CN107311259A - 一种二元复合驱产出水除油剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于油田污水处理技术领域，具体涉及一种二元复合驱产出水除油剂，该除油剂由咪唑基表面活性剂、亚硫酸镁、丙烯酰胺和水复配而成，所述的咪唑基表面活性剂是一种具有长碳链烷基、羟基和磺酸基的咪唑内盐。本发明的除油剂具有制备简单、耐盐性强达到200000mg/L、药剂用量少、成本低、除油率高达到95％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二元复合驱产出水的除油工艺中。

Description

一种二元复合驱产出水除油剂及其制备方法
技术领域
本发明属于油田污水处理技术领域，具体涉及一种二元复合驱产出水除油剂及其制备方法。
背景技术
我国东部大部分油田大部分都进入高含水后期，为了提高原油采收率，广泛采用了注聚合物驱油工艺和二元复合驱(聚合物和表面活性剂)的三次采油新技术。二元复合驱可明显地提高采油率，具有广阔的应用前景，但是由于二元复合驱采出水中含有大量的聚丙烯酰胺以及表面活性剂，致使污水的粘度变大，污水中油珠粒径变小，造成污水乳化严重，其处理难度较大。目前常规的处理工艺(自然沉降-混凝沉降-过滤)很难使二元复合驱采出水得到有效处理。去除油田二元复合驱产出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。
胡洁的“咪唑基表面活性剂的合成与性能研究”提供了几种新型咪唑基表面活性剂，对咪唑基表面活性剂的表面化学性质进行了研究。根据室内实验研究表明，1-(2-羟丙基磺基)-3-十二烷基咪唑内盐由于具有磺酸基团，可以取代二元复合驱中的表面活性剂，从而与油滴结合；同时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，因此该咪唑基表面活性剂可以用于二元复合驱产出水的除油。
发明内容
本发明针对现有技术的不足一种二元复合驱产出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，抗盐性能好，且除油效果好的适用于二元复合驱产出水的除油剂。
本发明公开了一种二元复合驱产出水除油剂，该除油剂由咪唑基表面活性剂、亚硫酸镁、丙烯酰胺和水复配而成。所述的咪唑基表面活性剂是一种具有长碳链烷基、羟基和磺酸基的咪唑内盐，其分子式如下：
所述的除油剂各组成的组份如下：
优选地，所述的除油剂各组成的组份如下：
一种二元复合驱产出水除油剂的制备方法，其具体步骤如下：
(1)在50～70℃恒温水浴锅内，将20-30份的水置于烧杯中，在搅拌速率200～500rpm下，缓慢加入1份的咪唑基表面活性剂，完全加入后，继续搅拌30～60min，得混合液A。
(2)将上述恒温水浴锅的温度调至30～35℃，待恒温后，将1-10份的丙烯酰胺一次性加入到上述混合液A中，搅拌速率为200～400rpm，搅拌20～40min，随后升温到50～75℃，搅拌速率为50～150rpm，恒温40～80min，得到混合液B。
(3)将上述混合液B的温度降低至35～40℃，待恒温后，在搅拌速率为200～400rpm下，将0.01-0.5份的亚硫酸镁倒入混合液B中，搅拌20～25min后自然降温至室温即得用于二元复合驱产出污水的除油剂。
一种二元复合驱产出水除油剂，其使用工艺过程如下：
根据油田二元复合驱产出污水中含油情况，向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β≥200mg/L时，加入除油剂使污水中除油剂的质量浓度为20～30mg/L；
(2)200﹥含油β≥100mg/L时，加入除油剂使污水中除油剂的质量浓度为10～20mg/L；
(3)100﹥含油β≥50mg/L时，加入除油剂使污水中除油剂的质量浓度为5～10mg/L；
(4)含油β＜50mg/L时，加入除油剂使污水中除油剂的质量浓度为0.1～5mg/L。
本发明提供的二元复合驱产出水除油剂，除油剂中的咪唑基表面活性剂，其疏水长链与阴离子亲水头基分别连接于咪唑阳离子的两个N原子上，亲油基团可迅速吸附到污水中的油上；咪唑头基的极性较低，易于形成胶束，所以添加量低；磺基负离子与咪唑阳离子搭配使用，有效抵抗高盐对表面活性的影响，使其在高盐污水中具有较强活性；亚硫酸镁属于无机物，具有抗二次沉积性能；同时丙烯酰胺具有架桥作用，可以使咪唑基表面活性剂的活性点增多，使絮凝形成的颗粒增大，进而提高了对油田污水除油处理效果。
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，可满足环境保护和油田发展的需要；
(3)本发明的除油剂抗盐性能好，耐矿化度达200000mg/L，克服了以往除油剂抗盐性能差的缺点；
(4)本发明的除油剂具有除油效率高的特点，二元复合驱采出水的除油率达95％以上，较现有的药剂提高40％以上，满足了二元复合驱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H1及其制备方法
(1)除油剂H1的组成及其组份如下：
根据已有文献，所述的咪唑基表面活性剂的制备方法如下：
(2)除油剂H1的制备方法如下：
①在50℃恒温水浴锅内，将20份的水置于烧杯中，在搅拌速率200rpm下，缓慢加入1份的咪唑基表面活性剂，完全加入后，继续搅拌30min，得混合液A。
②将上述恒温水浴锅的温度调至30℃，待恒温后，将1份的丙烯酰胺一次性加入到上述混合液A中，搅拌速率为300rpm，搅拌40min，随后升温到50℃，搅拌速率为50rpm，恒温40min，得到混合液B。
③将上述混合液B的温度降低至40℃，待恒温后，在搅拌速率为200rpm下，将0.01份的亚硫酸镁倒入混合液B中，搅拌20min后自然降温至室温即得用于二元复合驱产出污水的除油剂H1。
实施例2：除油剂H2及其制备方法
(1)除油剂H2的组成及其组份如下：
根据已有文献，所述的咪唑基表面活性剂的制备方法如下：
(2)除油剂H2的制备方法如下：
①在60℃恒温水浴锅内，将25份的水置于烧杯中，在搅拌速率350rpm下，缓慢加入1份的咪唑基表面活性剂，完全加入后，继续搅拌45min，得混合液A。
②将上述恒温水浴锅的温度调至32℃，待恒温后，将5份的丙烯酰胺一次性加入到上述混合液A中，搅拌速率为200rpm，搅拌30min，随后升温到60℃，搅拌速率为100rpm，恒温60min，得到混合液B。
③将上述混合液B的温度降低至38℃，待恒温后，在搅拌速率为300rpm下，将0.1份的亚硫酸镁倒入混合液B中，搅拌22min后自然降温至室温即得用于二元复合驱产出污水的除油剂H2。
实施例3：除油剂H3及其制备方法
(1)除油剂H3的组成及其组份如下：
根据已有文献，所述的咪唑基表面活性剂的制备方法如下：
(2)除油剂H3的制备方法如下：
①在70℃恒温水浴锅内，将30份的水置于烧杯中，在搅拌速率500rpm下，缓慢加入1份的咪唑基表面活性剂，完全加入后，继续搅拌60min，得混合液A。
②将上述恒温水浴锅的温度调至35℃，待恒温后，将10份的丙烯酰胺一次性加入到上述混合液A中，搅拌速率为400rpm，搅拌20min，随后升温到75℃，搅拌速率为150rpm，恒温80min，得到混合液B。
③将上述混合液B的温度降低至35℃，待恒温后，在搅拌速率为400rpm下，将0.5份的亚硫酸镁倒入混合液B中，搅拌25min后自然降温至室温即得用于二元复合驱产出污水的除油剂H3。
实施例4 除油剂H1的现场应用
联合站AB12的来水为二元复合驱产出水，试验处理规模为80m3/d，来水含油量256mg/L，污水矿化度125625mg/L，利用本发明的除油剂H1对联合站AB12的污水进行除油处理，除油剂H1的投加量为2.4kg/d，投加除油剂后污水中除油剂的浓度为30mg/L，处理后含油量降低到10.75mg/L，含油量降低95.8％，达到工艺要求。
实施例5 除油剂H2的现场应用
联合站AD3的来水为二元复合驱产出水，试验处理规模为100m3/d，来水含油量156mg/L，污水矿化度156857mg/L，利用本发明的除油剂H2对联合站AD3的污水进行除油处理，除油剂H2的投加量为1.5kg/d，投加除油剂后污水中除油剂的浓度为15.0mg/L，处理后含油量降低到5.93mg/L，含油量降低96.2％，达到工艺要求。
实施例6 除油剂H3的现场应用
联合站BE8的来水为二元复合驱产出水，试验处理规模为50m3/d，来水含油量235mg/L，污水矿化度98532mg/L，利用本发明的除油剂H3对联合站BE8的污水进行除油处理，除油剂H3的投加量为1.1kg/d，投加除油剂后污水中除油剂的浓度为22mg/L，处理后含油量降低到10.58mg/L，含油量降低95.5％，达到工艺要求。

