CN103146418A

CN103146418A - 一种sd-3破乳剂的制备方法

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Publication number: CN103146418A
Application number: CN2013100632952A
Authority: CN
Inventors: 杨仲年; 杨仲良; 马艳; 梁晖; 罗丛; 高在海
Original assignee: Binzhou University
Current assignee: Binzhou University
Priority date: 2013-02-28
Filing date: 2013-02-28
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2033-02-28
Also published as: CN103146418B

Abstract

本发明涉及一种SD-3破乳剂的制备方法，其中该破乳剂是由SD-2破乳剂与调节剂复配组成，其中调节剂含量为SD-2破乳剂量的30-60%，SD-2破乳剂是由有机酚、有机胺、甲醛合成的新型热塑性树脂作为起始剂，对环氧乙烷-环氧丙烷链段进行嵌段聚合得到聚醚，在聚醚中加入接链剂进行扩链得到。该破乳剂破乳速度快和脱水率高，低温下使用效果好，节约了油田大量加热能源，使用量相对较少，降低了原油破乳脱水成本，减少了环境污染，对原油生产和集输具有重要的实际意义。

Description

一种SD-3破乳剂的制备方法

技术领域

本发明涉及原油破乳剂技术领域，具体涉及一种SD-3破乳剂的制备方法。

背景技术

原油在集输和炼制过程中，含有水和杂质的原油不仅会增加泵、管线和储罐的负荷，而且会引起管道系统、泵及生产设备腐蚀和结垢，甚至导致原油加工过程中的催化剂中毒等一系列问题；另一方面，油田和炼油厂排放的水中含油则会造成环境污染和油的浪费。

近年来，随着油田的不断开发，油田逐步老化，采出的原油中含水量越来越高，甚至有的原油朝重质化转变。为了提高采油率，各油区根据地层特征均采用不同的强化采油技术，如碱驱、酸化压裂作业、泡沫驱，聚合物驱、蒸汽驱、表面活性剂驱、表面活性剂-聚合物二元驱和碱-表面活性剂-聚合物三元复合驱等，这些技术的应用，为油田稳产、增产提供了有效的措施，取得了巨大的经济效益。但是由于这些措施的实施，将大量化学物质（如：碱、表面活性剂、聚合物等）注入油层，不仅使地层水质的矿化度显著升高，而且使诸多油区的原油性质发生了较大变化。使采出原油的乳化程度进一步增强，出现了高碱性原油、高酸值原油、稠油、特稠油、高凝点原油、三次采油原油、高矿化度水质原油等，甚至使采出的原油和水形成水包油型（O/W）和多重（O/W/O、W/O/W）乳状液，造成了原油状态的差异，而且油田目前存在破乳脱水温度高，加量大，脱出污水不理想等问题，造成能源的巨大浪费。且常规破乳剂难以处理这样的采出液，使处理成本居高不下。

为了克服破乳剂的专一性强的缺点，人们又开始通过改性或复配研制复合型破乳剂，如有机氨衍生物与氧乙烯、氧丙烯共聚物，烷基苯酚甲醛树脂与烷氧基化物的共聚物等，这些破乳剂具有用量少、脱水快、水质清等特点，而且也能适用于特殊油，如高稠油、高含水原油的破乳。但是，有些破乳剂生物降解性不好，容易造成环境污染，如烷基酚类聚氧乙烯醚破乳剂，有的国家已禁止使用。

随着油田开发进入后期和强化采油技术的广泛应用，原油含水量在逐渐增加，各种驱油剂的加入使原油乳状液的稳定性越来越好，现有破乳剂远不能适应破乳脱水处理的需要，开发新型破乳剂势在必行。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种SD-3破乳剂的制备方法，该破乳剂破乳速度快和脱水率高，低温下使用效果好，节约了油田大量加热能源，使用量相对较少，降低了原油破乳脱水成本，减少了环境污染，对原油生产和集输具有重要的实际意义。

