CN107523279B - 一种油田破乳型消泡剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种油田破乳型消泡剂及其制备方法。该油田破乳型消泡剂聚醚改性硅油为主体，胺类聚醚作为助剂，再添加增效剂和溶剂制备而成。聚醚改性硅油以端烯丙基甲基封端聚醚和低含氢硅油为原料，铂系催化剂的作用下，在设定的温度下反应制成而成。将质量分数7％‑10％聚醚改性硅油、2％‑5％胺类聚醚、1％‑5％增效剂，其余为溶剂混合搅拌均匀，制备所述的油田破乳型消泡剂。该油田破乳型消泡剂不仅具有加药量小、消泡效率高的特点，而且具有一定的破乳能力，能够达到油田降低破乳剂和消泡剂用量的目的。可直接添加到发泡液中使用，也可用烃类溶剂将其稀释到5～20倍，然后添加。非常适用于油田尤其是海上油田的原油处理。

Description

一种油田破乳型消泡剂及其制备方法

技术领域

本发明属于化学消泡领域，涉及一种原油消泡剂，尤其涉及一种油田破乳型消泡剂的制备方法。

背景技术

大部分油田所开采的原油主要由油、水和伴生气三部分组成，原油处理过程就是将原油中的水和伴生气组分分离，得到油组分的过程。原油消泡剂和破乳剂是油田原油处理中必不可少的两种化学助剂。

油田油气水处理过程中常用的消泡剂产品有聚醚类、有机硅类以及聚醚改性硅油类化合物。常用的破乳剂主要为不同结构的聚醚和聚醚改性化合物。

聚醚和聚醚改性硅油化合物分子结构由亲水的极性基团和亲油的非极性基团两部分组成，同时具有低表面张力，加入少量即可显著降低溶剂的表面张力或溶液的界面张力，能起到原油破乳和消泡的作用。目前具有破乳能力的油田消泡剂研究仍未见诸报端。

发明内容

针对油价低迷的严峻形势，响应国家节能增效的号召。本发明提供了一种油田破乳型消泡剂，其具有消泡效率高、加药量少的特点，同时具有一定的破乳能力。能够达到降低药剂用量，节约成本的目的。

本发明采用的技术方案是：一种油田破乳型消泡剂，以聚醚改性硅油为主体，胺类聚醚作为助剂，再添加增效剂和溶剂制备而成。聚醚改性硅油以端烯丙基甲基封端聚醚和低含氢硅油为原料，铂系催化剂的作用下，在设定的温度下反应制成而成。将质量分数7％-10％聚醚改性硅油、2％-5％胺类聚醚、1％-5％增效剂，其余为溶剂混合搅拌均匀，制备所述的油田破乳型消泡剂。

聚醚改性硅油是以低含氢硅油和端烯丙基甲基封端聚醚为原料，铂系化合物为催化剂制备而成，其中聚醚的不饱和度C＝C：低含氢硅油的Si-H摩尔比为(1～1.5)：1，铂系化合物占原料质量分数的0.05％-0.1％。

所述的低含氢硅油为甲基封端的含氢聚二甲基硅氧烷，分子量为1500-3500g/mol，含氢量质量分数为:0.1-0.3％。结构通式如下式I所示：

所述的端烯丙基甲基封端聚醚，其结构通式如下式II所示；由两种不同分子量的聚醚1#和聚醚2#混合而成，其中聚醚1#分子量为200-600g/mol，m＝3-10，n＝1-3，不饱和度0.0017-0.005mol/g；聚醚2#分子量为1000-2000g/mol，m＝10-30，n＝5-20，不饱和度0.0005-0.001mol/g；聚醚1#质量分数为50-80％，聚醚2#质量分数为20-50％；

所述的铂系化合物，是Pt—二乙烯基四甲基二硅氧烷络合物、1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四苯基二硅氧烷铂或含量1％氯铂酸—异丙醇溶液。

