本发明属于有机化工,具体涉及一种环保钻井液基液制备方法。
背景技术:
1、目前国内满足海上钻井平台用钻井液需要满足海洋生物毒性试验要求,高纯度异构烷烃几乎不含有害杂质,基本无异味,化学稳定性高,产品保质期长,易于回收和重复使用,具有良好的使用舒适度和安全性,而且,窄馏分异构烷烃的闪点与挥发度相契合,在专业领域应用效果更好,符合钻井液的相关需求。
2、专利公开号为cn116396136a的专利申请公开了一种生物基异构烷烃的制备方法,采用精制脱除杂质后的废弃食用动植物油脂外,还采用了酸化油、脂肪酸与甲醇进行酯交换和酯化反应制得的脂肪酸甲酯为原料,该方法采用加氢异构、分子筛吸附和/或尿素络合分离,获得的异构烷烃效率高、收率高、副反应少,但是原料处理相对复杂,成本较高,且不是以矿物油为原料。
3、专利公开号为cn101921621a的专利申请公开了一种以石油基馏分油或脱沥青油等为原料,采用加氢预精制-加氢异构工艺制备异构烷烃溶剂油的方法;该方法由于石油基原料油中含有大量硫、氮、芳烃等有害化合物无法脱除干净,影响了产品的纯度,且该产品是以轻质异构烷烃溶剂油馏分为主,收率达到60%以上。
4、现有技术中并没有相关文献以石油为基油进行相关提炼同时获得异构烷烃纯度高的相关研究技术,为保护生态环境,适应海洋钻探的需要,使用以矿物油作为基油的低毒油包水乳化钻井液是当前的技术发展趋势,亟需开发一种以矿物油作为基油的环保钻井液基液。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是提供一种环保钻井液基液制备方法,获得的钻井液基液环烷烃、链烷烃含量低,异构烷烃含量高,生物毒性低。
2、本发明的内容包括:
3、一种环保钻井液基液制备方法,所述钻井液基液的碳数为c11~c16,所述制备方法包括如下步骤:
4、(1)将石油加热至400℃~500℃之间,使其变成蒸气后通入分馏塔,选取230℃~380℃的馏分作为钻井液基液的粗产品;
5、(2)将步骤(1)制得的粗产品通入加氢裂化反应器内进行加氢裂化处理,得到半成品;
6、(3)将步骤(2)制得的半成品通入异构脱蜡反应器内进行异构脱蜡处理,异构脱蜡反应器的反应区内装填有异构脱蜡催化剂;
7、(4)将步骤(3)脱蜡后的产品通入加氢精制反应器中进行加氢精制处理,得到精产品,加氢精制反应器的反应区内装填有加氢精制催化剂;
8、(5)将步骤(4)精制后的产品通入复合分子筛处理;
9、(6)将步骤(5)制得的精产品通入预热炉内进行预热,将预热后的精产品依次通入分子蒸馏器内进行分子蒸馏处理,得到重馏分和轻馏分,选取所述重馏分作为钻井液基液产品。
10、进一步的,所述复合分子筛为sapo-11/zsm-22的复合分子筛,所述sapo-11与zsm-22的质量比为3:1。
11、进一步的,所述步骤(6)中分子蒸馏器的操作压力为10~100pa,反应温度为50~80℃。
12、进一步的,所述步骤(2)中加氢裂化反应器的反应区内装填有裂化活性不同的第一加氢裂化催化剂和第二加氢裂化催化剂,所述加氢裂化反应器内的操作压力为14~16mpa,反应温度为380~400℃;
13、所述第一加氢裂化催化剂和所述第二加氢裂化催化剂均为负载型非贵金属催化剂,所述负载型非贵金属催化剂含有第一载体和负载,所述第一载体上包含至少一种第viii族金属元素和至少一种第vib族金属元素。
14、进一步的,所述第viii族金属元素的含量为第一加氢裂化催化剂总量的1~10wt%,所述第vib族金属元素的含量为第一加氢裂化催化剂总量的5~50wt%;所述第viii族金属元素的含量为第二加氢裂化催化剂总量的1~10wt%,第vib族金属元素的含量为第二加氢裂化催化剂总量的5~50wt%。
15、进一步的,所述第vib族金属元素为钼和/或钨;所述第viii族金属元素为钴和/或镍;所述第一载体选自γ-氧化铝、氧化硅、氧化铝-氧化硅、氧化钛、氧化镁中的一种或多种。
16、进一步的,所述第一加氢裂化催化剂的裂化活性大于所述第二加氢裂化催化剂,所述第一加氢裂化催化剂与所述第二加氢裂化催化剂的装填体积比例为1:5~5:1。
