[发明专利]花椒籽加工石油开采中表面活性剂驱的生产工艺

说明书

技术领域

本发明花椒籽加工石油开采中表面活性剂驱的生产工艺涉及工业能源领域，尤其涉及利用农作物副产品开发石油三次开采用脂肪酸系生物表面活性剂的加工方法。

技术背景

随着世界能源需求的增加，对石油的开采量及开采效率的要求越来越高，常规的采油方法(一次和二次法)一般仅采出原油地质储量的1/3，大约2/3的原油仍留在油层中，当常规方法生产的原油产量不断下降时，提高原油采出率将在资源利用方面发挥重要作用。用常规方法采油，很难解决原油被滞留在岩石空隙中和剩余原油流动性差的难题，利用物理化学和生物学等技术来强化开采剩余储量的三次采油法，可使原油采收率提高到80％-85％。石油开采中用的表面活性剂驱于上世纪50年代开始室内研究，60年代开始用石油磺酸盐投井并使用，效果尚可，但不能抗盐，故时有失败。目前已能生产出适用于各种油层条件下进行化学驱的表面活性剂，并已合成出可抗高温、高盐的化学类优质表面活性剂在三次采油中得到广泛应用，尤其是对稠油和含蜡原油的开采，成效很大，但应用成本较高，自上世纪七十年代初，陕西省西安石油学院科研人员曾一度利用渭北丰富的花椒籽资源，采用花椒籽油研制开发三次石油开采用脂肪酸系生物表面活性剂，由于花椒籽油中脂肪酸均为含18个碳原子的长链脂肪酸，是制备油基表面活性剂的优良原料，但由于花椒籽油酸价增值快，生物合成絮状物成蜡状物堆积快，促使花椒油态变化快，增酸、增蜡制约了开发三次石油开采用脂肪酸系生物表面活性剂的研究进程，但却给本项研究指明了方向；花椒籽是芸香科植物花椒的种子，其产量和花椒保持1∶1的比例，花椒在我国种植面积很大，自山东青岛湾起至广东珠江三角洲，贯穿费县(鲁)、涉县(冀)、平顺县(晋)、韩城市(陕)、文县(甘)、广源市(川)、永顺市(渝)、邵通市(云)、安顺市(贵)、珠海市(粤)十多个省域，已形成宽100公里长6000公里的“C”字状花椒生产带，种植面积已超1000万亩，年产花椒籽约80万吨，受技术制约，目前花椒籽仅用于榨制混合油在食用油中非法掺用，每吨花椒籽价格仅千元左右，而目前石油价格却逐年上升，三次采油中表面活性剂价格也在上扬，开发本产品具有丰富廉价的原料资源和广阔的应用市场。

技术方案

本项发明的目的是：利用丰富廉价的花椒籽资源，来开发出一种新颖的石油开采用脂肪酸系生物表面活性剂驱，其产品脂肪酸中不饱和脂肪酸含量要超过85％，新产品要酸价稳定，无蜡质，生产加工要方法简便成本低廉，在石油三次采油应用中要在岩石表面的被吸附量小，在地层介质中扩散速度要快，并能耐高温和耐高矿化度，提高采油量，实现安全高效。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：以农副产品资源高效利用为依托，以廉价的花椒籽为原料，以不添加化学原料并实现产品质量稳定的生产工艺为技术核心，花椒籽加工石油开采中表面活性剂驱的生产工艺分为原料采集、花椒籽油粗加工、毛油灭酶、低温脱蜡脱色四道工艺，首先利用花椒采收季节，收集未变质花椒籽，采用传统的植物油榨取设备榨取出花椒籽毛油，再将毛油加温至150℃温度中保持30分钟进行毛油灭酶，最后将灭酶后的毛油在冷库中低温贮存，库中温度控制在-5℃至5℃之间，存贮两个月后，待毛油中形成的絮状物沉淀为蜡状物后油色也同时由深黑色变成深黄色时，取上清物得石油开采中表面活性剂驱。

花椒籽由表皮层、内壳、胚仁三部分组成，各部分都含有不同质量的植物油，其中表皮层中富含活性酶，内壳中富含薄荷酮，胚仁中富含a-亚麻酸，表皮层中的活性酶混加在花椒籽毛油中，会进一步使花椒籽毛油酸败变质，经高温灭酶后，内壳中混加在花椒籽毛油中的薄荷酮的防腐作用，才可防止和避免花椒籽毛油进一步酸败变质，并在低温中促使毛油中形成的絮状物很快凝结成蜡状物成为析层状，下部为固态蜡状物，上部为深黄色脂溶性液，其脂肪酸中含有棕榈酸13.5％，棕榈烯酸8.4％，硬脂酸1.7％，油酸30.8％，亚油酸24.2％，花生酸0.13％，亚麻酸21.3％，其中不饱和脂肪酸高达85％，其酸值＜32，碘值＜130，密度(20℃)＜0.95克/cm³，保质期长达五年以上，其作为脂肪酸系生物表面活性剂，注入油层的溶液可以降低油水界面张力，缩小油脂在岩石表面的吸附力，并迅速在底层介质中扩散，并能组织其它化学物质副反应的发生，大幅度提高第三次采油量，并能耐高温和耐高矿化度；每吨花椒籽可加工产品220公斤以上，，得率高于22％，其加工成本每公斤低于5元，在生产应用中可实现安全高效的目的。