本发明所述的SD-3破乳剂的制备方法包括如下步骤：

﹙1﹚合成起始剂：将有机酚和有机胺按摩尔比为1︰2-4的比例混合，加热控温在30-40℃，搅拌20－40分钟，按摩尔比有机酚︰甲醛为1︰2-6的比例加入甲醛，加入完毕后升温到150-170℃，控温反应2－4小时，得到产物起始剂新型热塑性树脂；

﹙2﹚合成聚醚：向热塑性树脂中加入催化剂，边加热边搅拌，加热至80－100℃，开启真空泵真空处理30分钟，控温在115-135℃，分别连续加入环氧丙烷、环氧乙烷，进料完毕后，在温度为115-135℃，压力为0.1-0.3Mpa的条件下反应30分钟，降温到90℃，开启真空泵真空处理30分钟，得聚醚；

上述的各组分的加入量按热塑性树脂︰环氧丙烷︰环氧乙烷的重量份数比为1︰50-400︰25-200，催化剂加入量为加入环氧丙烷和环氧乙烷总重量的0.1-0.5%；

﹙3﹚SD-3破乳剂的制备：将聚醚加热至50-60℃，分5-10批次加入接链剂，其中接链剂为聚醚总重量的0.5-4%，加料完毕后，控温在100-120℃下反应1.5小时，得产品SD-2破乳剂；

﹙4﹚将SD-2破乳剂和调节剂按调节剂为破乳剂重量的30-60%的比例混合均匀，得SD-3原油破乳剂。

其中所述的有机酚为C_4-9有机酚。

其中所述的有机胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺中的一种或几种。

其中所述的接链剂为丙烯酸、硬脂酸、环氧氯丙烷、二氯丙烷中一种或几种。

其中步骤﹙2﹚中所述的催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、三氟化硼、乙醚中的一种或几种。

其中所述的调节剂为脂肪聚醚磷酸酯。

另外，破乳剂的破乳效果一方面是由嵌段共聚物的配比所决定的，另一方面起始化合物的性质也决定破乳剂性质。本发明利用有机酚、有机胺和甲醛合成的新型热塑性树脂作为起始剂，在特殊起始剂的基础上对环氧乙烷-环氧丙烷链段进行嵌段聚合条件的探索，调整了工艺路线，优化了合成条件，根据对原油的破乳试验结果确定环氧乙烷-环氧丙烷的配比和分子量，并确定了针对不同原油的接链剂，使用本发明中所属步骤制备的破乳剂具有较强的界面活性，良好的润湿性能，足够的絮凝能力，较好的聚并效果，破乳速度快，脱水率高，应用范围广。并且在低温下使用效果好，节约了油田大量加热能源，使用量相对较少，降低了原油破乳脱水成本，减少了环境污染，具有较好的经济效益和社会效益。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案更加清楚明白，下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

将C_4-9有机酚和二乙烯三胺按摩尔比为1︰2的比例混合，加热控温在30℃，搅拌30分钟，按摩尔比C_4-9有机酚︰甲醛为1︰2的比例滴加甲醛，滴加完毕后升温到150-170℃，控温反应3小时，产物即为新型热塑性树脂起始剂。

向热塑性树脂中加入催化剂氢氧化钠，边加热边搅拌，加热至90℃，开启真空泵真空处理30分钟，控温在115-135℃，分别连续加入环氧丙烷、环氧乙烷，进料完毕后，在温度为115-135℃，压力为0.1-0.3Mpa的条件下反应30分钟，降温到90℃，开启真空泵真空处理30分钟，即得聚醚。

其中加入量按热塑性树脂︰环氧丙烷︰环氧乙烷的重量份数比为1︰50︰25，氢氧化钠加入量为加入环氧丙烷和环氧乙烷总量的0.1%。

将聚醚加热至50-60℃，分5-10批次加入丙烯酸，其中丙烯酸加入量为聚醚总量的0.5%，加料完毕后，控温在100-120℃下反应1.5小时，即得产品SD-2破乳剂。

