子量胺和盐以及相对低水平的混合强度，可由重质原油和超重质原油形成具有适合运输和处理的特性的乳状液，以制备所需的乳状液。一旦所需的乳状液被处理和/或运输，则期望重质原油或超重质原油从乳状液中分离，乳状液也可通过相对简单的加热乳状液和添加额外量的盐的步骤破除。加热用于驱除胺且将乳状液提升至使其不稳定进而破除的盐浓度，从而 制备分离的油相和水相，其中该油相至少脱水90%。
理论上，本发明可用于任何具有使油难以处理或运输的粘性和/或其他流变性能的重质原油和超重质原油。根据本发明可被优选地处理的重质原油和超重质原油的典型示例包括粘性在IOOOmPa.s至250000mPa.s的原油。在该范围内，例如考虑在正常条件下和标准温度和压力下粘性大于50000mPa *s的重质原油或超重质原油，很明显，该粘性使原油难以处理和运输。因此，重质原油可具有至少IOOOmPa.s的粘性，且根据本发明形成的乳状液具有小于200mPa.s的粘性。
应当注意，在30°C和从0-120/s的剪切速率下，测量所形成的乳状液的粘性。采用在剪切速率为20/s时所报道的特定的粘性值，其通常与通过管道移动的原油的条件一致。
图1示意性地阐明根据本发明的方法，且示出在相对低的混合强度下使重质原油与水、低分子量胺和盐混合相对短期的时间，以制备充分稳定以运输至期望的目的地的水包油乳状液。仍然参考图1，一旦达到目的地，则可采用额外的混合将附加的热和盐添加至图1所示的乳状液中，这用于破除乳状液和制备所需的基本上脱水的烃相。重质原油可立刻在目的地进行精炼或其他处理，或者按照要求储存在目的地。
根据本发明，优选地低分子量胺为在温度适度增加(例如温度增加至约50°C)时充分挥发的胺，并且在破除乳状液的时间，则将胺驱除。当然，在所期望的运输和处理条件下，胺不应当蒸发。此外，优选地，低分子量胺为易于获得且从成本角度看并不过分高的胺。尽管可以使用各种其他低分子量胺，但是一种特别适合的胺为乙胺。其他适合的胺包括但不限于丙胺、异丙胺和二乙胺。如在本文中所使用的，术语“低分子量胺”指具有I至4个碳原子(C1-C4)的胺。优选地，这些胺具有小于55gr/mol的分子量。
通过首先在水溶液中制备低分子量胺，将低分子量胺与油混合，例如与待添加的一些水或所有水混合，以形成乳状液。在一些情况下，可适用不同的胺的混合。
根据本发明，相对小浓度的胺有效地形成所需的乳状液。如果所需的乳状液具有重量比为50/50至70/30的油水比率，则发现利用浓度在250ppm至750ppm之间的胺是足够的。低于250ppm的浓度将不可制备适当稳定的乳状液，然而高于750ppm的浓度没有由于额外的胺成本而在质量上有任何改善。
在混合步骤中待添加的盐可为任何适合地供应的盐，且可优选地为NaCl、KCl或其混合物。盐也可添加到水溶液中，其中一些水或全部水与原油混合。这可为相同的或与胺分离的溶液。如下所解释的已经得知，存在一个盐浓度范围(window)，其对于形成所需的乳状液特别有效。一旦超过该浓度范围，则该盐反而有助于破除乳状液。根据本发明，由于在混合步骤期间使用的盐的优选浓度对应于该盐有助于形成所需的乳状液的一般范围，因此这些浓度处于500ppm至2000ppm之间。
一旦水、胺、盐和原油已经混合，则与其他形成乳状液的方法相比，它们经历相对低强度的混合条件。混合强度通常小于或等于200rpm。可在普通混合机中进行混合，且混合进行足够的时间以制备所需的乳状液。用于制备油田规模的乳状液的时间通常为大约2分钟。
根据本发明，低分子量胺和盐用于激活在原油和重质原油中存在的天然表面活性剂材料，并且，天然表面活性剂、胺和盐的这种组合用于产生形成所需的乳状液的良好条件。
应当注意，由于pH值有助于激活原油中的天然表面活性剂，因此为了形成和稳定乳状液，需要大于或等于11的PH值。
为了评估盐浓度对于含有乙胺的原油/水系统的影响，如图2所示在增加的NaCl浓度下测定界面张力。
在1500ppm乙胺存在的情况下混合重质原油和水时，从IOOppm的低浓度开始且增加至1500ppm时，对界面张力进行测定。图2示出在200ppm和约1500ppm之间的带，其中界面张力保持在0.01达因/cm至0.1达因/cm之间。这些值对于形成根据本发明的乳状液是理想的。
