CN107235529B - 一种用于油田含油污水处理的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，具体涉及一种用于油田含油污水处理的除油剂及其制备方法，该除油剂是除油剂是由苯甲酸乙酯与环氧乙烷反应生成非离子型除油剂，其中，苯甲酸乙酯与环氧乙烷的摩尔比为1:2～5，优选为1:3。本发明的除油剂具有工艺简单、成本低廉、适应性强，且耐温性能强和除油效果好的特点，最高耐温达250℃，含油污水的除油率达98％以上，较现有的药剂提高55％以上；且分离产生的回收油不影响后续原油脱水，因此，本发明可广泛地应用于油田含油污水的除油处理工艺中。

Description

一种用于油田含油污水处理的除油剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于油田污水处理的除油剂，具体涉及一种用于油田含油污水处理的除油剂及其制备方法。

背景技术

随着环境污染的日益加剧，水环境污染的控制与治理逐渐引起人们的足够重视并取得各方面的进展。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。比如气浮法，该方法是通过气浮机去除水中大部分的油、聚合物及悬浮物等，因为部分油田污水会含有聚合物，使污水粘度成倍增加，水相携油能力增加；污水中油滴粒径小，油珠稳定的存在水中；污水很容易受剪切，而进一步乳化，以上诸多原因造成油水分离困难，处理后的污水仅用于回注油井。油田产出污水去除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。

专利ZL201410254042.8“一种用于含油污水处理的复合絮凝除油剂”采用了硫酸铝、氯化镁、氢氧化镁、膨润土和聚丙烯酰胺复合而成，该除油剂具有用量少，除油效率高，制备简单，成本低等特点，但是该除油剂需要用到具有腐蚀性的氢氧化镁，该化合物对设备具有较强的腐蚀作用。

苏联发明专利SU935481公布了一种采用硫酸铝和阳离子絮凝剂处理工业污水的技术。该发明的主要缺点是其制备方法复杂，价格昂贵，对含油污水的效果不理想。

发明内容

本发明针对目前现有技术的不足而提供一种用于油田含油污水处理的除油剂及其制备方法，该除油剂具有工艺简单、成本低廉、适应性强，且耐温性能强和除油效果好的特点，最高耐温达250℃，含油污水的除油率达98％以上，较现有的药剂提高55％以上。

本发明的目的在于提供一种用于油田含油污水处理的除油剂，该除油剂是由苯甲酸乙酯与环氧乙烷反应生成非离子型除油剂，其分子式如下：

其中，2≤n≤5，优选n＝3。

所述的苯甲酸乙酯与环氧乙烷的摩尔比为1:2～5，优选为1:3。

本发明的另一个目的在于提供一种用于油田含油污水处理的除油剂的制备方法，所述的制备方法具体包括以下步骤：

(1)称取上述比例的苯甲酸乙酯和催化剂，放置到高压釜中，用氮气吹扫管路和反应釜5～10min，随后搅拌并升温至80～90℃，搅拌速率为200～300rpm，持续5～15min后，通入上述比例的环氧乙烷，然后通入氮气，使反应釜的压力达到0.2～0.8MPa，调节搅拌速率为400～500rpm，升温至100～160℃，在经过3～5h的反应后，采用循环冷却水将体系冷却至室温，得到混合物；

(2)将上述混合物进行气液分离，然后将液体部分先用蒸馏水洗涤2～3次，然后用乙醇洗涤2～3次，得到本发明的最终产物除油剂。

其中，所述的催化剂为醋酸钙或氢氧化钾，用量为苯甲酸乙酯质量的0.5～1.5倍。

所述的反应方程式如下：

一种用于油田含油污水处理的除油剂，其现场使用工艺如下：

根据油田含油污水中的含油情况，向含油污水中加入本发明的除油剂，实现破乳和油水分离，回收石油类物质后，供后续工艺进一步处理；除油剂的具体加入量如下：

(1)含油α≥1000mg/L时，加入除油剂使含油污水中除油剂的质量浓度为100～150mg/L；

(2)1000﹥含油α≥500mg/L时，加入除油剂使含油污水中除油剂的质量浓度为50～100mg/L；

(3)500﹥含油α≥200mg/L时，加入除油剂使含油污水中除油剂的质量浓度为10～50mg/L；

(4)含油α＜200mg/L时，加入除油剂使含油污水中除油剂的质量浓度为0.5～10mg/L。

本发明提供用于油田含油污水处理的除油剂，其属于两亲聚合物分子，该聚合物分子上含有酯基、苯基等极性基团以及非极性的嵌段长链；两亲聚合物分子中的疏水链是以嵌段的形式分布的，可以与污水中的油吸附，而苯基、酯基等极性基团则易于深入到油污中，可与油污中的胶质沥青质发生络合作用，形成较为稳定的絮状物，促使油污的絮凝，进而达到对污水除油处理的目的；此外本发明提供的含油污水的除油剂，该分子含多个醚基，具有较强的柔韧性和强度，在高温条件下不易分解，具有高耐热稳定性能和高化学稳定性。

