CN104650957A - 一种新型多元醇破乳剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种新型多元醇破乳剂的制备方法，包括以下步骤：（1）、首先将新戊二醇和环氧丙烷按质量比1：59～179聚合反应得到中间聚合产物；（2）、其次将中间聚合产物与环氧乙烷进行聚合反应得到目标大分子聚合产物，所述环氧乙烷的用量为步骤（1）中新戊二醇质量的15～75倍；其中两步聚合反应需要控制反应压力≤0.4Mpa，反应温度保持130～140℃，且所述聚合反应以反应压力不再下降为终点；（3）、最后将所述的目标大分子聚合产物与溶剂混合稀释即得到多元醇破乳剂。本发明制备的新型多元醇破乳剂是双功能型药剂，具备有很强的亲电荷能力足以平衡乳化剂形成的负电荷；且有很强的表面活性剂，能够破坏乳状液的界面能，具有油水分离速度快、水中含油量低的特点。

Description

一种新型多元醇破乳剂的制备方法
技术领域
本发明属于油田开发用石油化学助剂技术领域，尤其涉及一种新型多元醇破乳剂的制备方法。
背景技术
目前国内各大油田已进入特高含水开发后期，原难动用储量（如高稠油、超稠油、地质条件较差的油藏）现已逐步开发，所用强采强注增产措施日渐增多，导致目前开发过程中采出液性质较一次采油、二次采油阶段发生了重大变化，特别是三次采油的大规模实施，使得采出液性质更趋复杂，这也给地面油水处理带来较大难度。如酸化施工中各种表面活性剂的引入，堵水施工中水溶性高分子冻胶的采用，以及稠油乳化降粘剂的大规模使用，碱、聚合物、表面活性剂三元复合驱在各大油田已经成为稳产增产的重要手段。这些措施的实施，使原脱水较易的采出液形成了相对稳定的乳状液体系，这给原油破乳脱水带来更大难题，形成许多新的破乳剂方面的课题，如三次采油采出液的油水处理；稠油破乳剂的开发应用；浅层油藏低温破乳剂的研究应用等。在这些课题的解决过程中都具有一个突出的特征，即要求破乳剂具备高效的脱水破乳能力。
目前，国内外研究的破乳剂从化学类型上看，主要是以嵌段聚合物为主。当下环氧乙烷(EO)环氧丙烷(PO)共聚醚是一种重要的非离子型表面活性剂，破乳剂的合成也通常采用此二者作为重要的原材料之一。与此同时，新戊二醇主要用于生产饱和聚酯树脂、不饱和聚酯树脂、聚酯多元醇、合成润滑剂所用的酯类等。以新戊二醇制备的聚酯树脂的性能优于由乙二醇和丙二醇制备的大分子聚合物。新戊基结构使产品具有优异的化学稳定性、抗氯性、热稳定性等特性。目前尚未见到以新戊二醇参与聚合反应来得到多元醇破乳剂的相关报道。
发明内容
本发明的目的提供一种的新型多元醇破乳剂的制备方法，其以新戊二醇为起始剂，通过调整新戊二醇与环氧丙烷、环氧乙烷嵌段聚合比例，从而得到破乳脱水性能效果良好的新型破乳剂。
为了实现上述目的，本发明给出新型多元醇破乳剂的制备方法，其步骤包括：（1）、首先将新戊二醇和环氧丙烷按质量比1：59～179聚合反应得到中间聚合产物；所述聚合反应需要控制反应压力≤0.4Mpa，反应温度保持130～140℃，且所述聚合反应以反应压力不再下降为终点；
（2）、其次将中间聚合产物与环氧乙烷进行聚合反应得到目标大分子聚合产物，所述环氧乙烷的用量为步骤（1）中新戊二醇质量的15～75倍；所述聚合反应需要控制反应压力≤0.4Mpa，反应温度保持130～140℃，且所述聚合反应以反应压力不再下降为终点；
（3）、最后将所述的目标大分子聚合产物与溶剂混合稀释即得到多元醇破乳剂。
上述方案可进一步优选为：
所述步骤（1）中新戊二醇和环氧丙烷按质量比优选为1：70-150，最佳比例是1：99。所述步骤（2）中环氧乙烷的用量优选为步骤（1）中新戊二醇质量的40～65倍。
所述步骤（1）的聚合反应分为以下两步进行（通过调节两步环氧丙烷的用量，分步反应可以提高聚合反应的效果）：
a、首先将新戊二醇和环氧丙烷按质量比1：8-12进行初次聚合反应，所述初次聚合反应需要控制反应压力≤0.4Mpa，反应温度保持130～140℃；所述聚合反应以反应压力不再下降为终点；
