CN101570697A - 一种原油破乳剂 - Google Patents

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本发明公开一种原油破乳剂。该原油破乳剂包括式I结构通式所示的化合物、式II结构通式所示的化合物和溶剂；式I结构通式中，R1为主链碳原子数为8－24的烷基，R2为主链碳原子数为2－6的烷基或苯基；PO为环氧丙烷开环后的甲基乙氧基单元，EO为环氧乙烷开环后的乙氧基单元，m＝20－80，n＝10－40；式II结构通式中，R3为主链碳原子个数为9－22的烷基，Ar为芳基。本发明提供的原油破乳剂，具有良好的界面活性和渗透性，能够迅速到达油水界面、取代天然界面活性物质而形成不稳定的油水界面膜，对原油乳状液具有良好的破乳性能，可应用于原油常规开采脱水领域。

Description

一种原油破乳剂
技术领域
本发明涉及一种原油破乳剂。
背景技术
随着原油的不断开采，油田逐渐进入高含水期。采出原油中含水量的上升，不仅导致原油的集输、储罐、动力消耗与燃料消耗大大增加，而且原油中含有的盐等杂质会引起管道和设备的结垢、堵塞以及腐蚀，同时在石油炼制中还可能引起催化剂中毒。
化学破乳脱水是通过向原油中添加表面活性剂来使原油脱水，目前较多采用聚氧乙烯醚与聚氧丙烯醚的嵌段共聚物或无规共聚物。由于破乳剂通常具有较强的表面活性、较好的亲水亲油性能，因而加入原油乳状液中的破乳剂分子能够很快向油-水界面扩散，置换或部分置换出油-水界面上吸附的乳化剂，破坏界面液膜，从而使分散于原油中的水滴聚结后沉降于容器底部，达到破乳脱水的目的。
破乳剂研究的早期报道始于1914年，W.S.Barnickel在原油中添加0.1％的FeSO4溶液进行破乳。在随后的90多年中，破乳剂的研究经历了三个发展阶段：(1)用油脂作原料合成磺酸盐、硫酸盐等；(2)用石油化工原料生产；(3)采用现代合成技术制备特殊类型的破乳剂。有效的破乳剂主要可分为以下几类：石油磺酸盐与烷基磺酸盐等磺酸盐类，油脂与其衍生物类，环烷酸钠盐，烷基酚聚氧乙烯醚，高碳烷基咪哇琳，聚氧化烯烃嵌段共聚物以及烷基酚醛树脂衍生物。随着石油工业的发展，原油破乳剂的重要性凸显，苛刻的油藏条件对破乳剂性能的要求也不断提高。
发明内容
本发明的目的是提供一种原油破乳剂。
本发明提供的原油破乳剂，包括式I结构通式所示的化合物、式II结构通式所示的化合物和溶剂；
Figure A20091008578600041
(式I)                          (式II)
式I结构通式中，R1为主链碳原子数为8-24的烷基，优选主链碳原子数为8、12或16的烷基，R2为主链碳原子数为2-6的烷基或苯基，优选主链碳原子数为2、3或4的烷基或苯基；PO为环氧丙烷开环后的甲基乙氧基单元，EO为环氧乙烷开环后的乙氧基单元，m＝20-80，优选30-60，n＝10-40，优选20-30；
式II结构通式中，R3为主链碳原子个数为9-22的烷基，优选12-18，Ar为芳基，优选苯基、萘基或联苯基。
该原油破乳剂中，式I结构通式所示化合物为胺基非离子型Gemini聚醚，式II结构通式所示化合物为烷基芳基磺酸。式I结构通式所示化合物和式II结构通式所示化合物的总质量与溶剂质量的比值为40-60∶60-40，优选45-55∶55-45；式I结构通式所示化合物与式II结构通式所示化合物的质量比为60-90∶40-10，优选60-80∶20-40。溶剂选自水、甲醇、乙醇和二甲苯中的至少一种。
另外，式I结构通式所示的化合物是石油磺酸盐酸化产物或按照US2003/0092779提供的方法，由烯烃与萘烷基化再磺化后制备得到；该化合物可按照如下方法进行制备：在高压反应釜中按比例加入式IX所示Gemini胺和催化剂，用氮气吹扫置换三次，升温至115～130℃，而后加入定量的环氧丙烷，控制反应釜内总压力为0.2～0.8MPa、反应温度为140±5℃，待反应釜内压力回落后，继续反应60min。加入定量的环氧乙烷，控制反应釜内压力低于0.8MPa，继续反应60min。将反应体系温度降至低于80℃后，取出产物。式IX中，R1和R2同式I中所述。
R1—NH——R2——NH——R1
(式IX)
本发明提供的制备上述原油破乳剂的方法，是将上述各组分混匀，即得到原油破乳剂。
本发明提供的原油破乳剂，具有良好的界面活性和渗透性，能够迅速到达油水界面、取代天然界面活性物质而形成不稳定的油水界面膜，对原油乳状液具有良好的破乳性能，可应用于原油常规开采脱水领域。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。
下述实施例中所述份数均为质量份数。
实施例1
将80g(40份)式III结构式所示的化合物(即胺基非离子型Gemini聚醚)、20g(10份)式IV所示的化合物(即烷基芳基磺酸)和100g(50份)乙醇混合，得到破乳剂A。
Figure A20091008578600061
(式III)                                   (式IV)
实施例2
将70g(35份)式III结构式所示的化合物(即胺基非离子型Gemini聚醚)、30g(15份)式IV所示的化合物(即烷基芳基磺酸)和100g(50份)乙醇混合，得到破乳剂B。
实施例3
将60g(30份)式III结构式所示的化合物(即胺基非离子型Gemini聚醚)、40g(20份)式IV所示的化合物(即烷基芳基磺酸)和100g乙醇混合，得到破乳剂C。
实施例4
将54g(27份)式V结构式所示的化合物(即胺基非离子型Gemini聚醚)、36g(18份)式VI所示的化合物(即烷基芳基磺酸)和110g(55份)乙醇混合，得到破乳剂D。
Figure A20091008578600062
(式V)                                   (式VI)
实施例5、破乳剂的破乳效果实验
对胜利油田临盘采油厂的稠油、渤海绥中36-1油田综合油样以及克拉玛依油田稠油在不同温度下进行瓶试法破乳，实验结果如表1-表3所示。
该瓶试法破乳参照中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T 5281-2000《原油破乳剂使用性能检测方法(瓶试法)》与参考中国海洋石油总公司企业标准(Q/HS2020-2004)。具体步骤是：
将准备好的原油乳状液样品倒入脱水试瓶中，用水浴预热，恒温时间不少于15min。
用取液器或注射器向预定的脱水试瓶中注入一定量的原油破乳剂溶液。
脱水试瓶的振荡应采用机械振荡法或人工振荡法。a)机械振荡法：旋紧瓶盖后将试瓶迅速放置在震荡机上，震荡0.5～5min，充分混匀，取下脱水试瓶，松动瓶盖，并重新将试瓶置于恒温水浴内静止沉降。b)人工振荡法：旋紧瓶盖后，将脱水试瓶颠倒2～5次，缓慢松动瓶盖放气后，重新旋紧瓶盖，可采用手工方式直接振荡，也可将试瓶放置在人工振荡箱内，水平振荡50～200次，振幅应大于20cm，充分混合均匀后，松动瓶盖，并重新将脱水试瓶置于恒温水浴中静置沉降。
目测记录不同时间的脱出水量，终止沉降时，观察记录污水颜色和油水界面状况。
表1破乳剂对胜利油田临盘采油厂稠油的脱水实验结果
Figure A20091008578600071
表2破乳剂对渤海绥中36-1油田综合油样的脱水实验结果
Figure A20091008578600072
表3破乳剂对克拉玛依稠油的脱水实验结果
Figure A20091008578600073
Figure A20091008578600081
以上结果表明，本发明提供的原油破乳剂对原油乳状液具有较好的破乳性能。