根据本发明形成的最终的乳状液具有合适的特性以用于通过典型的管道和其他设备进行运输和处理。这样一种乳状液的稳定性的确定方法为测量如在保存期间粘性和平均液滴直径所表示的静态稳定性。根据本发明，使用750ppm乙胺和IOOOppm的NaCl，制备乳状液。形成的原油/水乳状液具有的原油与水的比率为50/50和60/40。在40°C温度下，在八天保存时间期间评估了这两种乳状液，沿着该保存时间在各个点测量平均液滴直径和粘性。
通常，根据本发明形成的乳状液的平均液滴尺寸处于5微米至22微米之间，且粘性处于15mPa.s至200mPa.s之间。
下面的表I列出了这些测量的结果，且应当理解，优选地，在保存期间的液滴直径和粘性变化适合于出于运输和处理重质原油和超重质原油目的而形成的乳状液。应当注意到最初的重质原油的粘性为50000mPa.s，而乳状液的粘性处于如表I所示的30mPa.s至200mPa.s或cP之间时，尤其如此。
表I
权利要求
1.一种用于运输重质原油的方法，所述方法包括步骤: 使重质原油与水、低分子量胺和盐以小于300rpm的混合强度混合，以制备水包油乳状液； 将所述水包油乳状液运输至目的地；和 将额外量的盐和热添加至所述水包油乳状液中以破除所述乳状液，且制备至少脱水90%的重质原油。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述重质原油的粘性至少为IOOOmPa.S，且所述水包油乳状液的粘性小于200mPa.S。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述重质原油含有天然表面活性剂，在所述胺和盐的存在的情况下，所述天然表面活性剂减少所述重质原油和和所述水之间的界面张力以形成所述水包油乳状液。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述低分子量胺的分子量小于55gr/m0l。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述低分子量胺为乙胺。
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述盐为NaCl。
7.如权利要求1所述的方法，其中，在小于或等于40°C的温度下进行所述混合和运输步骤，其中，所述添加阶段包括加热所述水包油乳状液至至少50°C的温度。
8.如权利要求1所述的方法，其中，通过在所述添加步骤添加的热驱除所述胺，以钝化来自所述重质原油的天然表面活性剂并且破除所述乳状液。
9.如权利要求1所述的方法，其中，以处于250ppm和750ppm之间的量混合所述胺。
10.如权利要求1所述的方法，其中，混合所述重质原油和所述水以制备水包油乳状液，所述水包油乳状液的油与水的重量比率在50/50和70/30之间。
11.如权利要求1所述的方法，其中，所述重质原油相至少脱水98%。
12.如权利要求1所述的方法,其中，所述盐以500ppm和2000ppm之间的量进行混合。
13.如权利要求1所述的方法，其中，添加额外量的盐以将所述乳状液中的盐的浓度增加至至少约5000ppm。
14.一种适于通过流体管道运输的水包油乳状液,所述水包油乳状液包括: 重质原油相、水相、低分子量胺和盐，其中所述乳状液的粘性小于200mPa.S。
15.如权利要求14所述的乳状液，其中，所述乳状液的平均液滴尺寸处于5微米至22微米之间，且粘性处 于15mPa.s至200mPa.s之间。
全文摘要
本发明涉及使用低分子量胺形成和破除乳状液。一种运输重质原油的方法包括如下步骤使重质原油与水、低分子量胺和盐在小于300rpm的混合强度下进行混合，以制备水包油乳状液；将所述水包油乳状液运输至目的地；并将额外量的盐和热添加至所述水包油乳状液中以破除所述乳状液，且制备至少脱水90%的重质原油。
文档编号C10G33/04GK103102928SQ20121045071
公开日2013年5月15日 申请日期2012年11月12日 优先权日2011年11月11日
发明者西奥玛若·古铁雷斯, 劳尔·沙特 申请人:英特卫普公司