b、然后将初次聚合反应的产物与余下的环氧丙烷进行二次聚合反应，所述二次聚合反应需要控制反应压力≤0.4Mpa，反应温度保持130～140℃。
所述溶剂为甲醇与水按照质量比3：2混合得到的混合溶剂，且所述混合溶剂用量与目标大分子聚合产物的质量比为1:1。
所述步骤（1）和（2）的聚合反应均加入催化剂，所述催化剂为强碱，最佳选择为氢氧化钾，其用量为新戊二醇、环氧丙烷以及环氧乙烷总投料量的2‰～4‰。聚合过程中加入催化剂可以提高聚合反应的速度。当步骤（1）分为两步进行时，初次聚合反应加入的催化剂为新戊二醇质量的2-3%。
所述步骤（1）和（2）的聚合反应均要维持在无氧、无水环境下进行，无氧、无水环境有利于聚合反应的进行。所述无氧环境通过氮气置换的方式获得；
无水环境通过真空脱水的方式获得，所述真空脱水的温度为100℃～l10℃、压力为-0.08～-0.10 Mpa。
本发明制备的新型多元醇破乳剂是双功能型药剂，具备有很强的亲电荷能力足以平衡乳化剂形成的负电荷；且有很强的表面活性剂，能够破坏乳状液的界面能，具有油水分离速度快、水中含油量低的特点。
附图说明
图1是本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合实施例，进一步具体说明多元醇破乳剂的制备，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
第一步
将新戊二醇300kg和6kg KOH催化剂加入聚醚反应釜内，开启搅拌，将物料加热至100℃～l10℃，真空脱水(约需10min)，至无水份馏出时，关闭真空阀，使釜中压力接近-0.08～-0.10 Mpa；然后慢慢通入2700kg环氧丙烷，控制反应压力≤0.4Mpa，反应温度保持130～140℃；通毕，维持反应温度，继续搅拌老化吸收至压力不再下降，反应结束，出料备用。
第二步
取上述物料300kg和9kg KOH催化剂加入聚醚反应釜内，开启搅拌，将物料加热至100℃～l10℃，真空脱水(约需10min)，至无水份馏出时，关闭真空阀，使釜中压力接近-0.08～-0.10 Mpa；然后慢慢依次通入2700kg环氧丙烷，1285kg环氧乙烷，控制反应压力≤0.4Mpa，反应温度保持130～140℃；通毕，维持反应温度，继续搅拌老化吸收至压力不再下降，反应结束，通入4285kg甲醇水混配均匀后放料即得到破乳剂产品。
检测此破乳剂针对胜利油田孤岛采油厂孤四联合站来油的脱水率为92.4%；针对胜利油田东辛采油厂永一联合站来油的脱水率为94.3%。
实施例2
第一步
将新戊二醇250kg和6kg KOH催化剂加入聚醚反应釜内，开启搅拌，将物料加热至100℃～l10℃，真空脱水(约需20min)，至无水份馏出时，关闭真空阀，使釜中压力接近-0.08～-0.10 Mpa；然后慢慢通入2500kg环氧丙烷，控制反应压力≤0.4Mpa，反应温度保持130～140℃；通毕，维持反应温度，继续搅拌老化吸收至压力不再下降，反应结束，出料备用。
第二步
将上述物料220kg和9kg KOH催化剂加入聚醚反应釜内，开启搅拌，将物料加热至100℃～l10℃，真空脱水(约需20min)，至无水份馏出时，关闭真空阀，使釜中压力接近-0.08～-0.10 Mpa；然后慢慢依次通入2780kg环氧丙烷，1285kg环氧乙烷，控制反应压力≤0.4Mpa，反应温度保持130～140℃；通毕，维持反应温度，继续搅拌老化吸收至压力不再下降，反应结束，通入4285kg甲醇水混配均匀后放料即得到破乳剂产品。
检测此破乳剂针对胜利油田孤岛采油厂孤四联合站来油的脱水率为94.1%；针对胜利油田东辛采油厂永一联合站来油的脱水率为92.6%。
实施例3
第一步
将新戊二醇300kg和6kg KOH催化剂加入聚醚反应釜内，开启搅拌，将物料加热至100℃～l10℃，真空脱水(约需10min)，至无水份馏出时，关闭真空阀，使釜中压力接近-0.08～-0.10 Mpa；然后慢慢通入2700kg环氧丙烷，控制反应压力≤0.4Mpa，反应温度保持130～140℃；通毕，维持反应温度，继续搅拌老化吸收至压力不再下降，反应结束，出料备用。
