本發(fā)明涉及烴流及其制備方法，其中烴流包含減阻組合物；在一個(gè)非限制性實(shí)施方案中更具體地涉及烴流及其制備方法，其中烴流包含減阻組合物，所述減阻組合物包含膠乳；并且在另外的非限制性實(shí)施方案中涉及改進(jìn)的減阻膠乳。
背景技術(shù)：
：現(xiàn)有技術(shù)中公知使用減阻劑減少流過烴輸送管線的液體烴(例如原油)所經(jīng)受的摩擦作用(“阻力”)。阻力的減少減少了完成所述流動(dòng)所需要的能量，因此也減少了與泵送相關(guān)的成本。通常被稱為減阻劑(DRA)的這些材料可以呈現(xiàn)各種形式，包括以膠乳，油溶性懸浮液，乳液，丸粒，凝膠，微細(xì)粉末和顆粒漿料形式的某些聚合物。包含研磨聚合物的顆粒漿料通常是最具成本效益的形式之一。一個(gè)目的是迅速溶解在流動(dòng)的烴中并且其聚合物含量足以保證實(shí)現(xiàn)希望的減阻水平的DRA。然而，在DRA為膠乳的情況下，公知膠乳制劑的問題在于膠乳顆粒在泵送操作的過程中附聚。這些附聚顆粒傾向于非常硬質(zhì)，因此可能堵塞注入泵設(shè)備中的止回閥，造成注入故障。膠乳顆粒可能附聚或積聚或聚集成塊體從而造成其它流動(dòng)保障問題?！傲鲃?dòng)保障”和“保障流動(dòng)”是石油和天然氣工業(yè)中使用的術(shù)語，表示保證烴流從地下儲(chǔ)層成功和經(jīng)濟(jì)地流動(dòng)至銷售點(diǎn)，本文使用的這些術(shù)語被定義為表示保證膠乳DRA的成功流動(dòng)，無論膠乳DRA是純凈的還是包含在減阻組合物或烴流中。因此，希望可以開發(fā)烴流和所述流的制備方法從而阻止或抑制膠乳顆粒DRA附聚至它們變得有問題或抑制或阻止經(jīng)濟(jì)流動(dòng)的程度。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：在一個(gè)形式中，提供制備烴組合物的方法，所述方法包括在液體烴中引入有效量的減阻組合物從而減少烴組合物的阻力。液體烴可以包括但不必限于原油，重油，汽油，柴油燃料，燃油，石腦油，柏油，及其混合物。減阻組合物包含減阻膠乳，所述減阻膠乳依次包含有效量的至少一種增塑劑從而改進(jìn)將減阻膠乳泵入烴組合物的能力，例如具有保障的流動(dòng)。在另一個(gè)非限制性實(shí)施方案中，提供具有減少阻力的烴組合物，所述烴組合物包含液體烴，所述液體烴可以包括但不必限于原油，重油，汽油，柴油燃料，燃油，石腦油，柏油，及其混合物。烴組合物還包含減阻組合物，所述減阻組合物依次包含減阻膠乳，所述減阻膠乳包含有效量的至少一種增塑劑從而改進(jìn)將減阻膠乳泵入烴組合物的能力，具有保障的流動(dòng)。具體實(shí)施方式已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在膠乳減阻添加劑(DRA)中加入一種或多種增塑劑造成膠乳DRA顆粒溶脹并且軟化。即使這些溶脹的膠乳聚合物顆粒附聚，通過增塑作用賦予的柔性允許其穿過流動(dòng)管線的止回閥而不會(huì)堵塞止回閥并且造成泵故障。構(gòu)成烴組合物的液體烴可以包括但不必限于原油，重油，汽油，柴油燃料，燃油，石腦油，柏油，及其混合物?！霸汀北欢x為包括重質(zhì)原油。正如本文所定義的，烴組合物包括流動(dòng)或靜置的烴流，并且還包括地上和地下(例如管線)，軌道車，油罐車，駁船，船舶(包括經(jīng)受負(fù)載或未負(fù)載的船舶)以及油田井下原油應(yīng)用，以及從儲(chǔ)存庫至煉油廠的輸送管線，從煉油廠至制備產(chǎn)物的儲(chǔ)存庫的輸送管線，煉油廠工藝單元中的罐至罐輸送的烴，及其組合。