CN102517069A

CN102517069A - 一种稠油低温破乳剂及其制备方法

Info

Publication number: CN102517069A
Application number: CN2011103509611A
Authority: CN
Inventors: 朱晓明; 温卫东; 龚朝国; 李远平; 周润华; 陶建设
Original assignee: Karamay Xinke'ao Petroleum & Natural Gas Technology Co Ltd
Current assignee: Karamay Xinke'ao Petroleum & Natural Gas Technology Co Ltd
Priority date: 2011-11-09
Filing date: 2011-11-09
Publication date: 2012-06-27

Abstract

一种稠油低温破乳剂及其制备方法，其具体组分为：XK-2040：30一40％；聚醚SP-169：10一20％；聚乙二醇甲醚：5一10％；甲醇：20一30％；其余为水。适用于稠油温度在50一85℃时，加量在40一100mg/l范围内，在低温脱水领域具有良好的破乳性能，用量少，快速破乳，节约热能、降低稠油脱水成本。分离的污水含油小于500mg/l，符合油田回注要求。

Description

一种稠油低温破乳剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及国际专利分类C10G液态烃混合物的制备或含烃类为主的混合物的精制的技术领域，尤其是用于稠油脱水用低温破乳剂。

背景技术

油田生产过程中，稠油采出液需要脱去原油中的水份。常规的脱水方法是将原油加热到75一95℃，加入80一200mg/l破乳剂进行化学沉降后，使原油达到含水小于1.0％的成品原油标准。

原油破乳剂Crude oil demulsifier在原油和油品的生产和炼制中经常出现。

世界上主要的粗品油都以一种乳液的形态产出。一种乳液由至少两种不相混溶的液体组成。其中之一是以一种极细的分散体如大约1mm直径的液滴悬浮于另一液体上，这些液体的其中之一通常为水，而另一个经常是油。油有可能极细地分散于水中。在这种情况下，乳液是一种水包油型。水被称作连续相，而油被称作分散相。相反地，如果油为连续相而水是分散相，乳液就称作油包水型。大多数的原油乳液属于这种类型水分子之间相互吸引，同样地，油分子之间也是如此。但是在单个的水分子和油分子之间存在排斥力。排斥力在油和水的界面发生作用。表面张力将此界面面积降到一个最低值。所以，水滴在油包水乳液中是球形的。此外，单个的水滴倾向于形成聚集体，聚集体的总面积比所有液滴面积总和小。因此，一种由纯水和纯油组成的乳液是不稳定的。分散相趋于凝集，而两个分离的层面因此而形成界面上的排斥力抵消，如通过特种化学品在界面上的累积可降低表面张力。在技术上，许多情形通过加入熟知的乳化剂以生产稳定的乳液而开发利用这种作用。任何以这种方式起稳定作用的物质必须具有能使其同时与水分子和油分子互相作用化学组成，即它应含有一个亲水基团和一个疏水基团原油乳液因油中含有的天然物质而稳定。这些物质通常含有极性基团如羧基或酚基。它们可能以一种溶液或一种胶态分散体的形态存在。特别的影响是附着于末端。在此情形下，绝大多数的微粒分散于油相中并在油水界面累积，在此界面上，它们并排排列，极性基团指向水中。所以最后形成了一种物理稳定的界面层。像微粒层或石蜡结晶体似的固体包。以肉眼通常认识到的结果包覆在界面层中。这个机理解释了原油乳液的陈化和难于破除的事实。

近些年来，原油乳状液破乳机理研究多集中在液滴聚结过程的精细考察和破乳剂对界面流变性质的影响等方面。但由于破乳剂对乳状液的作用非常复杂，尽管在这个领域进行了大量的研究工作，目前对破乳机理尚无统一论断。

以下几种目前公认的破乳机理：③增溶机理。使用的破乳剂一个或少数几个分子即可形成胶束，这种高分子线团或胶束可增溶乳化剂分子，引起乳化原油破乳。④褶皱变形机理。显微镜观察结果表明，W/O型乳状液具有双层或多层水圈，两层水圈之间是油圈。液滴在加热搅拌和破乳剂的作用下，液滴内部各层相互连通，使液滴发生凝聚而破乳。此外，国内在对O/W型乳化原油体系的破乳机理研究方面也有一些研究工作，认为理想的破乳剂必须具备下列条件：较强的表面活性；良好的润湿性能；足够的絮凝能力；较好的聚结效果。

