CN108929714A - 一种适用于原油中有机钠盐的脱钠剂 - Google Patents
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Abstract
一种适合于原油中有机钠盐的脱钠剂，包括有机铵盐5~80份、无机铵盐20~95份；所述脱钠剂还包括以下组分：有机铵盐5~80份、无机铵盐20~95份、助转移剂0.5~5份、以及去离子水，所述有机铵盐、无机铵盐和助转移剂三者为原油脱纳剂的有效组分，其有效组分在去离子水的浓度为1%~80%。所述的原油脱钠剂为中性水溶液，不会对设备有产生腐蚀，也不会对原油加工过程和污水处理造成不良影响。该脱钠剂具有良好的水溶性和对原油中有机钠盐的脱除能力，使用方便，完全可以借助常规的原油电脱盐装置实现对有机钠盐的有效脱除。
Description
技术领域
本发明属于石油加工领域，主要涉及一种适用于脱除原油中油溶性有机钠盐的脱钠剂。
背景技术
目前，我国主要的油田已进入二次采油后期，为提高原油采收率，以化学复合驱技术为特征的三次采油技术得到了广泛的应用。在化学复合驱技术中，三元复合驱(碱、表面活性剂和高分子聚合物)是上世纪80年代发展起来的一项新技术，在国内油田中大量采用。在三元复合驱技术中，阴离子表面活性剂石油磺酸钠因具有界面活性强、驱油效果好、价格低等的特点而被大量采用。三次采油过程中使用的石油磺酸钠的亲油集团平均碳原子数大于23，与原油的亲和力强，更容易溶解在原油中，是造成原油有机钠含量上升的主要原因。
由于长碳链的石油磺酸钠表面活性强，水溶性差，在原油电脱盐过程中不仅会造成油水分离困难，切水严重带油，电脱盐罐频繁跳闸，而且会导致脱后原油有机钠含量高，影响原油的后续加工。
钠是原油加工过程中的有毒有害金属之一。钠属于强碱性金属，对催化剂的影响主要包括3个方面：一是降低催化剂的水热稳定性；二是中和催化剂的酸性中心，造成其活性下降或永久失活；三是堵塞催化剂的孔道，降低催化剂与物料的接触机率，最终导致产品分布变差，影响炼厂的经济效益。钠盐容易沉积在换热器、加热炉和塔盘等设备的内壁上形成盐垢，导致垢下腐蚀，影响传热效率和产品质量，促进原料结焦，严重时会造成管道和设备堵塞，引发安全事故。因此，有效地脱除原油中的钠含量，是炼厂原油电脱盐装置的主要目标。
以往原油中的钠主要以无机钠盐的形式存在，如NaCl，Na2CO3等，这些无机钠盐易溶于水，可以通过电脱盐过程有效脱除。一般中、轻质原油经过两级电脱盐后，脱后原油的盐含量可以达到3mgNaCl/l以下，满足深度脱盐的技术要求。但是，随着原油资源的变重以及三次采油技术普遍应用，原油中的有机钠盐含量增加，这些钠盐水溶性差，在电脱盐过程中难以脱除，导致钠的危害波及到石油加工的全过程。
发明内容
为了克服背景技术中的不足，本发明的目的在于提供一种适用于原油中有机钠盐的脱钠剂。采用该脱钠剂可以将原油中的油溶性有机钠盐转化为水溶性的无机钠盐，借助原油电脱盐过程予以脱除，从而解决脱后原油有机钠含量高对原油加工过程带来的不利影响。
为了实现所述的发明目的，本发明采用如下技术方案：一种适应于原油中有机钠盐的脱钠剂，由以下质量份数的组分组成：有机铵盐5～80份、无机铵盐20～95份。
为了进一步改进技术方案，本发明所述原油脱钠剂还包括以下组分：有机铵盐5～80份、无机铵盐20～95份、助转移剂0.5～5份、以及去离子水，所述有机铵盐、无机铵盐和助转移剂三者为该原油脱钠剂的有效组分，其有效组分在去离子水的浓度为1％～80％。
为了进一步改进技术方案，本发明所述有机铵盐为乙酸铵、水扬酸铵、苯甲酸铵、草酸铵、柠檬酸铵、六羟基合锑酸铵和丙烯酸铵中的一种或几种的混合物。
为了进一步改进技术方案，本发明所述无机铵盐为碳酸铵、碳酸氢铵、磷酸铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、氯化铵、硫酸铵、硫酸氢铵和硝酸铵的一种或几种的混合物。