膠乳DRA顆?？梢酝ㄟ^聚合至少一種單體形成，所述單體選自丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，包括但不限于甲基丙烯酸2-乙基己酯，甲基丙烯酸異丁酯，甲基丙烯酸丁酯，苯乙烯，丙烯酸，及其組合。更具體地，膠乳DRA聚合物通常通過聚合如下單體形成：甲基丙烯酸2-乙基己酯，甲基丙烯酸異丁酯，甲基丙烯酸丁酯，丙烯酸酯，包括但不必限于丙烯酸2-乙基己酯，丙烯酸異丁酯，丙烯酸丁酯–通常為丙烯酸或甲基丙烯酸的C1至C6醇酯，其中也可以加入少量苯乙烯和丙烯酸從而形成三元共聚物。膠乳DRA顆粒被制成具有高的分子量，在本文中定義為超過5000000g/mol。在另一個(gè)非限制性實(shí)施方案中，聚合物具有至少1x106g/mol，或至少5x106g/mol的重均分子量，在另一個(gè)非限制性版本中為至少6x106g/mol。在制備高分子量膠乳之后，加入油溶性含胺化合物作為增溶劑。合適的化合物包括但不必限于單聚醚胺，二聚醚胺和三聚醚胺(例如包括Eastman產(chǎn)品系列的那些)以及其它油溶性多胺。如上所述，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可以在膠乳中以大致約10重量％醇/約90重量％膠乳加入增塑劑，例如2-乙基己醇。可以使用靜態(tài)混合器內(nèi)聯(lián)進(jìn)行所述引入或加入，或者可以加入包含膠乳DRA顆粒的攪拌槽中?；旌贤瓿芍?，可以將膠乳置入注入試驗(yàn)裝置，在注入試驗(yàn)裝置中相對(duì)于高壓釋放閥泵送從而模擬管線中的注入，例如將膠乳DRA顆粒注入流動(dòng)烴流(例如原油)時(shí)所進(jìn)行的。監(jiān)控壓力和流速與預(yù)期的偏差。壓力下降或流速降低表明出現(xiàn)問題。文獻(xiàn)中的一些實(shí)施例表明，特別修改的隔膜泵可能適合于克服上述膠乳堵塞問題。然而，本文描述的新的組合物提供了使用常規(guī)減阻注入泵以可靠方式將膠乳減阻劑輸送至管線的方法。更特別地，至少一種增塑劑可以包括但不必限于二醇，聚二醇，二醇醚，酯，脂族醇(例如2-乙基己醇，異庚醇，異己醇，異癸醇，1-己醇，1-辛醇，壬醇)，鏈烷和異鏈烷溶劑，石油溶劑油共混物，芳族醇，酮，醛，芳族溶劑(例如甲苯，二甲苯及其混合物)，及其組合。至少一種增塑劑與膠乳的重量比例可以為約1/99獨(dú)立地至約30/70；或約5/95獨(dú)立地至約20/80；并且在不同的非限制性實(shí)施方案中為約7/93獨(dú)立地至約10/90。本文關(guān)于范圍使用的術(shù)語“獨(dú)立地”表示任何閾值下限可以與任何閾值上限組合從而提供合適的替代性范圍。烴中的用于減少烴的阻力(降低摩擦)的減阻組合物(本文也被稱為增塑膠乳)的有效量可以為約500獨(dú)立地至約1ppm，或約25獨(dú)立地至約150ppm的增塑膠乳。將理解對(duì)于任何情況，減阻組合物的最佳量取決于多個(gè)因素，包括但不必限于液體烴的組成，烴的性質(zhì)，減阻劑的組成，烴的溫度，烴的流速，及其組合。將理解DRA產(chǎn)物通常只有在注入在湍流條件下流動(dòng)的流時(shí)才起作用。湍流條件由流速驅(qū)動(dòng)。然而，將理解本文描述的減阻組合物不僅在完全湍流區(qū)域而且更通常地并且特別是在湍流流動(dòng)條件和層流流動(dòng)條件之間的過渡流動(dòng)區(qū)域中顯示出益處。