CN109628140B - 稠油含油污水处理用反相破乳净水剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种稠油含油污水处理用反相破乳净水剂的制备方法,该制备方法首先以N,N二甲基乙醇胺为起始剂与环氧丙烷、环氧乙烷反应制备前聚体,再与卤代烃反应制备棕色粘稠液体反相破乳清水剂。本制备方法得到的反相破乳净水剂为阳离子聚合物,呈棕色粘稠液体,在25℃、转速为100r/min条件下测试旋转粘度200~280CP,用于稠油污水处理时能在高温(70℃~90℃)提升乳化油滴破乳、聚并的速度,处理后的污油不粘壁,提升斜板除油器分离效果,减少清罐清污作业频率。
Description
技术领域
本发明涉及稠油污水处理药剂,尤其涉及一种用于处理稠油污水的反相破乳净水剂的制备方法及由该方法得到的反相破乳净水剂。
背景技术
目前,主要用于处理稠油含油污水的净水剂主要有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,经一级分离器分离后的稠油含油污水较难处理。首先,温度高(70℃~90℃),乳化严重,含油污水多为水包油型乳状液;其次,稠油的颗粒长期悬浮于水中,不易分离。因此,对反相破乳净水剂性能要求更高。现有稠油含油污水处理所用的净水剂因其自身耐高温性差,净水性能下降,加药量大。此外,现有药剂处理后的污油容易粘结成团,粘附在斜板分离器的管壁及管道,影响设备的分离效率,增加了清罐清污作业频率。所以稠油污水处理工艺适用的一类反相破乳净水剂的开发,应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稠油污水处理用反相破乳净水剂的制备方法,通过该方法制备得到的反相破乳净水剂是一种阳离子型反相破乳净水剂,可以在高温下(70℃~90℃)快速的提高稠油污水乳化油滴破乳、聚并的速度,处理后的污油松散,不粘壁,提升斜板除油器分离效果,减少清罐清污作业频率。
为解决本发明上的技术问题,本发明提供了一种稠油污水处理用反相破乳净水剂的制备方法,该方法包括以下步骤:
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N,N二甲基乙醇胺和催化剂,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)反相破乳净水剂的制备
向带有温度计、搅拌器和密闭反应器中依次加入步骤1)制备的前聚体、醇类溶剂和卤代有机物,在60~80℃反应3~36h,得到反相破乳净水剂;其中前聚体与卤代有机物的摩尔比为n:1,n为卤代有机物的卤素取代个数;
其中步骤1)中所述催化剂为NaOH和KOH,加量为总质量的0.1%~1.0%;所述环氧丙烷的第一次加入量与N,N二甲基乙醇胺的摩尔比为50~55:1,所述环氧乙烷的第二次加入量为N,N二甲基乙醇胺的摩尔比为65~73:1;
所述醇类溶剂为乙醇、异丙醇和乙二醇,其加量为聚合物中间体质量的1.0~1.5倍;
所述反相破乳净水剂为阳离子聚合物,呈棕色粘稠液体,在25℃转速为100r/min条件下测试旋转粘度为200~280CP。
在上述技术方案中,步骤2)所述卤代有机物为氯甲烷、碘甲烷、溴代十二烷、二氯丙醇、二氯乙醚或1,2二溴乙烷。
本发明还提供了上述制备方法制备得到的反相破乳净水剂,其中所述反相破乳净水剂为阳离子聚合物,呈棕色粘稠液体,在25℃、转速为100r/min条件下测试旋转粘度为200~280CP。
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,通过第一步制备端叔胺-聚氧丙烯-聚氧乙烯醚前聚体,再用卤代有机物进行季铵化反应,制备了阳离子反相破乳净水剂,在高温(70℃~90℃)提升乳化油滴破乳、聚并的速度,处理后的污油不粘壁,除油率高达99%。
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N,N二甲基乙醇胺(4.60g,0.05168mol)和0.302g催化剂KOH,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(147.86g,3.360mol)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)反相破乳净水剂的制备
向带有温度计、搅拌器和密闭反应器加入步骤1)制备的前聚体(200.00g,0.03419mol)和乙醇200.00g并开启搅拌,将反应混合物升温到60℃,然后将氯甲烷(1.71g,0.03419mol)缓慢的加入,1h加毕,保温反应3h,得到反相破乳净水剂。
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N,N二甲基乙醇胺(4.60g,0.05168mol)和0.302g催化剂KOH,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(155.90g,2.688mol)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(154.70g,3.516mol)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)反相破乳净水剂的制备
向带有温度计、搅拌器和密闭反应器加入步骤1)制备的前聚体(200.00g,0.03329mol)和乙醇200.00g并开启搅拌,将反应混合物升温到60℃,然后将氯甲烷(1.66g,0.03329mol)缓慢的加入,1h加毕,保温反应3h,得到反相破乳净水剂。
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N,N二甲基乙醇胺(4.60g,0.05168mol)和0.302g催化剂KOH,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(164.84g,2.842mol)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(166.01g,3.773mol)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)反相破乳净水剂的制备
向带有温度计、搅拌器和密闭反应器加入步骤1)制备的前聚体(200.00g,0.03081mol)和乙醇200.00g并开启搅拌,将反应混合物升温到60℃,然后将氯甲烷(1.54g,0.03081mol)缓慢的加入,1h加毕,保温反应3h,得到反相破乳净水剂。
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N,N二甲基乙醇胺(4.60g,0.05168mol)和3.35g催化剂KOH,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(164.84g,2.842mol)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(166.01g,3.773mol)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)反相破乳净水剂的制备