为了进一步改进技术方案，本发明所述助转移剂为醇类和表面活性剂中的一种或其混合物。
为了进一步改进技术方案，本发明所述醇类为含有3～4个碳原子的一元醇。
为了进一步改进技术方案，本发明所述表面活性剂为非离子型表面活性剂。
为了进一步改进技术方案，本发明所述非离子型表面活性剂为分子量为400～800的聚乙二醇(PEG-400～800)和聚丙二醇(PPG-400～800)。
本发明所述的适用于原油中有机钠盐的脱钠剂的制备方法为：将去离子水按比例打入搅拌釜中，然后不分先后按比例加入有机铵盐、无机铵盐和助转移剂，在常温下搅拌至固体全部溶解。
由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果：本发明所述的适用于原油中有机钠盐的脱钠剂的作用机理主要是，(1)离子交换反应。所述的有机铵盐和无机铵盐易溶于水，在水溶液中电离出铵根离子，铵根离子与原油中的有机铵盐(主要为石油磺酸钠，R-SO3Na)进行离子交换反应，形成石油磺酸铵，将钠离子转移到水相中。R-SO3Na+NH4 +→R-SO3NH4+Na+；(2)利用水溶性不同。对于长链石油磺酸盐，一般其钠盐的水溶性好于磺酸本身，所述的铵盐中铵根离子水解可产生氢离子，将石油磺酸钠转化为石油磺酸。NH4 ++H2O＝NH3·H2O+H+，R-SO3Na+H+→R-SO3H+Na+；(3)沉淀反应。利用钠离子与六羟基合锑酸钠反应生产亲水性沉淀，将石油磺酸钠中的钠离子转移到水相。R-SO3Na+NH4Sb(OH)6＝NaSb(OH)6↓(白色)+R-SO3NH4。在助转移剂和强力混合双重作用下，有机铵盐和无机铵盐与原油中的有机钠盐接触并进行上述反应的一种或多种，从而通过原油电脱盐过程实现对原油中有机钠离子的脱除，消除脱后原油钠含量高对后续加工带来的不得影响。
所述的适用于原油中有机钠盐的脱钠剂为近于中性的水溶液，不会对设备有产生腐蚀，也不会对原油加工过程和污水处理造成不良影响。该脱钠剂具有良好的水溶性和对原油中有机钠盐的脱除能力，使用方便，完全可以借助常规的原油电脱盐装置实现对有机钠盐的有效脱除。
助转移剂的作用是为了促进有机铵盐和无机铵盐与原油中的有机钠盐充分接触，提高有机钠盐的脱除速度和效率，在不加入助转移剂的情况下，本发明也可以较好地脱除原油中的有机钠。在这种情况下，本发明所述的原油脱钠剂可以从水溶液变化为有机铵盐和无机铵盐的固体混合物，虽然这样变化与本发明所述的脱钠剂水溶液在形态上有显著的不同，但其核心的组分并未发展变化，因此，任何在不违背本发明之精神的所有变化，均在本发明的保护之列。
具体实施方式
通过下面的实施例可以详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切技术改进。
实施例1
一种适用于原油中有机钠盐的脱钠剂，为有机铵盐和无机铵盐的固体混合物，其中乙酸铵5份，磷酸铵35份，磷酸氢二铵20份，硝酸铵20份，氯化铵20份。
实施例2
一种适用于原油中有机钠盐的脱钠剂，为有机铵盐和无机铵盐的固体混合物，其中乙酸铵20份，六羟基合锑酸铵30份，草酸铵10份，柠檬酸铵15份，丙烯酸铵20份，硫酸铵5份。
实施例3
一种适用于原油中有机钠盐的脱钠剂，为有机铵盐和无机铵盐的固体混合物，其中乙酸铵50份，六羟基合锑酸铵10份，碳酸氢铵20份，碳酸铵20份。
实施例4
一种适用于原油中有机钠盐的脱钠剂，其有效组分中乙酸铵5份，碳酸铵90份，PEG-400 3份，异丙醇2份；将该有效组分搅拌溶解在去离子水中，其有效组分水溶液的总浓度为80％。
实施例5
一种适用于原油中有机钠盐的脱钠剂，其有效组分中乙酸铵60份，六羟基合锑酸铵30份，碳酸氢铵5份，PEG-600 2份，叔丁醇3份；将该有效组分搅拌溶解在去离子水中，其有效组分水溶液的总浓度为70％。
实施例6
