CN115386392B - 一种稠油破乳剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种稠油破乳剂及其制备方法，制备原料包括聚环氧乙烷环氧丙烷、季铵盐、有机溶剂，聚环氧乙烷环氧丙烷以多乙烯多胺为起始剂，加入环氧乙烷和环氧丙烷嵌段共聚得到，多乙烯多胺、环氧乙烷、环氧丙烷的质量比为1:0.3:0.7。本发明制备得到的稠油破乳剂制备工艺简单，使用剂量小，脱水温度低，脱水速度快、脱水能力强、净水效果好，在使用过程中可以不添加预脱水剂、反向破乳剂、水处理剂等其他稠油添加剂，稠油在破乳过程中不产生中间层，不产生老化油、不产生次生沉降，减轻环保压力。
Description
技术领域
本发明涉及涉及稠油添加剂领域，更具体的，涉及一种稠油破乳剂及其制备方法。
背景技术
开采得到的稠油含水率较高，油水密度差较小且油滴乳化严重，为了加快稠油破乳效果和脱水率，往往需要加入大剂量的破乳剂，有时还需要升温来进一步促进稠油的破乳，提高了能源的消耗，还提高了经济成本。
中国专利CN113481026A公开了一种稠油低温破乳剂，以含氢硅油和甲基封端的烯丙基聚醚在催化剂的催化下反应得到硅油改性聚醚破乳剂，具有低温破乳能力和深度脱水能力。中国专利CN104774645B公开了低温聚醚型稠油破乳剂，以烷基酚聚氧乙烯丙烯醚多聚物、脂肪族聚醚磷酸酯、甲醇为原料，按照2:1:2的比例配比得到，改善了破乳剂使用量大，脱水温度高的问题，适用广谱性强。但是在使用过程中还需要添加预脱水剂、反向破乳剂和水处理剂等添加剂，使用繁琐，并且过程中还会出现污水管线堵塞的情况。
本申请提出一种稠油破乳剂及其制备方法，以聚醚、季铵盐、有机溶剂为原料配比得到，脱水速度快、脱水功能强、净水效果好，不产生中间层、不产生老化油，没有次生沉降产生。
发明内容
本发明第一个方面提出了一种稠油低温低剂量破乳剂，所述制备原料包括季铵盐、非离子表面活性剂、有机溶剂；所述制备原料，按质量百分比计，包括季铵盐10-25%、非离子表面活性剂40-70%、有机溶剂补充余量。
在一种优选的实施方式中，所述季铵盐选自十二烷基三甲基氯化铵、三乙基苄基氯化铵、四丁基乙酸铵、四甲基草酸铵、N,N-二甲基二烯丙基氯化铵中的至少一种。
在一种优选的实施方式中，所述季铵盐选自N,N-二甲基二烯丙基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、四正丁基乙酸铵中的至少两种。
在一种优选的实施方式中，所述季铵盐中为N,N-二甲基二烯丙基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵和四正丁基乙酸铵的复配物质，所述N,N-二甲基二烯丙基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵和四正丁基乙酸铵的质量比为5：（1-1.5）：（2-2.5）。
在一种优选的实施方式中，所述N,N-二甲基二烯丙基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵和四正丁基乙酸铵的质量比为5：1：2.5。
在一种优选的实施方式中，所述非离子表面活性剂为聚醚型表面活性剂、聚氧乙烯烷基醇酰胺型表面活性剂、聚氧乙烯烷基胺型表面活性剂中的至少一种。优选的，所述非离子表面活性剂为聚醚型表面活性剂。
在一种优选的实施方式中，所述聚醚型表面活性剂选自聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、嵌段聚醚共聚物、无规聚醚共聚物、改性聚醚、多元醇嵌段聚醚中的至少一种。
在一种优选的实施方式中，所述嵌段聚醚共聚物选自聚环氧乙烷环氧丙烷。
在一种优选的实施方式中，所述聚环氧乙烷环氧丙烷按照如下方法制备得到：以多乙烯多胺为起始剂，加入环氧乙烷和环氧丙烷，进行嵌段共聚反应得到所述聚环氧乙烷环氧丙烷。
在一种优选的实施方式中，所述聚环氧乙烷环氧丙烷制备过程中多乙烯多胺、环氧乙烷、环氧丙烷的质量比为1：（0.1-0.5）：（0.5-0.9）。
