CN112300340B - 一种含聚醚支链的非离子-阳离子共聚物及其制备方法 - Google Patents

一种含聚醚支链的非离子-阳离子共聚物及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种含聚醚支链的非离子‑阳离子共聚物及其制备方法，在容器中按一定顺序加入马来酸酐、聚醚多元醇，在一定温度下进行反应，之后按比例加入水溶性阳离子单体、水和引发剂，在一定条件下进行聚合反应，即得到含聚醚支链的非离子‑阳离子共聚物；本发明的非离子‑阳离子两性共聚物可用作油田产液油水分离用的反相破乳剂，兼有破乳和絮凝的功能，这种共聚物对于高含水或超高含水原油乳液的具有分离速率快、脱出水质好的优点。

Description

一种含聚醚支链的非离子-阳离子共聚物及其制备方法
技术领域
本发明属于石油加工技术领域，涉及一种高含水原油产液油水分离用反相破乳剂及其制备方法，特别涉及一种含聚醚支链的非离子-阳离子共聚物型高含水原油产液用反相破乳剂及制备方法。
背景技术
目前，我国大部分油田已经进入开发生产的中后期，原油重质化趋势凸显，采出液含水率剧增，且其中水包油(O/W)乳状液所占比重越来越大，O/W乳状液乳化程度更加严重，油水界面中物质组成更加复杂，油水分离难度进一步增加，传统的破乳剂+清水剂的处理策略已很难满足油田特别是海上油田的生产需求，因此，常需要配合使用反相破乳剂来降低油水分离器特别是一级分离器出口水中含油，从而达到理想的油水分离效果。
常用的O/W型乳状液破乳的反相破乳剂包括主要阳离子聚合物、非离子聚醚等，这些常规反相破乳剂在油水分离方面起到了相当大的作用，有效缓解了部分油田的原油脱出污水含油高的问题，如专利CN101357992A先以仲胺、叔胺等有机胺与环氧氯丙烷开环聚合制得线形聚季铵盐，再以树枝状聚酰胺－胺为交联剂，制得了一种星状聚季铵盐阳离子型有机高分子反相破乳剂，兼具电性中和、顶替、吸附、架桥性能，可有效降低处理污水中的油含量、色度、COD等指标；专利ZL201310711520.9公开了一种可用于聚驱采出液处理的聚醚反相破乳剂及其制备方法，该聚醚反相破乳剂与常规破乳剂复配后，可有效降低含聚采出液破乳时脱出水水质。但是对于采出液含水率高、停留时间短、油水密度差小的油田，在采出液处理方面依然存在很大困难：常规反相破乳剂或是分散速率慢导致作用不明显，或是容易产生油泥堵塞下游的水处理设施(如水力旋流器)。
因此，研究一类使用量少、脱水速率快、脱出水质好的高含水原油产液用反相破乳剂对于部分油田的生产具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种具有使用量少、脱水速率快、脱出水质好的含聚醚支链的非离子-阳离子共聚物型原油产液用反相破乳剂及其制备方法。
本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现。
一种含聚醚支链的非离子-阳离子共聚物及其制备方法，按照下述步骤进行：在容器中依次加入马来酸酐、聚醚多元醇，在90℃±5℃下反应1—5h后，再加入水溶性阳离子单体水溶液、去离子水和引发剂，控制温度在80℃～85℃之间，继续反应1—5h，即得到含聚醚支链的非离子-阳离子共聚物；马来酸酐：聚醚多元醇：水溶性阳离子单体(以纯品计)：去离子水：引发剂的质量比为(5～15)：100：(5～15)：(300～400)：(0.015～0.9)。
其中，聚醚多元醇为醇类化合物或有机胺类化合物中的一种与环氧丙烷和/或环氧乙烷经加聚反应而得的聚合物，如业内常见物质AE121、SP169。
其中，引发剂为过硫酸钠、过硫酸钾或过硫酸铵。
其中，水溶性阳离子单体为二烯丙基二甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵或甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵。
其中，马来酸酐：聚醚多元醇：水溶性阳离子单体(以纯品计)：去离子水：引发剂的质量比为(8～12)：100：(5～10)：(340～380)：(0.1～0.5)。
上述方法制备的一种含聚醚支链的非离子-阳离子共聚物。
与现有技术相比，本发明首先将聚醚大分子单体化，然后再与水溶性阳离子单体的水溶液进行共聚反应，得到分子中同时含有非离子功能段和阳离子功能段的非离子-阳离子共聚物，该类共聚物作为原油产液用反相破乳剂使用时，具有使用量少、脱水速率快、脱出水质好的优点。
附图说明
图1是本发明实施例6中表1中对应序号1—7的水质测试目视观察照片(加药混合2min)，图中自左到右依次为1—7号试验瓶。
图2是本发明实施例6中表2中对应序号1—4的水质测试目视观察照片(加药混合2min)，图中自左到右依次为1—4号试验瓶。
图3是本发明实施例6中表3中对应序号1—3的水质测试目视观察照片(加药混合2min)，图中自左到右依次为1—3号试验瓶。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案进行详细说明。聚醚多元醇为醇类化合物或有机胺类化合物中的一种与环氧丙烷和/或环氧乙烷经加聚反应而得的聚合物，如业内常见物质AE121、SP169，详见中国发明专利申请“一种交联型非离子聚醚原油破乳剂及其制备方法”(申请号为2014104489892，申请日为2014年9月4日)记载的聚醚多元醇。
实施例1
