CN109593189A - 一种超高分子量富含多元环结构破乳剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超高分子量富含多元环结构破乳剂及其制备方法，将引发剂、去离子水和表面活性剂加入反应器中，加热升温至50～80℃，搅拌状态下同时滴加乙烯基吡咯烷酮和4‑苯乙烯酸，控制0.5～1.5小时滴加完毕，继续反应0.5～2小时制得富含多元环的起始剂；随后将起始剂与催化剂加入反应容器中，加热升温至115～145℃，反应容器内压力在0.4MPa下，通入环氧乙烷充分反应后抽真空；然后同样条件下通入环氧丁烷充分反应后即得。

Description

一种超高分子量富含多元环结构破乳剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种超高分子量富含多元环结构破乳剂及其制备方法，适用于油田原油乳状液的破乳脱水，属于采油技术领域。
背景技术
由于注水采油技术的应用，油田采出液含水量不断增多，而且乳状液更加稳定，这就加重了乳化原油破乳脱水的任务。如果不及时脱水会造成对泵和运输管道的腐蚀，因此在原油输送之前要先经过脱水。原油中的游离水通过自然沉降很容易脱除，而脱除乳化水一般需要加入破乳剂来进行。目前国内油田所用破乳剂主要为聚氧乙烯聚氧丙烯类破乳剂，而这类破乳剂在单独使用时存在破乳效果不理想，对不同原油油品的广谱适应性差，对高胶质、沥青质原油适应性差的不足。
发明内容
为了克服现有聚醚类破乳剂存在的问题，本发明的目的是提供一种相对分子量高，具有用量少、脱水效果好、脱出水质清、使用范围宽，特别适用于高胶质与沥青质原油的超高分子量破乳剂及其制备方法。
为了实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：
一种超高分子量富含多元环结构破乳剂的制备方法，包括如下步骤：
1)起始剂的制备：
将引发剂、去离子水和表面活性剂加入反应器中，加热升温至50～80℃，搅拌状态下同时滴加乙烯基吡咯烷酮和4-苯乙烯酸，控制0.5～1.5小时滴加完毕，继续反应0.5～2小时制得富含多元环的起始剂；
2)制备超高分子量破乳剂：
将步骤1)制得的起始剂与催化剂加入反应容器中，加热升温至115～145℃，反应容器内压力在0.4MPa下，通入环氧乙烷充分反应后抽真空；然后同样条件下通入环氧丁烷充分反应后抽真空即得。
本领域的相关人员的可根据制备过程中的压力变化来判断是否充分反应；抽真空控制在30分钟左右完成，以除去小分子杂质和未反应的原料。
优选地，步骤1)中，所述引发剂为过氧化苯甲酰。
所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠，其加入可以使各反应物在溶剂中充分的接触、反应，保证产物的稳定性。
引发剂、去离子水、表面活性剂、乙烯基吡咯烷酮和4-苯乙烯酸的总质量按100％计；其中，引发剂占总质量的0.1～1.0％，去离子水占总质量的20～40％，乙烯基吡咯烷酮占总质量的10～45％，4-苯乙烯酸占总质量的15～50％，其余为表面活性剂。
步骤2)中，所述催化剂为AlCl3、BCl3和B(CH3)3中的任意一种或两种以上的混合物。
起始剂、催化剂、环氧乙烷和环氧丁烷的总质量按100％计；其中，起始剂占总质量的0.2～10％，催化剂占总质量的0.1～0.8％，环氧乙烷占总质量的28～70％，环氧丁烷占总质量的20～65％。
上述制备方法制备得到的超高分子量富含多元环结构破乳剂也在本发明的保护范围中。
有益效果：
1、本发明采用分步法制备目标产物，先根据双键的加成反应原理，使用两种含有双键且分子结构中存在多元环结构的原料制备高分子量起始剂，然后再制备含有环氧乙烷和环氧丁烷的超高分子量聚醚破乳剂，由于分子结构引入了多个多元环，且其HLB值可通过加入环氧乙烷和环氧丁烷的质量进行调节，对高胶质、沥青质原油乳状液作用效果较好；同时也提供了一种新颖的针对高胶质、沥青质原油破乳剂的制备方法；
