作為原油中瀝青質的分散劑的醚羧酸的製作方法
2023-06-19 11:13:56 1
專利名稱：作為原油中瀝青質的分散劑的醚羧酸的製作方法
瀝青質是原油中的成分，其包括多種結構，特別是包括雜原子的高分子量的冷凝的芳香族成分。由於他們的化學複雜性，瀝青質被當成可溶於苯、但不溶於正戊烷的油餾分。
在原油中瀝青質通常以膠體分散體形式存在，其可被油樹脂穩定。
瀝青質可於原油和其產物例如重燃料油或航海油的生產，精煉，運輸和儲存過程中沉澱出來。產生這種沉澱作用的部分原因是溫度的降低或是組成的改變(例如揮發性物質的蒸發)。瀝青質也可從流過多孔介質過程中沉澱出來。在運輸過程中用CO2溢流可引起瀝青質的絮凝或沉澱。
某些油類含有烴蠟，其於低溫時沉澱出來。蠟和瀝青質的沉澱產生的相互作用會增加沉澱物質的總量或其形成速率。
在原油的生產製造過程中，沉澱的瀝青質會引起一些問題。瀝青質會沉澱在活門，管子和運輸設備中。在熱表面例如熱交換器中，這些沉澱物的碳化作用會造成他們的除去很困難。沉澱物會減低工廠的效率，更嚴重的情形是會導致完全堵塞和停止生產，而造成高成本。
重油常被用於航海推進，其包括相當量的瀝青質。瀝青質的沉澱作用會導致不完全燃燒和引擎燃料的處理和儲存的困難。
瀝青質、重油和殘餘物有時用溶劑稀釋，以降低運輸時的粘稠度。若瀝青質於這個過程中沉澱出來，在處理上會產生問題。
瀝青質的沉澱作用可經由少量的分散劑而被預防或降低。這些物質有下列一個或多個效果a)降低沉澱物的量；b)使沉澱物的形成較緩慢；c)沉澱物會更微小地分布；和
d)沉澱物聚集在表面的傾向會減少。
若瀝青質的沉澱物已形成，其可通過使用溶劑予以除去。分散劑的加入可改進這些溶劑的效率。
眾多的瀝青質分散劑是已知的。
CA2029465和CA2075749描述了烷基酚—甲醛樹脂與親水—親脂的乙烯基聚合物的組合。十二烷基苯磺酸具有的分散瀝青質的性質已被描述於US4414035，和D.-L.Chang和H.S.Fogler(SPE論文第25185號，1993)和M.N.Bouts等等(石油工藝雜誌，47，782-7，1995)。
至今已知的分散劑僅能部分解決因瀝青質的沉澱作用所引起的問題。因為油的組成不同，個別分散劑僅在有限的範圍內有作用效果。有時，甚至在油組成上有小的改變，卻對瀝青質的分散性質會有極大的影響。因此，於某些例子中，已知的分散劑不是令人滿意的，這就要求開發另外的類型。
本發明的目的是提供新穎的瀝青質分散劑，其不具有至今已知的分散劑的缺點。
令人驚異地發現，下式醚羧酸RO(CH2CHR1O)x(CH2CHR2O)yCH2-CO2H可用於防止瀝青質於原油和其產物中的沉澱作用和/或澱積作用。
本發明涉及原油和其產物，它們包含用作分散劑的下式醚羧酸RO(CH2CHR1O)x(CH2CHR2O)yCH2-CO2H其中，R是C6-C22、較佳是C9-C18-烷基或烯基，C6-C20-烷芳基，R1和R2相互獨立地是H或甲基，較佳是H，和x和y相互獨立地是0至20的一個數，x和y的總和是1至20，較佳是1.5至8。
源自原油的產物是例如重燃料油，航海油或瀝青質。
根據本發明的醚羧酸，除了其它方法外，可由烷基酚或天然的或合成的脂族醇與環氧乙烷和/或環氧丙烷反應成相應的氧烷基化的醇，且隨後與鹼(氫氧化鈉，氫氧化鉀)和氯乙酸鈉或氯乙酸衍生物反應而製得，混合物被酸化且醚羧酸從含鹽的水相中分離出來。
得到的產物是具有不同的聚烯化氧鏈長度的眾多分子的混合物。數目x和y應了解其平均值。
適合於分散瀝青質的產品是純的醚羧酸和工業級的醚羧酸，其除了醚羧酸(含量＞50％，較佳是60-90％)外，通常亦包括少量的氧烷基化的醇(含量1-40％，較佳是5-30％)和水(含量＜20％，較佳2-10％)。於實施例中提到的醚羧酸是工業級的，其包括60和80％的純醚羧酸。