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，适应性强，用量少，可满足环境保护和油田发展的需要；

(2)本发明的除油剂具有较强的耐温性能，耐温达到250℃；

(3)本发明的除油剂具有除油效率高的特点，含油污水的除油率达98％以上，较现有的药剂提高55％以上，满足了含油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M₁及其制备方法

(1)除油剂M₁的组成、组份及分子式如下：

除油剂M₁是由苯甲酸乙酯与环氧乙烷按照1：2的摩尔比反应生成非离子型除油剂，其分子式如下：

(2)除油剂M₁的制备方法如下：

①称取1mol的苯甲酸乙酯和75.1g催化剂，放置到高压釜中，用氮气吹扫管路和反应釜5min，随后搅拌并升温至80℃，搅拌速率为200rpm，持续5min后，通入2mol的环氧乙烷，然后通入氮气，使反应釜的压力达到0.2MPa，调节搅拌速率为470rpm，升温至100℃，在经过3h的反应后，采用循环冷却水将体系冷却至室温，得到混合物。

②将上述混合物进行气液分离，然后将液体部分先用蒸馏水洗涤2次，然后用乙醇洗涤2次，得到本发明的最终产物除油剂M₁。

生成除油剂M₁的反应方程式如下：

实施例2：除油剂M₂及其制备方法

(1)除油剂M₂的组成、组份及分子式如下：

除油剂M₂是由苯甲酸乙酯与环氧乙烷按照1：3的摩尔比反应生成非离子型除油剂，其分子式如下：

(2)除油剂M₂的制备方法如下：

①称取1mol的苯甲酸乙酯和120.1g催化剂，放置到高压釜中，用氮气吹扫管路和反应釜6min，随后搅拌并升温至90℃，搅拌速率为230rpm，持续10min后，通入3mol的环氧乙烷，然后通入氮气，使反应釜的压力达到0.5MPa，调节搅拌速率为450rpm，升温至120℃，在经过4h的反应后，采用循环冷却水将体系冷却至室温，得到混合物。

②将上述混合物进行气液分离，然后将液体部分先用蒸馏水洗涤2次，然后用乙醇洗涤3次，得到本发明的最终产物除油剂M₂。

生成除油剂M₂的反应方程式如下：

实施例3：除油剂M₃及其制备方法

(1)除油剂M₃的组成、组份及分子式如下：

除油剂M₃是由苯甲酸乙酯与环氧乙烷按照1：4的摩尔比反应生成非离子型除油剂，其分子式如下：

(2)除油剂M₃的制备方法如下：

①称取1mol的苯甲酸乙酯和180.2g催化剂，放置到高压釜中，用氮气吹扫管路和反应釜8min，随后搅拌并升温至85℃，搅拌速率为260rpm，持续12min后，通入4mol的环氧乙烷，然后通入氮气，使反应釜的压力达到0.6MPa，调节搅拌速率为400rpm，升温至150℃，在经过4h的反应后，采用循环冷却水将体系冷却至室温，得到混合物。

②将上述混合物进行气液分离，然后将液体部分先用蒸馏水洗3次，然后用乙醇洗涤3次，得到本发明的最终产物除油剂M₃。

生成除油剂M₃的反应方程式如下：

实施例4：除油剂M₄及其制备方法

(1)除油剂M₄的组成、组份及分子式如下：

除油剂M₄是由苯甲酸乙酯与环氧乙烷按照1：5的摩尔比反应生成非离子型除油剂，其分子式如下：

(2)除油剂M₄的制备方法如下：

①称取1mol的苯甲酸乙酯和225.2g催化剂，放置到高压釜中，用氮气吹扫管路和反应釜10min，随后搅拌并升温至87℃，搅拌速率为300rpm，持续15min后，通入5mol的环氧乙烷，然后通入氮气，使反应釜的压力达到0.8MPa，调节搅拌速率为500rpm，升温至160℃，在经过5h的反应后，采用循环冷却水将体系冷却至室温，得到混合物。

