CN106542604A - 可降解型稠油热采污水除油剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于油田污水处理技术领域，具体涉及一种可降解型稠油热采污水除油剂及其制备方法，该除油剂由双阳离子表面活性剂、甜菜碱、聚甘油脂肪酸酯和水复配而成；双阳离子表面活性剂是一种具有长碳链烷基、双季铵盐阳离子极性基团的对称分子。本发明的除油剂具有制备简单、药剂用量少、成本低、耐温耐盐性能好，耐矿化度达230000mg/L，耐温达250℃，除油率高达到96％以上，能够满足稠油热采污水的除油预处理的要求。因此，本发明可广泛地应用于稠油热采污水的除油工艺中。

Description

可降解型稠油热采污水除油剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种油田污水处理的除油剂，特别涉及一种可降解型稠油热采污水除油剂及其制备方法。

背景技术

稠油的粘度大，开采产生的污水处理一直是制约其发展的重要环节之一。原油经过脱水过程的热化学沉降处理一段时间后，泥沙及其它机械杂质一同进入污水系统，使污水中的悬浮物总量达到20000mg/L左右。给污水处理造成较大难度。同时，为了使超稠油能被举升到地面，在采油过程中添加了一些表面活性剂，比如磺酸盐等物质，使得采出液需要破乳脱水，造成大量的化学药剂残留在污水中，造成污水不仅含油量高，而且乳状液的稳定性强，使得污水除油及净化处理更为复杂。

目前常规的处理工艺(自然沉降-混凝沉降-过滤)很难使稠油热采污水得到有效处理。去除油田产出污水中原油的另一个方法是化学法，即采用除油剂方法。除油剂大体分为以下两类，一类成分多样，除油效果好，但存在着制备工艺复杂、抗盐性能差、成本较高的缺点；另一类除油剂成分单一，制备方法和工艺较为简单，对水质的要求较低，但是存在除油效果差的缺点。目前针对稠油污水处理方面的专利较少，而能够被生物降解的稠油污水除油剂更是少之又少。

梁辉辉的“季铵盐类可分解表面活性剂的合成及性能研究”中提出几种新型的季铵盐类表面活性剂，并对所研制的季铵盐类表面活性剂的合成条件及表面性能进行了研究。根据室内试验研究表明，含有缩醛官能团的双阳离子可分解表面活性剂由于具有环形刚性结构，具有耐温性能，同时双季铵盐阳离子可以与油滴表面的极性物质发生化学吸附作用而形成桥联，聚结除油，因此该双阳离子表面活性剂可以用于稠油的污水处理。

发明内容

本发明针对现有技术的不足而提供一种可降解型稠油热采污水除油剂及其制备方法，本发明具有制备工艺简单，成本低廉，耐温抗盐性能好，生物降解性能强，且除油效果好的特点。

本发明公开了一种可降解型稠油热采污水除油剂，该除油剂由双阳离子表面活性剂、甜菜碱、聚甘油脂肪酸酯和水复配而成。所述的双阳离子表面活性剂是一种具有长碳链烷基、双季铵盐阳离子极性基团的对称分子，其分子式如下：

其中，所述的除油剂各组成及组份如下：

优选地，所述的除油剂各组成的组份如下：

本发明的另一个目的公开了一种可降解型稠油热采污水除油剂的制备方法，其具体步骤如下：

(1)在30～50℃恒温水浴锅内，将15～50份的水置于烧杯中，在搅拌速率300～400rpm下，缓慢加入1份的双阳离子表面活性剂，搅拌20～30min，得到混合溶液。

(2)将上述混合溶液的温度调至50～55℃，待温度恒定后，在搅拌速率为200～250rpm下，缓慢加入0.05～1.5份甜菜碱，搅拌20～30min，得到透明溶液。

(3)将上述透明溶液的温度调节至35～40℃，搅拌速率调为400～600rpm，恒温10～15min后，缓慢加入0.1～5份的聚甘油脂肪酸酯，恒温搅拌20～25min，随后降温至20～25℃，搅拌10～30min，最终得到本发明的除油剂。

本发明提供的稠油热采污水除油剂，除油剂中的双阳离子表面活性剂，其所含有的疏水基团较长，易于进入胶束中，更能降低其表面Gibbs能，从而导致临界胶束浓度较小，即用量较少；疏水基团即亲油基团可迅速吸附到油污表面，随后双阳离子季铵盐基团插入到油污内部，形成絮状颗粒，从而达到除油的目的；甜菜碱易溶于水，具有清洁污垢的作用，同时还具有影响无机离子分布的作用，有效的抵抗了高盐对除油剂表面活性的影响；聚甘油脂肪酸酯具有安全性、耐酸性以及耐水解性等特点，在油污处理中具有良好的增溶特性，可以增强表面活性，提高双阳离子型表面活性剂的除油效率；本发明所述的稠油热采污水除油剂配方均属于可生物降解型，从而从根本上消除了污水处理的环境污染等隐患。

本发明与现有技术相比具有如下优点和有益效果：

(1)本发明的除油剂的原料来源广泛，合成工艺简单，产物易于获得和运输保存；

(2)本发明的除油剂适应性强，用量少，具有生物降解性，可满足环境保护和油田发展的需要；

(3)本发明的除油剂耐温抗盐性能好，耐矿化度达230000mg/L，耐温达250℃，克服了以往除油剂耐温抗盐性能差的缺点；

(4)本发明的除油剂具有除油效率高的特点，稠油热采污水的除油率达96％以上，较现有的药剂提高45％以上，满足了稠油热采污水的除油预处理的要求。

具体实施方式

下面结合具体的实施例，并参照数据进一步详细描述本发明。应理解，这些实施例只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制本发明的范围。

