CN106566580A - 一种复合生物油田破乳剂的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合生物油田破乳剂的制备方法，属于破乳剂制备技术领域。本发明首先利用木薯淀粉与二硫化碳制备络合物质，除去污泥中的重金属，再将含油污泥进行发酵，收集微生物和其代谢产物，微生物本身和其代谢产物的活性基团可以破坏油水界面的乳化膜，使原油破乳，再从造纸黑液中通过蒸煮、酸沉，得到木质素，再用丙烯酸等对木质素改性制备降粘成分，降低原油的粘度，有助于原油破乳，最后再与助剂等混合冻干，即可得到油田破乳剂，本发明原料天然环保，制得的复合生物油田破乳剂破乳温度低、脱水效率高，絮凝沉降性能强，同时克服了传统破乳剂破乳温度低高、长期脱水效果不理想、广谱适应性较差的缺陷，具有较好的应用前景。

Description

一种复合生物油田破乳剂的制备方法

技术领域

本发明公开了一种复合生物油田破乳剂的制备方法，属于破乳剂制备技术领域。背景技术

在石油工业中，原油的开采、生产及精炼等过程中会形成大量成分复杂的乳状液，随着采油技术的不断发展和应用，原油乳状液变得越来越稳定，使油田采出液的含水率逐年升高，特别是目前世界各国为了延长油田开采寿命，普遍采用二次采油和三次采油技术，在原油开采时注入大量的水和表面活性剂，进一步加重了原油采出液的含水率和乳化程度，加重了原油破乳脱水的难度，同时加大了存储、运输和精炼过程中的设备负荷，增高了加热过程中的燃料消耗量。因此，破乳剂作为快速高效脱去原油中水含量的表面活性剂，是当今油田和炼厂不可或缺的化学试剂之一。

目前，国内外的原油破乳剂品种繁多，但多是非离子型的破乳剂，破乳效果也各有千秋。但就其分子组成来说，主要是环氧乙烷与环氧丙烷的共聚物。这类破乳剂短期破乳效果明显，但是在破乳过程中温度降低会导致采出液破乳难度增加，油水分离速度减慢，从而导致脱水效率减慢，此外，这类破乳剂大量使用时还会对油田水质和周边环境造成的负面影响，且破乳剂的专一性强，对不同原油油品的广谱适应性差。故此，现有的原油破乳剂已满足不了油田需求，寻求一种高效、节能、环保、耐低温的原油破乳剂成为了现今原油破乳剂的发展方向。

发明内容

本发明主要解决的技术问题：针对现有的油田破乳剂破乳温度较高、长期脱水效果不理想，大量使用时会对油田水质和周边环境造成的负面影响，且现有破乳剂专一性强，对不同原油油品的广谱适应性差的缺陷，提供了一种用改性木质素降低原油粘度，微生物及代谢产物做破乳成分制备油田破乳剂的方法，本发明首先利用木薯淀粉与二硫化碳制备络合物质，除去污泥中的重金属，再将含油污泥进行发酵，收集微生物和其代谢产物，微生物本身和其代谢产物的活性基团可以破坏油水界面的乳化膜，使原油破乳，再从造纸黑液中通过蒸煮、酸沉，得到木质素，再用丙烯酸等对木质素改性制备降粘成分，降低原油的粘度，有助于原油破乳，最后再与助剂等混合冻干，即可得到油田破乳剂，本发明原料天然环保，制得的复合生物油田破乳剂破乳温度低、脱水效率高，絮凝沉降性能强，同时克服了传统破乳剂破乳温度高、长期脱水效果不理想、广谱适应性较差的缺陷，具有较好的应用前景。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

（1）称取20～30g木薯淀粉加入到烧瓶中，再加入100～200mL去离子水，磁力搅拌混合3～5min后，再滴加10～20mL二硫化碳，控制10～15min内滴加完毕，搅拌反应30～40min，反应结束，再加入10～15mL质量分数为5%硫酸镁溶液，搅拌5～10min后，过滤，收集滤渣；

（2）称取500～600g原油加工过程中产生的含油污泥，加入到发酵罐中，再加入1～2L去离子和水和10～20g麦麸，搅拌混合3～5min后，在30～40℃下密封发酵5～6天，发酵结束，收集发酵罐中的物料并加入到烧杯中，再加入8～12g上述滤渣和3～5g硫酸铁，搅拌混合3～5min后，静置分层1～2h，弃去沉淀，收集上清液，将上清液加入到离心机中，在1200～1500r/min下离心10～20min，分别收集上层清液和下层菌种，备用；

