CN114214087A - 高效复合型破乳剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及原油脱水用破乳剂技术领域，是一种高效复合型破乳剂及其制备方法，前者原料包括多乙烯多胺、苯酚、壬基酚、氢氧化钾、环氧丙烷、环氧乙烷、二甲苯和甲醛，按照下述方法得到：首先，将多乙烯多胺、苯酚、壬基酚和氢氧化钾混合后，进行酯化反应，得到起始剂，然后，向起始剂中加入环氧丙烷、环氧乙烷和氢氧化钾混合后，进行聚合反应，再加入二甲苯和甲醛溶解后，得到聚醚，最后，向聚醚中加入甲醇和水进行复配后，得到高效复合型破乳剂。本发明高效复合型破乳剂破乳性能优良，具有破乳剂添加量低，除悬浮物能力强、破乳脱水效果好的特点。

Description

高效复合型破乳剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及原油脱水用破乳剂技术领域，是一种高效复合型破乳剂及其制备方法。

背景技术

近年来，随着原油的不断开发，促使采油技术和合成乳化液的不断发展，大量高级乳化液的应用，使原油乳状液变得更加稳定，导致采出原油的含水量逐年上升，这也加大了原油存储、运输、精炼过程中的设备负荷，增大了加热过程中的燃料消耗量，原油中含有盐类、硫化物、悬浮物、含腊质原油和其它物质，严重影响其脱水，这使得原油的破乳脱水任务大大加重。老型号的破乳剂不能再满足现场要求。需要深入研究影响原油乳状液稳定的原因及破乳机理，开发新型水溶破乳剂，增加原油脱水率，以达到现场要求的目的。

发明内容

本发明提供了一种高效复合型破乳剂及其制备方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有破乳剂存在破乳脱水效果不佳的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种高效复合型破乳剂，原料按重量份计包括多乙烯多胺3份至15份、苯酚2份至6份、壬基酚11份至15份、氢氧化钾0.5份至2.3份、环氧丙烷15份至25份、环氧乙烷30份至50份、二甲苯2份至8份和甲醛1.3份至1.8份，按照下述方法得到：

第一步，将反应釜隔绝空气，向反应釜中依次加入所需量的多乙烯多胺、苯酚、壬基酚和一部分的氢氧化钾充分搅拌均匀后，进行酯化反应，得到起始剂，其中，一部分的氢氧化钾占氢氧化钾重量的5.0%至6.0%；

第二步，将含有起始剂的反应釜再次隔绝空气，向含有起始剂的反应釜中加入环氧丙烷、环氧乙烷和余量的氢氧化钾充分混匀后，进行聚合反应，再向反应釜中依次加入所需量的二甲苯和甲醛充分搅拌溶解后，得到聚醚；

第三步，向含有聚醚的反应釜中加入甲醇和水充分搅拌均匀，然后，向反应釜中加入冰乙酸，调节釜内混合液的pH至中性后，得到破乳剂，其中，甲醇的加入量占多乙烯多胺重量的18%至22%，水的加入量占多乙烯多胺重量的34%至36%。

下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：

上述第二步中，环氧丙烷和环氧乙烷的重量比为1：2。

上述第一步中，酯化反应时，温度为130℃至140℃，压力不超过0.25MPa，反应时间为1.0h至1.5h。

上述第二步中，聚合反应时，温度为105℃至115℃，反应时间为1.0至1.5h，搅拌时，温度为105℃至115℃，时间为1.0h至1.5h。

上述第三步中，搅拌时，温度为60℃至65℃，时间为1.0h至1.5h。

本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种高效复合型破乳剂的制备方法，原料按重量份计包括多乙烯多胺3份至15份、苯酚2份至6份、壬基酚11份至15份、氢氧化钾0.5份至2.3份、环氧丙烷15份至25份、环氧乙烷30份至50份、二甲苯2份至8份和甲醛1.3份至1.8份，按照下述方法进行：

第一步，将反应釜隔绝空气，向反应釜中依次加入所需量的多乙烯多胺、苯酚、壬基酚和一部分的氢氧化钾充分搅拌均匀后，进行酯化反应，得到起始剂，其中，一部分的氢氧化钾占氢氧化钾重量的5.0%至6.0%；

