CN107648889A - 一种高效型乳液消泡剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高效型乳液消泡剂及其制备方法。包括有机改性蒙脱土、改性硅油、低粘度硅脂和复合表面活性剂；有机改性蒙脱土按照以下方式制备：将蒙脱土浸润在改性液中，浸润后对蒙脱土进行烘干形成；改性液包括：聚二甲基硅氧烷：20%‑30%，KH‑560：2%‑10%，有机溶剂：60%‑78%，混合后，在80‑100℃内旋蒸0.8‑1.2h后，得到改性液，以上为重量组分；改性硅油：由二甲基硅油：70‑100份，聚醚：20‑50份，二甲苯：10‑25份混合，在氯铂酸催化作用下，60‑100℃、0.1‑0.2MPa下合成6‑10h，静置过滤，蒸馏出二甲苯后冷却所得。本发明制备方法化繁为简，极大降低了生产成本的投入，缩短产品的生产周期，提高了企业的生产效率，使用自吸式搅拌叶，能更好的将固液混合，改性，合成率保证在95%以上。

Description

一种高效型乳液消泡剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高效型乳液消泡剂及其制备方法，本发明的消泡剂，用于纺织印染、造纸、涂料油墨、医药制造、食品发酵、制糖、 油田开采、废水处理等工业。
本发明涉及一种钻井过程中抑泡和除泡的常规泥浆材料，以及涉及一种高效型乳液消泡剂的制备方法。
背景技术
在原油开采过程中，由于温度的升高和压力的降低，导致原油的气液平衡被打破，溶解于原油中的轻烃成为气体逸出而形成泡沫。在原油的油气分离处理过程中，如果天然气夹带原油，会造成天然气在火炬上燃烧不充分，油滴散落，严重污染环境，威胁人身和设备安全。渤海油田作为海上油田，处理设备受到空间的限制，原油处理时间短，原油消泡剂是油气分离过程中不可缺少的药剂。
目前，解决这些有害泡沫的常用方法是采用化学消泡法，主要是采用有机硅消泡剂。有机硅类消泡剂具有以下几个优点：一是表面张力低、表面活性高、消泡力强(如中等黏度的二甲基硅油表面张力仅为20-21mN/m，比水的76mN/m及一般起泡液的都要低)；二是热稳定性好、挥发性低，二甲基硅油虽然其表面张力很低，但它与其它一般表面张力低挥发性就高的物质不同，即同时拥有低表面张力与低发挥眭的性质，这就保证了有机硅油消泡剂可在较宽的温度范围内使用；三是化学稳定性好，由于Si-O链及Si-C链结合比较稳定，所以有机硅的化学隋性好，很难与其它物质发生化学反应，能在苛刻的条件下使用；四是无生理毒性，一般用作消泡剂的二甲基硅油聚合度较高，而脱除了低聚物的二甲基硅油无生理毒性。
对于原油油气分离这一发泡体系，溶剂型消泡剂具有用量少、消泡快的优点，是目前渤海油田广泛使用的消泡剂产品。溶剂型消泡剂由硅油或硅膏与各种有机溶剂混合而成，所用溶剂可以是汽油、煤油等烷烃类溶剂，也可以是二甲苯、甲苯等芳烃类溶剂。这类消泡剂需要消耗大量的有机溶剂，药剂价格不菲且易燃易爆；因此，需要研发乳液型消泡剂来替代现在使用的溶剂型有机硅消泡剂。
目前国内外商品有机硅消泡剂的品种、型号名目繁多，性能各异，达数十种之多，但一般可分为硅油型、溶液型、乳液型、固体型的聚醚改性型等几类，其中硅油型消泡剂由于单纯加入硅油，二氧化硅等助剂，导致其只能应用于洫陛产品，局限性较大；溶液型消泡剂因为引入了部分溶剂，如氯乙烷、甘油、甲苯、二甲苯，可以应用不同领域，但成本高，且易造成环境污染；乳液型有机硅泡剂应用面广，但是工艺较为复杂，直观表现为稳定性差、不易乳化。
我国于上世纪70年代开始研制有机硅消泡剂。目前，国内有机硅消泡剂已得到了广泛应用，但与国外先进国家相比在产品品种、规格、应用研究上都还存在着较大的差距。我国有机硅消泡剂大多是单独使用二甲基硅油或聚醚改性硅油，这使消泡剂的应用范围受到一定的限制，部分高效乳液型有机硅消泡剂还主要依赖进口。