有可能不存在真實(shí)的湍流流動(dòng)條件，但是取決于流速，溫度，粘度和/或其它因素的特定組合，仍然可能出現(xiàn)減阻?？梢栽谀z乳顆粒已經(jīng)形成之后加入增塑劑，或者可以在聚合之前將增塑劑加入單體。換言之，在后一個(gè)實(shí)施方案中，在制備膠乳的過程的前端通過用溶劑稀釋單體有可能獲得相同的增塑作用。需要選擇溶劑使得所述溶劑基本上不溶于水并且是單體和制備的聚合物兩者的溶劑。本質(zhì)上，代替進(jìn)行分散相為100％單體的反應(yīng)，使用單體和增塑劑/溶劑的混合物，在非限制實(shí)施例中為80重量％的單體和20重量％的溶劑。合適的溶劑可以包括但不必限于煤油，甲苯，二甲苯，C6–C16鏈烷或環(huán)烷，甲苯，礦物油溶劑等，及其組合。在另一個(gè)非限制性實(shí)施方案中，至少一種增塑劑與單體的重量比例的閾值下限為約1/99獨(dú)立地至約20/80；或約10/90獨(dú)立地至約5/95。在聚合反應(yīng)完成時(shí)，單體可完全(100％)轉(zhuǎn)化成聚合物，但是增塑劑/溶劑將每個(gè)膠乳顆粒中的聚合物百分比限制為80重量％(原始混合物中的單體百分比)。預(yù)期在具有40％膠乳聚合物(在100％的轉(zhuǎn)化率下)的制成的膠乳聚合物中后加入10％煤油具有相同的增塑作用。因此在該情況下，增塑膠乳聚合物為40份聚合物和10份煤油，因此為80％的聚合物和20％的煤油。在另一個(gè)非限制性實(shí)施方案中，減阻膠乳可以以防凍形式制得，表示其可以在較冷溫度下儲(chǔ)存和使用同時(shí)維持其穩(wěn)定性，即一種或多種組分部分不凍結(jié)或以其它方式變得不適于使用。例如，水基或含水膠乳中可以加入增塑劑，對(duì)于防凍膠乳，可以在聚合反應(yīng)開始之前用防凍添加劑替代部分水，所述防凍添加劑包括但不必限于乙二醇，丙二醇，及其混合物。然后以相似方式進(jìn)行聚合反應(yīng)從而制備膠乳聚合物，之后加入增塑劑。替代性地，在上述稀釋單體從而獲得增塑作用的實(shí)施方案中，在膠乳聚合之前用防凍添加劑替代部分水，所述防凍添加劑包括但不必限于乙二醇，丙二醇，及其混合物。本文描述的膠乳DRA聚合物可以特別有效地減少具有高瀝青質(zhì)含量的重質(zhì)原油的阻力?！案邽r青質(zhì)含量”在本文中定義為至少約3重量％，在一個(gè)非限制性形式中為至少約5重量％，或至少10重量％，甚至高于20重量％。“高瀝青質(zhì)含量”的替代性定義包括26°或更低的API比重，在另一個(gè)非限制性實(shí)施方案中為22°或更低的API比重。瀝青質(zhì)重質(zhì)原油通常用汽油或石腦油稀釋約30重量％從而充分降低粘度以便能夠泵送重質(zhì)原油。稀釋劑再循環(huán)并且為泵送高瀝青質(zhì)原油的任務(wù)增加明顯的費(fèi)用。合適的稀釋劑包括但不必限于汽油，天然汽油，石腦油，凝析油，及其組合。更特別地，石腦油通常來自油田重質(zhì)原油提質(zhì)加工裝置單元。稀釋劑通常也再循環(huán)。稀釋劑加入重質(zhì)原油從而稀釋重質(zhì)原油，因此其可以通過管線例如從加拿大船運(yùn)至美國(guó)。在美國(guó)，石腦油被脫除并且送回加拿大從而重新用于稀釋更多的重質(zhì)原油并且將其沿管線向下輸送。一定瀝青質(zhì)抑制劑和反乳化劑(包括但不必限于烷氧基化烷基苯酚甲醛樹脂，烷氧基化多胺和烷氧基化二醇的組合)已經(jīng)顯示出與降粘添加劑相同的性能，其中加入至多1重量％降粘劑可以得到與5重量％稀釋劑相同的作用。