CN108641697A - 一种破乳剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种破乳剂的制备方法，属于化工技术领域。本发明以通过叔丁基苯酚，甲醛以及四五烯五胺生成了叔丁基苯酚酚胺树脂，以此为起始剂与环氧丙烷通过阴离子开环聚合反应生成嵌段聚醚，其具有较强的润湿、顶替作用，当表面活性较强的嵌段式聚醚在取代其他乳化剂时，使得界面膜变得松散，能够促进嵌段聚醚分子在气液界面的吸附以及提高聚醚降低水的表面张力的能力，使嵌段聚醚越容易在体相中形成胶束，从而顶替更多的乳化剂分子，达到较好的脱水效果，为后期破乳做了准备。本发明解决了目前化学驱油剂的存在使原油乳状液的稳定性好，使得破乳剂破乳难度大，原油脱水困难的问题。

Description

一种破乳剂的制备方法
技术领域
本发明属于化工技术领域，具体涉及一种破乳剂的制备方法。
背景技术
破乳剂，化工产品之一。由于一些固体难溶于水，当这些固体一种或几种大量存在于水溶液中，在水力或者外在动力的搅动下，这些固体可以以乳化的状态存在于水中，形成乳浊液。理论上讲这种体系是不稳定的，但如果存在一些表面活性剂（土壤颗粒等）的情况下，使得乳化状态很严重，甚至两相难于分离，最典型的是在油水分离中的油水混合物以及在污水处理中的水油混合物，在此两相中形成比较稳定的油包水或者水包油结构，其理论基础是“双电层结构”。在此情况下，投入一些药剂，以破坏稳定的双电层结构，以及稳定乳化体系，从而达到两相分离的目的。使用的这些为了达到破坏乳化作用的药剂称之为破乳剂。
破乳剂是一种表面活性物质，它能使乳化状的液体结构破坏，以达到乳化液中各相分离开来的目的。原油破乳是指利用破乳剂的化学作用将乳化状的油水混合液中油和水分离开来，使之达到原油脱水的目的，以保证原油外输含水标准。有机相与水相的有效分离，一种最简单的有效方法是采用破乳剂，消除乳化形成具有一定强度的乳化界面，达到两相分离。然而不同的破乳剂对有机相破乳能力是不同的，破乳剂的性能直接影响两相分离效果。青霉素生产过程中，一个重要程序是用有机溶剂（如醋酸丁酯）从青霉素发酵液中萃取青霉素，由于发酵液中含有蛋白质、糖类、菌丝体等的复杂物，萃取时有机相与水相的界面不清，呈一定强度的 乳化区，对成品得率影响很大。为此必须使用破乳剂破乳，消除乳化现象，达到两相快速有效分离。
原油破乳剂的机理是相转移一反向变形机理。加入破乳剂后发生了相转变，即能够生成与乳化剂形成的乳状液类型相反的表面活性剂（反相破乳剂）。这类破乳剂与憎水的乳化剂作用生成络合物，从而使乳化剂失去了乳化性能。碰撞击破界面膜机理。在加热或搅拌的条件下，破乳剂有许多的机会碰撞乳状液的界面膜，或吸附在界面膜上，或排除替代部分表面活性物质，从而击破界面膜，使其稳定性大大降低，发生了絮凝、聚结而破乳。目前油田中常用的非离子型破乳剂主要有SP型破乳剂、AP型破乳剂、AR型破乳剂。
目前，化学驱油剂的存在使原油乳状液的稳定性越来越好，破乳难度加大，原油脱水难度增大，现有破乳剂远不能适应高含水原油或稠油、含蜡原油的破乳脱水处理的需要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前化学驱油剂的存在使原油乳状液的稳定性好，使得破乳剂破乳难度大，原油脱水困难的问题，提供一种破乳剂的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
一种破乳剂的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
（1）取叔丁基苯酚按质量比2：5加入四五烯五胺，升温至90~100℃搅拌混合，得混合液，取混合液按质量比100：3加入甲醛，于35~40℃搅拌混合，再加入混合液质量50~60%的二甲苯，升温至95~100℃搅拌混合，旋转蒸发，得旋转蒸发物；
（2）取旋转蒸发物按质量比10：1加入氢氧化钾，通入氮气保护，抽真空，再加入旋转蒸发物质量20~30%的环氧丙烷，于0.3MPa、升温至120~130℃搅拌混合，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比12：1加入醋酸溶液搅拌混合，得混合物，取混合物经二氯甲烷萃取，取萃取液旋转蒸发，真空干燥，得干燥物，备用；
（3）取二乙烯三胺按质量比1：5加入甲醇混合，再加入二乙烯三胺质量6~9倍的丙烯酸甲酯混合，通入氮气保护，于25~35℃搅拌混合，得混合物，取混合物按质量比3：5：10加入乙二胺、甲醇，于20~25℃搅拌混合，减压蒸馏，得减压蒸馏物；
（4）取减压蒸馏物按质量比3：4：10加入丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲醇混合，通入氮气保护，于30~35℃搅拌混合，减压蒸馏，得减压蒸馏物A，取步骤（2）备用的干燥物搅拌混合，得破乳剂基料；
（5）取衣康酸按质量比5：3：10加入丙烯酸羟乙酯、去离子水，通入氮气保护，升温至55~60℃搅拌混合，得搅拌混合物A，按质量份数计，取40~60份搅拌混合物A、1~3份过硫酸铵、40~50份异丙醇、12~15份烯丙基磺酸钠、80~120份水，升温至70~80℃保温，冷却至室温，得冷却物，取冷却物按质量比5：12加入破乳剂基料混合，即得破乳剂。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明以通过叔丁基苯酚，甲醛以及四五烯五胺生成了叔丁基苯酚酚胺树脂，以此为起始剂与环氧丙烷通过阴离子开环聚合反应生成嵌段聚醚，其具有较强的润湿、顶替作用，当表面活性较强的嵌段式聚醚在取代其他乳化剂时，使得界面膜变得松散，能够促进嵌段聚醚分子在气液界面的吸附以及提高聚醚降低水 的表面张力的能力，使嵌段聚醚越容易在体相中形成胶束，从而顶替更多的乳化剂分子，达到较好的脱水效果，为后期破乳做了准备；
（2）本发明二乙烯三胺为起始核，丙烯酸甲酯、乙二胺为原料，在甲醇溶剂中进行加成和酰胺化反应，得到大分子的物质，整代产物端基的胺基化学性质较为 活泼，将丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵对大分子端基进行季铵化改性，整数代代数高的大分子端基-胺基数目多，季铵化的基团数目也相应更多，所以在溶液中电离的离子数目明显增加，其电导率也更大，而原油乳状液中，液滴表面往往形成双电层，双电层的存在及稳定性对乳液的稳定至关重要，而O/W型乳状液的界面膜通常带负电荷，考虑引入带有相反电荷的物质，中和界面电荷、压缩破坏双电层，使液滴界面膜强度减弱或被破坏，乳状液的稳定性被破坏，从而达到聚结破乳的目的，而且聚季铵盐型具有水溶性好，扩散速度快的特性，加快了破乳效果；
（3）本发明以衣康酸、烯丙基磺酸钠和丙烯酸羟乙酯为原料，通过水相自由基共聚，得到三元共聚物，其含有丰富的羧酸基团，磺酸基团和酯基，含有羧酸基团能螯合原油中的钙，且形成的环状螯合物具有水溶性，含有磺酸基团可以避免聚羧酸类共聚物在自身浓度较离或阳离子浓度较高下产生凝胶的缺陷含有酯基具有非极性，容易增大油水界面的接触面积，从而提高脱钙效果，三种功能性基团具有协同作用，起到良好的辅助脱钙效果，加入后与破乳剂基料中的聚醚官能团进行协同作用，既拥有聚醚基团的破乳效果，也能达到脱钙作用。
具体实施方式
一种破乳剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）取叔丁基苯酚按质量比2：5加入四五烯五胺，升温至90~100℃搅拌混合30~40min，得混合液，取混合液按质量比100：3加入甲醛，于35~40℃搅拌混合2~3h，再加入混合液质量50~60%的二甲苯，升温至95~100℃，搅拌混合3~4h，旋转蒸发，得旋转蒸发物；
（2）取旋转蒸发物按质量比10：1加入氢氧化钾，通入氮气保护，抽真空20~30min，再加入旋转蒸发物质量20~30%的环氧丙烷，于0.3MPa、升温至120~130℃搅拌混合3~4h，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比12：1加入浓度为0.1mol/L的醋酸溶液搅拌混合，得混合物，取混合物经二氯甲烷萃取，取萃取液旋转蒸发，真空干燥，得干燥物，备用；
（3）取二乙烯三胺按质量比1：5加入甲醇混合，再加入二乙烯三胺质量6~9倍的丙烯酸甲酯混合，通入氮气保护，于25~35℃搅拌混合5~7h，得混合物，取混合物按质量比3：5：10加入乙二胺、甲醇，于20~25℃搅拌混合6~8h，减压蒸馏，得减压蒸馏物；