在一种优选的实施方式中，所述聚环氧乙烷环氧丙烷制备过程中多乙烯多胺、环氧乙烷、环氧丙烷的质量比为1：（0.2-0.35）：（0.6-0.8）。更优选的，所述聚环氧乙烷环氧丙烷制备过程中多乙烯多胺、环氧乙烷、环氧丙烷的质量比为1：0.3：0.7。
在一种优选的实施方式中，所述聚环氧乙烷环氧丙烷制备过程中嵌段共聚反应的温度控制在60-75℃。更优选的，所述聚环氧乙烷环氧丙烷制备过程中嵌段共聚反应的温度控制在60-70℃，更优选的，所述温度为68℃。
在本申请中，聚环氧乙烷环氧丙烷的制备温度控制小于70℃，当反应温度高于70℃时，环氧乙烷和环氧丙烷的加入速度降低，同时可以使用冷却系统降低反应温度，确保反应温度控制在小于70℃，更优选的，控制反应温度为68℃。
在一种优选的实施方式中，所述有机溶剂选自非极性溶剂和/或极性溶剂。
在一种优选的实施方式中，所述非极性溶剂选自甲苯、二甲苯、四氯化碳、二氯甲烷、氯丙烷、C5-C8烷烃中的至少一种。
在一种优选的实施方式中，所述极性溶剂选自水、甲醇、乙醇、丙醇、丙酮、四氢呋喃、正丁醇、乙醚、乙酸乙酯中的至少一种。
在一种优选的实施方式中，所述非极性溶剂为甲苯和/或二甲苯。
在一种优选的实施方式中，所述极性溶剂为甲醇。
在一种优选的实施方式中，所述有机溶剂为甲醇和甲苯，所述甲醇和甲苯的质量比为1:1。
在一种优选的实施方式中，所述有机溶剂为甲苯和二甲苯，所述甲苯和二甲苯的质量比为1:1。
在本申请中，申请人发现加入特定制备得到的聚环氧乙烷环氧丙烷，再结合加入的N,N-二甲基二烯丙基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵和四正丁基乙酸铵，可以有效的加快破乳效果，加快稠油的低温脱水能力和脱水速度，申请人推测可能的原因是，N,N-二甲基二烯丙基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵和四正丁基乙酸铵可以中和油滴分散相表面的负电荷，提高油滴的分散相的互相吸引效果，特定制备得到的聚环氧乙烷环氧丙烷端基大多为环氧丙烷，提高了聚环氧乙烷环氧丙烷与油滴分散相的结合程度，降低了油滴分散相界面的界面张力，提高了油滴分散相之间的相容效果，于此同时，申请人还发现，本申请加入的破乳剂，在稠油破乳形成水相和油相后，还可能通过破乳剂成分复杂的支链结构和长链上亲水疏水基的排列，在水相和油相界面形成阻隔膜层起到稳定油相和水相的效果。
本发明第二个方面提出了一种稠油低温低剂量破乳剂的制备方法，包括以下步骤：将非离子表面活性剂、季铵盐、有机溶剂混合均匀，得到所述破乳剂。
在一种优选的实施方式中，所述低剂量破乳剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备非离子表面活性剂：以多乙烯多胺为起始剂，加入环氧乙烷和环氧丙烷，进行嵌段共聚反应得到所述聚环氧乙烷环氧丙烷，即为非离子表面活性剂；
（2）将非离子表面活性剂聚醚、季铵盐、有机溶剂混合均匀，得到所述破乳剂。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果：
1.本发明制备得到的破乳剂，制备工艺简单，使用剂量小，脱水温度低，最低使用的脱水温度可以低至60℃。
2.本发明制备得到的破乳剂，具有脱水速度快、脱水能力强、净水效果好的特性，还可以保持油藏稠油开采过程的稳定运行，保持油相和水相都能平稳运行；
3.本发明制备得到的破乳剂，在使用过程中可以不添加预脱水剂、反向破乳剂、水处理剂等其他稠油添加剂，稠油在破乳过程中不产生中间层，不产生老化油、不产生次生沉降，减少了沉降罐内油泥产生体量，还降低了污水管线堵塞情况，减轻了环保压力。
具体实施方式
实施例1
本实施例第一个方面提出了一种稠油破乳剂，制备原料按质量百分比计，包括：50%聚环氧乙烷环氧丙烷、20%季铵盐、15%甲苯、15%甲醇。
其中季铵盐为N,N-二甲基二烯丙基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵和四正丁基乙酸铵的复配物质，N,N-二甲基二烯丙基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵和四正丁基乙酸铵的质量比为5:1:2.5。
聚环氧乙烷环氧丙烷的制备方法如下：以多乙烯多胺为起始剂，缓慢加入环氧乙烷和环氧丙烷，控制温度为68℃进行嵌段共聚反应，得到聚环氧乙烷环氧丙烷。
其中多乙烯多胺、环氧乙烷、环氧丙烷的质量比为1:0.3:0.7。多乙烯多胺购买于日本东曹，CAS号68131-73-7。
本实施例第二个方面提出了一种稠油破乳剂的制备方法，制备过程如下：将聚环氧乙烷环氧丙烷、季铵盐、甲醇、甲苯混合均匀，得到所述破乳剂。
实施例2
本实施例第一个方面提出了一种稠油破乳剂，制备原料按质量百分比计，包括：50%聚环氧乙烷环氧丙烷、20%季铵盐、15%甲苯、15%二甲苯。
其中季铵盐为N,N-二甲基二烯丙基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵和四正丁基乙酸铵的复配物质，N,N-二甲基二烯丙基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵和四正丁基乙酸铵的质量比为5:1:2.5。
聚环氧乙烷环氧丙烷的制备方法如下：以多乙烯多胺为起始剂，缓慢加入环氧乙烷和环氧丙烷，控制温度为68℃进行嵌段共聚反应，得到聚环氧乙烷环氧丙烷。
其中多乙烯多胺、环氧乙烷、环氧丙烷的质量比为1:0.3:0.7。多乙烯多胺购买于日本东曹，CAS号68131-73-7。
本实施例第二个方面提出了一种稠油破乳剂的制备方法，制备过程如下：将聚环氧乙烷环氧丙烷、季铵盐、二甲苯、甲苯混合均匀，得到所述破乳剂。
实施例3
本实施例第一个方面提出了一种稠油破乳剂，制备原料按质量百分比计，包括：50%聚环氧乙烷环氧丙烷、20%季铵盐、15%甲苯、15%甲醇。
其中季铵盐为十二烷基三甲基氯化铵和四正丁基乙酸铵的复配物质，十二烷基三甲基氯化铵和四正丁基乙酸铵的质量比为1:2.5。
聚环氧乙烷环氧丙烷的制备方法如下：以多乙烯多胺为起始剂，缓慢加入环氧乙烷和环氧丙烷，控制温度为68℃进行嵌段共聚反应，得到聚环氧乙烷环氧丙烷。
其中多乙烯多胺、环氧乙烷、环氧丙烷的质量比为1:0.8:0.2。多乙烯多胺购买于日本东曹，CAS号68131-73-7。
本实施例第二个方面提出了一种稠油破乳剂的制备方法，制备过程如下：将聚环氧乙烷环氧丙烷、季铵盐、二甲苯、甲苯混合均匀，得到所述破乳剂。
实施例4
一种稠油破乳剂，制备原料按质量百分比计，包括：40%聚环氧乙烷环氧丙烷、10%季铵盐、25%二氯甲烷、25%甲醇。
其中季铵盐为所述季铵盐中为N,N-二甲基二烯丙基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵和四正丁基乙酸铵的复配物质，N,N-二甲基二烯丙基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵和四正丁基乙酸铵的质量比为5：1:2。
聚环氧乙烷环氧丙烷的制备方法如下：以多乙烯多胺为起始剂，缓慢加入环氧乙烷和环氧丙烷，控制温度为60℃进行嵌段共聚反应，得到聚环氧乙烷环氧丙烷。
其中多乙烯多胺、环氧乙烷、环氧丙烷的质量比为1:0.2:0.6。多乙烯多胺购买于日本东曹，CAS号68131-73-7。
一种稠油破乳剂的制备方法，制备过程如下：将聚环氧乙烷环氧丙烷、季铵盐、二甲苯、甲苯混合均匀，得到所述破乳剂。
实施例5
一种稠油破乳剂，制备原料按质量百分比计，包括：70%聚环氧乙烷环氧丙烷、25%季铵盐、5%甲苯。
其中季铵盐为N,N-二甲基二烯丙基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵和四正丁基乙酸铵的复配物质，N,N-二甲基二烯丙基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵和四正丁基乙酸铵的质量比为5:1.5:2.5。
