CN107033949A - 一种复配型油田用破乳剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于原油脱水的技术领域，具体涉及一种复配型油田用破乳剂的制备方法。本发明首先用乙烯基硅烷对丙烯基聚醚改性，增加其分子量，再与半胱氨酸、含油污泥混合发酵，经污泥中的微生物作用，使改性聚醚的活性基团增加，以破坏原有的乳化膜，且含油污泥中在微生物作用下产生具有疏水基团和亲水基团的物质，可均匀分布在油层和水层之间，增强破乳效果，最后与助剂等混合搅拌后即可得到复配型油田用破乳剂，含油污泥中的有机酸、腐植酸钠可使原油中的颗粒快速沉降，进一步加快破乳，本发明所得的复配型油田用破乳剂相对分子量较高，广谱性好，能够使原油迅速破乳脱水，脱出水质清，脱水效果理想。

Description

一种复配型油田用破乳剂的制备方法
技术领域
本发明属于原油脱水的技术领域，具体涉及一种复配型油田用破乳剂的制备方法。
背景技术
目前，海上油田在开采原油进入到开采后期过程中，随着含水率的不断提高，如泥浆一样混浊，粘土含量达到5%左右，由于粘土的粒径小，颗粒的表面积大，所以吸附能力很强，在地层原油储集层中，随着开采过程中的采油泵的搅拌，颗粒表面会包裹一层原油，进而形成新的乳化体系，称之为“油-矿物聚集体结构”。该结构的乳化体系在进入到原油处理系统中，会导致原油各段分离器中油水界面不清，三相分离器分离出的油相含水高，水相含油高，有些一级分离器中设计的波纹板还会导致堵塞，最终导致系统“瘫痪”，污水处理系统由于携带的油滴和粘土混在成分过高，导致处理负荷过重，严重的也会导致污水操作系统出现“停车”。
这种微细不溶的固体颗粒对产出液的新乳化体系的稳定性具有重要的作用，一般认为这些不同微小粒径的粘土颗粒在油水分子界面膜上可以形成空间网状结构，形成的这种结构对油水液滴间的聚并起到机械阻碍作用，使这种新体系乳状液稳定性增强。长期与原油接触的粘土颗粒可以吸附原油中的胶质、沥青质，使粘土表面具有弱亲水性，从而影响原油产出液的稳定性。目前使用的大多是以聚醚类破乳剂为主，该类破乳剂大都是以含活泼氢化合物为起始剂，在碱金属催化剂作用下与氧化烯烃进行阴离子开环聚合反应，制得聚氧乙烯聚氧丙烯醚类破乳剂。可是这种工艺制备的聚醚类破乳剂单一品种分子量在一定的较窄范围内，破乳剂脱水效果不理想，对不同原油油品的广谱适应性差，同时脱水率低且水质混浊，脱水效果差，使用量较大，且依然存在不能达到理想破乳效果的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前使用的聚醚类破乳剂相对分子量低，对不同原油油品的广谱适应性差，脱水率低且水质混浊，脱水效果差，使用量较大导致成本的增加，破乳效果不理想的缺陷，提供了一种复配型油田用破乳剂的方法。为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案：
（1）将聚乙二醇烯丙基甲基醚、抗坏血酸钠与甲苯混合后，反应50～60min后，再加入二月桂酸二丁基锡和乙烯基三甲氧基硅烷继续反应3～4h，反应结束后，得到产物；
（2）将产物、半胱氨酸和水混合后，得到混合液，再将混合液与含油污泥搅拌混合后进行发酵、离心，得到含油上层液；
（3）向含油上层液中加入聚丙烯纤维，静置、过滤，得到滤液，将滤液旋蒸至干，得到干燥物；
（4）将干燥物、质量分数为75%乙醇溶液、表面活性剂、硅酸钠、硫酸铁和引发剂搅拌反应后，得到复配型油田用破乳剂。
步骤（1）中所述的产物的制备步骤为：称取25～30g聚乙二醇烯丙基甲基醚、3～5g抗坏血酸钠和300～400mL，于温度为85～95℃下搅拌反应50～60min后，再加入0.3～0.5g二月桂酸二丁基锡和8～12g乙烯基三甲氧基硅烷，继续搅拌反应3～4h，得到产物。
步骤（2）所述的混合液的制备步骤为：将产物、半胱氨酸和水按质量比1:1:10混合后，得到混合液。