根據本發明的分散劑的使用濃度是0.5至10000ppm，較佳是2至2000ppm。
分散劑可在油可溶的溶劑諸如芳香烴或烴和脂族醇的混合物中形成一種溶液，以方便使用。
除了根據本發明的分散劑外，烷基酚—甲醛樹脂、氧烷基化胺、蠟分散劑或其任何混合物也可被使用。同樣地，其它具有界面活性劑性質的有機酸例如單-或雙烷基苯磺酸、石油磺酸和烷磺酸也可當作另外的添加物。
測試瀝青質分散劑的效率瀝青質的分散或沉澱與烴介質的性質有關。瀝青質可溶於芳香族的烴，但不溶於脂族的烴。可通過將油或萃取了的瀝青質溶解在芳香族溶劑中，且向其中加入脂族烴，以產生沉澱物而測試分散劑。因為瀝青質有較黑的顏色，沉澱物的含量可由清液層的比色測量予以測定。上清液層越黑，則有越多的瀝青質保持分散了，那就是較好的分散劑。此測試方法已敘述於CA2029465中。在我們的測試方法中，沉澱介質這樣選擇，它使大多數但並非全部瀝青質沉澱。分散化測試的步驟
a)將一種在甲苯中的25％油溶液過濾，以除去雜質。
b)將9.5ml作為瀝青質沉澱劑的庚烷以及0.5ml甲苯/分散劑混合物(25∶1)倒入有刻度的玻璃試管中，其剛好為10ml，且充分搖晃。這相當於2000ppm的分散劑濃度。若需要，分散劑濃度可不同。於空白樣品中使用純甲苯。
c)然後加0.1ml已過濾的油溶液於玻璃試管中，且同樣地充分搖晃；d)靜置整個混合物2小時，收集已沉澱在試管底的瀝青質；e)時間結束後，以刻度計算沉澱物的體積，記錄整個樣品的外觀，且以吸管小心地吸取1ml的上清液溶液；f)將吸出來的物質溶於5ml 99∶1的甲苯/三—乙醇胺混合物中，且在600nm時以光度計分析之。分散化測試的評價下面式子被當作對分散作用的相對度量A＝100(D-D0)/D0，其中D和D0是測試溶液和空白樣品的光密度。最大可得之A值、即Amax相當於瀝青質完全分散。其可由一未加分散劑、即以甲苯取代庚烷來使瀝青質完全分散，從而計算得之。沉澱物的體積可對分散劑的效率提供進一步的訊息。沉積量愈少，物質分散得愈好。
實施例使用一種來自委內瑞拉富含瀝青質的油對根據本發明的物質作分散化測試。劑量是2000ppm。
在該實驗系列中，最大的分散作用Amax達到約120％。
權利要求
1.一種原油和其產物，它們含有作為瀝青質分散劑的下式醚羧酸RO(CH2CHR1O)x(CH2CHR2O)yCH2-CO2H其中，R是C6-C22烷基或-烯基，C6-C20烷基芳基；R1和R2相互獨立地為H或甲基，和x和y相互獨立地是0至20的一個數，x和y的總和是1至20。
2.如權利要求1的原油，其特徵在於，R是C9-C18烷基或-烯基，C6-C20烷基芳基，R1和R2是H和x和y相互獨立地是0至20的一個數，x和y的總和是1.5至8。
3.按權利要求1的醚羧酸的應用，用作原油和其產品中的瀝青質的分散劑。
4.一種分散原油和其產物中的瀝青質的方法，其特徵在於，將按權利要求1的醚羧酸以0.5至10000、較佳是2至2000ppm的量加入到原油和其產物中。
5.按權利要求4的方法，其特徵在於，可另外使用烷基酚-甲醛樹脂、氧烷基化的胺、單-或雙烷基磺酸、石油磺酸、烷磺酸、蠟分散劑或其任何混合物。
全文摘要
本發明涉及原油和由其得到的產物,它們含有下式所示的、以醚羧酸形式存在的瀝青質分散劑RO(CH
文檔編號C10L1/22GK1263581SQ98807194
公開日2000年8月16日 申請日期1998年7月6日 優先權日1997年7月14日
發明者D·米勒, A·沃爾莫, M·費尤斯泰爾, P·克魯格 申請人:科萊恩有限公司