CN103642517A - 高效低温破乳剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高效低温破乳剂的制备方法,属于化工领域,采用高级醇、多乙烯多胺和酚醛树脂为起始剂,在碱金属催化剂的催化作用下,与环氧化合物发生聚合反应,制备得到中间产物,反应压力控制在0.1-0.6MPa下,反应温度控制在90-130℃下,最后将有机溶剂作为破乳剂助剂加入中间产物中,得到高效低温破乳剂。该方法制备的破乳剂活性高,使用少量便能快速有效的脱去原油中水份,化学破乳温度低,不需加电场,因此破乳所需的辅助能源少,可以节省大量的能量,降低原油开采成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种破乳剂的制备方法,确切的讲,涉及一种高效低温破乳剂的制备方法。
背景技术
在中国,能源紧张问题日益突出,它已关系到国民经济的发展。原油采出时80%以上都会带有不同程度的水,有的原油含水量甚至高达90%,原油如果不及时脱水,会增加泵、管线和贮罐负荷,引起金属表面腐蚀和结垢;而排放的水中含油也会造成环境污染和原油浪费。因此无论从经济角度,还是从环境保护角度,均需要对原油进行破乳脱水和污水除油。原油破乳的方法很多,有沉降法、加热法、电脱水法和化学法等,有时也可以采用两种或两种以上方法的组合。但采用较多的一般是化学脱水法,也就是将破乳剂加入原油乳液,在常温或升温的条件下使原油破乳脱水。
随着竞争的日益加剧,对破乳剂质量的要求也不断提高,同时价格尽量低廉,在环境保护方面对破乳剂的要求也越来越严,一些常规破乳剂已不能满足原油生产的多种需要。破乳剂的研究和应用可追溯到本世纪20年代,当时所用的破乳剂大都是阴离子型,如脂肪酸盐、环烷酸盐等。1940年环氧乙烯的生产工业化,使得破乳剂的研究和应用发生了一次飞跃,出现了环氧乙烷和环氧丙烷嵌段共聚物,非离子型破乳剂正式投入工业应用,原油脱水效率明显提高,破乳剂用量大幅度降低。自20世纪80年代后期以来,国外破乳剂的研究发展迅速,在第三代高分子量聚醚型破乳剂改良基础上,进行了大量的新型破乳剂产品的研究开发,并取得了重要的进展。具有代表性的产品有以下几种:(1)丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯与聚氧丙烯、聚氧乙烯酸酯的共聚物;(2)高极有机氨衍生物;(3)阳离子酰胺化合物;(4)用碳酸亚乙酯代替烷氧基化合物与烷基酚醛树脂反应制成的高分子破乳剂;(5)一种三组分复配破乳剂;(6)疏水缔合的三聚物。
我国在20世纪60年代以前,原油破乳、脱水用的化学剂及其应用技术,主要是靠进口来满足我国各油田的需要。20世纪60年代中期开始进行原油破乳剂的研究,产品有聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物。20世纪70年代后期研制了少数聚氨酯、聚磷酸酯和超高相对分子质量聚醚型的原油破乳剂,从20世纪80年代末期开始,我国新型破乳剂的研究进展缓慢,聚氨酯、聚磷酸酯等破乳剂的研究并未形成规模,近10年来国内最新开发成功的破乳剂产品大多还是聚醚型。
目前国内使用的破乳剂大多是聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚型。结合油田的组成特点,分别用不同的起始剂设计、合成了一系列具有适当嵌段数量、嵌段顺序和链段长度的聚环氧乙烷、环氧丙烷聚醚类破乳剂。但是,目前使用的聚醚型破乳剂大多需要在较高温度,或者外加电场的辅助作用下,使用较大剂量,并且时间较长才能达到高效破乳的效果。
发明内容
本发明的目的是提供了一种高效低温破乳剂的制备方法,采用该方法制备的破乳剂无需外加电场即可在低温下快速破乳。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案为:
本发明所述的低温高效破乳剂的制备方法,采用高级醇、多乙烯多胺和酚醛树脂为起始剂,在碱金属催化剂的催化作用下,与环氧化合物发生聚合反应,制备得到中间产物,反应压力控制在0.1-0.6MPa下,反应温度控制在90-130℃下,最后将有机溶剂作为破乳剂助剂加入到中间产物中,得到高效低温破乳剂。
所述高级醇为正辛醇、月桂醇、十六烯醇或碳十八醇中的一种或多种组成的混合物;所述多乙烯多胺为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺中的一种或多种组成的混合物;所述酚醛树脂为异辛基酚醛树脂;所述碱金属催化剂为甲醇钠、乙醇钠、氢氧化纳或氢氧化钾中的一种或几种组成的混合物,碱金属催化剂用量按照总质量的3‰加入。