第二步，将含有起始剂的反应釜再次隔绝空气，向含有起始剂的反应釜中加入环氧丙烷、环氧乙烷和余量的氢氧化钾充分混匀后，进行聚合反应，再向反应釜中依次加入所需量的二甲苯和甲醛充分搅拌溶解后，得到聚醚；

第三步，向含有聚醚的反应釜中加入甲醇和水充分搅拌均匀，然后，向反应釜中加入冰乙酸，调节釜内混合液的pH至中性后，得到破乳剂，其中，甲醇的加入量占多乙烯多胺重量的18%至22%，水的加入量占多乙烯多胺重量的34%至36%。

下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进：

上述第二步中，环氧丙烷和环氧乙烷的重量比为1：2。

上述第一步中，酯化反应时，温度为130℃至140℃，压力不超过0.25MPa，反应时间为1.0h至1.5h。

上述第二步中，聚合反应时，温度为105℃至115℃，反应时间为1.0至1.5h，搅拌时，温度为105℃至115℃，时间为1.0h至1.5h。

上述第三步中，搅拌时，温度为60℃至65℃，时间为1.0h至1.5h。

与现有技术相比，本发明有益效果在于：

本发明中，第一步合成起始剂时，原料壬基酚与多乙烯多胺在氢氧化钾催化剂的作用下发生酯化反应，生成多个环状结构的稳定聚合物（即起始剂），其中，壬基酚对多乙烯多胺起到了较好的扩链接枝的作用。

本发明中，第二步合成聚醚时，环氧丙烷与环氧乙烷的最佳重量比为1:2，当环氧乙烷投加量过高时，破乳剂亲油基团在分子中所占的比例过大，亲油性太强，不易进入水相，对分子在油水界面的吸附不利；当环氧乙烷投加量过低时，破乳剂亲水性较强，同样不利于吸附在油水界面。这两种情况均会降低界面吸附膜的强度，使破乳剂的破乳效果变差。只有破乳剂具有适当的亲水亲油平衡值，才能有显著的破乳效果。

本发明高效复合型破乳剂为水溶型破乳剂，其破乳性能优良，闪点达到30°，其性能高于国家标准的要求，使用本发明高效复合型破乳剂处理后的原油，脱水后的油水界面清晰，具有破乳剂添加量低，除悬浮物能力强、破乳脱水效果好的特点。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。本发明中所提到各种化学试剂和化学用品如无特殊说明，均为现有技术中公知公用的化学试剂和化学用品；本发明中的百分数如没有特殊说明，均为质量百分数。

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例1：该高效复合型破乳剂，原料按重量份计包括多乙烯多胺3份至15份、苯酚2份至6份、壬基酚11份至15份、氢氧化钾0.5份至2.3份、环氧丙烷15份至25份、环氧乙烷30份至50份、二甲苯2份至8份和甲醛1.3份至1.8份，按照下述方法得到：

第一步，将反应釜隔绝空气，向反应釜中依次加入所需量的多乙烯多胺、苯酚、壬基酚和一部分的氢氧化钾充分搅拌均匀后，进行酯化反应，得到起始剂，其中，一部分的氢氧化钾占氢氧化钾重量的5.0%至6.0%；

第二步，将含有起始剂的反应釜再次隔绝空气，向含有起始剂的反应釜中加入环氧丙烷、环氧乙烷和余量的氢氧化钾充分混匀后，进行聚合反应，再向反应釜中依次加入所需量的二甲苯和甲醛充分搅拌溶解后，得到聚醚；

第三步，向含有聚醚的反应釜中加入甲醇和水充分搅拌均匀，然后，向反应釜中加入冰乙酸，调节釜内混合液的pH至中性后，得到破乳剂，其中，甲醇的加入量占多乙烯多胺重量的18%至22%，水的加入量占多乙烯多胺重量的34%至36%。

实施例2：作为上述实施例的优化，第二步中，环氧丙烷和环氧乙烷的重量比为1：2。

实施例3：作为上述实施例的优化，第一步中，酯化反应时，温度为130℃至140℃，压力不超过0.25MPa，反应时间为1.0h至1.5h。

实施例4：作为上述实施例的优化，第二步中，聚合反应时，温度为105℃至115℃，反应时间为1.0至1.5h，搅拌时，温度为105℃至115℃，时间为1.0h至1.5h。