原油破乳剂的机理是相转移一反向变形机理。加入破乳剂后发生了相转变，即能够生成与乳化剂形成的乳状液类型相反的表面活性剂(反相破乳剂)。这类破乳剂与憎水的乳化剂作用生成络合物，从而使乳化剂失去了乳化性能。碰撞击破界面膜机理。在加热或搅拌的条件下，破乳剂有许多的机会碰撞乳状液的界面膜，或吸附在界面膜上，或排除替代部分表面活性物质，从而击破界面膜，使其稳定性大大降低，发生了絮凝、聚结而破乳。

破乳剂的种类繁多，按表面活性剂的分类方法可分为：阳离子型、阴离子型、非离子型、两型离子型破乳剂。阴离子型破乳剂有羧酸盐类、磺酸盐类和聚氧乙烯脂肪硫酸酯盐等，具有用量大、效果差、易受电解质影响而减效等缺点；阳离子型破乳剂主要有季铵盐类，其对稀油有明显效果，但不适合稠油及老化油；非离子型主要有以胺类为起始剂的嵌段聚醚，以醇类为起始剂的嵌段聚醚，烷基酚醛树脂嵌段聚醚，酚胺醛树脂嵌段聚醚，含硅破乳剂，超高相对分子质量破乳剂，聚磷酸酯，嵌段聚醚的改性产物和以咪唑啉原油破乳剂为代表的两型离子型破乳剂。

针对原油破乳剂的使用和研究现状以及越来越严格的环保要求，在具有新的化学结构的破乳剂方面技术公开比较少，但是就其趋势而言非聚醚型聚合物破乳剂有望逐渐取代聚醚型破乳剂；即使这样，单一的聚醚型破乳剂在生产和应用中仍存在不足。

采用破乳剂方式进行稠油脱水，脱水温度高，需要将原油加热到较高温度。不仅消耗大量的热能，同时需要加入较大量的破乳剂，造成稠油脱水成本高。

查到相关低温破乳剂方面的专利申请文献公开较少，相关比较接近的专利申请公开较少，如：专利申请号200710119726低温破乳剂，应用于油井采出液脱水用，是一种在低温情况下使用的破乳剂。特征是：材料包括干剂、水和甲醇，各组分重量百分比为：干剂为45～65％，甲醇：5～10％；其余为水。其中：干剂的组分重量百分比为：中间体PEA，21.5～40％；氢氧化钠，1.5～3.5％；环氧乙烷，20～40％；环氧丙烷，15～35％；环氧氯丙烷，2～8％。其中：制备中间体PEA的原料为：苯酚，0.8～1.5mol；四乙烯五胺，2.5～3.5mol；甲醛，2.0～3.5mol；甲苯，0.02～0.05mol。

又如专利申请号200910088084提供了一种稠油破乳剂，其为胺基非离子型Gemini聚醚与以苯环做桥连的Gemini磺酸在溶剂中的复配产物，其中，胺基非离子型Gemini聚醚为式I结构通式所示的化合物，Gemini磺酸为式II结构通式所示的化合物，式I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的烷基链或者苯环，PO为环氧丙烷开环后的甲基氧乙基单元，m为20-80之间的整数，EO为环氧乙烷开环后的氧乙基单元，n为10-40之间的整数；式II中R₃是主链碳原子数为8-16的烷基，R₄是主链碳原子数为0-4的烷基。

又如专利申请号200710119732用于石蜡基原油脱水用低温破乳剂，应用于石蜡基原油脱水用低温破乳。适用于原油温度在35～40℃时，加量在50-80mg/l的脱水低温破乳剂。特征是：原材料组分重量比：AE8051：15～20％；聚醚多元醇型SAA：20～30％；聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚BP28：10～18％；FC-N01氟碳表面活性剂：0.05～0.1％；甲醇：20～30％；其余为水。

但是，如前述所述，复配类低温破乳剂仍不能满足现实应用要求。

发明内容

本发明的目的是提出一种用于稠油脱水的复配类低温破乳剂配方及其制备方法，该破乳剂应用于稠油采出液低温脱水，以期提高破乳效果，使稠油脱水能在较低温度下进行。

本发明的发明目的是通过如下技术措施实现的：组成本发明的原料为：

原料包括：XK-2040、聚醚SP-169、聚乙二醇甲醚、甲醇和水；

其具体组分为：

XK-2040：30一40％；聚醚SP-169：10一20％；聚乙二醇甲醚：5一10％；甲醇：20一30％；其余为水。

其中，XK-2040是一种酚胺类聚氧丙烯聚氧乙烯醚改性物，脱水速度快，脱水率高，低温脱水性能好。

本发明的有益效果是：适用于稠油温度在50一85℃时，加量在40一100mg/l范围内，在低温脱水领域具有良好的破乳性能，用量少，快速破乳，节约热能、降低稠油脱水成本。分离的污水含油小于500mg/l，符合油田回注要求。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

组成本发明的原料为：

原料包括：XK-2040、聚醚SP-169、聚乙二醇甲醚、甲醇和水；

其具体组分为：

制备本发明的主要设备包括：

1、具有搅拌、加热、冷却及真空系统的2000L的搪瓷反应釜。

2、具有搅拌、加热、冷却及真空系统的2000L的高温、高压不锈钢反应釜。

本发明中的破乳剂的制备方法包括：

XK2040、SP-169按比例加入反应釜；缓慢升温到70一90℃。在不断搅拌下按比例加入甲醇、聚乙二醇甲醚和水，继续搅拌30分钟后，冷却至常温出料，得到用于稠油脱水用低温破乳剂。

其中XK-2040的生产方法为：

1)将多乙烯多胺、双酚A、甲醛(浓度35％)、氢氧化钠(30％)按这一比例投入反应釜中，搅拌均匀；平缓升温至80一90℃，保温1小时；然后进行阶段升温真空脱水，至145℃；

2)当釜压至＜一0.05Mpa以下，无水分蒸出时，关闭真空，缓慢滴加一定量的环氧丙烷，反应温度保持在130一140℃，滴加完毕，保持140℃老化反应1小时；

3)在釜压至＜一0.05Mpa以下时，抽出二甲苯，抽加期间保持釜内温度不低于130℃，保持140℃老化反应1小时得到破乳剂起始剂；

4)再次通入环氧丙烷，控制温度在130一140℃，通完后进行老化反应1小时，然后通入环氧乙烷，控制温度在125一135℃，通完后进行老化反应1小时；降温至95℃，加入一定量液碱和环氧氯丙烷搅拌30分钟，最后加入冰醋酸，搅拌20分钟得到破乳剂XK2040干剂；

5)破乳剂XK2040干剂的组分重量百分比为：起始剂15一30％，氢氧化钠1.5一25％，环氧乙烷20一40％，环氧丙烷40一80％，冰醋酸0.5一2％；其中：氢氧化钠配成质量浓度为30％的水溶液；制备起始剂的各组分重量百分比为：多乙烯多胺50一70％，双份A，15一35％，甲醛(浓度35％)15一35％，二甲苯15一30％。

利用本发明进行脱水试验，原油温度在50一85℃，原油采出液脱水低温破乳剂的加量在40一100mg/L时，脱水后的原油含水小于1.0％，污水含油小于500mg/L，达到了原油外输标准，并且脱出来的污水中含油量达到回注标准；解决原油采出液低温脱水问题。

本发明使用具体实例包括：

对克拉玛依百口泉稠油加药浓度80mg/l，脱水温度73℃，稠油脱后含水0.3％，污水含油430mg/l；

对克拉玛依新港91号站稠油加药浓度54mg/l，脱水温度55℃，稠油脱后含水0.5％，污水含油200mg/l；

对克拉玛依重油六东区稠油加药浓度70mg/l，脱水温度57℃，稠油脱后含水0.5％，污水含油150mg/l；

本发明的优点较多，主要包括：采用甲醇、聚乙二醇甲醚和水作为溶剂，易于分散、顶替油水界面膜上的胶质、沥青质，形成新的界面膜，而同时也兼顾了成本；原油脱水温度在50一85℃时，加量在40一100mg/l范围内，原油脱后含水小于1.0％，污水含油小于500mg/l，达到原油外输标准。

Claims

1.一种稠油低温破乳剂及其制备方法，其特征是：组成本发明的原料为：

原料包括：XK-2040、聚醚SP-169、聚乙二醇甲醚、甲醇和水；

其具体组分为：

其中，XK-2040是一种酚胺类聚氧丙烯聚氧乙烯醚改性物，脱水速度快，脱水率高，低温脱水性能好；

2.如权利要求1所述的一种稠油低温破乳剂及其制备方法，其特征在于，XK2040、SP-169按比例加入反应釜；缓慢升温到70一90℃。在不断搅拌下按比例加入甲醇、聚乙二醇甲醚和水，继续搅拌30分钟后，冷却至常温出料，得到用于稠油脱水用低温破乳剂。

3.如权利要求1所述的一种稠油低温破乳剂及其制备方法，其特征在于，其中XK-2040的生产方法为：

5)破乳剂XK2040干剂的组分重量百分比为：起始剂15一30％，氢氧化钠1.5一2.5％，环氧乙烷20一40％，环氧丙烷40一80％，冰醋酸0.5一2％；其中：氢氧化钠配成质量浓度为30％的水溶液；制备起始剂的各组分重量百分比为：多乙烯多胺50一70％，双份A，15一35％，甲醛(浓度35％)15一35％，二甲苯15一30％。