（4）取减压蒸馏物按质量比3：4：10加入丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲醇混合，通入氮气保护，于30~35℃搅拌混合4~5h，减压蒸馏，得减压蒸馏物A，取步骤（2）备用的干燥物混合，搅拌20~30min，得破乳剂基料；
（5）取衣康酸按质量比5：3：10加入丙烯酸羟乙酯、去离子水，通入氮气保护，升温至55~60℃搅拌混合20~30min，得搅拌混合物A，按质量份数计，取40~60份搅拌混合物A、1~3份过硫酸铵、40~50份异丙醇、12~15份烯丙基磺酸钠、80~120份水，升温至70~80℃保温4~5h，冷却至室温，得冷却物，取冷却物按质量比5：12加入破乳剂基料混合，即得破乳剂。
实施例1
一种破乳剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）取叔丁基苯酚按质量比2：5加入四五烯五胺，升温至90℃搅拌混合30min，得混合液，取混合液按质量比100：3加入甲醛，于35℃搅拌混合2h，再加入混合液质量50%的二甲苯，升温至95℃，搅拌混合3h，旋转蒸发，得旋转蒸发物；
（2）取旋转蒸发物按质量比10：1加入氢氧化钾，通入氮气保护，抽真空20min，再加入旋转蒸发物质量20%的环氧丙烷，于0.3MPa、升温至120℃搅拌混合3h，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比12：1加入浓度为0.1mol/L的醋酸溶液搅拌混合，得混合物，取混合物经二氯甲烷萃取，取萃取液旋转蒸发，真空干燥，得干燥物，备用；
（3）取二乙烯三胺按质量比1：5加入甲醇混合，再加入二乙烯三胺质量6倍的丙烯酸甲酯混合，通入氮气保护，于25℃搅拌混合5h，得混合物，取混合物按质量比3：5：10加入乙二胺、甲醇，于20℃搅拌混合6h，减压蒸馏，得减压蒸馏物；
（4）取减压蒸馏物按质量比3：4：10加入丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲醇混合，通入氮气保护，于30℃搅拌混合4h，减压蒸馏，得减压蒸馏物A，取步骤（2）备用的干燥物混合，搅拌20min，得破乳剂基料；
（5）取衣康酸按质量比5：3：10加入丙烯酸羟乙酯、去离子水，通入氮气保护，升温至55℃搅拌混合20min，得搅拌混合物A，按质量份数计，取40份搅拌混合物A、1份过硫酸铵、40份异丙醇、12份烯丙基磺酸钠、80份水，升温至70℃保温4h，冷却至室温，得冷却物，取冷却物按质量比5：12加入破乳剂基料混合，即得破乳剂。
实施例2
一种破乳剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）取叔丁基苯酚按质量比2：5加入四五烯五胺，升温至100℃搅拌混合40min，得混合液，取混合液按质量比100：3加入甲醛，于40℃搅拌混合3h，再加入混合液质量60%的二甲苯，升温至100℃，搅拌混合4h，旋转蒸发，得旋转蒸发物；
（2）取旋转蒸发物按质量比10：1加入氢氧化钾，通入氮气保护，抽真空30min，再加入旋转蒸发物质量30%的环氧丙烷，于0.3MPa、升温至130℃搅拌混合4h，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比12：1加入浓度为0.1mol/L的醋酸溶液搅拌混合，得混合物，取混合物经二氯甲烷萃取，取萃取液旋转蒸发，真空干燥，得干燥物，备用；
（3）取二乙烯三胺按质量比1：5加入甲醇混合，再加入二乙烯三胺质量9倍的丙烯酸甲酯混合，通入氮气保护，于35℃搅拌混合7h，得混合物，取混合物按质量比3：5：10加入乙二胺、甲醇，于25℃搅拌混合8h，减压蒸馏，得减压蒸馏物；
（4）取减压蒸馏物按质量比3：4：10加入丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲醇混合，通入氮气保护，于35℃搅拌混合5h，减压蒸馏，得减压蒸馏物A，取步骤（2）备用的干燥物混合，搅拌30min，得破乳剂基料；
（5）取衣康酸按质量比5：3：10加入丙烯酸羟乙酯、去离子水，通入氮气保护，升温至60℃搅拌混合30min，得搅拌混合物A，按质量份数计，取60份搅拌混合物A、3份过硫酸铵、50份异丙醇、15份烯丙基磺酸钠、120份水，升温至80℃保温5h，冷却至室温，得冷却物，取冷却物按质量比5：12加入破乳剂基料混合，即得破乳剂。