2、本发明制备的富含多元环结构破乳剂较现有破乳剂产品的独特之处在于所制备的起始剂分子量较大，后续又可根据加入环氧乙烷和环氧丁烷的质量进行调节其HLB；且分子结构中引入了多个多元环，较现有产品，对高胶质、沥青质原油乳状液有更优的作用效果。
具体实施方式
根据下述实施例，可以更好地理解本发明。
实施例1
1)将6克过氧化苯甲酰、180克去离子水和2克十二烷基硫酸钠加入带有搅拌、冷凝、滴加装置的反应器中，开动搅拌器，加热升温，控制温度在65℃，缓慢滴加185克乙烯基吡咯烷酮和200克4-苯乙烯酸，控制1.5小时滴加完毕，继续反应2小时，制得分子结构中富含多元环结构的起始剂；
2)取25克步骤1)制得的起始剂和1克AlCl3和0.2克B(CH3)3加入带有搅拌、冷凝装置的反应器中，加热升温，通入250克环氧乙烷，控制温度在115～145℃、压力在0.4MPa下，充分反应后抽成真空，同样条件下通入225克环氧丁烷，充分反应后抽成真空，除去未反应的环氧乙烷、环氧丁烷和小分子物质，得目标破乳剂。
实施例2
1)将0.6克过氧化苯甲酰、120克去离子水和3克十二烷基硫酸钠加入带有搅拌、冷凝、滴加装置的反应器中，开动搅拌器，加热升温，控制温度在50℃，缓慢滴加140克乙烯基吡咯烷酮和260克4-苯乙烯酸，控制1小时滴加完毕，继续反应1小时，制得分子结构中富含多元环结构的起始剂；
2)取50克步骤1)制得的起始剂和0.6克AlCl3加入带有搅拌、冷凝装置的反应器中，加热升温，通入350克环氧乙烷，控制温度在115～145℃、压力在0.4MPa下，充分反应后抽成真空，同样条件下通入105克环氧丁烷，充分反应后抽成真空，除去未反应的环氧乙烷、环氧丁烷和小分子物质，得目标破乳剂。
实施例3
1)将3克过氧化苯甲酰、200克去离子水和5克十二烷基硫酸钠加入带有搅拌、冷凝、滴加装置的反应器中，开动搅拌器，加热升温，控制温度在80℃，缓慢滴加250克乙烯基吡咯烷酮和100克4-苯乙烯酸，控制0.5小时滴加完毕，继续反应0.5小时，制得分子结构中富含多元环结构的起始剂；
2)取1克步骤1)制得的起始剂和3.5克AlCl3加入带有搅拌、冷凝装置的反应器中，加热升温，通入155克环氧乙烷，控制温度在115～145℃、压力在0.4MPa下，使充分反应后抽成真空，同样条件下通入290克环氧丁烷，充分反应后抽成真空，除去未反应的环氧乙烷、环氧丁烷和小分子物质，得目标破乳剂。
对比例1
1)将6克过氧化苯甲酰、180克去离子水加入带有搅拌、冷凝、滴加装置的反应器中，开动搅拌器，加热升温，控制温度在65℃，缓慢滴加185克乙烯基吡咯烷酮和200克4-苯乙烯酸，控制1.5小时滴加完毕，继续反应2小时，制得分子结构中富含多元环结构的起始剂；
2)取25克步骤1)制得的起始剂和1克AlCl3和0.2克B(CH3)3加入带有搅拌、冷凝装置的反应器中，加热升温，通入250克环氧乙烷，控制温度在115～145℃、压力在0.4MPa下，充分反应后抽成真空，同样条件下通入225克环氧丁烷，充分反应后抽成真空，除去未反应的环氧乙烷、环氧丁烷和小分子物质，得目标破乳剂。
对比例2
1)将6克过氧化苯甲酰、180克去离子水和2克十二烷基硫酸钠加入带有搅拌、冷凝、滴加装置的反应器中，开动搅拌器，加热升温，控制温度在65℃，缓慢滴加185克乙烯基吡咯烷酮和200克4-苯乙烯酸，控制1.5小时滴加完毕，继续反应2小时，制得分子结构中富含多元环结构的起始剂；
2)取25克步骤1)制得的起始剂和1克AlCl3和0.2克B(CH3)3加入带有搅拌、冷凝装置的反应器中，加热升温，通入250克环氧乙烷，控制温度在115～145℃、压力在0.4MPa下，充分反应后通入225克环氧丁烷，反应充分得目标破乳剂。