聚环氧乙烷环氧丙烷的制备方法如下：以多乙烯多胺为起始剂，缓慢加入环氧乙烷和环氧丙烷，控制温度为68℃进行嵌段共聚反应，得到聚环氧乙烷环氧丙烷。
其中多乙烯多胺、环氧乙烷、环氧丙烷的质量比为1:0.35:0.8。多乙烯多胺购买于日本东曹，CAS号68131-73-7。
一种稠油破乳剂的制备方法，制备过程如下：将聚环氧乙烷环氧丙烷、季铵盐、甲醇、甲苯混合均匀，得到所述破乳剂。
实施例6
一种稠油破乳剂，制备原料按质量百分比计，包括：50%聚环氧乙烷环氧丙烷、20%季铵盐、15%C5-C8烷烃、15%乙酸乙酯。
其中季铵盐为N,N-二甲基二烯丙基氯化铵和四正丁基乙酸铵的复配物质，N,N-二甲基二烯丙基氯化铵和四正丁基乙酸铵的质量比为5:2.5。
聚环氧乙烷环氧丙烷的制备方法如下：以多乙烯多胺为起始剂，缓慢加入环氧乙烷和环氧丙烷，控制温度为68℃进行嵌段共聚反应，得到聚环氧乙烷环氧丙烷。
其中多乙烯多胺、环氧乙烷、环氧丙烷的质量比为1:0.3:0.7。多乙烯多胺购买于日本东曹，CAS号68131-73-7。
一种稠油破乳剂的制备方法，制备过程如下：将聚环氧乙烷环氧丙烷、季铵盐、甲醇、甲苯混合均匀，得到所述破乳剂。
性能测试
将实施例1得到的制备得到的破乳剂用于稠油破乳。具体应用和测试如下：
河口陈庄联合站来液进站温度为40℃～45℃，综合含水率96-98%，脱水温度在92℃。将实施例1得到的破乳剂用于河口采油厂陈庄联合站的稠油低温破乳。实验周期为期24天，分为四阶段，第一阶段为期4天：破乳剂投加量为0.3吨/天，脱水温度稳定在92℃左右；第二阶段为期6天：破乳剂投加量为0.24吨/天，脱水温度降低至88℃左右；第三阶段为期9天：破乳剂投加量为0.2吨/天，脱水温度降低至80℃左右；第四阶段为期5天：破乳剂投加量为0.20吨/天，脱水温度降低至75℃左右。
1.检测各个阶段的分水器出油中含水率、1#罐油出口原油中含水率、2#罐油出口原油中含水率，还检测各个阶段1#罐的沉降温度，数据记录在表1中。其中1#表示一次除油罐。
表1
2.检测各个阶段的分水器出水中含油量（mg/m3）、1#油罐出水中含油量（mg/m3）、1#水罐出水中含油量（mg/m3），还检测各个阶段1#罐的沉降温度，数据记录在表2中。
表2
将实施例1-6制备得到的破乳剂，与河口陈庄联合站开采的稠油分别按照重量比为稠油：破乳剂=10500：0.1进行稠油的破乳实验，实验温度为75℃。数据记录在表3中。
表3
Claims (2)
1.一种稠油低温低剂量破乳剂，其特征在于，制备原料包括季铵盐、非离子表面活性剂、有机溶剂；所述制备原料，按质量百分比计，包括季铵盐10-25%、非离子表面活性剂40-70%、有机溶剂补充余量；
所述非离子表面活性剂为嵌段聚醚共聚物，所述嵌段聚醚共聚物为聚环氧乙烷环氧丙烷；
所述聚环氧乙烷环氧丙烷按照如下方法制备得到：以多乙烯多胺为起始剂，加入环氧乙烷和环氧丙烷，进行嵌段共聚反应得到所述聚环氧乙烷环氧丙烷；
所述聚环氧乙烷环氧丙烷制备过程中多乙烯多胺、环氧乙烷、环氧丙烷的质量比为1：0.3：0.7；
所述聚环氧乙烷环氧丙烷制备过程中嵌段共聚反应的温度控制68℃；
所述季铵盐中为N,N-二甲基二烯丙基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵和四正丁基乙酸铵的复配物质，所述N,N-二甲基二烯丙基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵和四正丁基乙酸铵的质量比为5：（1-1.5）：（2-2.5）；
所述有机溶剂选自非极性溶剂和/或极性溶剂；所述非极性溶剂为甲苯和/或二甲苯；所述极性溶剂为甲醇。
2.一种根据权利要求1所述稠油低温低剂量破乳剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将非离子表面活性剂聚醚、季铵盐、有机溶剂混合均匀，得到所述破乳剂。
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