Claims (10)

1、一种原油破乳剂，包括式I结构通式所示的化合物、式II结构通式所示的化合物和溶剂；
Figure A2009100857860002C1
R3-Ar-SO3H
(式I)                     (式II)
所述式I结构通式中，R1为主链碳原子数为8-24的烷基，R2为主链碳原子数为2-6的烷基或苯基；PO为式VII结构式所示的环氧丙烷开环后的甲基乙氧基单元，EO为式VIII结构式所示的环氧乙烷开环后的乙氧基单元，m＝20-80，n＝10-40；
-CH2-CH2-O-
(式VII)                  (式VIII)
所述式II结构通式中，R3为主链碳原子个数为9-22的烷基，Ar为芳基。
2、根据权利要求1所述的原油破乳剂，其特征在于：所述原油破乳剂由式I结构通式所示的化合物、式II结构通式所示的化合物和溶剂组成。
3、根据权利要求1或2所述的原油破乳剂，其特征在于：所述式I结构通式中，R1为主链碳原子数为8、12或16的烷基，R2为主链碳原子数为2、3或4的烷基或苯基；m＝30-60，n＝20-30；
所述式II结构通式中，R3为主链碳原子个数为12-18的烷基，Ar为苯基、萘基或联苯基。
4、根据权利要求1-3任一所述的原油破乳剂，其特征在于：所述式I结构通式所示的化合物和式II结构通式所示的化合物的总质量与溶剂质量的比值为40-60∶60-40；
所述式I结构通式所示化合物与式II结构通式所示化合物的质量比为60-90∶10-40。
5、根据权利要求4所述的原油破乳剂，其特征在于：所述式I结构通式所示的化合物和式II结构通式所示的化合物的总质量与溶剂质量的比值为45-55∶55-45；
所述式I结构通式所示化合物与式II结构通式所示化合物的质量比为60-80∶20-40。
6、根据权利要求1-5任一所述的原油破乳剂，其特征在于：所述溶剂选自水、甲醇、乙醇和二甲苯中的至少一种。
7、一种制备权利要求1所述的原油破乳剂的方法，是将权利要求1所述式I结构通式所示的化合物、式II结构通式所示的化合物和溶剂混匀，得到所述原油破乳剂。
8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述式I结构通式所示的化合物和式II结构通式所示的化合物的总质量与溶剂质量的比值为40-60∶60-40；
所述式I结构通式所示化合物与式II结构通式所示化合物的质量比为60-90∶10-40。
9、根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于：所述式I结构通式所示的化合物和式II结构通式所示的化合物的总质量与溶剂质量的比值为45-55∶55-45；
所述式I结构通式所示化合物与式II结构通式所示化合物的质量比为60-80∶20-40。
10、根据权利要求7-9任一所述的方法，其特征在于：所述溶剂选自水、甲醇、乙醇和二甲苯中的至少一种。
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