CN112250141A - 一种处理原油采出水的反相破乳剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种处理原油采出水的反相破乳剂及其制备方法，属于废水处理技术领域，其各组分及其质量百分含量如下：聚合高价金属盐4.63～7.25％、非离子聚醚14.63～26.67％、烷基糖苷8.69～10.98％和余量的水。此反相破乳剂由烷基糖苷和非离子聚醚能够生成与乳化剂形成的乳状液类型相反的表面活性剂，使得乳化剂发生相转变，使其失去乳化性能，改善油包水或水包油乳液的界面张力，使污水内的胶体颗粒失去稳定的排斥力及吸引力，最终失去稳定性而形成絮体；而聚合高价金属盐中的高价金属阳离子则可以起到压缩双电层的作用，使油珠接近于中性，油珠稳定性下降形成絮体，共同实现破乳。

Description

一种处理原油采出水的反相破乳剂及其制备方法

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种处理原油采出水的反相破乳剂及其制备方法。

背景技术

为了提高原油产量，通常在采油过程中加入聚合物、表面活性剂和解堵剂等。并且随着油田开采时间的增长，原油采出液中的含水率呈逐年增长态势，需要脱水处理，形成了原油采出水。在脱水处理过程中，为了达到预定的脱水指标，又相应加入了破乳剂、杀菌剂和缓蚀剂等。这就导致了原油采出水中存有大量的化学药剂，而这些化学药剂普遍是稳定的有机高分子物质，使得采出水形成了较稳定的乳状液，增大了含油量，再加上采出水还携带了地下的矿物质和悬浮物，使其成分更加复杂，增大了原油采出水的处理难度。

目前，对原油采出水的处理方式各式各样，处理效果也参差不齐，又加上是对待排放废水的处理，在没有强大经济效益刺激的情况下，原油采出水的处理不受重视，处理效果一直停滞不前。甚至索性直接排放，不仅造成了环境污染，还浪费了部分油液，降低了出油率。

因此，既能降低采出水的处理成本，又能提高处理效果、回收油液的技术研究是改善行业现状的重要途径，也是原油处理企业所期盼的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种处理原油采出水的反相破乳剂及其制备方法，能够小剂量用药的前提下，达到较好的除油效果。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：设计一种处理原油采出水的反相破乳剂，其特征在于：各组分及其质量百分含量如下：

聚合高价金属盐 4.63～7.25％

非离子聚醚 14.63～26.67％

烷基糖苷 8.69～10.98％

余量为水。

进一步的，所述聚合高价金属盐为聚合硫酸铝、聚合硫酸铁、聚合氯化铁和聚合氯化铝中的一种或者任意两种以上的组合。

进一步的，所述非离子聚醚为聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物或/和高级脂肪醇聚氧乙烯醚。

进一步的，各组分及其质量百分含量如下：

聚合高价金属盐 6.5％

非离子聚醚 22.27％

烷基糖苷 9.88％

余量为水。

本发明还提供了一种处理原油采出水的反相破乳剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）制备聚合高价金属盐预聚物：将聚合高价金属盐加入水中稀释，得到质量浓度为11～17％的聚合高价金属盐预聚物；

（2）制备烷基糖苷预聚物：将烷基糖苷加入水中进行稀释，烷基糖苷与水的质量用量比为1:1～2，得到烷基糖苷溶液；搅拌混匀烷基糖苷溶液，然后缓慢升温至30～90℃，保温30～60分钟后，升温至90～95℃，保温1～1.5小时后，然后自行冷却，得到烷基糖苷预聚物；

（3）取料：分别称取步骤（1）中制得的聚合高价金属盐预聚物、步骤（2）中制得的烷基糖苷预聚物、以及非离子聚醚溶液，聚合高价金属盐预聚物、烷基糖苷钠预聚物与非离子聚醚溶液的质量比为1:(0.45～0.6):(0.6～0.8）；

（4）制备反相破乳剂：搅拌步骤（3）的聚合高价金属盐预聚物，加入步骤（3）中烷基糖苷预聚物总质量的45～70％，升温至55～60℃后反应30～60分钟，然后滴加步骤（3）中剩余的烷基糖苷预聚物，最后再加入步骤（3）中的非离子聚醚溶液，经保温后得到反相破乳剂。