所述的胺类聚醚，结构通式如下式III所示：

其中胺类聚醚分子量为2000-7000g/mol，m＝39～99，n＝13～33。

所述的增效剂是磷酸三丁酯、异丙醇、正辛醇、异辛醇或乙二醇单丁醚的一种或多种混合物。

所述的溶剂是芳烃或200#溶剂油。

所述的一种油田破乳型消泡剂，其特征在于包含如下步骤：

(1)先将端烯丙基甲基封端聚醚和低含氢硅油按照聚醚的不饱和度C＝C：低含氢硅油Si-H摩尔比为(1～1.5)：1，加入反应釜中，鼓入氮气进行保护，搅拌并升温至80-110℃；加入质量分数0.05％-0.1％的铂系催化剂，控制温度在90-120℃，于常压反应2-5小时，制成聚醚改性硅油；

(2)将步骤(1)所制的聚醚改性硅油，胺类聚醚按相应的质量加入溶剂中，搅拌并加入增效剂，混合均匀，即制得破乳型消泡剂。

本发明的有益效果是：该破乳型消泡剂分子结构由亲水的极性基团和亲油的非极性基团两部分组成，同时具有低表面张力。不仅具有加药量小、消泡效率高的特点，而且具有一定的破乳能力，达到降低现场破乳剂和消泡剂用量的目的。非常适用于油田尤其是海上油田的原油处理，同时其制备方法较为简单，工艺要求不高，易于批量生产。

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明作进一步的详细描述：

以下实施例可以使本专业技术人员更全面的理解本发明，但不以任何方式限制本发明。

制备实例1：

一种油田破乳型消泡剂的合成，由质量分数为10％的聚醚改性硅油、质量分数为5％的胺类聚醚、质量分数为5％的增效剂、质量分数为80％的溶剂制备而成，合成步骤如下：

(1)先将200g含氢聚二甲基硅氧烷化合物(分子量为1500g/mol，含氢量质量分数为:0.1％，计算Si-H为0.2mol)，105g聚醚1#(538g/mol，不饱和度0.00186mol/g，计算C＝C为0.195mol)，105g聚醚2#(分子量为1000g/mol，不饱和0.001mol/g，计算C＝C为0.105mol)加入反应釜中，鼓入氮气进行保护，搅拌并升温至80℃。加入0.41g的1％的氯铂酸—异丙醇溶液，控制温度在90℃，于常压反应2小时，制成聚醚改性硅油；其中聚醚C＝C：低含氢硅油Si-H摩尔比为1.5：1。

(2)将步骤(1)所制的聚醚改性硅油10g，胺类聚醚5g加入80g重芳烃中，搅拌并加入2g磷酸三丁酯、3g正辛醇，混合均匀，即可得均匀透明的原油消泡剂。

制备实例2：

一种油田破乳型消泡剂的合成，由质量分数为7％的聚醚改性硅油、质量分数为4％的胺类聚醚、质量分数为5％的增效剂、质量分数为84％的溶剂制备而成，合成步骤如下：

(1)先将200g含氢聚二甲基硅氧烷化合物(分子量为3500g/mol，含氢量质量分数为:0.3％，计算Si-H为0.6mol)，200g聚醚1#(227g/mol，不饱和度0.0044mol/g，计算C＝C为0.88mol)，50g聚醚2#(分子量为2000g/mol，不饱和0.0005mol/g，计算C＝C为0.025mol)加入反应釜中，鼓入氮气进行保护，搅拌并升温至110℃。加入0.23g的Pt—二乙烯基四甲基二硅氧烷络合物，控制温度在120℃，于常压反应4小时，制成聚醚改性硅油；其中聚醚C＝C：低含氢硅油Si-H摩尔比为1.5：1。

(2)将步骤(1)所制的聚醚改性硅油7g，胺类聚醚4g加入84g重芳烃中，搅拌并加入5g异辛醇，混合均匀，即可得均匀透明的原油消泡剂。

制备实例3：

一种油田破乳型消泡剂的合成，由质量分数为9％的聚醚改性硅油、质量分数为2％的胺类聚醚、质量分数为1％的增效剂、质量分数为88％的溶剂制备而成，合成步骤如下：

(1)先将200g含氢聚二甲基硅氧烷化合物(分子量为2000g/mol，含氢量质量分数为:0.28％，计算Si-H为0.56mol)，120g聚醚1#(分子量为200g/mol，不饱和度0.005mol/g，计算C＝C为0.6mol)，80g聚醚2#(分子量为1900g/mol，不饱和0.00053mol/g，计算C＝C为0.04mol)加入反应釜中，鼓入氮气进行保护，搅拌并升温至90℃。加入0.2g的1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四苯基二硅氧烷铂，控制温度在120℃，于常压反应3小时，制成聚醚改性硅油；其中聚醚C＝C：低含氢硅油Si-H摩尔比为1.14：1。

