CN114250082A - 一种原油破乳剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种原油破乳剂的制备方法，包括以下步骤：S1、采用三乙醇胺与格尔伯特醇作为起始剂，在催化剂作用下，依次与环氧丙烷、环氧乙烷、环氧丙烷进行反应合成嵌段聚醚粗品；S2、所述嵌段聚醚粗品通过吸附剂精制提纯得到嵌段聚醚成品；S3、所述嵌段聚醚成品在催化剂作用下与丙烯酸进行脂化反应，即为原油破乳剂。本发明的原油破乳剂的制备方法，通过选取具有支链的饱和格尔伯特醇和多支链的醇胺为起始剂，并引入丙烯酸链制备破乳剂，相较传统高碳醇聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚破乳剂而言，其具有更好的润湿和渗透效果，能够迅速扩散到水油界面，破坏原油液滴界面膜，破乳速率快，脱水率高，水油界面清晰。
Description
技术领域
本发明涉及化工领域，具体提供一种原油破乳剂的制备方法。
背景技术
随着科技的不断发展，人们对石油资源的依赖性大大增加，但是石油资源日益匮乏。一次采油阶段和二次采油阶段无法采出大量原油，仅能采出原油总储量的20～30％，远远达不到人们的需求。因此需要使用三次采油技术，向油层注入大量完井液和钻井液，用来改善油气和岩层之间的相互作用，以实现高采出率。三次采油技术能提高原油的采出量，但采出的原油含水量极高，若不除去其中的大量水分，会对运输产生非常不利的影响，管道中的废水不仅会腐蚀管道还会增加炼油厂的炼油成本，并且排除的废水还会污染环境。
管道中，油和水形成的油水混合物呈乳化状。破乳剂是一种破坏乳状液的表面活性剂，能取代部分稳定膜进而破坏乳状液，其能将原油及重油中的水分脱出来。因此研究一款性能较好的破乳剂是有必要的。
发明内容
有鉴于背景技术的不足，本发明的主要目的在于提供一种脱水率高、破乳效果好的原油破乳剂。
本发明的目的是由以下技术方案实现的：
一种原油破乳剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、采用三乙醇胺与格尔伯特醇作为起始剂，在第一催化剂作用下，依次与环氧丙烷、环氧乙烷、环氧丙烷进行反应合成嵌段聚醚粗品；
S2、所述嵌段聚醚粗品通过吸附剂精制提纯得到嵌段聚醚成品；
S3、所述嵌段聚醚成品在第二催化剂作用下与丙烯酸进行脂化反应，即为原油破乳剂。
进一步地，所述S1包括：将三乙醇胺、格尔伯特醇和催化剂投入反应釜中，在氮气保护下升温至100～115℃，在真空度≧-0.097MPa下脱水40～60min，脱水毕，升温至反应温度，加入环氧丙烷，反应至压力不变；之后再加入环氧乙烷，反应至压力不变；再加入环氧丙烷，反应至压力不变，降温脱气，得到嵌段聚醚粗品。
进一步地，所述格尔伯特醇为格尔伯特醇十二醇、格尔伯特醇十四醇、格尔伯特醇十六醇、格尔伯特醇十八醇或格尔伯特醇二十醇等的一种或多种组成的混合物。
进一步地，所述S1中，所述第一催化剂为氢氧化钾、氢氧化钠、甲醇钾、氢氧化钡等的一种或几种组成的混合物，优选氢氧化钾，其含量为总质量的0.5～4.0‰，反应压力≤0.3MPa，反应温度为110～160℃。
进一步地，所述三乙醇胺与格尔伯特醇的摩尔比为1:(3～5)；所述起始剂和第一次加入的环氧丙烷的质量比为1:(2～7)；第一次加入的环氧丙烷、加入的环氧乙烷和第二次加入的环氧丙烷的质量比为1:(1～3):(1～4)。
进一步地，所述S3中，丙烯酸的含量为所述嵌段聚醚成品的5～15％，优选5％～10％。
进一步地，所述S3中，所述第二催化剂为过氧化苯甲酰，其含量为0.8～1.5‰，优选0.8～1‰。
相较于现有技术，本发明具有以下优点：