因此可以確定加入降粘劑從而可以減少加入的稀釋劑的量的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)點(diǎn)。此外，用于瀝青質(zhì)重質(zhì)原油的降粘劑和膠乳減阻劑的組合是特別有益的，因?yàn)榭梢匀缓笫褂酶俚南♂寗┎⑶疫€以更高的通過量輸送更多的重質(zhì)原油。該實(shí)施方案中使用的膠乳減阻劑與上述合適的膠乳減阻劑相同。在用于高瀝青質(zhì)原油的該實(shí)施方案中，膠乳與增塑劑的95/5至80/20的重量比例可是合適的。降粘劑(也被稱為瀝青質(zhì)穩(wěn)定劑)可以包括但不必限于苯酚甲醛樹脂；被丁基至十二烷基的烷基取代的苯酚甲醛樹脂；用氧化烯烴烷氧基化的苯酚甲醛樹脂，所述氧化烯烴選自氧化乙烯，氧化丙烯，氧化丁烯，氧化苯乙烯，縮水甘油醚，二縮水甘油醚及其組合，其中氧化烯烴與苯酚的比例為按摩爾計(jì)1至20的氧化烯烴/苯酚；曼尼希反應(yīng)產(chǎn)物(即苯酚與甲醛和多胺的反應(yīng)產(chǎn)物，所述多胺包括但不必限于乙二胺或二乙三胺，三乙四胺)；堿，所述堿選自咪唑啉，多胺，四乙基五胺，鎂高堿；及其組合。如果在稀釋時(shí)瀝青質(zhì)從原油中脫離，粘性將顯著增加。因此，通過包含這些瀝青質(zhì)穩(wěn)定劑/降粘劑，粘性可以保持“較低”，因此存在用膠乳減阻劑減少原油的阻力的更好機(jī)會(huì)。在一個(gè)非限制性實(shí)施方案中，增塑膠乳/瀝青質(zhì)穩(wěn)定劑的重量比例為約95/5的增塑膠乳/瀝青質(zhì)穩(wěn)定劑獨(dú)立地至約50/50(基于重量)至約0.001/99.999(基于重量)，或約95/5獨(dú)立地至約1/99。在一個(gè)非限制性實(shí)施方案中，至少一種降粘劑以約1ppm獨(dú)立地至約10,000ppm，或約100ppm獨(dú)立地至約1000ppm的量存在于瀝青質(zhì)烴中。當(dāng)本文描述的增塑劑用在具有高瀝青質(zhì)含量的這些原油中的膠乳DRA顆粒中時(shí)，相比于不具有增塑劑但是其它方面相同的烴流，稀釋劑的量減少，其中烴流和其它方面相同的烴流當(dāng)在基本上相同的條件下泵送時(shí)具有基本上相同的阻力特征。替代性地，可以減少的烴流中的稀釋劑的總量可為約2重量％獨(dú)立地至約5重量％。約3至約5重量％的稀釋劑含量的減少為，從加拿大重質(zhì)原油的以往試驗(yàn)來看，小于其它方面相同的烴流中存在的稀釋劑的量，其中其它方面相同的烴流中存在的稀釋劑的量為5重量％至約30重量％?，F(xiàn)在參考具體實(shí)施例描述本發(fā)明，所述實(shí)施例不旨在限制本發(fā)明而是在各個(gè)非限制性實(shí)施方案中進(jìn)一步簡(jiǎn)單地闡述本發(fā)明。除非另有聲明，所有百分比(％)為重量％。實(shí)施例1制備約100加侖(379L)減阻膠乳批料在150加侖(568升)不銹鋼反應(yīng)器中制備減阻膠乳組合物。在制備產(chǎn)物之前徹底清洗和吹掃反應(yīng)器。在裝入原材料之前用去離子水洗滌反應(yīng)器。在最不具有限制性的實(shí)施方案中，在制備該產(chǎn)物時(shí)應(yīng)當(dāng)僅使用去離子水。如下步驟概述了典型步驟。將具有表I組成的表面活性劑溶液裝入反應(yīng)器。STANFAX1025可得自TRITONX-100為得自DowChemicalCompany的非離子型辛基苯酚乙氧基化物表面活性劑。表I表面活性劑溶液然后裝入具有表II組成的單體溶液。