进一步的，步骤（3）中聚合高价金属盐预聚物、烷基糖苷预聚物与非离子聚醚溶液的质量比为1:0.52:0.7；

进一步的，步骤（4）中所用非离子聚醚溶液的质量浓度为50%以上。

进一步的，步骤（4）中烷基糖苷预聚物的滴加时间为15～30分钟，滴加完毕后继续保温20～60分钟；非离子聚醚溶液的加入时间为10～20分钟，加完毕后保温20～40分钟。

进一步的，步骤（1）中所用的聚合高价金属盐为聚合硫酸铝、聚合硫酸铁、聚合氯化铁和聚合氯化铝中的一种或者任意两种以上的组合。

进一步的，所述非离子聚醚为聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物或/和高级脂肪醇聚氧乙烯醚。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、由于烷基糖苷和非离子聚醚能够生成与乳化剂形成的乳状液类型相反的表面活性剂，使得乳化剂发生相转变，使其失去乳化性能，改善油包水或水包油乳液的界面张力，使污水内的胶体颗粒失去稳定的排斥力及吸引力，最终失去稳定性而形成絮体；而聚合高价金属盐中的高价金属阳离子则可以起到压缩双电层的作用，使油珠接近于中性，油珠稳定性下降形成絮体，共同实现破乳。

2、小的絮体化学桥联形成抗剪强度更大的絮凝体，增大对油珠、悬浮杂质的粘附接触面，起到过滤的作用，从而大大提高了采出液的净化效果。

3、在每升采出液中加入20mg本发明的反相破乳剂情况下，处理后水相状态不低于Ⅱ级，完全达到排放标准。由于减少了反相破乳剂的用量，相应地降低了污水的处理成本。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

实施例一

经由以下步骤制得反相破乳剂：

（1）将聚合硫酸铝加入到7倍质量份的水中进行稀释，得到质量浓度约为12.50％的聚合硫酸铝预聚物；

（2）将烷基糖苷加入水中进行稀释，烷基糖苷与水的质量用量比为1:1，得到烷基糖苷溶液；搅拌混匀烷基糖苷溶液，然后缓慢升温至30℃，保温60分钟后，升温至90℃，保温1.5小时后，然后自行冷却，得到烷基糖苷预聚物；

（3）分别称取步骤（1）中制得的聚合硫酸铝预聚物、步骤（2）中制得的烷基糖苷预聚物、以及质量浓度为50%的聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物溶液，聚合硫酸铝预聚物、烷基糖苷预聚物与聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物溶液的质量比为1: 0.45: 0.6；

（4）搅拌步骤（3）的聚合硫酸铝预聚物，加入步骤（3）中烷基糖苷预聚物总质量的45％，升温至55℃后反应60分钟，然后滴加步骤（3）中剩余的烷基糖苷预聚物，滴加时间为15分钟，滴加完毕后继续保温60分钟；最后再加入步骤（3）中的聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物溶液，聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物溶液的加入时间为10分钟，加完毕后保温40分钟，得到反相破乳剂。制得的反相破乳剂中聚合硫酸铝的质量百分含量为6.10%，烷基糖苷的质量百分含量为10.98%，聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物的质量百分含量为14.63%，余量为水。

实施例二

经由以下步骤制得反相破乳剂：

（1）将聚合氯化铝加入到6倍质量份的水中进行稀释，得到质量浓度约为14.29％的聚合氯化铝预聚物；

（2）将烷基糖苷加入水中进行稀释，烷基糖苷与水的质量用量比为1:1.3，得到烷基糖苷溶液；搅拌混匀烷基糖苷溶液，然后缓慢升温至50℃，保温50分钟后，升温至94℃，保温1.1小时后，然后自行冷却，得到烷基糖苷预聚物；

（3）分别称取步骤（1）中制得的聚合氯化铝预聚物、步骤（2）中制得的烷基糖苷预聚物、以及质量浓度为70%的高级脂肪醇聚氧乙烯醚溶液，聚合氯化铝预聚物、烷基糖苷预聚物与高级脂肪醇聚氧乙烯醚溶液质量比为1:0.5:0.7；

（4）搅拌步骤（3）的聚合氯化铝预聚物，加入步骤（3）中烷基糖苷预聚物总质量的50％，升温至56℃后反应50分钟，然后滴加步骤（3）中剩余的烷基糖苷预聚物，滴加时间为20分钟，滴加完毕后继续保温35分钟；最后再加入步骤（3）中的高级脂肪醇聚氧乙烯醚溶液，高级脂肪醇聚氧乙烯醚溶液的加入时间为15分钟，加完毕后保温35分钟，得到反相破乳剂。制得的反相破乳剂中聚合氯化铝的质量百分含量为6.50%，烷基糖苷的质量百分含量为9.88%，高级脂肪醇聚氧乙烯醚的质量百分含量为22.27%，余量为水。

