CN102060971B - 一种乙二胺型聚醚类破乳剂的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种乙二胺型聚醚类破乳剂的制备方法，该方法以乙二胺为原料，通过与环氧乙烷、环氧丙烷反应后交联改性制得。首先以乙二胺为起始剂，在碱性催化剂的存在下分两阶段与氧化丙烯和氧化乙烯反应制得聚醚类破乳剂A。然后在催化剂作用下采用多元羧酸将聚醚类破乳剂A进行自交联反应，制得产物B。最后在溶剂中将聚醚类破乳剂A和产物B采用甲苯二异氰酸酯进行自交联反应，制得最终产物乙二胺型聚醚类破乳剂。本发明制得的破乳剂，相对分子量较高、脱水效果理想、广谱性好，可适用于油田原油的破乳脱水，脱出水质清、用量少。

Description

一种乙二胺型聚醚类破乳剂的制备方法

技术领域

本发明涉及一种破乳剂的制备方法，具体地说是一种乙二胺型聚醚类破乳剂的制备方法。

背景技术

石油开采过程中经常混入水分，在原油输送之前要先经过脱水，以降低运输成本。原油中的游离水很容易分离脱除，而脱除原油中的乳化水一般则需要加入破乳剂来进行，目前国内使用的以聚醚类破乳剂为主，该类破乳剂大都是以含活泼氢化合物为起始剂，在碱金属催化剂作用下与氧化烯烃进行阴离子开环聚合反应，制得聚氧乙烯聚氧丙烯醚类破乳剂。这种工艺在制备较高分子量聚醚时副反应较多，制得的聚醚分子量比较低，破乳剂脱水效果不理想，对不同原油油品的广谱适应性差。

发明内容

为了克服现有聚醚类破乳剂存在的问题，本发明的目的在于提供一种乙二胺型聚醚类破乳剂的制备方法，本发明在制备出聚醚类破乳剂的基础上，再将制备的聚醚类破乳剂采用多元羧酸进行酯化交联反应，然后再将制得的产物用甲苯二异氰酸酯与聚醚型破乳剂反应制得。得到的破乳剂是一种相对分子量较高、脱水效果理想、广谱性好的高性能破乳剂。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种乙二胺型聚醚类破乳剂的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

首先制备聚醚类破乳剂A。以乙二胺为起始剂，在碱性催化剂的存在下首先与氧化丙烯进行第一阶段反应；然后通入氧化乙烯进行充分反应；再通入氧化丙烯进行第二阶段反应，制得聚醚类破乳剂A；其中重量比例为，以乙二胺、氧化丙烯和氧化乙烯作为总量计，乙二胺占总量的0.2-1％，氧化丙烯占总量的49-79.8％，氧化乙烯占总量的20-50％，碱性催化剂用量为总量的0.2-2％；第一阶段氧化丙烯与第二阶段氧化丙烯的重量比是1∶3～5∶1；

催化剂为一甲胺、二甲胺、三甲胺、氢氧化钾、氢氧化钠的一种或几种混合物，最佳是氢氧化钾，为方便于应用，也可以将催化剂溶解于水中制成液体催化剂。

然后制得产物B。在催化剂作用下采用多元羧酸将聚醚类破乳剂A进行自交联反应，制得产物B。其中催化剂可以是十二烷基苯磺酸或对甲基苯磺酸，优选对甲基苯磺酸。多元羧酸可以是草酸、丁二酸或己二酸，优选丁二酸。

最后在溶剂中将聚醚类破乳剂A和产物B采用甲苯二异氰酸酯进行自交联反应，制得最终产物乙二胺型聚醚类破乳剂。其中溶剂可以是甲苯、二甲苯或煤油，优选二甲苯。

制备聚醚类破乳剂A具体步骤如下：

将乙二胺和碱性催化剂加入反应器中，加热升温，通入氧化丙烯，控制温度在115～165℃，压力维持在0.6MPa以下，并使其进行第一阶段充分反应，真空1小时，再通入氧化乙烯，控制温度在115～165℃，压力维持在0.3MPa以下，并使其进行充分反应，真空1小时，再通入氧化丙烯，控制温度在115～165℃，压力维持在0.3MPa以下，并使其进行第二阶段充分反应，制得聚醚类破乳剂A。其中重量比例为，以乙二胺、氧化丙烯和氧化乙烯作为总量计，乙二胺占总量的0.2-1％，氧化丙烯占总量的49-79.8％，氧化乙烯占总量的20-50％，以总量计，碱性催化剂用量为0.2-2％，碱性催化剂优选氢氧化钾。第一阶段氧化丙烯与第二阶段氧化丙烯的重量比可以是1∶3～5∶1之间。

制备产物B具体步骤如下：

将上述制备的聚醚类破乳剂A加入反应器中，加入催化剂，加热升温，控制温度在85～115℃，常压下加入多元羧酸，反应2小时，真空1小时，过程控制温度在85～115℃，经过滤后制得产物B。其中重量比例为，以聚醚类破乳剂A和多元羧酸作为总量，聚醚类破乳剂A占总量的97-99.5％，多元羧酸占总量的0.5-3％，多元羧酸优选丁二酸。以总量计，催化剂用量为400-4000ppm，催化剂优选对甲基苯磺酸。

制备最终产物高性能破乳剂具体步骤如下：

将制备的聚醚类破乳剂A和制备的产物B加入反应器中，加入溶剂，加热升温，控制温度在75～85℃，常压下滴加甲苯二异氰酸酯，过程控制温度在75～85℃，滴加结束维持75～85℃1小时使其进行充分反应，经过滤后制得目的产物乙二胺型聚醚类破乳剂。其中重量比例为，以聚醚类破乳剂A和产物B作为总量，聚醚类破乳剂A占总量的20-40％，产物B占总量的60-80％，溶剂用量为总量的0.3-3倍，甲苯二异氰酸酯用量为总量的0.5-6％。