向带有温度计、搅拌器和密闭反应器加入步骤1)制备的前聚体(200.00g,0.03081mol)和乙醇200.00g并开启搅拌,将反应混合物升温到60℃,然后将氯甲烷(1.54g,0.03081mol)缓慢的加入,1h加毕,保温反应3h,得到反相破乳净水剂。
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N,N二甲基乙醇胺(4.60g,0.05168mol)和0.302g催化剂KOH,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(147.86g,3.360mol)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)反相破乳净水剂的制备
向带有温度计、搅拌器和密闭反应器加入步骤1)制备的前聚体(200.00g,0.03419mol)和乙醇200.00g并开启搅拌,将反应混合物升温到60℃,然后将碘甲烷(4.85g,0.03419mol)缓慢的加入,1h加毕,保温反应3h,得到反相破乳净水剂。
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N,N二甲基乙醇胺(4.60g,0.05168mol)和0.302g催化剂KOH,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(147.86g,3.360mol)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)反相破乳净水剂的制备
向带有温度计、搅拌器和密闭反应器加入步骤1)制备的前聚体(200.00g,0.03419mol)和异丙醇200.00g并开启搅拌,将反应混合物升温到80℃,然后将溴代十二烷(8.51g,0.03419mol)缓慢的加入,1h加毕,保温反应3h,得到反相破乳净水剂。
实施例7
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N,N二甲基乙醇胺(4.60g,0.05168mol)和0.302g催化剂KOH,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(147.86g,3.360mol)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)反相破乳净水剂的制备
向带有温度计、搅拌器和密闭反应器加入步骤1)制备的前聚体(200.00g,0.03419mol)和乙醇200.00g并开启搅拌,将反应混合物升温到60℃,然后将二氯丙醇(2.20g,0.01710mol)缓慢的加入,1h加毕,保温反应3h,得到反相破乳净水剂。
实施例8
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N,N二甲基乙醇胺(4.60g,0.05168mol)和0.302g催化剂KOH,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(147.86g,3.360mol)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)反相破乳净水剂的制备
向带有温度计、搅拌器和密闭反应器加入步骤1)制备的前聚体(200.00g,0.03419mol)和乙二醇200.00g并开启搅拌,将反应混合物升温到60℃,然后将二氯乙醚(2.44g,0.01710mol)缓慢的加入,1h加毕,保温反应3h,得到反相破乳净水剂。
实施例9
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N,N二甲基乙醇胺(4.60g,0.05168mol)和0.302g催化剂KOH,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(147.86g,3.360mol)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)反相破乳净水剂的制备
向带有温度计、搅拌器和密闭反应器加入步骤1)制备的前聚体(200.00g,0.03419mol)和乙醇200.00g并开启搅拌,将反应混合物升温到60℃,然后将1,2-二溴乙烷(3.21g,0.01710mol)缓慢的加入,1h加毕,保温反应3h,得到反相破乳净水剂。
反相破乳净水剂性能评价
上述实例合成的反相破乳净水剂,与水任意比例混合。对某稠油油田一级分离器分离出口的含油污水(水中含油15000mg/L)进行除油净水实验,向100ml瓶中准确加入70ml的含油污水,并置于90℃的水浴中加热10min;接着分别加入反相破乳净水剂200ppm;最后,摇晃,观察,所发明的反相破乳净水剂,处理效果较佳,结果见表1。
表1
从上表看出,在90℃条件下,本发明方法制得的反相破乳净水剂可以快速的提高稠油污水乳化油滴破乳、聚并的速度,上浮污油不粘壁,除油率高达99%以上,油水分离效果显著。
Claims (3)
1.一种稠油含油污水处理用反相破乳净水剂的制备方法,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N,N二甲基乙醇胺和催化剂,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3~4 h,停止搅拌反应,得到前聚体;
2)反相破乳净水剂的制备
向带有温度计、搅拌器和密闭反应器中依次加入步骤1)制备的前聚体、醇类溶剂和卤代有机物,在60~80℃反应3~36h,得到反相破乳净水剂,其中前聚体与卤代有机物的摩尔比为n:1,n为卤代有机物的卤素取代个数;
步骤1)中所述催化剂为NaOH和KOH,加量为反应体系总质量的0.1%~1.0%;所述环氧丙烷第一次加入量与N,N二甲基乙醇胺的摩尔比为50~55:1,所述环氧乙烷的第二次加入量与N,N二甲基乙醇胺的摩尔比为65~73:1;
所述醇类溶剂为乙醇、异丙醇和乙二醇,所述的醇类溶剂是前聚体质量的1.0~1.5倍。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤2)中所述的卤代有机物为氯甲烷、碘甲烷、溴代十二烷、二氯丙醇、二氯乙醚或1,2二溴乙烷。
3.一种根据权利要求1所述的制备方法制备得到的反相破乳净水剂,其特征在于,所述反相破乳净水剂为阳离子聚合物,呈棕色粘稠液体,在25℃、转速为100r/min条件下测试旋转粘度为200~280CP。
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Legal Events
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---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |