CN109628139B - 稠油采出液处理用反相破乳剂的制备方法 - Google Patents

稠油采出液处理用反相破乳剂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种稠油采出液处理用反相破乳剂的制备方法，该制备方法首先以脂肪醇为起始剂与环氧丙烷、环氧乙烷反应制备脂肪醇聚氧丙烯‑氧乙烯醚，再与2‑溴代异丁酰溴反应制备2‑溴代异丁酸酯，最后与有机胺反应制备得到棕色粘稠液体。本制备方法得到的反相破乳剂为阳离子聚合物，呈棕色粘稠液体，在25℃、转速为100r/min条件下测试旋转粘度为220～300CP，用于稠油采出液处理时能够快速提高稠油采出液乳化油滴破乳、聚并的速度，减少油水分离中间乳化层，提升油水分离器的油水分离效果。

Description

稠油采出液处理用反相破乳剂的制备方法
技术领域
本发明涉及稠油采出液处理药剂，尤其涉及一种用于处理稠油采出液的反相破乳剂的制备方法及由该方法得到的反相破乳剂。
背景技术
目前，用于稠油采出液处理的反相破乳剂，主要有表面活性剂和聚合物，表面活性剂主要有阳离子型、阴离子型和非离子型表面活性剂，聚合物主要有PDADMA-AM共聚物、DMC-AM共聚物等。而随着稠油油田开采工业的快速发展，化学驱、蒸汽驱等增产稠油措施的实施，采出液由于含水高，温度高加之天然乳化剂的成分复杂、界面活性更高等原因，产生的油水乳状液能稳定存在数月，较常规油水乳液破乳难度大，对反相破乳剂性能要求高。现有用于稠油采出乳的反相破乳剂在破乳分离的过程中，由于破乳不彻底，极易在分离器的油水界面处形成中间层，影响油水分离效果。所以稠油采出液处理工艺适用的一类高效反相破乳剂的开发，已经成为业内的研究热点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足提供一种适用于稠油采出液处理用反相破乳剂的制备方法，通过该方法制备得到的反相破乳剂是一种阳离子型反相破乳剂，可以快速的提高稠油采出液乳化油滴破乳、聚并的速度，减少油水分离中间乳化层，提升油水分离器的油水分离效果。
为解决本发明上的技术问题，本发明提供了一种用于稠油采出液处理的反相破乳剂的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
1)前聚体的制备
在带有温度计和搅拌器的密闭反应器中加入脂肪醇和催化剂，抽真空，并开启搅拌，将反应混合物升温到140℃～150℃，然后将环氧丙烷缓慢的加入，3-5h加完毕，再将反应混合物升温到160℃～170℃，接着将环氧乙烷缓慢加入，4-5h加完毕，保温反应3～4h，停止搅拌反应，得到前聚体；
2)中间体的制备
向带有温度计、搅拌器和冷凝管的反应器中依次加入步骤1)制备的前聚体、四氢呋喃和吡啶，在0℃～10℃，开始滴加2-溴代异丁酰溴的四氢呋喃溶液，滴加完毕后升温到30～40℃搅拌2～5h，冷却到20～25℃后搅拌20～24h，将反应混合物转移到分液器中，加入离子水洗去生成的吡啶盐，减压蒸除四氢呋喃溶剂得到中间体；
3)反相破乳剂的制备
向带有温度计和搅拌器的密闭反应器中依次加入步骤2)制备的中间体、有机胺和醇类溶剂，在60～80℃反应8～12h，得到反相破乳剂。
步骤1)中所述脂肪醇为十二烷基醇、十六烷基醇或十八烷基醇，所述催化剂为NaOH或KOH，加量为总质量的0.1％～1.0％；所述环氧丙烷与脂肪醇的摩尔比为190～195:1，所述环氧乙烷的加量为脂肪醇的摩尔比为168～173:1；