步骤（2）所述的含油上层液的制备步骤为：将混合液与混合液质量10%含油污泥搅拌混合后，密封发酵、离心，得到含油上层液。
步骤（2）所述的发酵的温度为30～40℃，发酵的时间为12～15天。
步骤（2）所述的离心的转速为1000～1200r/min，离心时间为10～15min。
步骤（3）所述的聚丙烯纤维的量为含油上层液质量的1%。
步骤（4）所述的复配型油田用破乳剂的制备步骤为：按重量份数计，称取40～50份干燥物、60～70份质量分数为75%乙醇溶液、1～3份表面活性剂、5～8份硅酸钠、3～5份硫酸铁和0.1～0.3份引发剂，于温度为40～50℃下搅拌反应50～60min后，即可得到复配型油田用破乳剂。
步骤（4）所述的引发剂为过氧化月桂酰、过硫酸铵中的一种或两种。
步骤（4）所述的表面活性剂为椰油酰胺丙基甜菜碱、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠中的一种或多种。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
本发明通过用乙烯基三甲氧基硅烷与聚乙二醇烯丙基甲基醚接枝改性，可提高聚乙二醇烯丙基甲基醚的分子量，并可引入疏水性基团，使乙烯基三甲氧基硅烷改性聚乙二醇烯丙基甲基醚具有疏水基团和亲水基团，可在油水界面形成分层，增加破乳效果，然后与含油活性污泥进行混合发酵，经污泥中的微生物的作用，可使含油污泥分解成具有疏水基团和亲水基团的物质，进而增加破乳效果，并且微生物表面具有的活性基团也可作为破乳成分，含油污泥分解得到的有机酸、腐植酸钠等物质可使原油中的颗粒快速沉降，进一步加快破乳，最后再与表面活性剂复配，可增加破乳效率和破乳效果，本发明制备的破乳剂破乳效果好，脱水率高，50～60min内脱水率就可达到60～70%，脱出水质清，值得推广使用。
具体实施方式
本发明所需原料有： 聚乙二醇烯丙基甲基醚、抗坏血酸钠、甲苯、二月桂酸二丁基锡、乙烯基三甲氧基硅烷、半胱氨酸、水、污泥、1%的聚丙烯纤维、75%乙醇溶液、表面活性剂、硅酸钠、硫酸铁、引发剂。
称取25～30g聚乙二醇烯丙基甲基醚和3～5g抗坏血酸钠加入到盛有300～400mL甲苯的三口烧瓶中，将烧瓶移入数显测速恒温搅拌器中，于温度为85～95℃，转速为350～400r/min的条件下搅拌反应50～60min，除去反应液中的水分，再向烧瓶中加入0.3～0.5g二月桂酸二丁基锡和8～12g乙烯基三甲氧基硅烷，继续搅拌反应3～4h，二月桂酸二丁基锡为催化剂催化聚乙二醇烯丙基甲基醚与乙烯基三甲氧基硅烷接枝，增加聚乙二醇烯丙基甲基醚的分子量和疏水性基团，停止加热，得到含有乙烯基三甲氧基硅烷改性聚乙二醇烯丙基甲基醚的产物；将含有乙烯基三甲氧基硅烷改性聚乙二醇烯丙基甲基醚的产物、半胱氨酸和水按质量比1:1:10加入到烧杯中，搅拌混合5～10min后，得到混合液，再向烧杯中加入混合液质量10%的含油污泥，继续搅拌混合2～3min，将烧杯中的物料移入发酵罐中，于温度为30～40℃下密封发酵12～15天，经微生物作用可使乙烯基三甲氧基硅烷改性聚乙二醇烯丙基甲基醚的活性基团增加以破坏油水乳化膜，并且含油污泥在微生物作用下可分解成具有疏水基团和亲水基团的物质，发酵结束后，将发酵罐中的物料并置于离心机中，以1000～1200r/min的转速离心10～15min，得到含油上层液，向含油上层液中加入含油上层液质量1%的聚丙烯纤维，静置40～50min，聚丙烯纤维吸附除去含油上层液中的油，再过滤，得到滤液，将滤液移入旋转蒸发仪中，旋转浓缩至干，得到干燥物，最后按重量份数计，称取40～50份干燥物、60～70份质量分数为75%乙醇溶液、1～3份椰油酰胺丙基甜菜碱、5～8份硅酸钠、3～5份硫酸铁和0.1～0.3份过氧化月桂酰加入到烧杯中，将烧杯移入数显测速恒温搅拌器中，于温度为40～50℃，转速为350～400r/min的条件下搅拌反应50～60min后，停止加热，待烧杯中的物料自然冷却至室温，包装，即可得到复配型油田用破乳剂。