第二步
将上述物料300kg和9kg KOH催化剂加入聚醚反应釜内，开启搅拌，将物料加热至100℃～l10℃，真空脱水(约需10min)，至无水份馏出时，关闭真空阀，使釜中压力接近-0.08～-0.10 Mpa；然后慢慢依次通入2100kg环氧丙烷，1255kg环氧乙烷，控制反应压力≤0.4Mpa，反应温度保持130～140℃；通毕，维持反应温度，继续搅拌老化吸收至压力不再下降，反应结束，通入3655kg甲醇水混配均匀后放料即得到破乳剂产品。
检测此破乳剂针对胜利油田孤岛采油厂孤四联合站来油的脱水率为92.4%；针对胜利油田东辛采油厂永一联合站来油的脱水率为92.3%。
以上仅仅是本发明给出的几个典型的实施例，经过试验验证，在本发明保护范围内选择物料的其他配比以及控制参数，同样能够制备得到与上述三个实施例同样的破乳剂产品，并且破乳效果基本相当，在此就不一一赘述。

Claims (8)

1.一种新型多元醇破乳剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）、首先将新戊二醇和环氧丙烷按质量比1：59～179聚合反应得到中间聚合产物；所述聚合反应需要控制反应压力≤0.4Mpa，反应温度保持130～140℃；
（2）、其次将中间聚合产物与环氧乙烷进行聚合反应得到目标大分子聚合产物，所述环氧乙烷的用量为步骤（1）中新戊二醇质量的15～75倍；所述聚合反应需要控制反应压力≤0.4Mpa，反应温度保持130～140℃，且所述聚合反应以反应压力不再下降为终点；
（3）、最后将所述的目标大分子聚合产物与溶剂混合稀释即得到多元醇破乳剂。
2.根据权利要求1所述的新型多元醇破乳剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中新戊二醇和环氧丙烷按质量比为1：70-150；所述步骤（2）中环氧乙烷的用量为步骤（1）中新戊二醇质量的40～65倍。
3.根据权利要求1或2所述的新型多元醇破乳剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中分为以下两步进行：
a、首先将新戊二醇和环氧丙烷按质量比1：8-12进行初次聚合反应，所述初次聚合反应需要控制反应压力≤0.4Mpa，反应温度保持130～140℃；所述聚合反应以反应压力不再下降为终点；
b、然后将初次聚合反应的产物与余下的环氧丙烷进行二次聚合反应，所述二次聚合反应需要控制反应压力≤0.4Mpa，反应温度保持130～140℃。
4.根据权利要求1所述的新型多元醇破乳剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）溶剂为甲醇与水按照质量比3：2混合得到的混合溶剂，且所述混合溶剂用量与目标大分子聚合产物的质量比为1:1。
5.根据权利要求1所述的新型多元醇破乳剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）和（2）的聚合反应均加入催化剂，所述催化剂为强碱，其用量为新戊二醇、环氧丙烷以及环氧乙烷总投料量的2‰～4‰。
6.根据权利要求7所述的新型多元醇破乳剂的制备方法，其特征在于，所述强碱为氢氧化钾。
7.根据权利要求1、2、4、5、6任一所述的新型多元醇破乳剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）和（2）的聚合反应均要维持在无氧、无水环境下进行。
8.根据权利要求7所述的新型多元醇破乳剂的制备方法，其特征在于：所述无氧环境通过氮气置换的方式获得；所述无水环境通过真空脱水的方式获得，所述真空脱水的温度为100℃～l10℃、压力为-0.08～-0.10 Mpa。
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