本发明首先分两阶段合成聚醚类破乳剂，然后采用多元羧酸酯化自交联，再将聚醚类破乳剂和采用多元羧酸酯化自交联得到的产物共同溶于溶剂中，采用甲苯二异氰酸酯交联反应，得到油田破乳剂，制得的高性能的乙二胺型聚醚类破乳剂，相对分子量较高，广谱性好，能够使原油迅速破乳脱水，脱出水质清，脱水效果理想。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明进一步说明，但是实施例不是对本发明的限制。

一种乙二胺型聚醚类破乳剂的制备方法，包括以下步骤：

①聚醚类破乳剂A的合成：50克乙二胺和35克氢氧化钾加入反应器中，加热升温，通入5063克氧化丙烯，控制温度在115～165℃，压力维持在0.6MPa以下，并使其进行第一阶段充分反应，真空1小时。再通入3200克氧化乙烯，控制温度在115～165℃，压力维持在0.3MPa以下，并使其进行充分反应，真空1小时。再通入1687氧化丙烯，控制温度在115～165℃，压力维持在0.3MPa以下，并使其进行第二阶段充分反应，制得聚醚类破乳剂A，备用。

催化剂为一甲胺、二甲胺、三甲胺、氢氧化钾、氢氧化钠的一种或几种混合物，优选氢氧化钾，为方便于应用，也可以将催化剂溶解于水中制成液体催化剂。本实施例采用氢氧化钾。其中重量比例为，以乙二胺、氧化丙烯和氧化乙烯作为总量计，乙二胺占总量的0.2-1％，氧化丙烯占总量的49-79.8％，氧化乙烯占总量的20-50％。第一段氧化丙烯与第二段氧化丙烯的重量比可以是1∶3～5∶1之间，本实施例采用3∶1。

②将①制备的聚醚类破乳剂A990克加入反应器中，加入丁二酸10克，对甲基苯磺酸1.2克，加热升温，控制温度在85～115℃，反应2小时，真空1小时，过程控制温度在85～115℃，经过滤后制得产物B，备用。

其中催化剂可以是十二烷基苯磺酸或对甲基苯磺酸，本实施例采用对甲基苯磺酸。多元羧酸可以是草酸、丁二酸或己二酸，本实施例采用丁二酸。其中重量比例为，以聚醚类破乳剂A和多元羧酸作为总量，聚醚类破乳剂A占总量的97-99.5％，多元羧酸占总量的0.5-3％。

③高性能破乳剂的合成：

将①制备的聚醚类破乳剂A300克和②制备的产物B700可加入反应器中，加入二甲苯1000克，加热升温，控制温度在75～85℃，缓缓滴加甲苯二异氰酸酯20克，滴加结束维持75～85℃1小时使其进行充分反应，经过滤后制得目的产物高性能乙二胺型聚醚类破乳剂。

溶剂是甲苯、二甲苯或煤油，本实施例采用二甲苯。其中重量比例为，以聚醚类破乳剂A和产物B作为总量，聚醚类破乳剂A占总量的20-40％，产物B占总量的60-80％，溶剂用量为总量的0.3-3倍，甲苯二异氰酸酯用量为总量的0.5-6％。

制得的乙二胺型聚醚类破乳剂，相对分子量较高，广谱性好，能够使原油迅速破乳脱水，脱出水质清，脱水效果理想。

Claims (5)

1.一种乙二胺型聚醚类破乳剂的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

1)以乙二胺为起始剂，在碱性催化剂的存在下首先与氧化丙烯进行第一阶段反应；然后通入氧化乙烯进行充分反应；再通入氧化丙烯进行第二阶段反应，制得聚醚类破乳剂A；其中重量比例为，以乙二胺、氧化丙烯和氧化乙烯作为总量计，乙二胺占总量的0.2-1％，氧化丙烯占总量的49-79.8％，氧化乙烯占总量的20-50％，碱性催化剂用量为总量的0.2-2％；第一阶段氧化丙烯与第二阶段氧化丙烯的重量比是1∶3～5∶1；

2)在催化剂作用下采用多元羧酸将聚醚类破乳剂A进行自交联反应，得到产物B；其中重量比例为，以聚醚类破乳剂A和多元羧酸作为总量，聚醚类破乳剂A占总量的97-99.5％，多元羧酸占总量的0.5-3％，以总量计催化剂用量为400-4000ppm；

3)在溶剂中将聚醚类破乳剂A和产物B采用甲苯二异氰酸酯进行自交联反应，得到最终产物乙二胺型聚醚类破乳剂；其中重量比例为，以聚醚类破乳剂A和产物B作为总量，聚醚类破乳剂A占总量的20-40％，产物B占总量的60-80％，溶剂用量为总量的0.3-3倍，甲苯二异氰酸酯用量为总量的0.5-6％。

2.根据权利要求1所述的乙二胺型聚醚类破乳剂的制备方法，其特征在于：步骤1)中，碱性催化剂为一甲胺、二甲胺、三甲胺、氢氧化钾、氢氧化钠中的一种或几种混合物。

3.根据权利要求2所述的乙二胺型聚醚类破乳剂的制备方法，其特征在于：碱性催化剂是溶解于水中制成的液体催化剂。

4.根据权利要求1所述的乙二胺型聚醚类破乳剂的制备方法，其特征在于：步骤2)中，催化剂是十二烷基苯磺酸或对甲基苯磺酸；多元羧酸是草酸、丁二酸或己二酸。

5.根据权利要求1所述的乙二胺型聚醚类破乳剂的制备方法，其特征在于：步骤3)中，溶剂是甲苯、二甲苯或煤油。