在装有搅拌、回流和冷凝装置的三口烧瓶中加入15.0g马来酸酐和100.0g有机胺类化合物与环氧丙烷和环氧乙烷经加聚反应得到的聚醚AE121，缓慢加热至60℃，开启搅拌，继续加热至90℃反应2h，之后加入25.0g浓度为60％二烯丙基二甲基氯化铵水溶液和380.0g去离子水，控制温度在75℃～80℃之间，滴加0.9g过硫酸铵溶于10.0g去离子水的溶液，引发聚合；引发剂滴加完毕后，升温至80℃～85℃，继续反应3.5h，得到固含量为25％左右的黏稠状液体(AE121MC1)。
实施例2
在装有搅拌、回流和冷凝装置的三口烧瓶中加入5.0g马来酸酐和100.0g由十八醇与环氧丙烷和环氧乙烷经加聚反应得到的聚醚SP169，缓慢加热至60℃，开启搅拌，继续加热至90℃反应2h，之后加入6.25g浓度为80％丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵水溶液和293.75g去离子水，控制温度在75℃～80℃之间，滴加0.015g过硫酸钠溶于5.0g去离子水的溶液，引发聚合；引发剂加完毕，升温至80℃～85℃，继续反应3.5h，即得到固含量为27％左右的黏稠状液体(SP169MC1)。
实施例3
在7方的搪瓷反应釜中，加入1000Kg的由十八醇与环氧丙烷和环氧乙烷经加聚反应得到的聚醚SP169，开启加热，待温度升至60℃时启动搅拌，加入80Kg的马来酸酐，继续加热至90℃并保温反应4h，之后加入200Kg浓度为60％二烯丙基二甲基氯化铵水溶液和3300Kg去离子水，控制温度在75℃～80℃之间，滴加0.4Kg过硫酸铵溶于10Kg去离子水的溶液，引发聚合；引发剂加完毕，升温至80℃～85℃，继续反应5h，即得到固含量为26％左右的黏稠状液体(SP169MC2)。
实施例4
在装有搅拌、回流和冷凝装置的三口烧瓶中加入5.0g马来酸酐和100.0g有机胺类化合物与环氧丙烷和环氧乙烷经加聚反应得到的聚醚AE121，缓慢加热至60℃，开启搅拌，继续加热至90℃反应3h，之后加入19.2g浓度为78％甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵水溶液和340.8g去离子水，控制温度在75℃～80℃之间，滴加0.5g过硫酸铵溶于10.0g去离子水的溶液，引发聚合；引发剂加完毕，升温至80℃～85℃，继续反应3.5h，得到固含量为25％左右的黏稠状液体(AE121MC2)。
实施例5
在装有搅拌、回流和冷凝装置的三口烧瓶中加入10.0g马来酸酐和100.0g由十八醇与环氧丙烷和环氧乙烷经加聚反应得到的聚醚SP169，缓慢加热至60℃，开启搅拌，继续加热至90℃反应3h，之后加入6.4g浓度为78％甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵水溶液和340g去离子水，控制温度在75℃～80℃之间，滴加0.4g过硫酸铵溶于10.0g去离子水的溶液，引发聚合；引发剂加完毕，升温至80℃～85℃，继续反应3.5h，得到固含量为26％左右的黏稠状液体(SP169MC3)。
实施例6
利用本发明制备的非离子-阳离子共聚物型原油产液用反相破乳剂与油田常用反相破乳剂在等浓度下的使用效果对比。用于对比实验的高含水原油产液取自我国不同的海上油田，水质测试采用目视观察(照片)和含油分析仪进行，采用含油分析仪进行测试时，水样取自各实验瓶的中部位置。
表1
样品来源：CFD油田一级自由水分离器入口水样 样品体积：140mL
混合方式：手摇20次 实验温度：70℃
Figure BDA0002252574680000041
表2
样品来源：番禺5-1油田一级自由水分离器入口水样 样品体积：80mL
混合方式：手摇20次 实验温度：65℃
Figure BDA0002252574680000051
表3
样品来源：番禺5-1油田一级自由水分离器入口水样 样品体积：80mL
混合方式：手摇20次 实验温度：65℃
Figure BDA0002252574680000052
由上述实验可以看出依照本发明方法得到的含聚醚支链的非离子-阳离子共聚物，在低用量的条件下可实现脱水速率快、脱出水质好。
根据本发明内容进行工艺参数的调整，均可实现本发明含聚醚支链的非离子-阳离子共聚物的制备，经测试表现出与本发明基本一致的性能。以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种含聚醚支链的非离子-阳离子共聚物的制备方法，其特征在于，按照下述步骤进行：在容器中依次加入马来酸酐、聚醚多元醇，在90℃±5℃下反应1—5h后，再加入水溶性阳离子单体水溶液、去离子水和引发剂，控制温度在80℃~85℃之间，继续反应1—5h，即得到含聚醚支链的非离子-阳离子共聚物；马来酸酐：聚醚多元醇：以纯品计的水溶性阳离子单体：去离子水：引发剂的质量比为（5~15）：100：（5~15）：（300~400）：（0.015~0.9）；聚醚多元醇为AE121、SP169；水溶性阳离子单体为二烯丙基二甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵或甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵。
2.根据权利要求1所述的一种含聚醚支链的非离子-阳离子共聚物的制备方法，其特征在于，马来酸酐：聚醚多元醇：以纯品计的水溶性阳离子单体：去离子水：引发剂的质量比为（8~12）：100：（5~10）：（340~380）：（0.1~0.5）。
3.根据权利要求1或者2所述的一种含聚醚支链的非离子-阳离子共聚物的制备方法，其特征在于，引发剂为过硫酸钠、过硫酸钾或过硫酸铵。
4.依据权利要求1—3之一所述的制备方法得到的含聚醚支链的非离子-阳离子共聚物。
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