CN109364530A - 一种对水包油型乳状液进行破乳的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种对水包油型乳状液进行破乳的方法，包括如下步骤：1)月桂醛与超支化聚酰胺胺进行醛胺缩合反应，再还原胺化，得到双亲性超支化聚酰胺胺改性物；所述月桂醛与超支化聚酰胺胺的投料比为1～5ml:3g；2)将双亲性超支化聚酰胺胺分散到水包油型乳状液中进行破乳。该方法实现水包油型乳状液在少投料情况下达到下层水相脱油率高达95％，实现高效快速破乳的目的。

Description

一种对水包油型乳状液进行破乳的方法
技术领域
本发明涉及石油添加剂技术领域，具体涉及一种对水包油型乳状液进行破乳的方法。
背景技术
随着油田开采技术地不断深入，各大油田已相继进入三次采油阶段，石油资源日益减少，油井采出原油已由开发初期的油包水(W/O)型乳状液转变为水包油(O/W)型乳液，并且由于化学驱油方法的广泛应用，原油乳液的稳定性逐渐增强，采出液处理成为了很多油田生产中的技术难题，破乳难度越来越大，破乳剂性能的要求也越最高。针对上述问题，研发价格相对低廉、破乳性能良好、应用范围广的新型环境友好型破乳剂产品是目前该领域中亟待解决的问题。
超支化聚酰胺胺(HPAMAM)是一大类超支化聚胺型聚合物，可通过使用多元胺和α,β-不饱和羰基化合物丙烯酸甲酯反应来制备。其制备原理是通过调节投料比，使原料发生Michael加成而合成预聚体，通过逐步升温合成具有一定相对分子质量的超支化聚酰胺胺。
与传统的ABn型单体缩聚的方法相比，该反应不易产生凝胶，可通过调节投料比对聚合物的支化度和相对分子质量进行人为控制，使得HPAMAM的合成成本大大降低。例如选择使用乙二胺与丙烯酸甲酯为原料，首先通过室温下的Michael加成生成两端分别为伯胺基与酯基的小分子一酯，随后逐步升温过程中，小分子一酯上的胺基与另一分子酯上的酯基发生进一步的缩聚连续反应，并在减压条件下除去缩聚生成的甲醇，最后得到产物HPAMAM。
由于其新奇的结构，独特的性能和潜在的应用前景，这类聚合物一经问世便受到科学界和工业界的普遍关注，由于其支链末端多氨基的特点，将具有一定功能的小分子物质接枝上，可以合成符合人们所需的超支化聚合物，在制备新型功能材料方面相比其它支化聚合物，具有得天独厚的优势。虽然HPAMAM具有较高的极性，但是，目前并未有报道将超支化聚酰胺胺端基上的氨基进行改性修饰后，将其用于水包油型乳状液中进行破乳。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种对水包油型乳状液进行破乳的方法，该方法实现水包油型乳状液在少投料情况下达到下层水相脱油率高达95％，实现高效快速破乳的目的。
本发明所提供的技术方案如下：
一种对水包油型乳状液进行破乳的方法，包括如下步骤：
1)月桂醛与超支化聚酰胺胺进行醛胺缩合反应，再还原胺化，得到双亲性超支化聚酰胺胺改性物；所述月桂醛与超支化聚酰胺胺的投料比为1～5ml:3g；
2)将双亲性超支化聚酰胺胺改性物分散到水包油型乳状液中进行破乳。
本发明双亲性超支化聚酰胺胺改性物中HPAMAM为亲水的紧密内核，外壳由亲油基十二烷基和亲水基氨基组成，形成具有核壳结构的不同取代度两亲性聚合物，其数均分子量分布为10000～20000。
本发明通过控制月桂醛与超支化聚酰胺胺的质量比，改性后的超支化聚合物由于端基被部分取代为亲油基团十二烷基，使其具有更高的界面活性，在保证其一定的水溶性的同时，外部的十二烷基可以使其更快的分散在油水乳状液中，快速地到达油水界面，破坏油水界面膜，同时十二烷基具有较强的吸附能力，能够吸附更多的油滴，使其聚并，上浮，最终达到油水分离，在较少添加量的情况下可以实现快速破乳。
本发明中所述双亲性超支化聚酰胺胺改性物的制备包括：
1.1)超支化聚酰胺胺溶于有机溶剂中，加入酸，然后加入月桂醛，室温下醛胺缩合反应0.5～3h；继续加入三乙酰氧基硼氢化钠，室温下进行还原胺化反应，得到粗产物；
1.2)将粗产物经过萃取，旋蒸，得到双亲性聚酰胺胺改性物。
本发明中采用月桂醛(十二醛)对超支化聚酰胺胺外端部分氨基进行醛胺缩合，形成亚胺，在运用三乙酰氧基硼氢化钠，将其还原成胺，使其完成接枝改性，得到目标产物双亲性聚酰胺胺改性物。
本发明中所述有机溶剂为四氢呋喃或甲醇。
本发明中所述酸为冰醋酸。
作为优选，所述月桂醛与超支化聚酰胺胺的投料比为1～5ml:3g。
本发明中所述超支化聚酰胺胺与三乙酰氧基硼氢化钠的质量比为0.5～2.5。
本发明中所述双亲性超支化聚酰胺胺改性物在水包油型乳状液中的添加量为10～40mg/L。添加量小于10mg/L，破乳效果不佳；添加量大于40mg/L，破乳效果变化不大，但经济成本增加很多。
本发明中所述破乳的温度为25～65℃，沉降时间为0.5～2h。作为优选，所述破乳的温度为25～45℃，沉降时间为30～60min。
本发明中所述水包油型乳状液中的油相为模拟油或实际油。
作为优选，所述模拟油为正十二烷、正十三烷、正十四烷或正十六烷。
作为优选，所述实际油为煤油、柴油或汽油。
本发明中所述水包油型乳状液中的水相的矿化度为0～20000mg/L，其中水相中NaCl和CaCl2的质量比为0.1～1.5。
同现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
本发明中双亲性超支化聚酰胺胺改性物由于端基被部分取代为亲油基团十二烷基，外壳同时含有强亲水性基团氨基和疏水基团十二烷基，在保证其一定的水溶性的同时，使其能够快速到达油水界面，破坏油水界面膜，同时外部的亲油基团十二烷基拥有较强的吸附能力，能够吸附更多的油滴，使其聚并，上浮，最终达到油水分离，在较少添加量的情况下可以实现快速破乳。
附图说明
图1为本发明中双亲性超支化聚酰胺胺改性物HPAMAM-am-C12的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明作进一步详细地说明。
实施例1：双亲性超支化聚酰胺胺改性物(HPAMAM-am-C12)制备
取3g HPAMAM溶于20mL甲醇中，注入少量冰醋酸搅拌混合后，加入3.65mL月桂醛，室温下反应0.5h。称量3.45g三乙酰氧基硼氢化钠(STAB)加入反应体系中，室温下反应12h，得到高聚合度的粗产物；随后，将粗产物浓缩冷却至室温后用二氯甲烷萃取三次，旋蒸即可得到HPAMAM-am-C12。
双亲性超支化聚酰胺胺(HPAMAM-am-C12)的结构示意图，如图1所示，需要说明的是，由于超支化结构多变且复杂，所示结构仅为示例。
实施例2～4：双亲性超支化聚酰胺胺改性物(HPAMAM-am-C12)制备
参考实施例1进行制备双亲性超支化聚酰胺胺改性物，具体工艺参数如表1所示，均能得到双亲性超支化聚酰胺胺改性物(HPAMAM-am-C12)。
表1：实施例1～4制备工艺参数比较
应用例1～4
分别称取实施例1～4中制备的HPAMAM-am-C12(数均分子量分布为10000～20000)，以40mg/L的浓度搅拌溶解于以正十六烷为油相，矿化度为5000mg/L的水包油型乳状液。
在25℃，40mg/L浓度下，测量沉降时间为60min时的上层油相的含水率w，结果如表2所示。
表2：应用例1～4脱油率比较
分析可知，实施例1～4中制备的破乳剂均有良好的破乳效果。说明通过对月桂醛与超支化聚酰胺胺的投料比进行调控，使得超支化聚酰胺胺端基被部分取代为亲油基团十二烷基，使其具有更高的界面活性，在保证其一定的水溶性的同时，外部的长链烷基可以使其更快的分散在油水乳状液中，快速地到达油水界面，破坏油水界面膜。
应用例5
称取实施例1中的HPAMAM-am-C12(数均分子量分布为10000～20000)，以20mg/L的浓度搅拌溶解于以正十六烷为油相，矿化度为7500mg/L的水包油型乳状液。在45℃下分别测沉降时间为1min、10min、20min和30min的除油效率。结果表明，HPAMAM-am-C12在这些沉降时间下的脱油效率由7％分别提高至50％、73％、86％和95％。
应用例6～14
参考应用例5进行试验，具体工艺参数及水相除油效率结果如表3所示。
表3：应用例6～14的工艺参数及水相脱油效率比较