17、进一步的,所述异构脱蜡催化剂为负载型单原子贵金属催化剂,其含有第二载体及负载在所述第二载体上的单原子贵金属;
18、所述第二载体采用分子筛或氧化铝载体;
19、所述单原子贵金属选自铂、钯、钌、铑、铱、金或银中的一种或多种;
20、所述异构脱蜡催化剂中的单原子贵金属重量含量为0.1~1.0%。
21、进一步的,所述第二载体为zsm-12分子筛或zsm-11分子筛或zsm-12/zsm-11复合分子筛。
22、进一步的,所述加氢精制催化剂为负载型单原子贵金属载体,其含有第三载体及负载在所述第三载体上的单原子贵金属;
23、所述第三载体为氧化铝载体;
24、所述单原子贵金属选自铂、钯、钌、铑、铱、金或银中的一种或多种。
25、本发明的有益效果:
26、(1)本申请采用润滑油加氢技术,即原油馏分油经过加氢裂化——异构脱蜡——后精制联合生产技术生产出饱和烃含量高的轻质组分,再经过分子筛选择异构烷烃组分,再经过分子蒸馏进行切割(预热炉、分子蒸馏塔、分馏塔和产品储罐)去除轻组分,这样的钻井液基液碳数分布更加集中,生物毒性低;
27、(2)选用的复合分子筛sapo-11/zsm-22,有效去除产品中部分直链烷烃和环烷烃,进一步提高产品的异构化,该复合分子筛具有良好正、异构烷烃的分离效果;
28、(3)通过步骤(6)的预热炉预热,再进行分子蒸馏处理,合适的反应温度和操作压力,进一步的分开重馏分和轻馏分,得到的钻井液基液产品纯度更高;
29、(4)步骤(3)的异构脱蜡处理步骤将直链烷烃异构为支链烷烃,降低凝点,异构脱蜡催化剂的选择进一步提高了正构烷烃转化为异构烷烃的转化率。
1.一种环保钻井液基液制备方法,其特征是,所述钻井液基液的碳数为c11~c16,所述制备方法包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的钻井液基液制备方法,其特征在于,所述复合分子筛为sapo-11/zsm-22的复合分子筛,所述sapo-11与zsm-22的质量比为3:1。
3.根据权利要求1所述的钻井液基液制备方法,其特征在于,所述步骤(6)中分子蒸馏器的操作压力为10~100pa,反应温度为50~80℃。
4.根据权利要求1所述的钻井液基液制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中加氢裂化反应器的反应区内装填有裂化活性不同的第一加氢裂化催化剂和第二加氢裂化催化剂,所述加氢裂化反应器内的操作压力为14~16mpa,反应温度为380~400℃;
5.根据权利要求4所述的钻井液基液制备方法,其特征在于,所述第viii族金属元素的含量为第一加氢裂化催化剂总量的1~10wt%,所述第vib族金属元素的含量为第一加氢裂化催化剂总量的5~50wt%;所述第viii族金属元素的含量为第二加氢裂化催化剂总量的1~10wt%,第vib族金属元素的含量为第二加氢裂化催化剂总量的5~50wt%。
6.根据权利要求4所述的钻井液基液制备方法,其特征在于,所述第vib族金属元素为钼和/或钨;所述第viii族金属元素为钴和/或镍;所述第一载体选自γ-氧化铝、氧化硅、氧化铝-氧化硅、氧化钛、氧化镁中的一种或多种。
7.根据权利要求4所述的钻井液基液制备方法,其特征在于,所述第一加氢裂化催化剂的裂化活性大于所述第二加氢裂化催化剂,所述第一加氢裂化催化剂与所述第二加氢裂化催化剂的装填体积比例为1:5~5:1。
8.根据权利要求1所述的钻井液基液制备方法,其特征在于,所述异构脱蜡催化剂为负载型单原子贵金属催化剂,其含有第二载体及负载在所述第二载体上的单原子贵金属;
9.根据权利要求8所述的钻井液基液制备方法,其特征在于,所述第二载体为zsm-12分子筛或zsm-11分子筛或zsm-12/zsm-11复合分子筛。
10.根据权利要求1所述的钻井液基液制备方法,其特征在于,所述加氢精制催化剂为负载型单原子贵金属载体,其含有第三载体及负载在所述第三载体上的单原子贵金属;
