CN102002386A - 一种复合型原油破乳剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型复合型原油破乳剂。该复合型原油破乳剂由式(I)所示化合物、式(II)所示化合物和溶剂组成；所述式(I)所示化合物和式(II)所示化合物的总质量与所述溶剂的质量的份数比为(2-7)∶(3-8)；所述式(I)所示化合物与所述式(II)所示化合物的质量份数比为(1-10)∶(1-5)；其中，所述式(I)中，R1为主链碳原子数为8-24的烷基；所述式(II)中，R2为主链碳原子数为4-12的烷基。本发明的原油破乳剂对原油乳状液具有良好的破乳性能，可应用于原油破乳脱水领域。

Description

一种复合型原油破乳剂
技术领域
本发明涉及一种原油破乳剂，特别涉及一种复合型原油破乳剂。
背景技术
原油破乳剂是石油开采和集输过程中重要的化学试剂。随着三次采油技术在国内各大油田的应用，产出液处理已经成为油田生产的重要技术环节，油田对破乳剂的性能要求也越来越高。
使用破乳剂破乳是通过向原油中添加破乳剂，部分替代原油乳状液油水界面膜的成膜物质，形成较为疏松的混合膜，降低油水界面膜的机械强度和黏弹性，促进液滴之间的碰撞聚并达到油水分离的目的。破乳剂的结构、原油组分和乳状液特性等因素对破乳剂的脱水效果起着决定性作用。三次采油中原油成分复杂且性质因产地而异，同一破乳剂对同一油田的不同油区，甚至对同一油区的不同油井的原油破乳效果可能千差万别，这给油田采出液处理带来了极大的困难。
单剂型原油破乳剂通常具有应用专一性强、普遍适用性差的特点，一种破乳剂往往只适用于一定组分原油的破乳，同时针对三次采油中强稳定性、破乳后水中含油较高的复杂乳状液体系，单剂型破乳剂很难达到理想的破乳效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型复合型原油破乳剂。
本发明提供的新型复合型原油破乳剂，由式(I)所示化合物、式(II)所示化合物和溶剂组成；所述式(I)所示化合物和式(II)所示化合物的总质量与所述溶剂的质量的份数比为(2-7)∶(3-8)；所述式(I)所示化合物与所述式(II)所示化合物的质量份数比为(1-10)∶(1-5)；
Figure BSA00000345483100011
其中，所述式(I)中，R1为碳原子数为8-24的烷基；所述式(II)中，R2为碳原子数为4-12的烷基。
上述破乳剂中，所述溶剂可为水、甲醇和乙醇中至少一种。
上述破乳剂中，所述式(I)所示化合物和式(II)所示化合物的总质量与所述溶剂的质量的份数比可为1∶1。
上述破乳剂中，所述式(I)所示化合物与所述式(II)所示化合物的质量份数比可为(1-7)∶(1-3)，具体可为1∶1、2∶3、3∶2、4∶1或7∶3。
上述破乳剂中，所述式(I)中，R1可为碳原子数为12-20的烷基，具体可为碳原子数为16或18的烷基。
上述破乳剂中，所述式(II)中，R2具体可为碳原子数为6-10的烷基，具体可为碳原子数为8或10的烷基。
由上述式(I)所示化合物、式(II)所示化合物和溶剂混合均匀即得所述新型复合型原油破乳剂。
本发明提供的复合型原油破乳剂具有强的界面活性和渗透能力，能够迅速到达油水界面、置换界面活性物质、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，可应用于原油破乳脱水领域。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
本发明所述式(I)所示化合物为长链烷基1.0G(generation)聚酰胺-胺，其可以按照中国发明专利申请200910237816.5中所述的方法制备，具体制备方法为：由长链烷基胺与丙烯酸甲酯通过迈克尔加成反应得到0.5G聚酰胺-胺，然后0.5G聚酰胺-胺与乙二胺通过酰胺化缩合反应既得所述式(I)所示长链烷基1.0G聚酰胺-胺，其中，所述长链烷基为主链含有8-24个碳原子的烷基。
按照上述方法制备了下述实施例中所用的式(III)和式(V)所示化合物。
本发明所述式(II)所示化合物为对苯二酚桥连的双烷基羧酸，其可以通过对苯二酚桥连的双烷基Gemini羧酸甲酯水解制备；其中，对苯二酚桥连的双烷基Gemini羧酸甲酯可以按照下述方法(Tingting Zhou，Hui Yang，Xiaohui Xu，etal.Synthesis surface and aggregation properties of nonionic poly(ethylene oxide)gemini surfactants.Colloids and Surfaces A：Physicochem.Eng.Aspects，2008(317)，339-343)制备：1)烷基羧酸甲酯的制备：在配有回流冷凝管，滴液漏斗和磁转子的250ml三颈瓶中加入0.20molC6-C14脂肪酸，缓慢将浴温升使固体融化，然后在搅拌下滴加0.25mol精馏过的亚硫酰氯(逸出的SO2和HCl经CaCl2干燥管用稀碱液吸收)。约经2h后停止放出HCl，此时在油浴上加热蒸去过量的亚硫酰氯，并在减压下去净。稍后，加入1.0g碘，在搅拌下于85-90℃缓慢滴加36.8g(0.23mol)经浓硫酸干燥过的液溴(约6h滴完)。滴完后继续反应1h，然后在55℃下搅拌滴加30ml无水甲醇。加完后再搅拌回流1h。待反应液冷却至室温，加入70ml水、1.8克硫代硫酸钠，搅拌15分钟。静置，分出水层，有机层用水洗涤并用无水硫酸镁干燥，然后减压蒸馏(75-80℃/5KPa)除去低沸点组分。余物再经减压蒸馏即可收集得到无色透明液体α-溴代羧酸甲酯。2)双烷基Gemini羧酸甲酯的制备：将1.8g(45mmol)NaH(60％in oil)和20mL DMF加入三颈瓶中，在氮气保护下搅拌滴加20mL含2.2g(20mmol)对苯二酚的DMF溶液。在60℃下滴加50mmol步骤1)制备的烷基羧酸甲酯，1h后升温到80℃反应8h。冷却到室温，在搅拌下将反应液倒入70mL冰水中，用3×30mL环己烷萃取。有机层合并后用水洗涤，减压蒸除溶剂后得粗产物，然后经硅胶柱层析分离(用环己烷和乙酸乙酯混合液进行梯度洗脱)，最终可得到双烷基Gemini羧酸甲酯。