所述高级醇为碳十八醇,所述多乙烯多胺为二乙烯三胺,所述碱金属催化剂为氢氧化钾。
所述环氧化合物为环氧乙烷和环氧丙烷的混合物,质量比例为20:80-80:20。
所述环氧丙烷与环氧乙烷的添加的质量比例为50:50-75:25。
所述聚合反应方式为嵌段式聚合。
所述的有机溶剂为甲醇、甲苯或二甲苯中的一种或几种组成的混合物。
所述的有机溶剂为甲苯。
所述反应压力为0.2-0.5MPa,反应温度为100-120℃。
本发明的有益效果如下:
采用本发明所述的方法制备的高效低温破乳剂,活性高,破乳速度快,使用少量便能快速有效的脱去原油中水份,化学破乳温度低,不需加电场,因此破乳所需的辅助能源少,可以节省大量的能量,降低原油开采成本。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详述。
实施例中所使用的药品规格如下:
异辛基酚醛树脂:杭州康化贸易有限公司,分析纯,含量86%。
实施例1
在3升不锈钢反应釜中加入13g碳十八醇、55g二乙烯三胺、27g异辛基酚醛树脂,然后进行氮气置换,测反应釜内氧含量小于100ppm后,抽真空至-0.098MPa,密闭抽入5g氢氧化钾,升温至60℃,然后加入270g环氧丙烷,保持釜内温度110℃-120℃,压力0.3-0.5MPa,反应1小时后,真空脱除未反应的环氧丙烷,连续加入100g环氧乙烷,反应2小时后,环氧乙烷进料结束后,真空脱除未反应的环氧乙烷,加入环氧丙烷450g,反应2小时,真空脱除未反应的环氧丙烷,连续加入250g环氧乙烷,反应1小时,环氧乙烷进料结束后,真空脱除未反应的环氧乙烷,连续加入环氧丙烷350g,反应1小时,真空脱除未反应的环氧丙烷,连续加入160g环氧乙烷,反应1小时,真空脱除未反应的环氧乙烷,降温,加入磷酸和硅酸镁,精制处理后得产品A。
实施例2
在3升不锈钢反应釜中加入12g碳十八醇、48g二乙烯三胺、35.4g异辛基酚醛树脂进行氮气置换,测反应釜内氧含量小于100ppm后,抽真空至-0.098MPa,密闭抽入4.6g氢氧化钾,升温至60℃,开始加入环氧丙烷300g,保持釜内温度110℃-120℃,压力0.3-0.5MPa,反应1小时,真空脱除未反应的环氧丙烷,连续加入120g环氧乙烷,反应2小时,环氧乙烷进料结束后,真空脱除未反应的环氧乙烷,加入环氧丙烷460g,反应2小时,真空脱除未反应的环氧丙烷,连续加入130g环氧乙烷,反应1小时,环氧乙烷进料结束后,真空脱除未反应的环氧乙烷,连续加入环氧丙烷300g,反应1小时,真空脱除未反应的环氧丙烷,连续加入117g环氧乙烷,反应1小时,真空脱除未反应的环氧乙烷,降温,加入磷酸和硅酸镁,精制处理后得产品B。
实施例3
在3升不锈钢反应釜中加入16.3g月桂醇、50g二乙烯三胺、29.2g异辛基酚醛树脂进行氮气置换,测反应釜内氧含量小于100ppm后,抽真空至-0.098MPa,密闭抽入4.5g氢氧化钾,升温至60℃,开始加入环氧丙烷200g,保持釜内温度110℃-120℃,压力0.3-0.5MPa,反应1小时,真空脱除未反应的环氧丙烷,连续加入220g环氧乙烷,反应2小时,环氧乙烷进料结束后,真空脱除未反应的环氧乙烷,加入环氧丙烷400g,反应2小时,真空脱除未反应的环氧丙烷,连续加入100g环氧乙烷,反应1小时,环氧乙烷进料结束后,真空脱除未反应的环氧乙烷,连续加入环氧丙烷380g,反应1小时,真空脱除未反应的环氧丙烷,连续加入117g环氧乙烷,反应1小时,真空脱除未反应的环氧乙烷,降温,加入磷酸和硅酸镁,精制处理后得产品C。
实施例4
在3升不锈钢反应釜中加入38g十八醇、45g三乙烯四胺、12.4g异辛基酚醛树脂进行氮气置换,测反应釜内氧含量小于100ppm后,抽真空至-0.098MPa,密闭抽入4.6g氢氧化钾,升温至60℃,开始加入环氧丙烷200g,保持釜内温度110℃-120℃,压力0.3-0.5MPa,反应1小时,真空脱除未反应的环氧丙烷,连续加入210g环氧乙烷,反应2小时,环氧乙烷进料结束后,真空脱除未反应的环氧乙烷,加入环氧丙烷380g,反应2小时,真空脱除未反应的环氧丙烷,连续加入130g环氧乙烷,反应1小时,环氧乙烷进料结束后,真空脱除未反应的环氧乙烷,连续加入环氧丙烷390g,反应1小时,真空脱除未反应的环氧丙烷,连续加入130g环氧乙烷,反应1小时,真空脱除未反应的环氧乙烷,降温,加入磷酸和硅酸镁,精制处理后得产品D。
实施例5
