CN103709390A - 一种以聚乙烯亚胺为起始剂的嵌段聚醚破乳剂及其制备方法 - Google Patents

一种以聚乙烯亚胺为起始剂的嵌段聚醚破乳剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种以聚乙烯亚胺为起始剂的嵌段聚醚破乳剂及其制备方法，属于嵌段聚醚破乳剂的制备技术领域。本发明以聚乙烯亚胺为起始剂，在温度小于150℃，压力小于0.4MPa下，通过环氧丙烷和环氧乙烷开环聚合得到一种以聚乙烯亚胺为起始剂的环氧乙烷和环氧丙烷嵌段聚醚破乳剂。本发明的破乳剂，针对油田聚驱后产生的W/O型乳液具有良好的破乳效果。

Description

一种以聚乙烯亚胺为起始剂的嵌段聚醚破乳剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及嵌段聚醚破乳剂的制备技术领域，尤其涉及的是一种以聚乙烯亚胺为起始剂的嵌段聚醚破乳剂及其制备方法。
背景技术
目前，国内众多油田已进入全面注聚阶段，聚合物驱采出液相对水驱采出液存在较大性质差异。对于聚合物驱采出液，聚合物分布在水相和油水界面导致了油水乳状液稳定性更强，导致破乳时脱水率下降和脱出水水质变差。至今，各油田使用的破乳剂主要是针对水驱后W/O型原油乳状液提出的，针对聚驱后产生的W/O型原油乳状液破乳用破乳剂开展的工作还很少。众多研究表明，支化结构的聚醚具有更好、更快的界面渗透性，因此相对线型聚醚具有更好的破乳性能。另外，三嵌段聚醚相对两嵌段聚醚能更有效的较低油水界面膜强度。因此，合成支化三嵌段聚醚来处理聚驱后产生的W/O型采出液对于油田生产具有一定的指导意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术在处理聚驱后产生的W/O型原油乳状液中存在的问题，提供了一种以聚乙烯亚胺为起始剂的嵌段聚醚破乳剂及其制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种以聚乙烯亚胺为起始剂的嵌段聚醚破乳剂及其制备方法，包括以下步骤：
（1）向高温高压反应釜中加入聚乙烯亚胺和催化剂，密闭好反应釜，然后用氮气吹扫置换，再抽真空，用氮气吹扫置换再抽真空的步骤反复至少两次；
（2）开动搅拌并升温至反应温度，加入环氧丙烷，控制反应温度和压力，反应至釜内压力为0MPa；
（3）再加入环氧乙烷，控制反应温度和压力，反应至釜内压力为0MPa；
（4）最后，加热至130℃，再加入环氧丙烷，控制反应温度和压力，反应至釜内压力为0MPa，继续反应30min-90min，即反应结束，降温开釜出料。
所述的制备方法，催化剂为氢氧化钾或氢氧化钠或氢氧化钡或乙酸钙；其用量为反应原料质量之和的0.2%-0.6%，所述反应原料是指步骤（2）中加入的环氧丙烷、步骤（3）中加入的环氧乙烷和步骤（4）中加入的环氧丙烷。
所述的制备方法，聚乙烯亚胺和步骤（2）中加入的环氧丙烷的质量比为1：80。
所述的制备方法，反应温度控制在120-150℃；反应压力控制在0-0.4MPa。
所述的制备方法，步骤（2）中加入的环氧丙烷、步骤（3）中加入的环氧乙烷和步骤（4）中加入的环氧丙烷的质量比为1:6:3、1:6:6、1:6:9、1:6:10、1:6:12、1:4:9、1:8:9、7:1:2、9:2:9、2:1:7、1:1:8、3:1:1、2:1:2、1:1:3或1:2:7。
所述的制备方法制得环氧乙烷和环氧丙烷嵌段聚醚破乳剂。
所述的环氧乙烷和环氧丙烷嵌段聚醚破乳剂的分子量为1600-24000g/mol，其结构式为：
Figure BDA0000442928810000021
其中，a表示聚乙烯亚胺的聚合度，m，n和p分别表示分子链前端的环氧丙烷嵌段、环氧乙烷嵌段和分子链后端的环氧丙烷嵌段的质量。
所述的聚乙烯亚胺的聚合度a为1-32，重均分子量为600g/mol-20000g/mol，具体为600g/mol，1800g/mol，3000g/mol，10000g/mol，20000g/mol。
所述的环氧乙烷和环氧丙烷嵌段聚醚破乳剂，其m:n:p为1:6:3、1:6:6、1:6:9、1:6:10、1:6:12、1:4:9、1:8:9、7:1:2、9:2:9、2:1:7、1:1:8、3:1:1、2:1:2、1:1:3或1:2:7。
本发明以聚乙烯亚胺为起始剂，在温度小于150℃，压力小于0.4MPa下，通过环氧丙烷和环氧乙烷开环聚合得到一种以聚乙烯亚胺为起始剂的环氧乙烷和环氧丙烷嵌段聚醚破乳剂。本发明制得的破乳剂，对油田聚驱后产生的W/O型乳液具有良好的破乳效果。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。
实施例1以聚乙烯亚胺（Mw=600）为起始剂的环氧乙烷和环氧丙烷嵌段聚醚破乳剂的制备
将10g聚乙烯亚胺和24g氢氧化钾加入到高温高压反应釜，密闭好反应釜。在升温前先用氮气吹扫置换，然后用真空泵抽真空，反复两次，然后开动搅拌并升温，当温度升至120℃时停止加热，打开进料阀，滴加环氧丙烷800g，控制反应温度不超过140℃且压力控制在0.4MPa以下，待物料反应完毕，压力回落后再反应30min，使压力降至0MPa；然后，加热至120℃再加入800g环氧乙烷，控制反应温度不超过150℃且压力控制在0.4MPa以下，待物料反应完毕，压力回落后再反应30min，使压力降至0MPa；最后，加热至130℃再加入6400g环氧丙烷，控制反应温度不超过150℃且压力控制在0.4MPa以下，待物料反应完毕，压力回落后再反应30min，使压力降至0MPa。降温开釜出料得到以聚乙烯亚胺为起始剂的环氧乙烷和环氧丙烷嵌段聚醚破乳剂，标记为PEI600-118。