(2)将步骤(1)所制的聚醚改性硅油9g，胺类聚醚2g加入88g重芳烃中，搅拌并加入1g乙二醇单丁醚，混合均匀，即可得均匀透明的原油消泡剂。

制备实例4：

一种油田破乳型消泡剂的合成，由质量分数为10％的聚醚改性硅油、质量分数为2％的胺类聚醚、质量分数为3％的增效剂、质量分数为85％的溶剂制备而成，合成步骤如下：

(1)先将200g含氢聚二甲基硅氧烷化合物(分子量为2800g/mol，含氢量质量分数为:0.112％，计算Si-H为0.224mol)，90g聚醚1#(分子量为600g/mol，不饱和度0.0017mol/g，计算C＝C为0.15mol)，75g聚醚2#(分子量为1000g/mol，不饱和0.001mol/g，计算C＝C为0.075mol)加入反应釜中，鼓入氮气进行保护，搅拌并升温至90℃。加入0.2g的1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四苯基二硅氧烷铂，控制温度在100℃，于常压反应5小时，制成聚醚改性硅油；其中聚醚C＝C：低含氢硅油Si-H摩尔比为1：1。

(2)将步骤(1)所制的聚醚改性硅油10g，胺类聚醚2g加入85g重芳烃中，搅拌并加入3g异丙醇，混合均匀，即可得均匀透明的原油消泡剂。

制备实例5：

一种油田破乳型消泡剂的合成，由质量分数为9％的聚醚改性硅油、质量分数为4％的胺类聚醚、质量分数为4％的增效剂、质量分数为83％的溶剂制备而成，合成步骤如下：

(1)先将200g含氢聚二甲基硅氧烷化合物(分子量为1800g/mol，含氢量质量分数为:0.2％，计算Si-H为0.4mol)，150g聚醚1#(分子量为300g/mol，不饱和度0.003mol/g，计算C＝C为0.45mol)，100g聚醚2#(分子量为1000g/mol，不饱和0.001mol/g，计算C＝C为0.1mol)加入反应釜中，鼓入氮气进行保护，搅拌并升温至100℃。加入0.4g的1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四苯基二硅氧烷铂，控制温度在120℃，于常压反应2小时，制成聚醚改性硅油；其中聚醚C＝C：低含氢硅油Si-H摩尔比为1.38：1。

(2)将步骤(1)所制的聚醚改性硅油9g，胺类聚醚4g加入83g重芳烃中，搅拌并加入2g乙二醇单丁醚、2g异辛醇，混合均匀，即可得均匀透明的原油消泡剂。

实施实例1：

破乳型消泡剂消泡性能对比试验：采用本发明制备实例中的5种消泡剂与目标油田现场在用消泡剂进行性能对比实验。取平台综合管汇油样500mL左右的带气泡的油样，检测未加药剂时泡沫消除状况和完全消除所需的时间。再次取样500mL用微量注射器加入定量的消泡剂，记录1、2、3、4、5、6、7min消除泡沫体积和完全消泡所需时间。其中单位时间内消除泡沫体积越高，完全消泡所需时间越短，证明消泡剂效果越好。

试验平台：渤海渤中28-2油田

实验原料：油田现场原油

检验温度：60℃

评价方式：现场原油脱气实验

测试结果如下表1所示：

表1现场消泡筛选数据表

注：“-”完全消泡。

从上述检测数据可以看出制备实例中的5种消泡剂产品，在加药浓度20mg/L时消泡效果优于平台现场在用药剂加注浓度75mg/L的消泡效果，能大幅度降低现场消泡剂加注量。

