CN110923003B - 一种用于蜡含量不低于20％的高含蜡原油破乳剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提出了一种用于蜡含量不低于20％的高含蜡原油破乳剂的制备方法，包括利用线性酚醛缩聚物作为起始剂，在甲醇钾做催化剂的条件下，起始剂与环氧乙烷和环氧丙烷的混合物进行无规共聚反应得到原油破乳剂的步骤。本申请中利用起始剂与环氧乙烷、环氧丙烷进行无规共聚反应得到的原油破乳剂与原油中蜡的结构相似，利用相似相容原理，使得本申请中的原油破乳剂更有助于高凝、高含蜡原油的破乳脱水。
Description
技术领域
本申请涉及石油化工技术领域，具体涉及一种用于蜡含量不低于20％的高含蜡原油破乳剂的制备方法。
背景技术
从油井采出的原油含有水，水中溶有盐和其他杂质，原油含水会加大输送管线及设备的负荷，对管线和设备也会引起腐蚀和结垢，更严重的是会造成催化剂中毒。因此在原油发送前必须进行原油脱水，进入输油管线的原油含水量一般限制在1％以下，我国规定净化原油含水在0.5％以下。因原油中含有蜡、胶质、沥青质等天然表面活性物质，它们吸附在油水界面上，形成具有一定强度的界面膜，所以原油和水是以乳状液形式存在的。原油脱水方法很多，以化学脱水法和电场脱水法为主，化学脱水法就是加入破乳剂使油水分离，破乳剂的破乳机理是破乳剂在油水界面发生了顶替作用，即将天然成膜物质如沥青质和胶质等顶替出来，并组建新的混合界面膜，它的膜强度较小，从而导致了乳化液稳定性的降低并最终导致乳化液的破乳。
原油破乳的关键是改变油水界面的性质，界面张力越低，破乳剂在界面上的吸附能力越强，破乳剂顶替原来界面上的天然乳化剂胶质、沥青质的能力越强，越有利于原油乳状液的破乳；而由破乳剂与原油形成的界面膜强度越低则原油乳状液越不稳定，越容易破乳。
CN106336892A一种原油破乳剂及其制备方法。该原油破乳剂包括重量比为100：(15～30)：(2～5)：(30～50)的高分子树脂、双环氧化物、磺酸和溶剂油，其中，所述高分子树脂由烷基酚醛树脂与环氧乙烷和环氧丙烷聚合而成。
目前，国内外使用最多的破乳剂仍然是不同的环氧乙烷、环氧丙烷嵌段共聚物。它们是由含有活泼氢的引发剂(如丙二醇、丙三醇、多乙烯多胺、酚醛树脂等)，在催化剂的作用下，与环氧乙烷、环氧丙烷反应制得的嵌段聚醚。但是利用该常规制备方法得到的原油破乳剂适用于多蜡原油，对蜡含量高于20％以上的高含蜡原油脱水效果差。
发明内容
为了解决上述问题，本申请提出了一种用于蜡含量不低于20％的高含蜡原油破乳剂的制备方法，包括利用线性酚醛缩聚物作为起始剂，在甲醇钾做催化剂的条件下，起始剂与环氧乙烷和环氧丙烷的混合物进行无规共聚反应得到原油破乳剂的步骤。
本申请中利用起始剂与环氧乙烷、环氧丙烷进行无规共聚反应得到的原油破乳剂与原油中蜡的结构相似，利用相似相容原理，使得本申请中的原油破乳剂更有助于高凝、高含蜡原油的破乳脱水。
优选地，所述线性酚醛缩聚物的密度为1.2-1.4g/cm3。
优选地，所述起始剂与环氧乙烷和环氧丙烷的混合物的质量比为100:(30～60)，所述环氧乙烷和环氧丙烷的混合物中，环氧乙烷和环氧丙烷的质量比为1:(4～6)。
优选地，按重量百分数计，所述甲醇钾催化剂的加入量为起始剂的0.5～1.5％。
优选地，所述线性酚醛缩聚物由如下方法制得：在酸催化剂和有机溶剂存在的条件下，以壬基酚和甲醛作为反应原料进行酚醛缩聚反应制得。
优选地，所述壬基酚与甲醛的反应摩尔比为(1.5～2.5):1。
本申请利用过量的壬基酚与甲醛，在酸催化剂的条件下进行缩聚反应得到的线性酚醛缩聚物更利于与环氧乙烷、环氧丙烷进行无规共聚反应。
优选地，所述酸催化剂为磺酸，按重量百分数计，所述磺酸的加入量为壬基酚的0.5～2.5％。
优选地，所述有机溶剂为1500#溶剂油，所述壬基酚与有机溶剂的质量比为(1～2):1。本申请得到的原油破乳剂在50℃时产品粘度＜50mPa·s，可减压蒸馏出1500#溶剂油，使产品既可油溶也可水溶，可满足溶解条件下的适用性。
优选地，所述甲醛选用浓度为37～50％的甲醛溶液或多聚甲醛。
优选地，所述起始剂制备过程中的反应条件包括，用酸催化剂将反应溶液pH调节至2～3，升温至70-90℃进行反应并回流1-2h得到线性酚醛缩聚物，所述升温速率为3-7℃/min。
优选地，原油破乳剂制备过程中的反应条件包括，将混合均匀的环氧乙烷和环氧丙烷加入反应釜中，抽真空并用氮气置换2～4次，启动搅拌并升温至90～100℃，启动真空泵抽真空，当温度继续升至120℃时停止真空，再将线性酚醛缩聚物和催化剂投入反应釜中，反应温度为130～140℃，反应0.5～0.8h，反应时控制反应压力不大于0.4Mpa。
本申请还公开了利用上述任一制备方法制备得到的原油破乳剂在处理高含蜡原油中的应用；优选的，所述高含蜡原油中的蜡含量不低于20％。
本申请能够带来如下有益效果：
1.本申请中利用起始剂与环氧乙烷、环氧丙烷进行无规共聚反应得到的原油破乳剂与原油中蜡的结构相似，利用相似相容原理，使得本申请中的原油破乳剂更有助于高凝、高含蜡原油的破乳脱水；