按照上述方法制备了下述实施例中所用的式(IV)和式(VI)所示化合物。
实施例1、新型复合型原油破乳剂(A)的制备
将60g式(III)所示化合物(即长链烷基1.0G聚酰胺-胺，其中，长链烷基为十八烷基)、40g式(IV)所示化合物(即对苯二酚桥连的双烷基羧酸，其中，双烷基羧酸均为十二烷基酸)和100g乙醇混合均匀，得到复合型原油破乳剂，标记为A，其中，式(III)所示化合物与式(IV)所示化合物的质量份数比为3∶2，式(III)所示化合物与式(IV)所示化合物的总质量与乙醇的质量份数比为1∶1。
实施例2、新型复合型原油破乳剂(B)的制备
将40g式(III)所示化合物(即长链烷基1.0G聚酰胺-胺，其中，长链烷基为十八烷基)、60g式(IV)所示化合物(即对苯二酚桥连的双烷基羧酸，其中，双烷基羧酸均为十二烷基酸)和100g乙醇混合均匀，得到复合型原油破乳剂，标记为B，其中，式(III)所示化合物与式(IV)所示化合物的质量份数比为2∶3，式(III)所示化合物与式(IV)所示化合物的总质量与乙醇的质量份数比为1∶1。
实施例3、新型复合型原油破乳剂(C)的制备
将70g式(III)所示化合物(即长链烷基1.0G聚酰胺-胺，其中，长链烷基为十八烷基)、30g式(IV)所示化合物(即对苯二酚桥连的双烷基羧酸，其中，双烷基羧酸均为十二烷基酸)和100g水混合均匀，得到复合型原油破乳剂，标记为C，其中，式(III)所示化合物与式(IV)所示化合物的质量份数比为7∶3，式(III)所示化合物与式(IV)所示化合物的总质量与水的质量份数比为1∶1。
实施例4、新型复合型原油破乳剂(D)的制备
将80g式(III)所示化合物(即长链烷基1.0G聚酰胺-胺，其中，长链烷基为十八烷基)、20g式(IV)所示化合物(即对苯二酚桥连的双烷基羧酸，其中，双烷基羧酸均为十二烷基酸)和100g甲醇混合均匀，得到复合型原油破乳剂，标记为D，其中，式(III)所示化合物与式(IV)所示化合物的质量份数比为4∶1，式(III)所示化合物与式(IV)所示化合物的总质量与甲醇的质量份数比为1∶1。
实施例5、新型复合型原油破乳剂(E)的制备
将50g式(V)所示化合物(即长链烷基1.0G聚酰胺-胺，其中，长链烷基为十六烷基)、50g式(VI)所示化合物(即对苯二酚桥连的双烷基羧酸，其中，双烷基羧酸均为十烷基酸)和100g乙醇混合均匀，得到复合型原油破乳剂，标记为E，其中，式(V)所示化合物与式(VI)所示化合物的质量份数比为1∶1，式(V)所示化合物与式(VI)所示化合物的总质量与乙醇的质量份数比为1∶1。
Figure BSA00000345483100041
实施例6、新型复合型原油破乳剂(F)的制备
将60g式(V)所示化合物(即长链烷基1.0G聚酰胺-胺，其中，长链烷基为十六烷基)、40g式(VI)所示化合物(即对苯二酚桥连的双烷基羧酸，其中，双烷基羧酸均为十烷基酸)和100g乙醇混合均匀，得到复合型原油破乳剂，标记为F，其中，式(V)所示化合物与式(VI)所示化合物的质量份数比为3∶2，式(V)所示化合物与式(VI)所示化合物的总质量与乙醇的质量份数比为1∶1。
实施例7、新型复合型原油破乳剂(G)的制备
将70g式(V)所示化合物(即长链烷基1.0G聚酰胺-胺，其中，长链烷基为十六烷基)、30g式(VI)所示化合物(即双链烷基苯磺酸，其中，双链烷基均为十烷基酸)和100g甲醇混合均匀，得到复合型原油破乳剂，标记为G，其中，式(V)所示化合物与式(VI)所示化合物的质量份数比为7∶3，式(V)所示化合物与式(VI)所示化合物的总质量与甲醇的质量份数比为1∶1。
实施例8、新型复合型原油破乳剂(H)的制备
将80g式(V)所示化合物(即长链烷基1.0G聚酰胺-胺，其中，长链烷基为十六烷基)、20g式(VI)所示化合物(即双链烷基苯磺酸，其中，双链烷基均为十烷基酸)和100水混合均匀，得到复合型原油破乳剂，标记为H，其中，式(V)所示化合物与式(VI)所示化合物的质量份数比为4∶1，式(V)所示化合物与式(VI)所示化合物的总质量与二甲苯的质量份数比为1∶1。
实施例9、实施例1-8的复合型原油破乳剂A、B、C、D、E、F、G和H的破乳效果实验
对胜利油田临盘采油厂原油产出液和渤海绥中36-1油田原油产出液进行瓶试法破乳，实验结果如表1和表2所示。
该瓶试法参照中国石油天然气行业标准SY/T5281-2000《原油破乳剂使用性能检测方法(瓶试法)》及中国海洋石油总公司企业标准Q/HS2020-2004)。具体实验步骤为：
将准备好的原油产出液样品倒入脱水试瓶中，水浴加热，至温度恒定后继续恒温不少于15min。
用注射器向预定的脱水试瓶中注入一定量的复合型原油破乳剂(A、B、C、D、E、F、G和H)。
脱水试瓶的振荡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，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实施例1-8的复合型破乳剂对胜利油田临盘采油厂稠油污水的破乳实验结果
Figure BSA00000345483100061
表2实施例1-8的复合型破乳剂对渤海绥中36-1油田稠油污水的破乳实验结果
Figure BSA00000345483100062
以上结果表明，本发明提供的复合型原油破乳剂对原油乳状液具有较好的破乳性能。在现场破乳温度下，脱水率均可达70％以上。

