重烷基苯磺酸鹽的工業(yè)化技術(shù)探究

高英

（大慶油田化工有限公司東昊分公司表活劑廠，黑龍江 大慶 163000）

重烷基苯磺酸鹽作為一種油田化學(xué)品，本身具有特殊性能，其主要是對重烷基苯進(jìn)行深加工后產(chǎn)生的新產(chǎn)品，體現(xiàn)出了極強(qiáng)的水溶性和分散性，同時(shí)具有極強(qiáng)的乳化力，表面活性相對較高，與堿、聚合物進(jìn)行復(fù)配后能夠具有超低界面張力，在油田開采中的應(yīng)用能夠有效提升驅(qū)油效率和采收率，進(jìn)而全面提升油田原油產(chǎn)量，是油田進(jìn)入生產(chǎn)開采后期階段效果較為明顯的一種油田驅(qū)油劑。

在油田三次采油開采過程中，作為驅(qū)油劑，重烷基苯磺酸鹽具備應(yīng)用成本低、性能優(yōu)良等眾多特點(diǎn)，得到廣泛應(yīng)用。重烷基苯是生產(chǎn)重烷基苯磺酸鹽的主要原料，是烷基苯生產(chǎn)形成的副產(chǎn)物。作為一種副產(chǎn)物本身并不具備固定的質(zhì)量指標(biāo)，是烷基碳數(shù)在C13以上的混合物，主要由單烷基苯、多烷基苯、烷基萘和二苯基烷等組成。

1 重烷基苯磺酸鹽生產(chǎn)工藝

圖1 為重烷基苯磺酸裝置工藝流程。

圖1 重烷基苯磺酸裝置工藝流程

1.1 工藝空氣干燥

在形成SO3以及燃硫過程中空氣添加前首先需要經(jīng)過過濾，隨后利用低壓鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行壓縮后讓空氣的壓力值保持在0.1MPa，同時(shí)讓其溫度達(dá)到80～120℃?？諝饨?jīng)過壓縮后產(chǎn)生的熱空氣首先利用冷卻器進(jìn)行冷卻，讓其溫度下降到2～5℃，在此過程中讓水分充分冷凝，最終能得到與氣象條件無關(guān)的恒定空氣流?？諝饫淠笏腿敫稍锲鬟M(jìn)行去濕。

1.2 SO3發(fā)生

傳統(tǒng)模式下通常情況采取燃硫法生成SO3，此后出現(xiàn)了利用液體SO3生產(chǎn)工藝，液體SO3的工藝比較適合各類品質(zhì)的重烷基苯的磺化，企業(yè)生產(chǎn)過程中的成本投入少，設(shè)備停車運(yùn)行時(shí)間相對較短，操作簡便。但由于液體本身屬于一種化學(xué)危險(xiǎn)品，因此在運(yùn)輸和管理環(huán)節(jié)必須給予高度重視。傳統(tǒng)模式下利用固態(tài)硫磺來生產(chǎn)SO3本身原料來源危險(xiǎn)性相對較低，因此不管是運(yùn)輸、加工還是存儲本身更具經(jīng)濟(jì)性，進(jìn)而保證系統(tǒng)反應(yīng)的程度和效果。

1.3 磺化反應(yīng)

經(jīng)過干燥稀釋后的SO3氣體本身濃度達(dá)到了4%～5%,隨后利用SO3過濾器進(jìn)行過濾。SO3氣體經(jīng)過磺化后從反應(yīng)器頂部注入反應(yīng)器，同時(shí)利用質(zhì)量流量計(jì)和原料輸送泵變頻電機(jī)對重烷基苯的流量進(jìn)行控制，不斷調(diào)節(jié)操作參數(shù)，保證磺化質(zhì)量。

1.4 SO3吸收

在開車階段、原料切換以及臨時(shí)停車來進(jìn)行SO3吸收能夠?qū)a(chǎn)品不合格率控制在最低程度。目前在工業(yè)化生產(chǎn)過程中SO3吸收通常情況下是利用98%的硫酸進(jìn)行循環(huán)吸收，由于濃硫酸本身具備極強(qiáng)的腐蝕性，會造成生產(chǎn)安全隱患，因此在當(dāng)今的工業(yè)化生產(chǎn)過程中，釜式不銹鋼反應(yīng)器即三氧化硫氣體吸收罐的應(yīng)用也越來越廣泛，而且整個(gè)生產(chǎn)過程不會產(chǎn)生副產(chǎn)品。