将SD-2破乳剂和脂肪聚醚磷酸酯按脂肪聚醚磷酸酯为破乳剂量的30%的比例复配，即得SD-3原油破乳剂。

实施例2

将C_4-9有机酚和三乙烯四胺按摩尔比为1︰3的比例混合，加热控温在30-40℃，搅拌30分钟，按摩尔比C_4-9有机酚︰甲醛为1︰3的比例滴加甲醛，滴加完毕后升温到150-170℃，控温反应3小时，产物即为新型热塑性树脂起始剂。

向热塑性树脂中加入催化剂氢氧化钾，边加热边搅拌，加热至90℃，开启真空泵真空处理30分钟，控温在115-135℃，分别连续加入环氧丙烷、环氧乙烷，进料完毕后，在温度为115-135℃，压力为0.1-0.3Mpa的条件下反应30分钟，降温到90℃，开启真空泵真空处理30分钟，即得聚醚。

其中加入量按热塑性树脂︰环氧丙烷︰环氧乙烷的重量份数比为1︰100︰100，氢氧化钾加入量为加入环氧丙烷和环氧乙烷总量的0.2%。

将聚醚加热至50-60℃，分5-10批次加入硬脂酸，其中硬脂酸为聚醚总量的1%，加料完毕后，控温在100-120℃下反应1.5小时，即得产品SD-2破乳剂。

将SD-2破乳剂和脂肪聚醚磷酸酯按脂肪聚醚磷酸酯为破乳剂量的35%的比例复配，即得SD-3原油破乳剂。

实施例3

将C_4-9有机酚和四乙烯五胺按摩尔比为1︰4的比例混合，加热控温在30-40℃，搅拌30分钟，按摩尔比C_4-9有机酚︰甲醛为1︰4的比例滴加甲醛，滴加完毕后升温到150-170℃，控温反应3小时，产物即为新型热塑性树脂起始剂。

向热塑性树脂中加入催化剂三氟化硼，边加热边搅拌，加热至90℃，开启真空泵真空处理30分钟，控温在115-135℃，分别连续加入环氧丙烷、环氧乙烷，进料完毕后，在温度为115-135℃，压力为0.1-0.3Mpa的条件下反应30分钟，降温到90℃，开启真空泵真空处理30分钟，即得聚醚。

其中加入量按热塑性树脂︰环氧丙烷︰环氧乙烷的重量份数比为1︰200︰200，三氟化硼加入量为加入环氧丙烷和环氧乙烷总量的0.3%。

将聚醚加热至50-60℃，分5-10批次加入环氧氯丙烷，其中环氧氯丙烷加入量为聚醚总量的4%，加料完毕后，控温在100-120℃下反应1.5小时，即得产品SD-2破乳剂。

将SD-2破乳剂和脂肪聚醚磷酸酯按脂肪聚醚磷酸酯为破乳剂量的40%的比例复配，即得SD-3原油破乳剂。

实施例4

将C_4-9有机酚和五乙烯六胺按摩尔比为1︰3的比例混合，加热控温在30-40℃，搅拌30分钟，按摩尔比C_4-9有机酚︰甲醛为1︰6的比例滴加甲醛，滴加完毕后升温到150-170℃，控温反应3小时，产物即为新型热塑性树脂起始剂。

向热塑性树脂中加入催化剂乙醚，边加热边搅拌，加热至90℃，开启真空泵真空处理30分钟，控温在115-135℃，分别连续加入环氧丙烷、环氧乙烷，进料完毕后，在温度为115-135℃，压力为0.1-0.3Mpa的条件下反应30分钟，降温到90℃，开启真空泵真空处理30分钟，即得聚醚。

其中加入量按热塑性树脂︰环氧丙烷︰环氧乙烷的重量份数比为1︰300︰100，乙醚加入量为加入环氧丙烷和环氧乙烷总量的0.4%。

将聚醚加热至50-60℃，分5-10批次加入二氯丙烷，其中二氯丙烷加入量为聚醚总量的0.3%，加料完毕后，控温在100-120℃下反应1.5小时，即得产品SD-2破乳剂。