实施例三

经由以下步骤制得反相破乳剂：

（1）将聚合硫酸铁加入到8倍质量份的水中进行稀释，得到质量浓度约为11.11％的聚合硫酸铁预聚物；

（2）将烷基糖苷加入水中进行稀释，烷基糖苷与水的质量用量比为1:1.8，得到烷基糖苷溶液；搅拌混匀烷基糖苷溶液，然后缓慢升温至70℃，保温40分钟后，升温至92℃，保温1.4小时后，然后自行冷却，得到烷基糖苷预聚物；

（3）分别称取步骤（1）中制得的聚合硫酸铁预聚物、步骤（2）中制得的烷基糖苷预聚物、以及质量浓度为80%的高级脂肪醇聚氧乙烯醚溶液，聚合硫酸铁预聚物、烷基糖苷预聚物与高级脂肪醇聚氧乙烯醚溶液质量比为1:0.6:0.8；

（4）搅拌步骤（3）的聚合硫酸铁预聚物，加入步骤（3）中烷基糖苷预聚物总质量的60％，升温至58℃后反应40分钟，然后滴加步骤（3）中剩余的烷基糖苷预聚物，滴加时间为25分钟，滴加完毕后继续保温25分钟；最后再加入步骤（3）中的高级脂肪醇聚氧乙烯醚溶液，高级脂肪醇聚氧乙烯醚溶液的加入时间为15分钟，加完毕后保温30分钟，得到反相破乳剂。制得的反相破乳剂中聚合硫酸铁的质量百分含量为4.63%，烷基糖苷的质量百分含量为8.93%，高级脂肪醇聚氧乙烯醚的质量百分含量为26.67%，余量为水。

实施例四

经由以下步骤制得反相破乳剂：

（1）将聚合氯化铁加入到5倍质量份的水中进行稀释，得到质量浓度约为16.67％的聚合氯化铁预聚物；

步骤（2）中，将烷基糖苷加入水中进行稀释，烷基糖苷与水的质量用量比为1:2，得到烷基糖苷溶液；搅拌混匀烷基糖苷溶液，然后缓慢升温至90℃，保温30分钟后，升温至95℃，保温1小时后，然后自行冷却，得到烷基糖苷预聚物；

步骤（3）中，分别称取步骤（1）中制得的聚合氯化铁预聚物、步骤（2）中制得的烷基糖苷预聚物、以及质量浓度为80%的聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物溶液，聚合氯化铁预聚物、烷基糖苷预聚物与聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物溶液质量比为1:0.6:0.7；

步骤（4）中搅拌步骤（3）的聚合氯化铁预聚物，加入步骤（3）中烷基糖苷预聚物总质量的70％，升温至60℃后反应30分钟，然后滴加步骤（3）中剩余的烷基糖苷预聚物，滴加时间为30分钟，滴加完毕后继续保温20分钟；最后再加入步骤（3）中的聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物溶液，聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物溶液的加入时间为20分钟，加完毕后保温20分钟，得到反相破乳剂。制得的反相破乳剂中聚合氯化铁的质量百分含量为7.25%，烷基糖苷的质量百分含量为8.69%，聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物的质量百分含量为24.35%，余量为水。

制得的上述反相破乳剂能够生成与乳化剂形成的乳状液类型相反的表面活性剂，使得乳化剂发生相转变，使其失去乳化性能，有效地改善油包水或水包油乳液的界面张力，使污水内的胶体颗粒失去稳定的排斥力及吸引力而形成絮体，还与憎水的乳化剂作用生成络合物；其中的高价金属阳离子，可以起到压缩双电层的作用，使油珠接近于中性，降低其稳定性，从而引起絮凝破乳。

该反相破乳剂能水解生成带正电荷的胶体，与带负电荷的油滴相吸附，通过吸附桥接成抗剪强度更大的絮凝体，不仅增大了吸附油珠及其它悬浮物杂质的接触面，有利于絮凝体对油珠的粘附作用；还有增多了碰撞乳状液界面膜的机会，使其吸附在界面膜上或者排替部分表面活性物质，从而击破界面膜，使其稳定性大大降低，发生絮凝、聚结而破乳。