将实施例1～3和对比例1、2分别制备的破乳剂进行性能测试，使用的高胶质或高沥青质原油作为介质，按照瓶试法测定其脱水率(SY/T5281)，结果见表1：
表1
名称 相对分子量 用量mg/L 脱水率％
实施例1 8×10<sup>3</sup>-7×10<sup>4</sup> 45 94.82
实施例2 5×10<sup>3</sup>-4×10<sup>4</sup> 45 92.47
实施例3 6×10<sup>3</sup>-7×10<sup>4</sup> 45 94.20
对比例1 3000-8000 45 61.65
对比例2 4000-10000 45 75.38
从表1的结果可以看出：实施例1-3所得破乳剂破乳效果较好，其中，实施例1脱水率最高，与其分子量最大有关；而对比例1制备过程中没有加入十二烷基硫酸钠、实施例2没有抽真空，使得所制得破乳剂反应不充分，小分子副产物及未反应原料未除去等，导致破乳效果较差。
本发明提供了一种超高分子量富含多元环结构破乳剂及其制备方法的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，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。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (7)

1.一种超高分子量富含多元环结构破乳剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)起始剂的制备：
将引发剂、去离子水和表面活性剂加入反应器中，加热升温至50～80℃，搅拌状态下同时滴加乙烯基吡咯烷酮和4-苯乙烯酸，控制0.5～1.5小时滴加完毕，继续反应0.5～2小时制得富含多元环的起始剂；
2)制备超高分子量破乳剂：
将步骤1)制得的起始剂与催化剂加入反应容器中，加热升温至115～145℃，反应容器内压力在0.4MPa下，通入环氧乙烷充分反应后抽真空；然后同样条件下通入环氧丁烷反应充分反应后抽真空即得。
2.根据权利要求1所述的超高分子量富含多元环结构破乳剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述引发剂为过氧化苯甲酰。
3.根据权利要求1所述的超高分子量富含多元环结构破乳剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠。
4.根据权利要求1所述的超高分子量富含多元环结构破乳剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中，引发剂、去离子水、表面活性剂、乙烯基吡咯烷酮和4-苯乙烯酸的总质量按100％计；
其中，引发剂占总质量的0.1～1.0％，去离子水占总质量的20～40％，乙烯基吡咯烷酮占总质量的10～45％，4-苯乙烯酸占总质量的15～50％，其余为表面活性剂。
5.根据权利要求1所述的超高分子量富含多元环结构破乳剂的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述催化剂为AlCl3、BCl3和B(CH3)3中的任意一种或两种以上的混合物。
6.根据权利要求1所述的超高分子量富含多元环结构破乳剂的制备方法，其特征在于，步骤2)中，起始剂、催化剂、环氧乙烷和环氧丁烷的总质量按100％计；
其中，起始剂占总质量的0.2～10％，催化剂占总质量的0.1～0.8％，环氧乙烷占总质量的28～70％，环氧丁烷占总质量的20～65％。
7.权利要求1～6中任意一种制备方法制备得到的超高分子量富含多元环结构破乳剂。
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