CN109517190A - 用于乳化中低粘度二甲基硅油的复合乳化剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于乳化中低粘度二甲基硅油的复合乳化剂及其制备方法，其包括助乳化剂和至少一种聚氧乙烯烷基醇醚，二者的重量比为1:2.5～4.5；助乳化剂为长链脂肪醇，聚氧乙烯烷基醇醚的分子式：RmO(CH2CH2O)nH中，Rm为碳数为12～14的烷烃，聚合度n为12～16；该适用于乳化中低粘度二甲基硅油的复合乳化剂采用价格低廉、相对环境友好的聚氧乙烯烷基醇醚作为乳化剂，通过选择具有不同烷基链长和具有不同聚氧乙烯链长的聚氧乙烯烷基醇醚进行复配形成复合乳化剂的主体，并加入助乳化剂，满足乳化中低粘度二甲基硅油的要求，成本低，用量少，且乳化得到的硅油乳状液性能稳定；此外，其制备方法简单，具有很好的市场应用和推广前景。

Description

用于乳化中低粘度二甲基硅油的复合乳化剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及油气田消泡技术领域，特别涉及一种用于乳化中低粘度二甲基硅油的复合乳化剂及其制备方法。
背景技术
苏里格气田是国内最大的致密气田。由于储层孔隙度低，钻完井后必须经过压裂改造才可以获得工业气流。为提高压裂施工后的返排率，通常在压裂液中添加发泡剂助排来减少滞留在地层中的压裂液，减轻对地层的伤害，提高压裂效果。返排过程中，在油嘴高压条件下，返排液会产生大量泡沫，进入燃烧罐或储液罐后泡沫体积不断增大、溢出，为下一步的压裂返排液存储、处理以及环境保护造成了很多的困难。随着环保要求的不断提高，返排液必须经过消泡处理后才可以进行下一步处理。目前现场采用添加消泡剂的方式来解决以上问题。
二甲基硅油具有良好的消泡与抑泡性能，通过聚醚改性及其它方式可以获得更为优异的消泡性能和抑泡性能，但是价格更为昂贵。通过前期现场试验，发现二甲基硅油乳液足以满足现场消泡要求。由于二甲基硅油的疏水性难以乳化以及现场使用不定时性，需要研发一种能够迅速乳化二甲基硅油且能够较长时间保持乳液稳定的乳化剂。本专利将多种聚氧乙烯烷基苯酚醚和助乳化剂复配，得到了能够乳化中低粘度二甲基硅油的复合乳化剂。使用方法简便，获得的乳液稳定，且可以根据二甲基硅油粘度的不同通过调节聚氧乙烯烷基苯酚醚的结构获得最优配方，具有用量少、成本低的特点。
发明内容
本发明的目的是提供一种低成本且能够快速乳化二甲基硅油获得稳定乳状液的适用于乳化中低粘度二甲基硅油的复合乳化剂。
本发明的另一目的是提供一种制备上述用于乳化中低粘度二甲基硅油的复合乳化剂的制备方法。
为此，本发明技术方案如下：
一种适用于乳化中低粘度二甲基硅油的复合乳化剂，包括助乳化剂和至少一种聚氧乙烯烷基醇醚，二者的重量比为1:2.5～4.5；其中，所述助乳化剂为长链脂肪醇；所述聚氧乙烯烷基醇醚的分子式：RmO(CH2CH2O)nH中，Rm为碳数为12～14的烷烃，聚合度n为12～16。
优选，所述聚氧乙烯烷基醇醚为三种聚氧乙烯烷基醇醚的复配混合物，三种聚氧乙烯烷基醇醚的分子式依次为R12O(CH2CH2O)12H、R14O(CH2CH2O)14H和R14O(CH2CH2O)16H。
更有选，三种聚氧乙烯烷基醇醚，即R12O(CH2CH2O)12H、R14O(CH2CH2O)14H和R14O(CH2CH2O)16H的三者重量比为1:(1.2～3):(1.8～2)。在实际使用时，根据二甲基硅油粘度的不同，在上述范围内调整三种聚氧乙烯烷基醇醚的重量比，即可获得满足不同粘度的二甲基硅油的乳化剂。
优选，所述长链脂肪醇为正十六醇。
一种制备上述适用于乳化中低粘度二甲基硅油的复合乳化剂的制备方法，步骤如下：将一种或多种聚氧乙烯烷基醇醚溶于水中，在500r/min条件下搅拌升温至50℃，然后提高转速至1000r/min，以150mL/min的速度加入助乳化剂，当滴加完毕后再继续搅拌30min，即得到复合乳化剂。
优选，所述溶剂水的用量为聚氧乙烯烷基醇醚和助乳化剂总重量的20～35倍。
该复合乳化剂为乳白色均一稳定的消泡剂体系，适用于乳化粘度为350～1000mPa·s二甲基硅油的乳化作业要求。
与现有技术相比，该适用于乳化中低粘度二甲基硅油的复合乳化剂采用价格低廉、相对环境友好的聚氧乙烯烷基醇醚作为乳化剂，通过选择具有不同烷基链长和具有不同聚氧乙烯链长的聚氧乙烯烷基醇醚进行复配形成复合乳化剂的主体，并加入助乳化剂，满足乳化中低粘度二甲基硅油的要求，成本低，用量少，且乳化得到的硅油乳状液性能稳定；此外，其制备方法简单，具有很好的市场应用和推广前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明，但下述实施例绝非对本发明有任何限制。
实施例1
一种适用于乳化粘度为350mPa·s的二甲基硅油的复合乳化剂，制备方法如下：将重量比为1:1.2:1.8、分子式分别为R12O(CH2CH2O)12H、R14O(CH2CH2O)14H和R14O(CH2CH2O)16H的三种聚氧乙烯烷基醇醚溶于水中，在500r/min条件下搅拌并升温至50℃，然后提高转速至1000r/min，以150mL/min的速度加入正十六醇，滴加完毕后继续搅拌30min，即得到该复合乳化剂。
其中，正十六醇与三种聚氧乙烯烷基醇的重量比为1:2.5，所述溶剂水的用量为三种聚氧乙烯烷基醇醚和助乳化剂总重量的20倍。
实施例2
一种适用于乳化粘度为500mPa·s的二甲基硅油的复合乳化剂，制备方法如下：将重量比为1:2.2:2、分子式分别为R12O(CH2CH2O)12H、R14O(CH2CH2O)14H和R14O(CH2CH2O)16H的三种聚氧乙烯烷基醇醚溶于水中，在500r/min条件下搅拌并升温至50℃，然后提高转速至1000r/min，以150mL/min的速度加入正十六醇，滴加完毕后继续搅拌30min，即得到该复合乳化剂。
其中，正十六醇与三种聚氧乙烯烷基醇的重量比为1:3，所述溶剂水的用量为聚氧乙烯烷基醇醚和助乳化剂总重量的26倍。
实施例3
一种适用于乳化粘度为700mPa·s的二甲基硅油的复合乳化剂，制备方法如下：将重量比为1:2.5:2，分子式分别为R12O(CH2CH2O)12H、R14O(CH2CH2O)14H和R14O(CH2CH2O)16H的三种聚氧乙烯烷基醇醚溶于水中，在500r/min条件下搅拌并升温至50℃，然后提高转速至1000r/min，以150mL/min的速度加入正十六醇，滴加完毕后继续搅拌30min，即得到该复合乳化剂。
其中，正十六醇与三种聚氧乙烯烷基醇的重量比为1:3.5，所述溶剂水的用量为三种聚氧乙烯烷基醇醚和助乳化剂总重量的30倍。
实施例4
一种适用于乳化粘度为1000mPa·s的二甲基硅油的复合乳化剂，制备方法如下：将重量比为1:3:2，分子式分别为R12O(CH2CH2O)12H、R14O(CH2CH2O)14H和R14O(CH2CH2O)16H的三种聚氧乙烯烷基醇醚溶于水中，在500r/min条件下搅拌并升温至50℃，然后提高转速至1000r/min，以150mL/min的速度加入正十六醇，滴加完毕后继续搅拌30min，即得到该复合乳化剂。
其中，正十六醇与三种聚氧乙烯烷基醇的重量比为1:4.5，所述溶剂水的用量为三种聚氧乙烯烷基醇醚和助乳化剂总重量的35倍。
性能测试：
选取市售固体有机硅油乳化剂和市售液体有机硅油乳化剂各一种，与实施例1～4制备的复合乳化剂进行性能对比，比较其乳化有机硅油所需要的时间以及在高速离心作用下乳状液的稳定性。
(1)乳化有机硅油的时间测试：在有机硅油中加入5wt.％的乳化剂，然后以1000r/min的转速搅拌，乳化硅油，记录形成均一稳定乳液的时间。
(2)离心稳定性：向10mL离心管中加入8mL乳化好的有机硅油，以3000r/min的转速离心30min，观察乳液是否分层。
测试结果见表1。
表1：
从上表1中可以看出，实施例1～4制备的复合乳化剂在有机硅油中的加量为5wt.％时，乳化时间为45～70s，较市售的固体乳化剂或液体乳化剂的乳化性能佳；且高速搅拌30min不发生分层，稳定性好。