在3升不锈钢反应釜中加入14.4g月桂醇、55g三乙烯四胺、26g异辛基酚醛树脂进行氮气置换,测反应釜内氧含量小于100ppm后,抽真空至-0.098MPa,密闭抽入4.6g氢氧化钾,升温至60℃,开始加入环氧丙烷170g,保持釜内温度110℃-120℃,压力0.3-0.5MPa,反应1小时,真空脱除未反应的环氧丙烷,连续加入220g环氧乙烷,反应2小时,环氧乙烷进料结束后,真空脱除未反应的环氧乙烷,加入环氧丙烷400g,反应2小时,真空脱除未反应的环氧丙烷,连续加入120g环氧乙烷,反应1小时,环氧乙烷进料结束后,真空脱除未反应的环氧乙烷,连续加入环氧丙烷380g,反应1小时,真空脱除未反应的环氧丙烷,连续加入140g环氧乙烷,反应1小时,真空脱除未反应的环氧乙烷,降温,加入磷酸和硅酸镁,精制处理后得产品E。
对产品A、B、C、D、E的分析指标如表1所示:
表1
实施例 | 产品 | 羟值 | 水分 | pH | 浊点 |
实施例1 | A | 55mgKOH/g | 0.05% | 6.5 | 69℃ |
实施例2 | B | 57mgKOH/g | 0.04% | 7 | 63℃ |
实施例3 | C | 56mgKOH/g | 0.03% | 6.9 | 62℃ |
实施例4 | D | 50mgKOH/g | 0.02% | 7 | 60℃ |
实施例5 | E | 58mgKOH/g | 0.04% | 6.8 | 61℃ |
以实施例1-5制备的破乳剂A、B、C、D、E,进行石油破乳性能测试,步骤如下:
(1)分别将纯水和油田提供的净化油按体积比4:6加入到40ml具塞量筒中,放入水浴锅中,水浴温度由室温升至55℃;
(2)用电动震荡机振动具塞量筒,至原油与水混溶,静置6小时至水油不分层,得到水油混合液;
(3)将破乳剂按80mg/l,甲苯40mg/l的用量加入到步骤(2)中的水油混合液中,振动摇匀放于水浴锅中恒温60℃,在不同的时间观察水的脱出量、脱出水的颜色及界面清晰度,结果见表2。
表2
由表2可以看出,采用本发明所述的方法制备的高效低温破乳剂具有高效破乳性能,能在低温下快速破乳,并且起到净化水的作用。
Claims (9)
1.一种高效低温破乳剂的制备方法,其特征在于,采用高级醇、多乙烯多胺和酚醛树脂为起始剂,在碱金属催化剂的催化作用下,与环氧化合物发生聚合反应,制备得到中间产物,反应压力控制在0.1-0.6MPa下,反应温度控制在90-130℃下,最后将有机溶剂作为破乳剂助剂加入到中间产物中,得到高效低温破乳剂。
2.根据权利要求1所述的高效低温破乳剂的制备方法,其特征在于,所述高级醇为正辛醇、月桂醇、十六烯醇或碳十八醇中的一种或多种组成的混合物;所述多乙烯多胺为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺中的一种或多种组成的混合物;所述酚醛树脂为异辛基酚醛树脂;所述碱金属催化剂为甲醇钠、乙醇钠、氢氧化纳或氢氧化钾中的一种或几种组成的混合物,碱金属催化剂用量按照总质量的3‰加入。
3.根据权利要求1或2所述的高效低温破乳剂的制备方法,其特征在于,所述高级醇为碳十八醇,所述多乙烯多胺为二乙烯三胺,所述碱金属催化剂为氢氧化钾。
4.根据权利要求1所述的高效低温破乳剂的制备方法,其特征在于,所述环氧化合物为环氧乙烷和环氧丙烷的混合物,质量比例为20:80-80:20。
5.根据权利要求4所述的高效低温破乳剂的制备方法,其特征在于,所述环氧丙烷与环氧乙烷的添加的质量比例为50:50-75:25。
6.根据权利要求1所述的高效低温破乳剂的制备方法,其特征在于,所述聚合反应方式为嵌段式聚合。
7.根据权利要求1所述的高效低温破乳剂的制备方法,其特征在于,所述的有机溶剂为甲醇、甲苯或二甲苯中的一种或几种组成的混合物。
8.根据权利要求1所述的高效低温破乳剂的制备方法,其特征在于,所述的有机溶剂为甲苯。
9.根据权利要求1所述的高效低温破乳剂的制备方法,其特征在于,所述反应压力为0.2-0.5MPa,反应温度为100-120℃。
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Address after: 255086 Shandong high tech Zone in Zibo City, Jinan Qingdao Road No. 29 Patentee after: Shandong LAN-STAR Dongda Co., Ltd. Address before: 255000, Zhangdian District, Zibo, Shandong (Zibo hi tech Zone), 309 north of the State Road, and the east of the thermal power plant Patentee before: Shandong Bluestar Dongda Chemical Industry Co., Ltd. |