重烷基苯磺酸盐的工业化技术探究

2022-02-13高英

中国设备工程 2022年3期

高英

（大庆油田化工有限公司东昊分公司表活剂厂，黑龙江大庆 163000）

重烷基苯磺酸盐作为一种油田化学品，本身具有特殊性能，其主要是对重烷基苯进行深加工后产生的新产品，体现出了极强的水溶性和分散性，同时具有极强的乳化力，表面活性相对较高，与碱、聚合物进行复配后能够具有超低界面张力，在油田开采中的应用能够有效提升驱油效率和采收率，进而全面提升油田原油产量，是油田进入生产开采后期阶段效果较为明显的一种油田驱油剂。

在油田三次采油开采过程中，作为驱油剂，重烷基苯磺酸盐具备应用成本低、性能优良等众多特点，得到广泛应用。重烷基苯是生产重烷基苯磺酸盐的主要原料，是烷基苯生产形成的副产物。作为一种副产物本身并不具备固定的质量指标，是烷基碳数在C13以上的混合物，主要由单烷基苯、多烷基苯、烷基萘和二苯基烷等组成。

1 重烷基苯磺酸盐生产工艺

图1 为重烷基苯磺酸装置工艺流程。

图1 重烷基苯磺酸装置工艺流程

1.1 工艺空气干燥

在形成SO3以及燃硫过程中空气添加前首先需要经过过滤，随后利用低压鼓风机进行压缩后让空气的压力值保持在0.1MPa，同时让其温度达到80～120℃。空气经过压缩后产生的热空气首先利用冷却器进行冷却，让其温度下降到2～5℃，在此过程中让水分充分冷凝，最终能得到与气象条件无关的恒定空气流。空气冷凝后送入干燥器进行去湿。

1.2 SO3发生

传统模式下通常情况采取燃硫法生成SO3，此后出现了利用液体SO3生产工艺，液体SO3的工艺比较适合各类品质的重烷基苯的磺化，企业生产过程中的成本投入少，设备停车运行时间相对较短，操作简便。但由于液体本身属于一种化学危险品，因此在运输和管理环节必须给予高度重视。传统模式下利用固态硫磺来生产SO3本身原料来源危险性相对较低，因此不管是运输、加工还是存储本身更具经济性，进而保证系统反应的程度和效果。

1.3 磺化反应

经过干燥稀释后的SO3气体本身浓度达到了4%～5%,随后利用SO3过滤器进行过滤。SO3气体经过磺化后从反应器顶部注入反应器，同时利用质量流量计和原料输送泵变频电机对重烷基苯的流量进行控制，不断调节操作参数，保证磺化质量。

1.4 SO3吸收

在开车阶段、原料切换以及临时停车来进行SO3吸收能够将产品不合格率控制在最低程度。目前在工业化生产过程中SO3吸收通常情况下是利用98%的硫酸进行循环吸收，由于浓硫酸本身具备极强的腐蚀性，会造成生产安全隐患，因此在当今的工业化生产过程中，釜式不锈钢反应器即三氧化硫气体吸收罐的应用也越来越广泛，而且整个生产过程不会产生副产品。

1.5 中和复配

中和复配通常是在调配釜中加入适量氢氧化钠中和重烷基苯磺酸，随后按照一定比例加入醇类、支链烷基苯磺酸和助剂等来完成。在调配釜中相应的配备了搅拌器和外循环系统，能够实现各类反应物的有效混合和充分反应。产品经过复配合格后会最终输送到成品调配罐的搅拌器和外循环系统中等待装车运输。

2 优化重烷基苯的磺酸盐的一些驱油方式

重烷基苯的磺酸盐在驱动原油的应用过程中的一个十分主要的特点就是可以把一些油砂上吸附的损耗量较为合理的控制在一个适当范围里。我们通过一系列相关的研究可以知道，因为重烷基苯的磺酸盐自身分子的截面积相对较大，同时其包含有高摩尔的质量物质，重烷基苯的磺酸盐在蒸馏的清水中的吸附总量整体上还是很少，但是它在碳酸氢钠以及氢氧化钠等部分的溶液内，其吸附量的多少将会产生显著的提升。并且，在具体的反应过程中，假如加入了较少数量的耐盐类型的表面活性剂，同时应用了磷酸钠与氢氧化钠两种类型的物质共同构成的复合碱，都可以十分有效的减少重烷基苯的磺酸盐的吸附数量。通过相关的实验表明，假如在混合的溶液中包含一定数量的聚合物质，能够很好的减少表面的活性剂在使用过程中所产生的吸附损耗，进而提升其在生产过程中的经济效益。

通过相关的实验分析能够得出，通过提升磺化的深度，能够使重烷基苯的磺酸盐的磺化率获得显著的提高，在相对温和的磺化情况下，适当加入一些数量的吸收剂，能够让重烷基苯的磺酸盐磺化率提高到约78%以上，这可以说是一个相当理想的情况。并且，通过一些合理有效的方式对重烷基苯磺酸盐驱油剂的相关配方开展优化及改进，能够在一个相对较宽的表面活性剂与碱性浓度的范围内，得到低界面的相应张力。

3 重烷基苯磺酸盐的应用前景

根据我国现在一些主力油田已经处于第三次采油阶段的现实情况，以及驱油所使用的表面活性剂的相关研究进展及矿物实验的情况可知，以重烷基苯系列的磺酸盐做为主要代表的驱油类表面的活性剂目前已经进入到工业化进程的发展阶段。例如大庆油田，以重烷基苯系列磺酸盐为主的驱油所使用的表面活性剂现在已经开始步入了工业化、规模化的推广及应用阶段，可能由于一些原因的影响，在实际开展的过程中会有部分延迟与调整，但是每一年油田在表面活性剂的使用总量大体上会保持相对稳定，因此重烷基苯系列的磺酸盐在将来的几十年里会具备十分良好的市场应用前景。