所述的引发剂为过氧化月桂酰、过硫酸铵中的一种或两种。
所述的表面活性剂椰油酰胺丙基甜菜碱、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠中的一种或多种。
实例1
称取25g聚乙二醇烯丙基甲基醚和3g抗坏血酸钠加入到盛有300mL甲苯的三口烧瓶中，将烧瓶移入数显测速恒温搅拌器中，于温度为85℃，转速为350r/min的条件下搅拌反应50min，再向烧瓶中加入0.3g二月桂酸二丁基锡和8g乙烯基三甲氧基硅烷，继续搅拌反应3h，停止加热，得到含有乙烯基三甲氧基硅烷改性聚乙二醇烯丙基甲基醚的产物，将含有乙烯基三甲氧基硅烷改性聚乙二醇烯丙基甲基醚的产物、半胱氨酸和水按质量比1:1:10加入到烧杯中，搅拌混合5min后，得到混合液，再向烧杯中加入混合液质量10%的含油污泥，继续搅拌混合2min，将烧杯中的物料移入发酵罐中，于温度为30℃下密封发酵12天，发酵结束后，将发酵罐中的物料并置于离心机中，以1000r/min的转速离心10min，得到含油上层液，向含油上层液中加入含油上层液质量1%的聚丙烯纤维，静置40min，再过滤，得到滤液，将滤液移入旋转蒸发仪中，旋转浓缩至干，得到干燥物，最后按重量份数计，称取40份干燥物、60份质量分数为75%乙醇溶液、1份椰油酰胺丙基甜菜碱、5份硅酸钠、3份硫酸铁和0.1份过氧化月桂酰加入到烧杯中，将烧杯移入数显测速恒温搅拌器中，于温度为40℃，转速为350r/min的条件下搅拌反应50min后，停止加热，待烧杯中的物料自然冷却至室温，包装，即可得到复配型油田用破乳剂。
实例2
称取28g聚乙二醇烯丙基甲基醚和4g抗坏血酸钠加入到盛有350mL甲苯的三口烧瓶中，将烧瓶移入数显测速恒温搅拌器中，于温度为90℃，转速为375r/min的条件下搅拌反应55min，再向烧瓶中加入0.4g二月桂酸二丁基锡和10g乙烯基三甲氧基硅烷，继续搅拌反应3h，停止加热，得到含有乙烯基三甲氧基硅烷改性聚乙二醇烯丙基甲基醚的产物，将含有乙烯基三甲氧基硅烷改性聚乙二醇烯丙基甲基醚的产物、半胱氨酸和水按质量比1:1:10加入到烧杯中，搅拌混合8min后，得到混合液，再向烧杯中加入混合液质量10%的含油污泥，继续搅拌混合2min，将烧杯中的物料移入发酵罐中，于温度为35℃下密封发酵13天，发酵结束后，将发酵罐中的物料并置于离心机中，以1100r/min的转速离心12min，得到含油上层液，向含油上层液中加入含油上层液质量1%的聚丙烯纤维，静置45min，聚丙烯纤维吸附除去含油上层液中的油，再过滤，得到滤液，将滤液移入旋转蒸发仪中，旋转浓缩至干，得到干燥物，最后按重量份数计，称取45份干燥物、65份质量分数为75%乙醇溶液、2份十二烷基苯磺酸钠、6份硅酸钠、4份硫酸铁和0.2份过氧化月桂酰加入到烧杯中，将烧杯移入数显测速恒温搅拌器中，于温度为45℃，转速为375r/min的条件下搅拌反应55min后，停止加热，待烧杯中的物料自然冷却至室温，包装，即可得到复配型油田用破乳剂。
实例3
称取30g聚乙二醇烯丙基甲基醚和5g抗坏血酸钠加入到盛有400mL甲苯的三口烧瓶中，将烧瓶移入数显测速恒温搅拌器中，于温度为95℃，转速为400r/min的条件下搅拌反应60min，再向烧瓶中加入0.5g二月桂酸二丁基锡和12g乙烯基三甲氧基硅烷，继续搅拌反应4h，停止加热，得到含有乙烯基三甲氧基硅烷改性聚乙二醇烯丙基甲基醚的产物，将含有乙烯基三甲氧基硅烷改性聚乙二醇烯丙基甲基醚的产物、半胱氨酸和水按质量比1:1:10加入到烧杯中，搅拌混合10min后，得到混合液，再向烧杯中加入混合液质量10%的含油污泥，继续搅拌混合3min，将烧杯中的物料移入发酵罐中，于温度为40℃下密封发酵15天，发酵结束后，将发酵罐中的物料并置于离心机中，以1200r/min的转速离心15min，得到含油上层液，向含油上层液中加入含油上层液质量1%的聚丙烯纤维，静置50min，再过滤，得到滤液，将滤液移入旋转蒸发仪中，旋转浓缩至干，得到干燥物，最后按重量份数计，称取50份干燥物、70份质量分数为75%乙醇溶液、3份十二烷基磺酸钠、8份硅酸钠、5份硫酸铁和0.3份过硫酸铵加入到烧杯中，将烧杯移入数显测速恒温搅拌器中，于温度为50℃，转速为400r/min的条件下搅拌反应60min后，停止加热，待烧杯中的物料自然冷却至室温，包装，即可得到复配型油田用破乳剂。