（3）称取1～2kg造纸黑液加入到烧杯中，再加入8～12g亚硫酸钠，并对其进行加热至沸腾，保温蒸煮1～2h，停止加热，过滤，收集滤液，并置于烧杯中，再加入200～300mL质量分数为10%盐酸溶液，搅拌20～30min，过滤，收集滤渣，将滤渣加入到盛有100～200mL质量分数为5%氢氧化钠溶液的烧瓶中，并置于水浴锅中，再加入10～15mL丙烯酸和20～30mL甲基丙烯酸甲酯，在80～90℃下，磁力搅拌反应2～3h，反应结束，收集烧瓶中的物料，并静置分层，收集有机层，得到改性木质素混合液；

（4）按重量份数计，称取40～50份步骤（2）备用的上清液、10～15份步骤（2）备用的菌种、8～12份上述改性木质素混合液、3～5份椰油酰胺丙基甜菜碱、1～3份十二烷基苯磺酸钠，加入到搅拌机中，在200～300r/min下搅拌20～30min，再置于冻干机中，在-35～-25℃下冷冻2～3天，即可得到复合生物油田破乳剂。

本发明的应用方法是：首先向油田采出液中加入本发明制得的复合生物破乳剂，其中添加量为每1L油田采出液中加入15～20mg的复合生物破乳剂，随后将两者充分混合，随后在20～30℃下进行原油破乳脱水处理即可。经检测，使用本发明复合生物油田破乳剂进行破乳脱水处理后，原油含水率小于0.2%，脱水效果好，同时本发明破乳剂脱水速度较快，30～60min内脱水率就能达到50～60%，脱水效率较传统破乳剂提高了30～40%。

本发明的有益效果是：

（1）本发明制得的复合生物油田破乳剂具有脱水速度快、破乳温度低、絮凝沉降性能强、破乳效果好的优点，且本发明破乳剂广谱性强，对不同类型油田均有较好的破乳脱水效果；

（2）本发明制得的复合生物油田破乳剂代替了化学破乳剂，降低了化学破乳剂使用过程中对于环境造成的污染，同时不会对油田水质造成任何污染，是一种环境友好型油田破乳剂。

具体实施方式

首先称取20～30g木薯淀粉加入到烧瓶中，再加入100～200mL去离子水，磁力搅拌混合3～5min后，再滴加10～20mL二硫化碳，控制10～15min内滴加完毕，搅拌反应30～40min，反应结束，再加入10～15mL质量分数为5%硫酸镁溶液，搅拌5～10min后，过滤，收集滤渣；随后称取500～600g原油加工过程中产生的含油污泥，加入到发酵罐中，再加入1～2L去离子和水和10～20g麦麸，搅拌混合3～5min后，在30～40℃下密封发酵5～6天，发酵结束，收集发酵罐中的物料并加入到烧杯中，再加入8～12g上述滤渣和3～5g硫酸铁，搅拌混合3～5min后，静置分层1～2h，弃去沉淀，收集上清液，将上清液加入到离心机中，在1200～1500r/min下离心10～20min，分别收集上层清液和下层菌种，备用；再称取1～2kg造纸黑液加入到烧杯中，再加入8～12g亚硫酸钠，并对其进行加热至沸腾，保温蒸煮1～2h，停止加热，过滤，收集滤液，并置于烧杯中，再加入200～300mL质量分数为10%盐酸溶液，搅拌20～30min，过滤，收集滤渣，将滤渣加入到盛有100～200mL质量分数为5%氢氧化钠溶液的烧瓶中，并置于水浴锅中，再加入10～15mL丙烯酸和20～30mL甲基丙烯酸甲酯，在80～90℃下，磁力搅拌反应2～3h，反应结束，收集烧瓶中的物料，并静置分层，收集有机层，得到改性木质素混合液；最后按重量份数计，称取40～50份上述步骤备用的上清液、10～15份上述步骤备用的菌种、8～12份上述改性木质素混合液、3～5份椰油酰胺丙基甜菜碱、1～3份十二烷基苯磺酸钠，加入到搅拌机中，在200～300r/min下搅拌20～30min，再置于冻干机中，在-35～-25℃下冷冻2～3天，即可得到复合生物油田破乳剂。