实施例2
采用与实施例1的方法，但改变第一次加入的环氧丙烷、环氧乙烷和第二次加入的环氧丙烷的质量分别为800g、400g和2800g，得到以聚乙烯亚胺（Mw=600）为起始剂的环氧乙烷和环氧丙烷嵌段聚醚破乳剂，标记为PEI600-217。
实施例3
采用与实施例1的方法，但改变第一次加入的环氧丙烷、环氧乙烷和第二次加入的环氧丙烷的质量分别为800g、4800g和7200g，得到以聚乙烯亚胺（Mw=600）为起始剂的环氧乙烷和环氧丙烷嵌段聚醚破乳剂，标记为PEI600-169。
实施例4
采用与实施例1的方法，但改变加入的聚乙烯亚胺，采用重均分子量分别为1800，3000，10000和20000的聚乙烯亚胺为起始剂，得到以聚乙烯亚胺为起始剂的环氧乙烷和环氧丙烷嵌段聚醚破乳剂，分别标记为PEI1800-118，PEI3000-118，PEI10000-118，PEI20000-118。
实施例5以聚乙烯亚胺为起始剂的环氧乙烷和环氧丙烷嵌段聚醚破乳剂的性能研究
以某油田聚驱后采出液（由含水48%的W/O乳液+游离水构成，综合含水70%）为处理对象，破乳剂用量为200mg/L，温度为60℃时，聚乙烯亚胺为起始剂的环氧乙烷和环氧丙烷嵌段聚醚破乳剂破乳1h时的脱水率见表1。由表1可知，该系列破乳剂的脱水率均大于80%，表明其针对聚驱后产生的W/O型乳液具有良好的破乳结果。
表1PEI系列破乳剂的性能评价（含水48%的W/O乳液+游离水构成，综合含水70%）
Figure BDA0000442928810000041
综上聚乙烯亚胺为起始剂的环氧乙烷和环氧丙烷嵌段聚醚破乳剂的性能评价结果，可以发现其对于聚驱后产生的W/O型乳液有良好的破乳效果，能满足油田生产的基本要求。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种以聚乙烯亚胺为起始剂的嵌段聚醚破乳剂及其制备方法，其特征是，包括以下步骤：
（1）向高温高压反应釜中加入聚乙烯亚胺和催化剂，密闭好反应釜，然后用氮气吹扫置换，再抽真空，用氮气吹扫置换再抽真空的步骤反复至少两次；
（2）开动搅拌并升温至反应温度，加入环氧丙烷，控制反应温度和压力，反应至釜内压力为0MPa；
（3）再加入环氧乙烷，控制反应温度和压力，反应至釜内压力为0MPa；
（4）最后，加热至130℃，再加入环氧丙烷，控制反应温度和压力，反应至釜内压力为0MPa，继续反应30min-90min，即反应结束，降温开釜出料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是，催化剂为氢氧化钾或氢氧化钠或氢氧化钡或乙酸钙；其用量为反应原料质量之和的0.2%-0.6%，所述反应原料是指步骤（2）中加入的环氧丙烷、步骤（3）中加入的环氧乙烷和步骤（4）中加入的环氧丙烷。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是，聚乙烯亚胺和步骤（2）中加入的环氧丙烷的质量比为1：80。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是，反应温度控制在120-150℃；反应压力控制在0-0.4MPa。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是，步骤（2）中加入的环氧丙烷、步骤（3）中加入的环氧乙烷和步骤（4）中加入的环氧丙烷的质量比为1:6:3、1:6:6、1:6:9、1:6:10、1:6:12、1:4:9、1:8:9、7:1:2、9:2:9、2:1:7、1:1:8、3:1:1、2:1:2、1:1:3或1:2:7。
6.根据权利要求1所述的制备方法制得环氧乙烷和环氧丙烷嵌段聚醚破乳剂。
7.根据权利要求6所述的环氧乙烷和环氧丙烷嵌段聚醚破乳剂，其特征是，制得的破乳剂的分子量为1600-24000g/mol，其结构式为：
Figure FDA0000442928800000021
其中，a表示聚乙烯亚胺的聚合度，m，n和p分别表示分子链前端的环氧丙烷嵌段、环氧乙烷嵌段和分子链后端的环氧丙烷嵌段的质量。
8.根据权利要求7所述的环氧乙烷和环氧丙烷嵌段聚醚破乳剂，其特征是，聚乙烯亚胺的聚合度a为1-32，重均分子量为600g/mol-20000g/mol，具体为600g/mol，1800g/mol，3000g/mol，10000g/mol，20000g/mol。
9.根据权利要求7所述的环氧乙烷和环氧丙烷嵌段聚醚破乳剂，其特征是，m:n:p为1:6:3、1:6:6、1:6:9、1:6:10、1:6:12、1:4:9、1:8:9、7:1:2、9:2:9、2:1:7、1:1:8、3:1:1、2:1:2、1:1:3或1:2:7。
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