②将上述混合物进行气液分离，然后将液体部分先用蒸馏水洗涤3次，然后用乙醇洗涤2次，得到本发明的最终产物除油剂M₄。

生成除油剂M₄的反应方程式如下：

实施例5室内评价实验

室内评价的含油污水为胜利油田河口采油厂某区块的采出水，污水含油率为628mg/L，各取上述含油污水4份，每份的取样量为1L，分别投加上述制备的除油剂M₁、M₂、M₃、M₄，投加量均为60mg，投加后含油污水中的药剂浓度均为60mg/L，在100rpm搅拌速度下搅拌60min，测试上述含油污水中含油率，测试结果分别为7.54mg/L、3.14mg/L、6.28mg/L和5.02mg/L，除油率分别为98.8％、99.5％、99.0％和99.2％，室内实验结果表明本发明的除油剂除油效果良好。

实施例6除油剂M₁的现场应用

联合站G₂的来水为孤岛采油厂采出液的含油污水，试验处理规模为1000m³/d，来水含油量852mg/L，利用本发明的除油剂M₁对联合站D₂的含油污水进行除油处理，除油剂M₁的投加量为85kg/d，投加除油剂后污水中除油剂的浓度为85mg/L，处理后含油量降低到14.5mg/L，含油量降低98.3％，达到工艺要求。

实施例7除油剂M₂的现场应用

联合站X₃的来水为现河采油厂采出液的含油污水，试验处理规模为1200m³/d，来水含油量1125mg/L，利用本发明的除油剂M₂对联合站X₃的含油污水进行除油处理，除油剂M₂的投加量为132kg/d，投加除油剂后污水中除油剂的浓度为110mg/L，处理后含油量降低到20.25mg/L，含油量降低98.2％，达到工艺要求。

实施例8除油剂M₃的现场应用

联合站H₅的来水为河口采油厂采出液的含油污水，试验处理规模为800m³/d，来水含油量720mg/L，利用本发明的除油剂M₃对联合站H₅的含油污水进行除油处理，除油剂M₃的投加量为56kg/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10.8mg/L，含油量降低98.5％，达到工艺要求。

实施例9除油剂M₄的现场应用

联合站D₈的来水为东辛采油厂采出液的含油污水，试验处理规模为1800m³/d，来水含油量567mg/L，利用本发明的除油剂M₄对联合站D₈的含油污水进行除油处理，除油剂M₄的投加量为99kg/d，投加除油剂后污水中除油剂的浓度为55mg/L，处理后含油量降低到7.4mg/L，含油量降低98.7％，达到工艺要求。

Claims (6)

1.一种用于油田含油污水处理的除油剂，其特征在于，所述的除油剂是由苯甲酸乙酯与环氧乙烷反应生成非离子型除油剂，其分子式如下：

其中，n＝2～5。

2.根据权利要求1所述的用于油田含油污水处理的除油剂，其特征在于，所述的苯甲酸乙酯与环氧乙烷的摩尔比为1:2～5。

3.根据权利要求1或2所述的用于油田含油污水处理的除油剂，其特征在于，所述的苯甲酸乙酯与环氧乙烷的摩尔比为1:3。

4.根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的一种用于油田含油污水处理的除油剂的制备方法，其特征在于，所述的制备方法具体包括以下步骤：

(1)称取苯甲酸乙酯和催化剂，放置到高压釜中，用氮气吹扫管路和反应釜5～10min，随后搅拌并升温至80～90℃，搅拌速率为200～300rpm，持续5～15min后，通入环氧乙烷，然后通入氮气，使反应釜的压力达到0.2～0.8MPa，调节搅拌速率为400～500rpm，升温至100～160℃，在经过3～5h的反应后，采用循环冷却水将体系冷却至室温，得到混合物；

(2)将上述混合物进行气液分离，然后将液体部分先用蒸馏水洗涤2～3次，然后用乙醇洗涤2～3次，得到最终产物除油剂。

5.根据权利要求4所述的用于油田含油污水处理的除油剂的制备方法，其特征在于，所述的催化剂为醋酸钙或氢氧化钾，用量为苯甲酸乙酯质量的0.5～1.5倍。

6.根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的一种用于油田含油污水处理的除油剂的现场使用工艺，其特征在于，所述的现场使用工艺具体如下：

根据油田含油污水中的含油情况，向含油污水中加入除油剂，实现破乳和油水分离，回收石油类物质后，供后续工艺进一步处理，除油剂的具体加入量如下：

(1)含油α≥1000mg/L时，加入除油剂使含油污水中除油剂的质量浓度为100～150mg/L；

(2)1000﹥含油α≥500mg/L时，加入除油剂使含油污水中除油剂的质量浓度为50～100mg/L；

(3)500﹥含油α≥200mg/L时，加入除油剂使含油污水中除油剂的质量浓度为10～50mg/L；

(4)含油α＜200mg/L时，加入除油剂使含油污水中除油剂的质量浓度为0.5～10mg/L。