Claims (10)

1.一种复配型油田用破乳剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）将聚乙二醇烯丙基甲基醚、抗坏血酸钠与甲苯混合后，反应50～60min后，再加入二月桂酸二丁基锡和乙烯基三甲氧基硅烷继续反应3～4h，反应结束后，得到产物；
（2）将产物、半胱氨酸和水混合后，得到混合液，再将混合液与含油污泥搅拌混合后进行发酵、离心，得到含油上层液；
（3）向含油上层液中加入聚丙烯纤维，静置、过滤，得到滤液，将滤液旋蒸至干，得到干燥物；
（4）将干燥物、质量分数为75%乙醇溶液、表面活性剂、硅酸钠、硫酸铁和引发剂搅拌反应后，得到复配型油田用破乳剂。
2.根据权利要求1所述的一种复配型油田用破乳剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的产物的制备步骤为：称取25～30g聚乙二醇烯丙基甲基醚、3～5g抗坏血酸钠和300～400mL，于温度为85～95℃下搅拌反应50～60min后，再加入0.3～0.5g二月桂酸二丁基锡和8～12g乙烯基三甲氧基硅烷，继续搅拌反应3～4h，得到产物。
3.根据权利要求1所述的一种复配型油田用破乳剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述的混合液的制备步骤为：将产物、半胱氨酸和水按质量比1:1:10混合后，得到混合液。
4.根据权利要求1所述的一种复配型油田用破乳剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述的含油上层液的制备步骤为：将混合液与混合液质量10%含油污泥搅拌混合后，密封发酵、离心，得到含油上层液。
5.根据权利要求1所述的一种复配型油田用破乳剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述的发酵的温度为30～40℃，发酵的时间为12～15天。
6.根据权利要求1所述的一种复配型油田用破乳剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述的离心的转速为1000～1200r/min，离心时间为10～15min。
7.根据权利要求1所述的一种复配型油田用破乳剂的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述的聚丙烯纤维的量为含油上层液质量的1%。
8.根据权利要求1所述的一种复配型油田用破乳剂的制备方法，其特征在于，步骤（4）所述的复配型油田用破乳剂的制备步骤为：按重量份数计，称取40～50份干燥物、60～70份质量分数为75%乙醇溶液、1～3份表面活性剂、5～8份硅酸钠、3～5份硫酸铁和0.1～0.3份引发剂，于温度为40～50℃下搅拌反应50～60min后，即可得到复配型油田用破乳剂。
9.根据权利要求1所述的一种复配型油田用破乳剂的制备方法，其特征在于，步骤（4）所述的引发剂为过氧化月桂酰、过硫酸铵中的一种或两种。
10.根据权利要求1所述的一种复配型油田用破乳剂的制备方法，其特征在于，步骤（4）所述的表面活性剂为椰油酰胺丙基甜菜碱、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠中的一种或多种。
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