利用本发明对各种不同程度的原油采出水进行了处理检测，其结果如下：

对于含油≥1000mg/L的采出水，除油率均大于90%，处理后水相状态不低于Ⅱ级；对于500mg/L≤污水含油≤1000mg/L的采出水，除油率均在75%以上，处理后水相状态不低于Ⅱ级；对于含油≤500mg/L的采出水，除油率均在55%以上，处理后水相状态不低于Ⅰ级。上述各种不同程度的原油采出水经处理后的相对脱水率均达到99%以上。水相状态级别说明：Ⅰ级表述水清并且界面清晰；Ⅱ级表示水较清或浅黄但界面清楚；Ⅲ级表示水黄并且界面有颗粒感。

上述检测方法与设备完全按照中华人民共和国石油天然气行业标准《碎屑岩油藏注水水质指标及分析方法》SY/T5329-2012，故对其不再赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种处理原油采出水的反相破乳剂，其特征在于：各组分及其质量百分含量如下：

聚合高价金属盐 4.63～7.25％

非离子聚醚 14.63～26.67％

烷基糖苷 8.69～10.98％

余量为水。

2.按照权利要求1所述的处理原油采出水的反相破乳剂，其特征在于：所述聚合高价金属盐为聚合硫酸铝、聚合硫酸铁、聚合氯化铁和聚合氯化铝中的一种或者任意两种以上的组合。

3.按照权利要求1所述的处理原油采出水的反相破乳剂，其特征在于：所述非离子聚醚为聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物或/和高级脂肪醇聚氧乙烯醚。

4.按照权利要求1至3任一所述的处理原油采出水的反相破乳剂，其特征在于：各组分及其质量百分含量如下：

聚合高价金属盐 6.5％

非离子聚醚 22.27％

烷基糖苷 9.88％

余量为水。

5.一种处理原油采出水的反相破乳剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）制备聚合高价金属盐预聚物：将聚合高价金属盐加入水中稀释，得到质量浓度为11～17％的聚合高价金属盐预聚物；

（2）制备烷基糖苷预聚物：将烷基糖苷加入水中进行稀释，烷基糖苷与水的质量用量比为1:1～2，得到烷基糖苷溶液；搅拌混匀烷基糖苷溶液，然后缓慢升温至30～90℃，保温30～60分钟后，升温至90～95℃，保温1～1.5小时后，然后自行冷却，得到烷基糖苷预聚物；

（3）取料：分别称取步骤（1）中制得的聚合高价金属盐预聚物、步骤（2）中制得的烷基糖苷预聚物、以及非离子聚醚溶液，聚合高价金属盐预聚物、烷基糖苷预聚物与非离子聚醚溶液的质量比为1:(0.45～0.6):(0.6～0.8）；

（4）制备反相破乳剂：搅拌步骤（3）的聚合高价金属盐预聚物，加入步骤（3）中烷基糖苷预聚物总质量的45～70％，升温至55～60℃后反应30～60分钟，然后滴加步骤（3）中剩余的烷基糖苷预聚物，最后再加入步骤（3）中的非离子聚醚溶液，经保温后得到反相破乳剂。

6.按照权利要求5所述的处理原油采出水的反相破乳剂的制备方法，其特征在于：步骤（3）中聚合高价金属盐预聚物、烷基糖苷预聚物与非离子聚醚溶液的质量比1:0.52:0.7。

7.按照权利要求5所述的处理原油采出水的反相破乳剂的制备方法，其特征在于：步骤（4）中所用非离子聚醚溶液的质量浓度为50%以上。

8.按照权利要求5所述的处理原油采出水的反相破乳剂的制备方法，其特征在于：步骤（4）中烷基糖苷预聚物的滴加时间为15～30分钟，滴加完毕后继续保温20～60分钟；非离子聚醚溶液的加入时间为10～20分钟，加完毕后保温20～40分钟。

9.按照权利要求5至8任一所述的处理原油采出水的反相破乳剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所用的聚合高价金属盐为聚合硫酸铝、聚合硫酸铁、聚合氯化铁和聚合氯化铝中的一种或者任意两种以上的组合。

10.按照权利要求5至8任一所述的处理原油采出水的反相破乳剂的制备方法，其特征在于：所述非离子聚醚为聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物或/和高级脂肪醇聚氧乙烯醚。