因此开展和研发绿色环保、高效多功能的乳液消泡剂显得尤为重要，以满足不同生产行业中对除泡和抑泡的需求，将成为未来消泡剂的发展方向。
发明内容
本发明针对上述缺陷，目的在于提供一种工艺合理，能制备出性能优异的消泡剂及其制备方法。
为此本发明采用的技术方案是：本发明包括有机改性蒙脱土、改性硅油、低粘度硅脂和复合表面活性剂；
其中所述有机改性蒙脱土按照以下方式制备：将蒙脱土浸润在改性液中，浸润后对蒙脱土进行烘干形成；
所述改性液包括：聚二甲基硅氧烷：20%-30%，KH-560：2%-10%，有机溶剂：60%-78%，混合后，在80-100℃内旋蒸0.8-1.2h后，得到改性液，以上为重量组分；
所述改性硅油：由二甲基硅油：70-100份，聚醚：20-50份，二甲苯：10-25份混合，在氯铂酸催化作用下，60-100℃、0.1-0.2MPa下合成6-10h，静置过滤，蒸馏出二甲苯后冷却所得。
所述有机溶剂由甲苯，二甲苯混苯混合而成。
所述氯铂酸的质量为二甲基硅油的0.08%-0.15%。
所述蒙脱土改性在20-30℃的条件下在改性液内进行浸润1.5-3h、90-100℃的条件下密闭烘干改性。
所述低粘度硅脂为在40℃运动粘度为600cSt。
所述复合表面活性剂为SP-60中的至少一种。
各组分的重量份为：有机改性蒙脱土、低粘度硅脂、改性硅油、复合表面活性剂（SP-60，TW-40）按10-20份：10-20份：30-50份：10-50份。
一种高效型乳液消泡剂的制备方法，按照以下方式制备：
1）将有机改性蒙脱土、低粘度硅脂、改性硅油、复合表面活性剂（SP-60，TW-40）按10-20份：10-20份：30-50份：10-50份比例混合；
2）将所得的混合物加入到调和釜内反应，反应温度控制在80-100℃；
3）反应温度控制在80-100℃，压力保持在0.10-0.12Mpa，持续1-1.5h后，加入水，搅拌均匀后，加入稠化剂，得到高效型乳液消泡剂。
所述稠化剂为CMC与黄原胶水溶液。
采用自吸式搅拌叶方式。
本发明的优点是：本发明制备方法化繁为简，易操作生产过程，对于设备的选择性普遍化，极大降低了生产成本的投入，缩短产品的生产周期，提高了企业的生产效率，使用自吸式搅拌叶，能更好的将固液混合，改性，合成率保证在95%以上。
具体实施方式
本发明包括有机改性蒙脱土、改性硅油、低粘度硅脂和复合表面活性剂；
其中所述有机改性蒙脱土按照以下方式制备：将蒙脱土浸润在改性液中，浸润后对蒙脱土进行烘干形成；
所述改性液包括：聚二甲基硅氧烷：20%-30%，KH-560：2%-10%，有机溶剂：60%-78%，混合后，在80-100℃内旋蒸1h后，得到改性液，以上为重量组分；
所述改性硅油：由二甲基硅油：70-100份，聚醚：20-50份，二甲苯：10-25份混合，在氯铂酸催化作用下，60-100℃、0.1-0.2MPa下合成6-10h，静置过滤，蒸馏出二甲苯后冷却所得。
所述有机溶剂由甲苯，二甲苯，C9混苯混合而成。
所述氯铂酸的质量为二甲基硅油的0.08%-0.15%。
所述蒙脱土改性在20-30℃的条件下在改性液内进行浸润1.5-3h、90-100℃的条件下密闭烘干改性。
所述低粘度硅脂为在40℃运动粘度为600cSt。
所述复合表面活性剂为SP-60中的至少一种。
各组分的重量份为：有机改性蒙脱土、低粘度硅脂、改性硅油、复合表面活性剂（SP-60，TW-40）按10-20份：10-20份：30-50份：10-50份。
一种高效型乳液消泡剂的制备方法，按照以下方式制备：
1）将有机改性蒙脱土、低粘度硅脂、改性硅油、复合表面活性剂（SP-60，TW-40）按10-20份：10-20份：30-50份：10-50份比例混合；
2）将所得的混合物加入到调和釜内反应，反应温度控制在80-100℃；