本发明的原油破乳剂的制备方法，通过选取具有支链的饱和格尔伯特醇和多支链的醇胺为起始剂，并引入丙烯酸链制备破乳剂，相较传统高碳醇聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚破乳剂而言，其具有更好的润湿和渗透效果，能够迅速扩散到水油界面，破坏原油液滴界面膜，破乳速率快，脱水率高，水油界面清晰。原因在于，破乳剂的破乳性能主要与破乳剂对油水界面膜的破坏能力和吸附能力有关。破乳剂参与吸附到油水界面，与成膜物质形成更加松散且强度更低的混合界面膜，加速了液滴破裂和油水的分离。相对于有直链型或少分支的高碳醇结构的破乳剂，具有支链的饱和格尔伯特醇和多支链的醇胺结构的破乳剂在油水界面上参与形成的混合界面膜更加松散、强度更低，所以更容易破乳；同时，分子间作用力强的支链结构和丙烯酸结构吸附能力更强，加速了游离液滴的靠近聚集和界面膜的破裂，破乳速率快。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要说明的是，实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面结合具体的实施例对本发明做进一步详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
实施例1：
将29.8g三乙醇胺、148.8g格尔伯特醇十二醇和3.5gKOH投入2.5L的反应釜中，置换釜内N23次，以减少釜内氧气含量；保持釜内真空度≥-0.098Mpa升温至100℃～115℃，脱水1h，脱水毕，缓慢加入360g环氧丙烷，温度为115℃～120℃，P≤0.3MPa；待反应结束，釜内压力基本不变时，加入720g环氧乙烷，温度为135℃～140℃，P≤0.3MPa；待反应结束，釜内压力基本不变时，加入加入400g环氧丙烷，温度为115℃～120℃，P≤0.3MPa；待反应结束，釜内压力基本不变时，降温脱气，得到破乳剂中间体粗品；在粗品中加入磷酸、吸附剂等，对聚醚进行精制吸附提纯以除去催化剂，其钾/钠≤2ppm。
将200g精制嵌段烯醚中间体和0.2g过氧化苯甲酰投入1.0L三口烧瓶中，滴加20g丙烯酸，待反应进行完毕后即得到原油破乳剂，标记为破乳剂1。
实施例2：
将29.8g三乙醇胺、85.6g格尔伯特醇十四醇、119.2g格尔伯特醇二十醇和6.5g甲醇钾投入2.5L的反应釜中，置换釜内N23次，以减少釜内氧气含量。保持釜内真空度≥-0.098Mpa升温至100℃～115℃，脱水1h，脱水毕，缓慢加入360g环氧丙烷，温度为115℃～120℃，P≤0.3MPa；待反应结束，釜内压力基本不变时，加入720g环氧乙烷，温度为135℃～140℃，P≤0.3MPa。待反应结束，釜内压力基本不变时，加入加入400g环氧丙烷，温度为115℃～120℃，P≤0.3MPa。待反应结束，釜内压力基本不变时，降温脱气，得到破乳剂中间体粗品；在粗品中加入磷酸、吸附剂等，对聚醚进行精制吸附提纯以除去催化剂，其钾/钠≤2ppm。
将200g精制嵌段烯醚中间体和0.16g过氧化苯甲酰投入1.0L三口烧瓶中，滴加28g丙烯酸，待反应进行完毕后即得到原油破乳剂，标记为破乳剂2。
实施例3：
采用实施例1的方法，只是改变第一次加入环氧丙烷、环氧乙烷和第二次环氧丙烷的质量，分别为360g、720g和900g，标记为破乳剂3。
实施例4：
采用实施例1的方法，只是改变第一次加入环氧丙烷、环氧乙烷和第二次环氧丙烷的质量，分别为360g、900g和400g，标记为破乳剂4。
实施例5：
采用实施例1的方法，只是改变第一次加入环氧丙烷、环氧乙烷和第二次环氧丙烷的质量，分别为400g、720g和400g，标记为破乳剂5。
实施例6：
采用实施例1的方法，将200g精制嵌段烯醚中间体投入1.0L三口烧瓶中，滴加10g丙烯酸，待反应进行完毕后，标记为破乳剂6。
实施例7：
采用实施例1的方法，只是改变第一次加入环氧丙烷、环氧乙烷和第二次环氧丙烷后的反应温度，分别为125℃～130℃为115℃～120℃和为155℃～160℃，标记为破乳剂7。
对比例1：
使用某油田正常使用的破乳剂产品为对比例。
性能测试：将实施例1-7制备的破乳剂产品和对比例1的破乳剂产品进行性能测试，按照石油天然气行业标准《原油破乳剂使用性能检测方法》(SY/T5281-2000)进行配样检测，对破乳剂破乳效果进行评价。以某油田采出液为处理对象，破乳剂用量为200mg/L，温度为60℃，记录不同时间的脱水率，测试结果如表1：