实施实例2：

破乳型消泡剂对在用破乳剂的增效性实验检测性能对比试验：采用本发明实施实例中制备的5种破乳型消泡剂作为油田在用破乳剂的添加剂，同在用破乳剂进行脱水性能对比，评选实验按照SY/T 5797-93《水包油乳状液破乳剂使用性能评定方法》标准进行。在100ml的离心管中加入80ml的油样，将装样完毕的离心管放入60℃的恒温水浴中预热5min。用微量注射器将计量的药剂迅速加入预热好的油样中。将加药完毕的离心管放置于手持式震荡器中，震荡200次。将离心管放入水浴，每隔一定时间观察药剂破乳情况和脱出水质情况。

试验平台：渤海渤中28-2油田

实验原料：油田现场原油

检验温度：60℃

评价方式：现场原油脱水实验

测试结果如下表2所示：

表2现场破乳增效筛选数据表

从上述检测数据可以看出，本发明渤海BZ28-2油田在用的破乳剂有较好的增效效果，在本发明破乳型消泡剂加注20mg/L时，在用破乳剂浓度从100mg/L降低至80mg/L。

综合上述检测数据可见，本发明所提供的一种破乳型消泡剂不仅具有加药量小、消泡效率高的特点，并且具有一定的破乳能力，能够达到降低现场破乳剂和消泡剂用量的目的。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种油田破乳型消泡剂，其特征在于组份和含量为:质量分数7％-10％聚醚改性硅油、2％-5％胺类聚醚、1％-5％增效剂和余量溶剂；

聚醚改性硅油是以低含氢硅油和端烯丙基甲基封端聚醚为原料，铂系化合物为催化剂制备而成；低含氢硅油为甲基封端的含氢聚二甲基硅氧烷，分子量为1500-3500g/mol，含氢量质量分数为:0.1-0.3％；结构通式如下式I所示：

端烯丙基甲基封端聚醚为两种端烯丙基甲基封端聚醚混合物，其结构通式如下式II所示；由两种不同分子量的聚醚1#和聚醚2#混合而成，其中聚醚1#分子量为200-600g/mol，不饱和度0.0017-0.005mol/g，m＝3-10，n＝1-3；聚醚2#分子量为1000-2000g/mol，不饱和度0.0005-0.001mol/g，m＝10-30，n＝5-20；聚醚1#质量分数为50-80％，聚醚2#质量分数为20-50％；

胺类聚醚，结构通式如下式III所示：

其中胺类聚醚分子量为2000-7000g/mol，m＝39-99，n＝13-33。

2.如权利要求1所述的消泡剂，其中两种端烯丙基甲基封端聚醚混合物的不饱和度C＝C：低含氢硅油的Si-H摩尔比为(1～1.5)：1；铂系化合物占原料质量分数的0.05％-0.1％。

3.如权利要求1所述的消泡剂，其特征在于铂系化合物是Pt—二乙烯基四甲基二硅氧烷络合物、1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四苯基二硅氧烷铂或含量1％氯铂酸—异丙醇溶液。

4.如权利要求1所述消泡剂，其特征在于所述的增效剂是磷酸三丁酯、异丙醇、正辛醇、异辛醇或乙二醇单丁醚的一种或多种混合物。

5.如权利要求1所述消泡剂，其特征在于所述的溶剂是芳烃或200#溶剂油。

6.权利要求1所述的一种油田破乳型消泡剂的制备方法，其特征在于包含如下步骤：

(1)先将端烯丙基甲基封端聚醚和低含氢硅油按照聚醚的不饱和度C＝C：低含氢硅油Si-H摩尔比为(1～1.5)：1，加入反应釜中，鼓入氮气进行保护，搅拌并升温至80-110℃；加入质量分数0.05％-0.1％的铂系催化剂，控制温度在90-120℃，于常压反应2-5小时，制成聚醚改性硅油；

(2)将步骤(1)所制的聚醚改性硅油，胺类聚醚按相应的质量加入溶剂中，搅拌并加入增效剂，混合均匀，制得破乳型消泡剂。