实施例3
一种破乳剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）取叔丁基苯酚按质量比2：5加入四五烯五胺，升温至95℃搅拌混合35min，得混合液，取混合液按质量比100：3加入甲醛，于37.5℃搅拌混合2.5h，再加入混合液质量55%的二甲苯，升温至97.5℃，搅拌混合3.5h，旋转蒸发，得旋转蒸发物；
（2）取旋转蒸发物按质量比10：1加入氢氧化钾，通入氮气保护，抽真空25min，再加入旋转蒸发物质量25%的环氧丙烷，于0.3MPa、升温至125℃搅拌混合3.5h，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比12：1加入浓度为0.1mol/L的醋酸溶液搅拌混合，得混合物，取混合物经二氯甲烷萃取，取萃取液旋转蒸发，真空干燥，得干燥物，备用；
（3）取二乙烯三胺按质量比1：5加入甲醇混合，再加入二乙烯三胺质量7.5倍的丙烯酸甲酯混合，通入氮气保护，于27.5℃搅拌混合6h，得混合物，取混合物按质量比3：5：10加入乙二胺、甲醇，于22.5℃搅拌混合7h，减压蒸馏，得减压蒸馏物；
（4）取减压蒸馏物按质量比3：4：10加入丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲醇混合，通入氮气保护，于32.5℃搅拌混合4.5h，减压蒸馏，得减压蒸馏物A，取步骤（2）备用的干燥物混合，搅拌25min，得破乳剂基料；
（5）取衣康酸按质量比5：3：10加入丙烯酸羟乙酯、去离子水，通入氮气保护，升温至57.5℃搅拌混合25min，得搅拌混合物A，按质量份数计，取50份搅拌混合物A、2份过硫酸铵、45份异丙醇、13.5份烯丙基磺酸钠、100份水，升温至75℃保温4.5h，冷却至室温，得冷却物，取冷却物按质量比5：12加入破乳剂基料混合，即得破乳剂。
对比例：苏州市某公司生产的破乳剂。
取样四份同样浓度与水源的污水，分别加入等量的上述实施例1~3制得的破乳剂与对比例的破乳剂，除油性能检测结果如下表1所示：
表1
本发明的破乳剂能有效解决原油脱水困难的问题。综上所述，本发明的破乳剂完全符合要求，值得大力推广与使用。

Claims (1)

1.一种破乳剂的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
取叔丁基苯酚按质量比2：5加入四五烯五胺，升温至90~100℃搅拌混合，得混合液，取混合液按质量比100：3加入甲醛，于35~40℃搅拌混合，再加入混合液质量50~60%的二甲苯，升温至95~100℃搅拌混合，旋转蒸发，得旋转蒸发物；
取旋转蒸发物按质量比10：1加入氢氧化钾，通入氮气保护，抽真空，再加入旋转蒸发物质量20~30%的环氧丙烷，于0.3MPa、升温至120~130℃搅拌混合，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比12：1加入醋酸溶液搅拌混合，得混合物，取混合物经二氯甲烷萃取，取萃取液旋转蒸发，真空干燥，得干燥物，备用；
取二乙烯三胺按质量比1：5加入甲醇混合，再加入二乙烯三胺质量6~9倍的丙烯酸甲酯混合，通入氮气保护，于25~35℃搅拌混合，得混合物，取混合物按质量比3：5：10加入乙二胺、甲醇，于20~25℃搅拌混合，减压蒸馏，得减压蒸馏物；
取减压蒸馏物按质量比3：4：10加入丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲醇混合，通入氮气保护，于30~35℃搅拌混合，减压蒸馏，得减压蒸馏物A，取步骤（2）备用的干燥物搅拌混合，得破乳剂基料；
取衣康酸按质量比5：3：10加入丙烯酸羟乙酯、去离子水，通入氮气保护，升温至55~60℃搅拌混合，得搅拌混合物A，按质量份数计，取40~60份搅拌混合物A、1~3份过硫酸铵、40~50份异丙醇、12~15份烯丙基磺酸钠、80~120份水，升温至70~80℃保温，冷却至室温，得冷却物，取冷却物按质量比5：12加入破乳剂基料混合，即得破乳剂。
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