表II單體溶液組分用磅表示的量用kg表示的量苯乙烯0.280.13甲基丙烯酸2-乙基己酯282.67128.22丙烯酸0.280.13然后打開反應(yīng)器攪拌器從而乳化單體/表面活性劑溶液混合物。向反應(yīng)器次表面加入氮?dú)鈴亩ネㄟ^氧氣傳感器測(cè)得的任何溶解的氧氣。氮?dú)鈬婌F持續(xù)至少30分鐘直至傳感器達(dá)到其檢測(cè)底限。然后將反應(yīng)器冷卻至40°F(4.4℃)同時(shí)用氮?dú)膺B續(xù)噴霧。將反應(yīng)器保持于40°F(4.4℃)達(dá)反應(yīng)的持續(xù)時(shí)間，通過加入表III中描述的引發(fā)劑溶液引發(fā)所述反應(yīng)，保證在開始灌注之前用氮?dú)獯祾甙l(fā)劑溶液的容器。表III引發(fā)劑溶液的組成組分用磅表示的量用SI單元表示的量焦亞硫酸鈉0.029.1g去離子水5.692.58kg以25％體積/小時(shí)的速率將引發(fā)劑溶液進(jìn)料至反應(yīng)器，在該情況下為約0.17加侖/小時(shí)(0.64L/hr)的速率。一旦放熱開始，如通過測(cè)量反應(yīng)器內(nèi)容物的溫度檢測(cè)，監(jiān)控溫度并且連續(xù)進(jìn)料引發(fā)劑溶液直至加入約0.5加侖(約1.9升)。放熱達(dá)到峰值并且反應(yīng)器內(nèi)容物的溫度降至40°F(4.4℃)之后，將反應(yīng)器溫度升高至90°F(32℃)并且進(jìn)料引發(fā)劑溶液直至其完全消耗。然后將反應(yīng)器內(nèi)容物冷卻至環(huán)境溫度。以表IV中顯示的量將T-403聚醚胺和2-乙基己醇加入產(chǎn)物并且混入產(chǎn)物，然后排出。表IV產(chǎn)物通過10微米袋式過濾器排出進(jìn)入儲(chǔ)存容器。實(shí)施例2泵送增塑和未增塑的減阻膠乳組合物與實(shí)施例1相似地制備未增塑的減阻膠乳組合物，不同之處在于結(jié)束時(shí)不加入2-乙基己醇。制備每種組合物的多個(gè)批料從而積聚成250加侖(946升)的裝載包(tote)。使用標(biāo)準(zhǔn)C-框架FLO注入滑道(skid)進(jìn)行泵試驗(yàn)，所述注入滑道特征為活塞泵和具有抽吸和排放止回閥的液體末端。試驗(yàn)規(guī)則如下。包含約250加侖(946升)產(chǎn)物的裝載包使用柔性軟管連接至注入滑道的抽吸部。在控制器上設(shè)定單位為加侖/小時(shí)(GPH，或升/小時(shí)LPH)的希望的流速，并且使用質(zhì)量流量計(jì)監(jiān)控。質(zhì)量流量計(jì)還能夠計(jì)算泵送的材料體積的總數(shù)。泵滑道的排出特征為施加背壓的高壓釋放閥以模擬高壓管線中的注入。來自高壓釋放閥的排出物然后返回至250加侖(946升)的裝載包。該實(shí)施例中成功的關(guān)鍵參數(shù)是在沒有泵故障的情況下注入產(chǎn)物的加侖數(shù)。如上所述使用未增塑減阻膠乳組合物進(jìn)行試驗(yàn)#1，從43GPH(163LPH)的流速開始然后降低至25GPH(94LPH)。注入116加侖(439升)之后關(guān)閉注入系統(tǒng)。分解泵的入口，出口和止回閥從而進(jìn)行檢查。在止回閥內(nèi)發(fā)現(xiàn)聚合物的硬的脆片。這是不希望的。與第一實(shí)驗(yàn)相似地使用非增塑減阻膠乳組合物進(jìn)行試驗(yàn)#2，不同之處在于使用位于裝載包和注入滑道之間的隔膜增壓泵從而對(duì)注入泵進(jìn)行進(jìn)料。