实例1

首先称取20g木薯淀粉加入到烧瓶中，再加入100mL去离子水，磁力搅拌混合3min后，再滴加10mL二硫化碳，控制10min内滴加完毕，搅拌反应30min，反应结束，再加入10mL质量分数为5%硫酸镁溶液，搅拌5min后，过滤，收集滤渣；随后称取500g原油加工过程中产生的含油污泥，加入到发酵罐中，再加入1L去离子和水和10g麦麸，搅拌混合3min后，在30℃下密封发酵5天，发酵结束，收集发酵罐中的物料并加入到烧杯中，再加入8g上述滤渣和3g硫酸铁，搅拌混合3min后，静置分层1h，弃去沉淀，收集上清液，将上清液加入到离心机中，在1200r/min下离心10min，分别收集上层清液和下层菌种，备用；再称取1kg造纸黑液加入到烧杯中，再加入8g亚硫酸钠，并对其进行加热至沸腾，保温蒸煮1h，停止加热，过滤，收集滤液，并置于烧杯中，再加入200mL质量分数为10%盐酸溶液，搅拌20min，过滤，收集滤渣，将滤渣加入到盛有100mL质量分数为5%氢氧化钠溶液的烧瓶中，并置于水浴锅中，再加入10mL丙烯酸和20mL甲基丙烯酸甲酯，在80℃下，磁力搅拌反应2h，反应结束，收集烧瓶中的物料，并静置分层，收集有机层，得到改性木质素混合液；最后按重量份数计，称取40份上述步骤备用的上清液、10份上述步骤备用的菌种、8份上述改性木质素混合液、3份椰油酰胺丙基甜菜碱、1份十二烷基苯磺酸钠，加入到搅拌机中，在200r/min下搅拌20min，再置于冻干机中，在-35℃下冷冻2天，即可得到复合生物油田破乳剂。

本实例操作简便，使用时，首先向油田采出液中加入本发明制得的复合生物破乳剂，其中添加量为每1L油田采出液中加入15mg的复合生物破乳剂，随后将两者充分混合，随后在20℃下进行原油破乳脱水处理即可。经检测，使用本发明复合生物油田破乳剂进行破乳脱水处理后，原油含水率为0.18%，脱水效果好，同时本发明破乳剂脱水速度较快，30min内脱水率就能达到50%，脱水效率较传统破乳剂提高了30%。

实例2

首先称取25g木薯淀粉加入到烧瓶中，再加入150mL去离子水，磁力搅拌混合4min后，再滴加15mL二硫化碳，控制13min内滴加完毕，搅拌反应35min，反应结束，再加入13mL质量分数为5%硫酸镁溶液，搅拌8min后，过滤，收集滤渣；随后称取550g原油加工过程中产生的含油污泥，加入到发酵罐中，再加入1L去离子和水和15g麦麸，搅拌混合4min后，在35℃下密封发酵5天，发酵结束，收集发酵罐中的物料并加入到烧杯中，再加入10g上述滤渣和4g硫酸铁，搅拌混合4min后，静置分层1h，弃去沉淀，收集上清液，将上清液加入到离心机中，在1350r/min下离心15min，分别收集上层清液和下层菌种，备用；再称取1kg造纸黑液加入到烧杯中，再加入10g亚硫酸钠，并对其进行加热至沸腾，保温蒸煮1h，停止加热，过滤，收集滤液，并置于烧杯中，再加入250mL质量分数为10%盐酸溶液，搅拌25min，过滤，收集滤渣，将滤渣加入到盛有150mL质量分数为5%氢氧化钠溶液的烧瓶中，并置于水浴锅中，再加入13mL丙烯酸和25mL甲基丙烯酸甲酯，在85℃下，磁力搅拌反应2h，反应结束，收集烧瓶中的物料，并静置分层，收集有机层，得到改性木质素混合液；最后按重量份数计，称取45份上述步骤备用的上清液、13份上述步骤备用的菌种、10份上述改性木质素混合液、4份椰油酰胺丙基甜菜碱、2份十二烷基苯磺酸钠，加入到搅拌机中，在250r/min下搅拌25min，再置于冻干机中，在-30℃下冷冻2天，即可得到复合生物油田破乳剂。

本实例操作简便，使用时，首先向油田采出液中加入本发明制得的复合生物破乳剂，其中添加量为每1L油田采出液中加入18mg的复合生物破乳剂，随后将两者充分混合，随后在25℃下进行原油破乳脱水处理即可。经检测，使用本发明复合生物油田破乳剂进行破乳脱水处理后，原油含水率为0.15%，脱水效果好，同时本发明破乳剂脱水速度较快，45min内脱水率就能达到55%，脱水效率较传统破乳剂提高了35%。