Claims (4)

1.一种二元复合驱产出水除油剂，其特征在于，该除油剂由咪唑基表面活性剂、亚硫酸镁、丙烯酰胺和水复配而成，所述的咪唑基表面活性剂是一种具有长碳链烷基、羟基和磺酸基的咪唑内盐，其分子式如下：
2.根据权利要求1所述的二元复合驱产出水除油剂，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所述的二元复合驱产出水除油剂，其特征在于，所述的除油剂各组成的组份如下：
4.一种二元复合驱产出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50～70℃恒温水浴锅内，将20-30份的水置于烧杯中，在搅拌速率200～500rpm下，缓慢加入1份的咪唑基表面活性剂，完全加入后，继续搅拌30～60min，得混合液A；
(2)将上述恒温水浴锅的温度调至30～35℃，待恒温后，将1-10份的丙烯酰胺一次性加入到上述混合液A中，搅拌速率为200～400rpm，搅拌20～40min，随后升温到50～75℃，搅拌速率为50～150rpm，恒温40～80min，得到混合液B；
(3)将上述混合液B的温度降低至35～40℃，待恒温后，在搅拌速率为200～400rpm下，将0.01-0.5份的亚硫酸镁倒入混合液B中，搅拌20～25min后自然降温至室温即得用于二元复合驱产出污水的除油剂。
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