步骤2)中所述前聚体：2-溴代异丁酰溴：吡啶的摩尔比为1:1.0:1.0～1:1.2:1.2，溶剂四氢呋喃的质量为前聚体质量的10～15倍；所述的2-溴代异丁酰溴的四氢呋喃溶液中溴异丙酰溴与四氢呋喃质量比为1:10～1:15；
步骤3)中所述步骤2)制备的中间体与有机胺的摩尔比为1:1.0～1:1.2；所述有机胺为三乙胺或有效质量为33％的三甲胺水溶液；所述醇类溶剂为乙醇或异丙醇,其加量为聚合物中间体质量的1.0～1.5倍；
所述反相破乳剂为阳离子聚合物，呈棕色粘稠液体，在25℃、转速为100r/min条件下测试旋转粘度为220～300CP。
本发明还提供了上述制备方法制备得到的反相破乳剂，其中所述反相破乳剂为阳离子聚合物，呈棕色粘稠液体，在25℃、转速为100r/min条件下测试旋转粘度为220～300CP。
与现有技术相比，本发明制备方法具有如下效果：
本发明在制备过程中，对步骤1制备的脂肪醇聚氧丙烯-氧乙烯醚分子链端的羟基，用2-溴代异丁酰溴进行酯化反应，制备了2-溴代异丁酸酯，最后与三甲胺进行季铵化反应，制备了阳离子反相破乳剂，可以快速的提高稠油采出液乳化油滴破乳、聚并的速度，减少油水分离中间乳化层，提升油水分离器的油水分离效果。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明的技术方案及技术效果再作进一步的说明。
实施例1
1)前聚体的制备
在带有温度计和搅拌器的密闭反应器中加入十二烷醇(2.50g,0.0134mol)和0.25gKOH，抽真空，并开启搅拌，将反应混合物升温到140℃，然后将环氧丙烷(150.00g,2.586mol)缓慢的加入，5h加完毕，再将反应混合物升温到160℃，接着将环氧乙烷(100.00g,2.273mol)缓慢加入，4h加完毕，保温反应3h，停止搅拌反应，得到前聚体；
2)中间体的制备
向带有温度计、搅拌器和冷凝管的反应器中依次加入步骤1)制备的前聚体20.00g、四氢呋喃200ml和吡啶0.24g，在0℃，开始滴加2-溴代异丁酰溴(0.71g,0.0031mol)的四氢呋喃(7.00g)溶液，滴加完毕后升温到30℃搅拌2h，冷却到20℃后搅拌20h，将反应混合物转移到分液器中，加入10ml去离子水洗去生成的吡啶盐，减压蒸除四氢呋喃溶剂得到中间体；
3)反相破乳剂的制备
向带有温度计和搅拌器的密闭反应器中依次加入步骤2)制备的中间体20.00g、33％的三甲胺水溶液0.53g和异丙醇20.00g，在60℃反应8h，得到反相破乳剂。
实施例2
1)前聚体的制备
在带有温度计和搅拌器的密闭反应器中加入十六烷醇(2.50g,0.0103mol)和0.97gKOH，抽真空，并开启搅拌，将反应混合物升温到140℃，然后将环氧丙烷(115.30g,1.987mol)缓慢的加入，5h加完毕，再将反应混合物升温到160℃，接着将环氧乙烷(77.00g,1.751mol)缓慢加入，4h加完毕，保温反应3h，停止搅拌反应，得到前聚体；
2)中间体的制备
向带有温度计、搅拌器和冷凝管的反应器中依次加入步骤1)制备的前聚体20.00g、四氢呋喃300ml和吡啶0.27g，在0℃，开始滴加2-溴代异丁酰溴(0.78g,0.0031mol)的四氢呋喃(11.70g)溶液，滴加完毕后升温到30℃搅拌2h，冷却到20℃后搅拌20h，将反应混合物转移到分液器中，加入10ml去离子水洗去生成的吡啶盐，减压蒸除四氢呋喃溶剂得到中间体；
3)反相破乳剂的制备
向带有温度计和搅拌器的密闭反应器中依次加入步骤2)制备的中间体20.00g、33％的三甲胺水溶液0.53g和异丙醇20.00g，在60℃反应8h，得到反相破乳剂。
实施例3
1)前聚体的制备