实例3

首先称取30g木薯淀粉加入到烧瓶中，再加入200mL去离子水，磁力搅拌混合5min后，再滴加20mL二硫化碳，控制15min内滴加完毕，搅拌反应40min，反应结束，再加入15mL质量分数为5%硫酸镁溶液，搅拌10min后，过滤，收集滤渣；随后称取600g原油加工过程中产生的含油污泥，加入到发酵罐中，再加入2L去离子和水和20g麦麸，搅拌混合5min后，在40℃下密封发酵6天，发酵结束，收集发酵罐中的物料并加入到烧杯中，再加入12g上述滤渣和5g硫酸铁，搅拌混合5min后，静置分层2h，弃去沉淀，收集上清液，将上清液加入到离心机中，在1500r/min下离心20min，分别收集上层清液和下层菌种，备用；再称取2kg造纸黑液加入到烧杯中，再加入12g亚硫酸钠，并对其进行加热至沸腾，保温蒸煮2h，停止加热，过滤，收集滤液，并置于烧杯中，再加入300mL质量分数为10%盐酸溶液，搅拌30min，过滤，收集滤渣，将滤渣加入到盛有200mL质量分数为5%氢氧化钠溶液的烧瓶中，并置于水浴锅中，再加入15mL丙烯酸和30mL甲基丙烯酸甲酯，在90℃下，磁力搅拌反应3h，反应结束，收集烧瓶中的物料，并静置分层，收集有机层，得到改性木质素混合液；最后按重量份数计，称取50份上述步骤备用的上清液、15份上述步骤备用的菌种、12份上述改性木质素混合液、5份椰油酰胺丙基甜菜碱、3份十二烷基苯磺酸钠，加入到搅拌机中，在300r/min下搅拌30min，再置于冻干机中，在-25℃下冷冻3天，即可得到复合生物油田破乳剂。

本实例操作简便，使用时，首先向油田采出液中加入本发明制得的复合生物破乳剂，其中添加量为每1L油田采出液中加入20mg的复合生物破乳剂，随后将两者充分混合，随后在30℃下进行原油破乳脱水处理即可。经检测，使用本发明复合生物油田破乳剂进行破乳脱水处理后，原油含水率为0.13%，脱水效果好，同时本发明破乳剂脱水速度较快，60min内脱水率就能达到60%，脱水效率较传统破乳剂提高了40%。

Claims (1)

1.一种复合生物油田破乳剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

（1）称取20～30g木薯淀粉加入到烧瓶中，再加入100～200mL去离子水，磁力搅拌混合3～5min后，再滴加10～20mL二硫化碳，控制10～15min内滴加完毕，搅拌反应30～40min，反应结束，再加入10～15mL质量分数为5%硫酸镁溶液，搅拌5～10min后，过滤，收集滤渣；

（2）称取500～600g原油加工过程中产生的含油污泥，加入到发酵罐中，再加入1～2L去离子和水和10～20g麦麸，搅拌混合3～5min后，在30～40℃下密封发酵5～6天，发酵结束，收集发酵罐中的物料并加入到烧杯中，再加入8～12g上述滤渣和3～5g硫酸铁，搅拌混合3～5min后，静置分层1～2h，弃去沉淀，收集上清液，将上清液加入到离心机中，在1200～1500r/min下离心10～20min，分别收集上层清液和下层菌种，备用；

（3）称取1～2kg造纸黑液加入到烧杯中，再加入8～12g亚硫酸钠，并对其进行加热至沸腾，保温蒸煮1～2h，停止加热，过滤，收集滤液，并置于烧杯中，再加入200～300mL质量分数为10%盐酸溶液，搅拌20～30min，过滤，收集滤渣，将滤渣加入到盛有100～200mL质量分数为5%氢氧化钠溶液的烧瓶中，并置于水浴锅中，再加入10～15mL丙烯酸和20～30mL甲基丙烯酸甲酯，在80～90℃下，磁力搅拌反应2～3h，反应结束，收集烧瓶中的物料，并静置分层，收集有机层，得到改性木质素混合液；

（4）按重量份数计，称取40～50份步骤（2）备用的上清液、10～15份步骤（2）备用的菌种、8～12份上述改性木质素混合液、3～5份椰油酰胺丙基甜菜碱、1～3份十二烷基苯磺酸钠，加入到搅拌机中，在200～300r/min下搅拌20～30min，再置于冻干机中，在-35～-25℃下冷冻2～3天，即可得到复合生物油田破乳剂。