3）反应温度控制在80-100℃，压力保持在0.10-0.12Mpa，持续1-1.5h后，加入水，搅拌均匀后，加入稠化剂，得到高效型乳液消泡剂。
所述稠化剂为CMC与黄原胶水溶液。
下面对本发明做出进一步的说明：
1.有机改性蒙脱土优化：
由于蒙脱土本身官能团存在亲水基团，使得水分子能够与蒙脱土的羧基官能团上存在氢键，进而降低了接触角，亲水性提高，为了减小其表面能，降低表面张力，需要对蒙脱土进行改性，主要由聚二甲基硅氧烷（30%），KH-560（10%）与有机溶剂组合，对蒙脱土进行30℃浸润、100℃密闭烘干改性，减小其表面能，降低表面张力，增强疏水性。
2．改性硅油的制备：
采用二甲基硅油（100份）与聚醚（50份）、二甲苯混合，在氯铂酸催化作用下，80℃常压合成8h，静置过滤，蒸馏出二甲苯等，冷却所得，合成率为97.8%。
3．高效型乳液消泡剂的制备：
①将有机改性蒙脱土、低粘度硅脂、改性硅油、复合表面活性剂按20份：20份：50份：10份比例混合。
②将所得的混合物加入到调和釜内反应，反应温度控制在80-100℃。
③反应温度控制在80-100℃，压力保持在0.1Mpa，持续1h后加入自来水，搅拌均匀后，加入相应的稠化剂，得到高效型乳液消泡剂。
4. 高效型乳液消泡剂表征性能数据:
参照中国石化西南油气分公司企业标准Q/SH1500 0054-2013《钻井液用消泡剂技术要求》进行性能表征评价，对比市售的几种消泡剂进行评价：

Claims (10)

1.一种高效型乳液消泡剂，其特征在于，包括有机改性蒙脱土、改性硅油、低粘度硅脂和复合表面活性剂；
其中所述有机改性蒙脱土按照以下方式制备：将蒙脱土浸润在改性液中，浸润后对蒙脱土进行烘干形成；
所述改性液包括：聚二甲基硅氧烷：20%-30%，KH-560：2%-10%，有机溶剂：60%-78%，混合后，在80-100℃内旋蒸0.8-1.2h后，得到改性液，以上为重量组分；
所述改性硅油：由二甲基硅油：70-100份，聚醚：20-50份，二甲苯：10-25份混合，在氯铂酸催化作用下，60-100℃、0.1-0.2MPa下合成6-10h，静置过滤，蒸馏出二甲苯后冷却所得。
2.根据权利要求1所述的一种高效型乳液消泡剂，其特征在于，所述有机溶剂由甲苯、二甲苯混苯混合而成。
3.根据权利要求1所述的一种高效型乳液消泡剂，其特征在于，所述氯铂酸的质量为二甲基硅油的0.08%-0.15%。
4.根据权利要求1所述的一种高效型乳液消泡剂，其特征在于，所述蒙脱土改性在20-30℃的条件下在改性液内进行浸润1.5-3h、90-100℃的条件下密闭烘干改性。
5.根据权利要求1所述的一种高效型乳液消泡剂，其特征在于，所述低粘度硅脂为在40℃运动粘度为600cSt。
6.根据权利要求1所述的一种高效型乳液消泡剂，其特征在于，所述复合表面活性剂为SP-60。
7.根据权利要求1所述的一种高效型乳液消泡剂，其特征在于，各组分的重量份为：有机改性蒙脱土、低粘度硅脂、改性硅油、复合表面活性剂按10-20份：10-20份：30-50份：10-50份。
8.一种高效型乳液消泡剂的制备方法，其特征在于，按照以下方式制备：
1）将有机改性蒙脱土、低粘度硅脂、改性硅油、复合表面活性剂按10-20份：10-20份：30-50份：10-50份比例混合；
2）将所得的混合物加入到调和釜内反应，反应温度控制在80-100℃；
3）反应温度控制在80-100℃，压力保持在0.10-0.12Mpa，持续1-1.5h后，加入水，搅拌均匀后，加入稠化剂，得到高效型乳液消泡剂。
9.根据权利要求8所述的一种高效型乳液消泡剂的制备方法，其特征在于，所述稠化剂为CMC与黄原胶水溶液。
10.根据权利要求8所述的一种高效型乳液消泡剂的制备方法，其特征在于，采用自吸式搅拌叶方式。
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