Claims (6)

1.一种适用于乳化中低粘度二甲基硅油的复合乳化剂，其特征在于，包括助乳化剂和至少一种聚氧乙烯烷基醇醚，二者的重量比为1:2.5～4.5；其中，所述助乳化剂为长链脂肪醇；所述聚氧乙烯烷基醇醚的分子式：RmO(CH2CH2O)nH中，Rm为碳数为12～14的烷烃，聚合度n为12～16。
2.根据权利要求1所述的适用于乳化中低粘度二甲基硅油的复合乳化剂，其特征在于，所述聚氧乙烯烷基醇醚为三种聚氧乙烯烷基醇醚的复配混合物，三种聚氧乙烯烷基醇醚的分子式依次为R12O(CH2CH2O)12H、R14O(CH2CH2O)14H和R14O(CH2CH2O)16H。
3.根据权利要求2所述的适用于乳化中低粘度二甲基硅油的复合乳化剂，其特征在于，R12O(CH2CH2O)12H、R14O(CH2CH2O)14H和R14O(CH2CH2O)16H的三者重量比为1:(1.2～3):(1.8～2)。
4.根据权利要求1所述的适用于乳化中低粘度二甲基硅油的复合乳化剂，其特征在于，所述长链脂肪醇为正十六醇。
5.一种制备如权利要求1所述的适用于乳化中低粘度二甲基硅油的复合乳化剂的制备方法，其特征在于，步骤如下：将聚氧乙烯烷基醇醚溶于水中，在500r/min条件下搅拌升温至50℃，然后提高转速至1000r/min，以150mL/min的速度加入助乳化剂，当滴加完毕后再继续搅拌30min，即得到复合乳化剂。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂水的用量为聚氧乙烯烷基醇醚和助乳化剂总重量的20～35倍。
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