Claims (9)

1.一种对水包油型乳状液进行破乳的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)月桂醛与超支化聚酰胺胺进行醛胺缩合反应，再还原胺化，得到双亲性超支化聚酰胺胺改性物；所述月桂醛与超支化聚酰胺胺的投料比为1～5ml:3g；
2)将双亲性超支化聚酰胺胺改性物分散到水包油型乳状液中进行破乳。
2.根据权利要求1所述的对水包油型乳状液进行破乳的方法，其特征在于，所述双亲性超支化聚酰胺胺改性物的制备包括：
1.1)超支化聚酰胺胺溶于有机溶剂中，加入酸，然后加入月桂醛，室温下醛胺缩合反应0.5～3h；继续加入三乙酰氧基硼氢化钠，室温下进行还原胺化反应，得到粗产物；
1.2)将粗产物经过萃取，旋蒸，得到双亲性聚酰胺胺改性物。
3.根据权利要求2所述的对水包油型乳状液进行破乳的方法，其特征在于，所述有机溶剂为四氢呋喃或甲醇。
4.根据权利要求2所述的对水包油型乳状液进行破乳的方法，其特征在于，所述超支化聚酰胺胺与三乙酰氧基硼氢化钠的质量比为0.5～2.5。
5.根据权利要求1所述的对水包油型乳状液进行破乳的方法，其特征在于，所述双亲性超支化聚酰胺胺改性物在水包油型乳状液中的添加量为10～40mg/L。
6.根据权利要求1所述的对水包油型乳状液进行破乳的方法，其特征在于，所述破乳的温度为25～65℃，沉降时间为0.5～2h。
7.根据权利要求1所述的对水包油型乳状液进行破乳的方法，其特征在于，所述水包油型乳状液中的油相为模拟油或实际油。
8.根据权利要求7所述的对水包油型乳状液进行破乳的方法，其特征在于，所述模拟油为正十二烷、正十三烷、正十四烷或正十六烷；所述实际油为煤油、柴油或汽油。
9.根据权利要求1所述的对水包油型乳状液进行破乳的方法，其特征在于，所述水包油型乳状液中的水相的矿化度为0～20000mg/L。
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