在带有温度计和搅拌器的密闭反应器中加入十八烷醇(2.50g,0.0093mol)和1.77gKOH，抽真空，并开启搅拌，将反应混合物升温到140℃，然后将环氧丙烷(104.11g,1.795mol)缓慢的加入，5h加完毕，再将反应混合物升温到160℃，接着将环氧乙烷(69.56g,1.581mol)缓慢加入，4h加完毕，保温反应3h，停止搅拌反应，得到前聚体；
2)中间体的制备
向带有温度计、搅拌器和冷凝管的反应器中依次加入步骤1)制备的前聚体20.00g、四氢呋喃300ml和吡啶0.24g，在0℃，开始滴加2-溴代异丁酰溴(0.69g,0.0030mol)的四氢呋喃(10.30g)溶液，滴加完毕后升温到30℃搅拌2h，冷却到20℃后搅拌20h，将反应混合物转移到分液器中，加入10ml去离子水洗去生成的吡啶盐，减压蒸除四氢呋喃溶剂得到中间体；
3)反相破乳剂的制备
向带有温度计和搅拌器的密闭反应器中依次加入步骤二制备的中间体20.00g、33％的三甲胺水溶液0.52g和异丙醇20.00g，在60℃反应8h，得到反相破乳剂。
实施例4
1)前聚体的制备
在带有温度计和搅拌器的密闭反应器中加入十二烷醇(2.50g,0.0134mol)和0.25gKOH，抽真空，并开启搅拌，将反应混合物升温到140℃，然后将环氧丙烷(150.00g,2.586mol)缓慢的加入，5h加完毕，再将反应混合物升温到160℃，接着将环氧乙烷(100.00g,2.273mol)缓慢加入，4h加完毕，保温反应3h，停止搅拌反应，得到前聚体；
2)中间体的制备
向带有温度计、搅拌器和冷凝管的反应器中依次加入步骤1)制备的前聚体20.00g、四氢呋喃200ml和吡啶0.24g，在0℃，开始滴加2-溴代异丁酰溴(0.71g,0.0031mol)的四氢呋喃(7.00g)溶液，滴加完毕后升温到30℃搅拌2h，冷却到20℃后搅拌20h，将反应混合物转移到分液器中，加入10ml去离子水洗去生成的吡啶盐，减压蒸除四氢呋喃溶剂得到中间体；
3)反相破乳剂的制备
向带有温度计和搅拌器的密闭反应器中依次加入步骤2)制备的中间体20.00g、三乙胺0.30g和异丙醇20.00g，在80℃反应8h，得到反相破乳剂。
实施例5
1)前聚体的制备
在带有温度计和搅拌器的密闭反应器中加入十二烷醇(2.50g,0.0134mol)和0.75gNaOH，抽真空，并开启搅拌，将反应混合物升温到150℃，然后将环氧丙烷(150.00g,2.586mol)缓慢的加入，5h加完毕，再将反应混合物升温到170℃，接着将环氧乙烷(100.00g,2.273mol)缓慢加入，4h加完毕，保温反应3h，停止搅拌反应，得到前聚体；
2)中间体的制备
向带有温度计、搅拌器和冷凝管的反应器中依次加入步骤1)制备的前聚体20.00g、四氢呋喃200ml和吡啶0.24g，在10℃，开始滴加2-溴代异丁酰溴(0.71g,0.0031mol)的四氢呋喃(7.00g)溶液，滴加完毕后升温到30℃搅拌2h，冷却到20℃后搅拌20h，将反应混合物转移到分液器中，加入10ml去离子水洗去生成的吡啶盐，减压蒸除四氢呋喃溶剂得到中间体；
3)反相破乳剂的制备
向带有温度计和搅拌器的密闭反应器中依次加入步骤2)制备的中间体20.00g、三乙胺0.30g和异丙醇30.00g，在80℃反应12h，得到反相破乳剂。
实施例6
1)前聚体的制备
在带有温度计和搅拌器的密闭反应器中加入十二烷醇(2.50g,0.0134mol)和0.75gKOH，抽真空，并开启搅拌，将反应混合物升温到140℃，然后将环氧丙烷(150.00g,2.586mol)缓慢的加入，5h加完毕，再将反应混合物升温到160℃，接着将环氧乙烷(100.00g,2.273mol)缓慢加入，5h加完毕，保温反应4h，停止搅拌反应，得到前聚体；