一种适用于原油中有机钠盐的脱钠剂，其有效组分中乙酸铵47份，苯甲基酸铵10份，六羟基合锑酸铵5份，碳酸氢铵20份，磷酸二氢铵15份，PEG-800 3份；将该有效组分搅拌溶解在去离子水中，其有效组分水溶液的总浓度为20％。
实施例7
一种适用于原油中有机钠盐的脱钠剂，其有效组分中乙酸铵30份，水扬酸铵30份，六羟基合锑酸铵20份，碳酸氢铵10份，磷酸铵9份，PPG-400 1份；将该有效组分搅拌溶解在去离子水中，其有效组分水溶液的总浓度为1％。
实施例8
一种适用于原油中有机钠盐的脱钠剂，其有效组分中乙酸铵5份，柠檬酸铵5份，碳酸氢铵43份，磷酸氢二铵43份，PPG-600 4份；将该有效组分搅拌溶解在去离子水中，其有效组分水溶液的总浓度为40％。
实施例9
一种适用于原油中有机钠盐的脱钠剂，其有效组分中乙酸铵40份，草酸铵10份，六羟基合锑酸铵10份，碳酸氢铵30份，硫酸铵5，PPG-800 3份，叔丁醇2份；将该有效组分搅拌溶解在去离子水中，其有效组分水溶液的总浓度为50％。
实施例10
一种适用于原油中有机钠盐的脱钠剂，其有效组分中乙酸铵10份，丙烯酸铵40份，碳酸氢铵35份，硫酸氢铵13份，异丙醇2份；将该有效组分搅拌溶解在去离子水中，其有效组分水溶液的总浓度为30％。
实施例11
一种适用于原油中有机钠盐的脱钠剂，其有效组分中乙酸铵20份，丙烯酸铵10份，六羟基合锑酸铵10份，碳酸氢铵20份，磷酸二氢铵15份，氯化铵20份，叔丁醇5份；将该有效组分搅拌溶解在去离子水中，其有效组分水溶液的总浓度为65％。
为了更好地说明本发明所述的原油脱钠剂的使用效果，试验中将该脱钠剂的水溶液按比例与电脱盐注水一起在混合阀前注入，如果原油脱钠剂为固体，可以先将其溶解在电脱盐注水中，油水混合物在进入电脱盐罐的同时，所述的脱钠剂与原油中有机钠盐进行离子交换反应，将钠离子从油相转移到水相，并依靠电场力的作用实现油水分离，油相从电脱盐罐的顶部流出，水相从电脱盐罐的底部流出。
试验所用的原油盐含量为12.50mgNaCl/l,有机钠离子含量为18.3mg/l。上述所有试验所用的工艺条件完全相同，一、二级注水量均为5％，混合强度为0.8MPa，脱盐温度均为130℃，电场强度均为2000V/cm。空白试验不添加本发明所述的原油脱钠剂，实施例1～9的原油脱钠剂按有效组分含量100mg/kg(对原油)加入。试验结果如表1所示。
表1实施例1～9二级脱后原油的试验结果
Claims (8)
1.一种适合于原油中有机铵盐的脱钠剂，其特征是：由以下质量份数的组分组成：有机铵盐5~80份、无机铵盐20~95份。
2.如权利要求1所述的原油脱钠剂，其特征是：所述原油脱钠剂还包括以下组分：有机铵盐5~80份、无机铵盐20~95份、助转移剂0.5~5份、以及去离子水，所述有机铵盐、无机铵盐和助转移剂三者为原油脱钠剂的有效组分，其有效组分在去离子水的浓度为1%~80%。
3.如权利要求1或2所述的原油脱钠剂，其特征是：所述有机铵盐为乙酸铵、水扬酸铵、苯甲酸铵、草酸铵、柠檬酸铵、六羟基合锑酸铵和丙烯酸铵中的一种或几种的混合物。
4.如权利要求1或2所述的原油脱钠剂，其特征是：所述无机铵盐为碳酸铵、碳酸氢铵、磷酸铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、氯化铵、硫酸铵、硫酸氢铵和硝酸铵的一种或几种的混合物。
5.如权利要求2所述的原油脱钠剂，其特征是：所述助转移剂为醇类和表面活性剂中的一种或其混合物。
6.如权利要求5所述的原油脱钠剂，其特征是：所述醇类为含有3～4个碳原子的一元醇。
7.如权利要求5所述的原油脱钠剂，其特征是：所述表面活性剂为非离子型表面活性剂。
8.如权利要求7所述的原油脱钠剂，其特征是：所述非离子型表面活性剂为分子量为400～800的聚乙二醇（PEG-400～800）和聚丙二醇（PPG-400～800）。
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