2.本申请利用过量的壬基酚与甲醛，在酸催化剂的条件下进行缩聚反应得到的线性酚醛缩聚物更利于与环氧乙烷、环氧丙烷进行无规共聚反应；
3.本申请得到的原油破乳剂在50℃时产品粘度＜50mPa·s，可减压蒸馏出1500#溶剂油，使产品既可油溶也可水溶，可满足溶解条件下的适用性；
4.利用本申请中的制备方法制得的原油破乳剂更适用于高含蜡原油的脱水，尤其是对含蜡量高于20％的原油产生更有优势的作用；
5.本申请制备方法操作简单、安全性强、实用性强、适合推广使用的特点。
具体实施方式
实施例1：原油破乳剂的制备工艺：
(1)起始剂的制备
在装有搅拌装置、电加热温控装置以及回流冷凝管的四口烧瓶中，加入1500#溶剂油，然后加入壬基酚，以及含量为37～50％的甲醛，升温至90-110℃，并且加入磺酸，回流反应1～3h，将多余的水分以及溶剂进行除去得到线性酚醛缩聚物；
(2)原油破乳剂的制备
将混合均匀的环氧乙烷和的环氧丙烷加入反应釜中，抽真空并用氮气置换2～4次，启动搅拌并升温至90～100℃，启动真空泵抽真空，当温度继续升至120℃时停止真空，再将线性酚醛缩聚物和催化剂甲醇钾投入反应釜中，反应温度为130～140℃，反应0.5～0.8h，反应时控制反应压力不大于0.4Mpa。
具体的实施条件如下：
表1实施例及对比例的实施条件
实施例2：表征
本实施例中采用的高含蜡原油作为实验用油，含蜡量为23％，胶质沥青质含量为10-15％，该原油含水(V/V)为50％，即80ml乳化原油中含水40ml，脱水温度为75℃；该原油脱水时加药浓度为100ppm。
绝对脱水率的测定参照Q/B HG 074-2006中的测试方法进行测试。
表2原油破乳剂性能测试结果
注：水色由差变好的顺序：棕、黄、清、白。
从上表2中的实验结果可知：本申请中得到的原油破乳剂处理高含蜡原油时，脱水效果好，绝对脱水率不低于90％，甚至可以达到100％。从对比例1-2的实验结果可知，起始剂的合成过程对于原油破乳剂的脱水效率有很大影响，具体影响较大的因素为合成原料的配比；从对比例3-4的实验结果可知，原油破乳剂的合成过程对于产品性能有很大影响，具体影响较大的是反应物的配比，以及合成过程，从对比例4可知，若按照常规的制备方法，先利用起始剂依次与环氧丙烷、环氧乙烷进行嵌段共聚反应得到的原油破乳剂，对于含蜡量较高的原油，脱水效率太低了，甚至是无效。而利用本申请中各原料进行无规共聚反应得到的原油破乳剂针对高含蜡量的原油脱水效果更佳。
综上所述，利用本发明中的制备方法，即利用起始剂与环氧乙烷、环氧丙烷进行无规共聚反应得到的原油破乳剂与原油中蜡的结构相似，使得本申请中的原油破乳剂更有助于高凝、高含蜡原油的破乳脱水。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (7)
1.一种用于蜡含量不低于20%的高含蜡原油破乳剂的制备方法，其特征在于，包括利用线性酚醛缩聚物作为起始剂，在甲醇钾做催化剂的条件下，起始剂与环氧乙烷和环氧丙烷的混合物进行无规共聚反应得到原油破乳剂的步骤；
所述线性酚醛缩聚物由如下方法制得：在酸催化剂和有机溶剂存在的条件下，以壬基酚和甲醛作为反应原料进行酚醛缩聚反应制得；所述壬基酚与甲醛的反应摩尔比为(1.5~2.5):1；
所述起始剂与环氧乙烷和环氧丙烷的混合物的质量比为100:(30~60)，所述环氧乙烷和环氧丙烷的混合物中，环氧乙烷和环氧丙烷的质量比为1:(4~6)。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述酸催化剂为磺酸，按重量百分数计，所述磺酸的加入量为壬基酚的0.5~2.5%。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂为1500#溶剂油，所述壬基酚与所述有机溶剂的质量比为(1~2):1。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述甲醛选用浓度为37~50%的甲醛溶液或多聚甲醛。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述起始剂制备过程中的反应条件包括，用酸催化剂将反应溶液pH调节至2~3，升温至90-110℃进行反应并回流1~3h得到线性酚醛缩聚物，所述升温速率为3-7℃/min。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述原油破乳剂制备过程中的反应条件包括，将混合均匀的环氧乙烷和环氧丙烷加入反应釜中，抽真空并用氮气置换2~4次，启动搅拌并升温至90~100℃，启动真空泵抽真空，当温度继续升至120℃时停止真空，再将线性酚醛缩聚物和催化剂投入反应釜中进行反应，反应温度为130~140℃，反应0.5~0.8h，反应时控制反应压力不大于0.4Mpa。
7.权利要求1-6任一所述制备方法制备得到的原油破乳剂在处理高含蜡原油中的应用，所述高含蜡原油中的蜡含量不低于20%。
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