将SD-2破乳剂和脂肪聚醚磷酸酯按脂肪聚醚磷酸酯为破乳剂量的60%的比例复配，即得SD-3原油破乳剂。

实施例5

将C_4-9有机酚和三乙烯四胺按摩尔比为1︰2.5的比例混合，加热控温在30-40℃，搅拌30分钟，按摩尔比C_4-9有机酚︰甲醛为1︰5的比例滴加甲醛，滴加完毕后升温到150-170℃，控温反应3小时，产物即为新型热塑性树脂起始剂。

其中加入量按热塑性树脂︰环氧丙烷︰环氧乙烷的重量份数比为1︰400︰50，乙醚加入量为加入环氧丙烷和环氧乙烷总量的0.5%。

将聚醚加热至50-60℃，分5-10批次加入丙烯酸，其中丙烯酸加入量为聚醚总量的2%，加料完毕后，控温在100-120℃下反应1.5小时，即得产品SD-2破乳剂。

破乳剂破乳效果实施例1 华北古一联原油实验

（1）破乳剂设置13组，破乳剂编号1、3、6、7、8、11、17、19、21、24，分别对应TA1031、HD-6、HP913、981、HP911、HD-X、SP169、BC-046以及进口样品RP3562、HYP9602，以及目前现场用药HP913，同一系列产品的SD-2和SD-3。

试验用的油样为华北古一联原油样，原油含水量为25%。

不同加药浓度下破乳剂在脱水温度为45℃的条件下的破乳效果对比如表1。

表1 SD系列与其它破乳剂在不同加药量时的破乳效果对比

由表1中数据可以看出，相同条件下，新研制的SD破乳剂的破乳速度和脱水率均优于其它样品，且该样品破乳作用的重复性很好；比较加药浓度为20、40和60mg/L体系的破乳效果可知，加20mg/L时破乳效果较差，说明加量偏少，加60mg/L时体系的脱水量低于40 mg/L者，说明加60mg/L时已超量。