1.5 中和復(fù)配

中和復(fù)配通常是在調(diào)配釜中加入適量氫氧化鈉中和重烷基苯磺酸，隨后按照一定比例加入醇類、支鏈烷基苯磺酸和助劑等來完成。在調(diào)配釜中相應(yīng)的配備了攪拌器和外循環(huán)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)各類反應(yīng)物的有效混合和充分反應(yīng)。產(chǎn)品經(jīng)過復(fù)配合格后會最終輸送到成品調(diào)配罐的攪拌器和外循環(huán)系統(tǒng)中等待裝車運(yùn)輸。

2 優(yōu)化重烷基苯的磺酸鹽的一些驅(qū)油方式

重烷基苯的磺酸鹽在驅(qū)動原油的應(yīng)用過程中的一個(gè)十分主要的特點(diǎn)就是可以把一些油砂上吸附的損耗量較為合理的控制在一個(gè)適當(dāng)范圍里。我們通過一系列相關(guān)的研究可以知道，因?yàn)橹赝榛降幕撬猁}自身分子的截面積相對較大，同時(shí)其包含有高摩爾的質(zhì)量物質(zhì)，重烷基苯的磺酸鹽在蒸餾的清水中的吸附總量整體上還是很少，但是它在碳酸氫鈉以及氫氧化鈉等部分的溶液內(nèi)，其吸附量的多少將會產(chǎn)生顯著的提升。并且，在具體的反應(yīng)過程中，假如加入了較少數(shù)量的耐鹽類型的表面活性劑，同時(shí)應(yīng)用了磷酸鈉與氫氧化鈉兩種類型的物質(zhì)共同構(gòu)成的復(fù)合堿，都可以十分有效的減少重烷基苯的磺酸鹽的吸附數(shù)量。通過相關(guān)的實(shí)驗(yàn)表明，假如在混合的溶液中包含一定數(shù)量的聚合物質(zhì)，能夠很好的減少表面的活性劑在使用過程中所產(chǎn)生的吸附損耗，進(jìn)而提升其在生產(chǎn)過程中的經(jīng)濟(jì)效益。

通過相關(guān)的實(shí)驗(yàn)分析能夠得出，通過提升磺化的深度，能夠使重烷基苯的磺酸鹽的磺化率獲得顯著的提高，在相對溫和的磺化情況下，適當(dāng)加入一些數(shù)量的吸收劑，能夠讓重烷基苯的磺酸鹽磺化率提高到約78%以上，這可以說是一個(gè)相當(dāng)理想的情況。并且，通過一些合理有效的方式對重烷基苯磺酸鹽驅(qū)油劑的相關(guān)配方開展優(yōu)化及改進(jìn)，能夠在一個(gè)相對較寬的表面活性劑與堿性濃度的范圍內(nèi)，得到低界面的相應(yīng)張力。

3 重烷基苯磺酸鹽的應(yīng)用前景

根據(jù)我國現(xiàn)在一些主力油田已經(jīng)處于第三次采油階段的現(xiàn)實(shí)情況，以及驅(qū)油所使用的表面活性劑的相關(guān)研究進(jìn)展及礦物實(shí)驗(yàn)的情況可知，以重烷基苯系列的磺酸鹽做為主要代表的驅(qū)油類表面的活性劑目前已經(jīng)進(jìn)入到工業(yè)化進(jìn)程的發(fā)展階段。例如大慶油田，以重烷基苯系列磺酸鹽為主的驅(qū)油所使用的表面活性劑現(xiàn)在已經(jīng)開始步入了工業(yè)化、規(guī)?；耐茝V及應(yīng)用階段，可能由于一些原因的影響，在實(shí)際開展的過程中會有部分延遲與調(diào)整，但是每一年油田在表面活性劑的使用總量大體上會保持相對穩(wěn)定，因此重烷基苯系列的磺酸鹽在將來的幾十年里會具備十分良好的市場應(yīng)用前景。

4 結(jié)語

由于一些不可再生的資源不斷減少以及石油行業(yè)開采對于表面活性的相關(guān)技術(shù)要求逐漸提升，目前這種技術(shù)將會獲得越來越多人的關(guān)注，并使得其在將來的發(fā)展過程中，不斷地提高其適用范圍、降低它本身吸附的損失與使用的成本。進(jìn)一步保證我國各大油田的可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，也是給將來科技研發(fā)的相關(guān)人員帶來的一個(gè)巨大挑戰(zhàn)。