2)中间体的制备
向带有温度计、搅拌器和冷凝管的反应器中依次加入步骤1)制备的前聚体20.00g、四氢呋喃200ml和吡啶0.29g，在10℃，开始滴加2-溴代异丁酰溴(0.84g,0.0037mol)的四氢呋喃(7.00g)溶液，滴加完毕后升温到30℃搅拌5h，冷却到25℃后搅拌24h，将反应混合物转移到分液器中，加入10ml去离子水洗去生成的吡啶盐，减压蒸除四氢呋喃溶剂得到中间体；
3)反相破乳剂的制备
向带有温度计和搅拌器的密闭反应器中依次加入步骤2)制备的中间体20.00g、三乙胺0.30g和乙醇30.00g，在80℃反应12h，得到反相破乳剂。
反相破乳剂性能评价：补充性能测试
上述实例合成的反相破乳剂，与水任意比例混合。对某稠油油田采出液(含水70％，含油30％)进行破乳分离，向100ml瓶中准确加入70ml的采出液，并置于90℃的水浴中加热10min；接着分别加入反相破乳剂150ppm；最后，摇晃，观察，读取油水分离现象，所发明的反相破乳剂，处理效果较佳，结果见表1。
表1
Figure BDA0001891297170000061

Claims (2)

1.一种稠油采出液处理用反相破乳剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)前聚体的制备
在带有温度计和搅拌器的密闭反应器中加入脂肪醇和催化剂，抽真空，并开启搅拌，将反应混合物升温到140℃～150℃，然后将环氧丙烷缓慢的加入，3-5h加完毕，再将反应混合物升温到160℃～170℃，接着将环氧乙烷缓慢加入，4-5h加完毕，保温反应3～4h，停止搅拌反应，得到前聚体；
2)中间体的制备
向带有温度计、搅拌器和冷凝管的反应器中依次加入步骤1)制备的前聚体、四氢呋喃和吡啶，在0℃～10℃，开始滴加2-溴代异丁酰溴的四氢呋喃溶液，滴加完毕后升温到30～40℃搅拌2～5h，冷却到20～25℃后搅拌20～24h，将反应混合物转移到分液器中，加入离子水洗去生成的吡啶盐，减压蒸除四氢呋喃溶剂得到中间体；
3)反相破乳剂的制备
向带有温度计和搅拌器的密闭反应器中依次加入步骤2)制备的中间体、有机胺和醇类溶剂，在60～80℃反应8～12h，得到反相破乳剂；
步骤1)中所述脂肪醇为十二烷基醇、十六烷基醇或十八烷基醇，所述催化剂为NaOH或KOH，加量为总质量的0.1％～1.0％；所述环氧丙烷与脂肪醇的摩尔比为190～195:1，所述环氧乙烷的加量为脂肪醇的摩尔比为168～173:1；
步骤2)中所述前聚体：2-溴代异丁酰溴：吡啶的摩尔比为1:1.0:1.0～1:1.2:1.2，溶剂四氢呋喃的质量为前聚体质量的10～15倍；所述的2-溴代异丁酰溴的四氢呋喃溶液中溴异丙酰溴与四氢呋喃质量比为1:10～1:15；
步骤3)中所述步骤2)制备的中间体与有机胺的摩尔比为1:1.0～1:1.2；所述有机胺为三乙胺或有效质量为33％的三甲胺水溶液；所述醇类溶剂为乙醇或异丙醇，其加量为中间体质量的1.0～1.5倍；
所述反相破乳剂为阳离子聚合物，呈棕色粘稠液体，在25℃、转速为100r/min条件下测试旋转粘度为220～300cP。
2.一种根据权利要求1所述的制备方法制备得到的反相破乳剂，其特征在于，所述反相破乳剂为阳离子聚合物，呈棕色粘稠液体，在25℃、转速为100r/min条件下测试旋转粘度为220～300cP。
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