（2）鉴于60 mg/L加药量已超过最佳加量，以下重点考察了不同温度下，加药量为20和40 mg/L时的破乳效果。

破乳率的计算：破乳率N=最大破乳脱出水量/油水乳状液含水量。

最大破乳脱出水量----90分钟具塞量筒中脱出水的量；

油水乳状液含水量----做原油含水分析中得出。

38℃下原油的破乳脱水效果如表2所示。

表2 38℃下原油瓶试法破乳脱水效果

小结：38℃下原油的破乳率如下：

SD-2在40mg/L时的破乳率N=14.5/(50×28.75%)=100%。

SD-2在20mg/L时的破乳率N=14/(50×28.75%)=97.39%。

SD-3在40mg/L时的破乳率N=13.5/(50×28.75%)=93.91%。

SD-3在20mg/L时的破乳率N=14/(50×28.75%)=97.39%。

结果显示，SD系列破乳剂在浓度为20mg/L时的最大破乳率即可达97 %以上（90min）。

40℃下原油的破乳脱水效果如表3所示

表3 40℃下原油瓶试法破乳脱水效果

小结：40℃下原油破乳率：

SD-2在40mg/L时的破乳率N=13.5/(50×28.75%)=93.9%。

SD-2在20mg/L时的破乳率N=14.5/(50×28.75%)=100%。

SD-3在40mg/L时的破乳率N=14/(50×28.75%)=97.39%。

SD-3在20mg/L时的破乳率N=14/(50×28.75%)=97.39%。

结果显示，SD系列破乳剂在浓度为20mg/L时的最大破乳率即可达100 %（90min）。

45℃下原油的破乳脱水效果如表4所示

表4 45℃下原油瓶试法破乳脱水效果

小结：45℃下原油破乳率：

SD-2在40mg/L时的破乳率N=14/(50×28.75%)=97.39%。

SD-2在20mg/L时的破乳率N=13/(50×28.75%)=90.43%。

SD-3在40mg/L时的破乳率N=14/(50×28.75%)=97.39%。

SD-3在20mg/L时的破乳率N=14/(50×28.75%)=97.39%。

结果显示，SD系列破乳剂在浓度为20mg/L和40mg/L时的最大破乳率均可达97 %以上（90min）。

表5 50℃下原油瓶试法破乳脱水效果

小结：50℃下原油破乳率：

SD-2在40mg/L时的破乳率N=14/(50×28.75%)=97.39%。

SD-2在20mg/L时的破乳率N=13.5/(50×28.75%)=93.9%。

SD-3在40mg/L时的破乳率N=14.5/(50×28.75%)=100%。

SD-3在20mg/L时的破乳率N=13.5/(50×28.75%)=93.9%。

结果显示，SD系列破乳剂在浓度为40mg/L时的最大破乳率均可达100（90min）。

表3-5分别示出了40、45和50℃时的破乳效果，由结果可以看出，破乳剂加量为20-40mg/L时其破乳率均可达93%以上。而且在实验温度范围内（38-50℃），破乳效果对温度不太敏感。这有利于实施低温破乳的现场操作。

破乳剂破乳效果实施例2 纯梁一矿原油破乳剂脱水性能试验

实验油样为梁纯一矿油样，脱水温度为35℃，加药浓度为100ppm。

表6 纯梁一矿原油破乳剂脱水性能实验结果

试验结果表明，SD-2、SD-4、SD-7的脱水效果均优于现场使用的破乳剂，SD-2的脱水效果最突出。

破乳剂破乳效果实施例3 新疆塔河原油脱水试验结果与讨论

在塔河油田联合站把所知结构的破乳剂都做过脱水试验，基本没有正常破乳脱水药剂。实验油样为新疆塔河原油油样，脱水温度为室温，加药浓度为100ppm。

表7 塔河原油脱水性能实验结果

试验结果表明，塔河原油破乳难度大，常规破乳剂基本无脱水效果，在室温条件下加入SD-3破乳剂后，脱水速度快，油水界面剂，脱出水质清，具有显著的破乳脱水性能。

Claims

1.权利要求1所述的一种SD-3破乳剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种SD-3破乳剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

﹙1﹚合成起始剂：将有机酚和有机胺按摩尔比为1︰2-4的比例混合，加热控温在30-40℃，搅拌30分钟，按摩尔比有机酚︰甲醛为1︰2-6的比例加入甲醛，加入完毕后升温到150-170℃，控温反应3小时，得到产物起始剂新型热塑性树脂；

﹙2﹚合成聚醚：向热塑性树脂中加入催化剂，边加热边搅拌，加热至90℃，开启真空泵真空处理30分钟，控温在115-135℃，分别连续加入环氧丙烷、环氧乙烷，进料完毕后，在温度为115-135℃，压力为0.1-0.3Mpa的条件下反应30分钟，降温到90℃，开启真空泵真空处理30分钟，得聚醚；

3.根据权利要求1或2所述的一种SD-3破乳剂的制备方法，其特征在于：所述的有机酚为C_4-9有机酚。

4.根据权利要求1或2所述的一种SD-3破乳剂的制备方法，其特征在于：所述的有机胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺中的一种或几种。

5.根据权利要求1或2所述的一种SD-3破乳剂的制备方法，其特征在于：所述的接链剂为丙烯酸、硬脂酸、环氧氯丙烷、二氯丙烷中一种或几种。

6.根据权利要求1或2所述的一种SD-3破乳剂的制备方法，其特征在于：步骤﹙2﹚中所述的催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、三氟化硼、乙醚中的一种或几种。

7.根据权利要求1或2所述的一种SD-3破乳剂的制备方法，其特征在于：所述的调节剂为脂肪聚醚磷酸酯。