实施例1：除油剂F₁及其制备方法

(1)除油剂F₁的组成及其组份如下：

根据已有文献，所述的双阳离子表面活性剂的制备方法如下：

(2)除油剂F₁的制备方法如下：

①在30℃恒温水浴锅内，将15份的水置于烧杯中，在搅拌速率350rpm下，缓慢加入1份的双阳离子表面活性剂，搅拌25min，得到混合溶液。

②将上述混合溶液的温度调至50℃，待温度恒定后，在搅拌速率为200rpm下，缓慢加入0.05份甜菜碱，搅拌26min，得到透明溶液。

③将上述透明溶液的温度调节至35℃，搅拌速率调为500rpm，恒温10min后，缓慢加入0.1份的聚甘油脂肪酸酯，恒温搅拌22min，随后降温至20℃，搅拌10min，最终得到本发明的除油剂F₁。

实施例2：除油剂F₂及其制备方法

(1)除油剂F₂的组成及其组份如下：

根据已有文献，所述的双阳离子表面活性剂的制备方法如下：

(2)除油剂F₂的制备方法如下：

①在40℃恒温水浴锅内，将30份的水置于烧杯中，在搅拌速率300rpm下，缓慢加入1份的双阳离子表面活性剂，搅拌20min，得到混合溶液。

②将上述混合溶液的温度调至52℃，待温度恒定后，在搅拌速率为230rpm下，缓慢加入1.2份甜菜碱，搅拌20min，得到透明溶液。

③将上述透明溶液的温度调节至38℃，搅拌速率调为400rpm，恒温12min后，缓慢加入0.5份的聚甘油脂肪酸酯，恒温搅拌20min，随后降温至23℃，搅拌20min，最终得到本发明的除油剂F₂。

实施例3：除油剂F₃及其制备方法

(1)除油剂F₃的组成及其组份如下：

根据已有文献，所述的双阳离子表面活性剂的制备方法如下：

(2)除油剂F₃的制备方法如下：

①在50℃恒温水浴锅内，将50份的水置于烧杯中，在搅拌速率400rpm下，缓慢加入1份的双阳离子表面活性剂，搅拌30min，得到混合溶液。

②将上述混合溶液的温度调至55℃，待温度恒定后，在搅拌速率为250rpm下，缓慢加入1.5份甜菜碱，搅拌30min，得到透明溶液。

③将上述透明溶液的温度调节至40℃，搅拌速率调为600rpm，恒温15min后，缓慢加入5份的聚甘油脂肪酸酯，恒温搅拌25min，随后降温至25℃，搅拌30min，最终得到本发明的除油剂F₃。

实施例4除油剂F₁的现场应用

联合站G₂的来水为稠油热采污水，试验处理规模为70m³/d，来水含油量683mg/L，污水矿化度156250mg/L，污水温度82℃，利用本发明的除油剂F₁对联合站G₂的污水进行除油处理，除油剂F₁的投加量为4.9kg/d，投加除油剂后污水中除油剂的浓度为70mg/L，处理后含油量降低到17.1mg/L，含油量降低97.5％，达到工艺要求。

实施例5除油剂F₂的现场应用

联合站G₃的来水为稠油热采污水，试验处理规模为90m³/d，来水含油量425mg/L，污水矿化度132625mg/L，污水温度87℃，利用本发明的除油剂F₂对联合站G₃的污水进行除油处理，除油剂F₂的投加量为3.6kg/d，投加除油剂后污水中除油剂的浓度为40mg/L，处理后含油量降低到6.4mg/L，含油量降低98.5％，达到工艺要求。

实施例6除油剂F₃的现场应用

联合站G₅的来水为稠油热采污水，试验处理规模为50m³/d，来水含油量362g/L，污水矿化度185278mg/L，污水温度78℃，利用本发明的除油剂F₃对联合站G₅的污水进行除油处理，除油剂F₃的投加量为1.75kg/d，投加除油剂后污水中除油剂的浓度为35mg/L，处理后含油量降低到10.1mg/L，含油量降低97.2％，达到工艺要求。

Claims (4)

1.一种可降解型稠油热采污水除油剂，该除油剂由双阳离子表面活性剂、甜菜碱、聚甘油脂肪酸酯和水复配而成；双阳离子表面活性剂是一种具有长碳链烷基、双季铵盐阳离子极性基团的对称分子，其分子式如下：

2.根据权利要求1所述的可降解型稠油热采污水除油剂，其特征在于，所述的除油剂各组成的组份如下：

3.根据权利要求1或2所述的可降解型稠油热采污水除油剂，其特征在于，所述的除油剂各组成的组份如下：

4.一种可降解型稠油热采污水除油剂的制备方法，其特征在于，该制备方法的具体步骤如下：

(1)在30～50℃恒温水浴锅内，将15～50份的水置于烧杯中，在搅拌速率300～400rpm下，缓慢加入1份的双阳离子表面活性剂，搅拌20～30min，得到混合溶液；

(2)将上述混合溶液的温度调至50～55℃，待温度恒定后，在搅拌速率为200～250rpm下，缓慢加入0.05～1.5份甜菜碱，搅拌20～30min，得到透明溶液；

(3)将上述透明溶液的温度调节至35～40℃，搅拌速率调为400～600rpm，恒温10～15min后，缓慢加入0.1～5份的聚甘油脂肪酸酯，恒温搅拌20～25min，随后降温至20～25℃，搅拌10～30min，最终得到本发明的除油剂。