表1
上表可见，采用本发明之方法制备的原油破乳剂较现有技术，破乳效果显著增强，其中，实施例1的方案效果最佳。
当然，上述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定对本发明的实施例范围。本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的是指范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围内。
Claims (9)
1.一种原油破乳剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、采用三乙醇胺与格尔伯特醇作为起始剂，在第一催化剂作用下，依次与环氧丙烷、环氧乙烷、环氧丙烷进行反应合成嵌段聚醚粗品；
S2、所述嵌段聚醚粗品通过吸附剂精制提纯得到嵌段聚醚成品；
S3、所述嵌段聚醚成品在第二催化剂作用下与丙烯酸进行脂化反应，即为原油破乳剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述格尔伯特醇为格尔伯特醇十二醇、格尔伯特醇十四醇、格尔伯特醇十六醇、格尔伯特醇十八醇或格尔伯特醇二十醇等的一种或多种组成的混合物。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述三乙醇胺与格尔伯特醇的摩尔比为1:(3～5)；所述起始剂和第一次加入的环氧丙烷的质量比为1:(2～7)；第一次加入的环氧丙烷、加入的环氧乙烷和第二次加入的环氧丙烷的质量比为1:(1～3):(1～4)。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述S1中，所述第一催化剂为氢氧化钾、氢氧化钠、甲醇钾、氢氧化钡等的一种或几种组成的混合物，其含量为S1反应体系总质量的0.5～4.0‰。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述S1中，所述起始剂依次与环氧丙烷、环氧乙烷、环氧丙烷进行反应的反应压力均≤0.3MPa，反应温度均为110～160℃。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述S3中，所述丙烯酸的含量为所述嵌段聚醚成品的5～15％。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述S3中，所述第二催化剂为过氧化苯甲酰，其含量为所述S3的反应体系总质量的0.8～1.5‰。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述S1包括：将三乙醇胺、格尔伯特醇和催化剂投入反应釜中，在氮气保护下升温至100～115℃，在真空度≧-0.097MPa下脱水40～60min，脱水毕，升温至反应温度，加入环氧丙烷，反应至压力不变；之后再加入环氧乙烷，反应至压力不变；再加入环氧丙烷，反应至压力不变，降温脱气，得到嵌段聚醚粗品。
9.根据权利要求1所述的原油破乳剂的制备方法，其特征在于：所述S2中所述的嵌段聚醚成品的分子量为1500～2500g/mol。
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| US5421993A (en) * | 1992-08-22 | 1995-06-06 | Hoechst Ag | Process of inhibiting corrosion, demulsifying and/or depressing the pour point of crude oil |
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