增壓泵設(shè)定為40psig(0.27MPa)并且流速設(shè)定為50GPH(189LPH)。注入86加侖(326升)產(chǎn)物之后發(fā)生注入故障。分解泵的入口，出口和止回閥從而進(jìn)行檢查。在止回閥內(nèi)再次發(fā)現(xiàn)聚合物的硬的脆片。此外，也檢查活塞和填料，發(fā)現(xiàn)膠乳聚合物附聚并且在活塞/填料界面處融合成硬質(zhì)聚合物。這些硬且脆的聚合物片然后移動(dòng)并且卡在止回閥內(nèi)，造成注入故障。試驗(yàn)#3使用實(shí)施例1中描述的本發(fā)明的增塑減阻膠乳組合物。試驗(yàn)從67GPH(254升)的流速開始并且泵送163加侖(617升)，然后在一天結(jié)束時(shí)故意關(guān)閉滑道。第二天打開滑道并且在總共注入516加侖(1.95千升)時(shí)故意停止。下一天重新打開滑道并且在總共1004加侖(3.801千升)時(shí)停止。具有這種可信度，下一天重新打開注入滑道使其連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)又10天。在該期間，流速最初調(diào)節(jié)為20GPH(76LPH)，然后以約每24小時(shí)10GPH(38LPH)的增量增加至50GPH(189升)。進(jìn)行該措施從而模擬處理速率改變的條件。流速進(jìn)一步逐級(jí)減少至20GPH(76LPH)。試驗(yàn)#3中約2周的時(shí)間結(jié)束時(shí)，注入滑道泵送了6062加侖(22.95千升)增塑減阻膠乳而沒有一次故障，并且5058加侖(19.15千升)在一次連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)中泵送?？傊齻€(gè)試驗(yàn)的對(duì)比數(shù)據(jù)清楚表明本發(fā)明的增塑作用大大改進(jìn)了減阻膠乳制劑的泵送能力。換言之，本發(fā)明的組合物和方法提供了保障流動(dòng)。在本發(fā)明的方法和組合物中可以進(jìn)行許多修改而不偏離僅由所附權(quán)利要求書限定的范圍。例如，烴的類型，減阻膠乳，單體，增塑劑，稀釋劑，聚醚胺和降粘劑(穩(wěn)定劑)可以不同于本文描述和使用的那些，并且以不同于本文描述和使用的比例進(jìn)行使用，但是仍然落入所描述的方法和組合物的范圍內(nèi)。貫穿權(quán)利要求書使用的詞語“包含”和“包括”被解釋為“包括但不限于”。本發(fā)明可以適當(dāng)?shù)匕ㄋ_的要素，由所公開的要素組成或基本上由所公開的要素組成，并且可以在不存在未公開要素的情況下實(shí)施。例如，可以提供基本上由液體烴和用于減少烴的阻力的有效量的減阻組合物組成或者完全由其組成的具有減少阻力的烴流，所述液體烴選自原油，重油，汽油，柴油燃料，燃油，石腦油，及其混合物，其中減阻組合物包含減阻膠乳，基本上由減阻膠乳組成或者完全由其組成，所述減阻膠乳包含有效量的至少一種增塑劑從而改進(jìn)將膠乳泵入烴流的能力，例如具有保障流動(dòng)。在另一個(gè)非限制性實(shí)施方案中，替代性地提供制備烴組合物的方法，所述方法基本上由如下步驟組成或完全由其組成：在液體烴中引入有效量的減阻組合物從而減少烴組合物的阻力，其中液體烴選自原油，重油，汽油，柴油燃料，燃油，石腦油，及其混合物，并且其中減阻組合物包含減阻膠乳，基本上由減阻膠乳組成或者完全由其組成，所述減阻膠乳包含有效量的至少一種增塑劑從而改進(jìn)將膠乳泵入烴流的能力，例如具有保障流動(dòng)。當(dāng)前第1頁1 2 3