Claims (6)

1.一种复合型原油破乳剂，由式(I)所示化合物、式(II)所示化合物和溶剂组成；所述式(I)所示化合物和式(II)所示化合物的总质量与所述溶剂的质量的份数比为(2-7)∶(3-8)；所述式(I)所示化合物与所述式(II)所示化合物的质量份数比为(1-10)∶(1-5)；
Figure FSA00000345483000011
其中，式(I)中，R1为碳原子数为8-24的烷基；式(II)中，R2为碳原子数为4-12的烷基。
2.根据权利要求1所述的破乳剂，其特征在于：所述溶剂为水、甲醇和乙醇中至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的破乳剂，其特征在于：所述式(I)所示化合物和式(II)所示化合物的总质量与所述溶剂的质量的份数比为1∶1。
4.根据权利要求1-3中任一所述的破乳剂，其特征在于：所述式(I)所示化合物与所述式(II)所示化合物的质量份数比为(1-7)∶(1-3)。
5.根据权利要求1-4中任一所述的破乳剂，其特征在于：所述式(I)中，R1为碳原子数为12-20的烷基。
6.根据权利要求1-5中任一所述的破乳剂，其特征在于：所述式(II)中，R2为碳原子数为6-10的烷基。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101570697A (zh) * 2009-06-01 2009-11-04 中国科学院化学研究所 一种原油破乳剂
WO2010076253A1 (de) * 2008-12-29 2010-07-08 Basf Se Hyperverzweigte polyester und polycarbonate als demulgatoren zum spalten von rohölemulsionen

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