实施例5：作为上述实施例的优化，第三步中，搅拌时，温度为60℃至65℃，时间为1.0h至1.5h。

实施例6：该高效复合型破乳剂，原料按重量份计包括多乙烯多胺3份、苯酚2份、壬基酚11份、氢氧化钾0.5份、环氧丙烷15份、环氧乙烷30份、二甲苯2份和甲醛1.3份，按照下述方法得到：

第一步，将反应釜隔绝空气，使釜内处于氮气氛围，向反应釜中依次加入所需量的多乙烯多胺、苯酚、壬基酚和一部分的氢氧化钾充分搅拌均匀后，进行酯化反应，得到起始剂，其中，一部分的氢氧化钾占氢氧化钾重量的5.0%，酯化反应时，温度为130℃，压力不超过0.25MPa，反应时间为1.0h；

第二步，将含有起始剂的反应釜再次隔绝空气，使釜内处于氮气氛围，向含有起始剂的反应釜中加入环氧丙烷、环氧乙烷和余量的氢氧化钾充分混匀后，进行聚合反应，再向反应釜中依次加入所需量的二甲苯和甲醛充分搅拌溶解后，得到聚醚，其中，环氧丙烷和环氧乙烷的重量比为1：2，聚合反应时，温度为105℃，反应时间为1.0h，搅拌时，温度为105℃，时间为1.0h；

第三步，向含有聚醚的反应釜中加入甲醇和水充分搅拌均匀，然后，向反应釜中加入冰乙酸，调节釜内混合液的pH至中性后，得到破乳剂，其中，甲醇的加入量占多乙烯多胺重量的18%，水的加入量占多乙烯多胺重量的34%，搅拌时，温度为60℃，时间为1.0h。

实施例7：该高效复合型破乳剂，原料按重量份计包括多乙烯多胺15份、苯酚6份、壬基酚15份、氢氧化钾2.3份、环氧丙烷25份、环氧乙烷50份、二甲苯8份和甲醛1.8份，按照下述方法得到：

第一步，将反应釜隔绝空气，使釜内处于氮气氛围，向反应釜中依次加入所需量的多乙烯多胺、苯酚、壬基酚和一部分的氢氧化钾充分搅拌均匀后，进行酯化反应，得到起始剂，其中，一部分的氢氧化钾占氢氧化钾重量的6.0%，酯化反应时，温度为140℃，压力不超过0.25MPa，反应时间为1.5h；

第二步，将含有起始剂的反应釜再次隔绝空气，使釜内处于氮气氛围，向含有起始剂的反应釜中加入环氧丙烷、环氧乙烷和余量的氢氧化钾充分混匀后，进行聚合反应，再向反应釜中依次加入所需量的二甲苯和甲醛充分搅拌溶解后，得到聚醚，其中，环氧丙烷和环氧乙烷的重量比为1：2，聚合反应时，温度为115℃，反应时间为1.5h，搅拌时，温度为115℃，时间为1.5h；

第三步，向含有聚醚的反应釜中加入甲醇和水充分搅拌均匀，然后，向反应釜中加入冰乙酸，调节釜内混合液的pH至中性后，得到破乳剂，其中，甲醇的加入量占多乙烯多胺重量的22%，水的加入量占多乙烯多胺重量的36%，搅拌时，温度为65℃，时间为1.5h。

实施例8：该高效复合型破乳剂，原料按重量份计包括多乙烯多胺10份、苯酚4份、壬基酚13份、氢氧化钾1.5份、环氧丙烷20份、环氧乙烷40份、二甲苯6份和甲醛1.5份，按照下述方法得到：

第一步，将反应釜隔绝空气，使釜内处于氮气氛围，向反应釜中依次加入所需量的多乙烯多胺、苯酚、壬基酚和一部分的氢氧化钾充分搅拌均匀后，进行酯化反应，得到起始剂，其中，一部分的氢氧化钾占氢氧化钾重量的5.6%，酯化反应时，温度为140℃，压力不超过0.25MPa，反应时间为1.0h；

第二步，将含有起始剂的反应釜再次隔绝空气，使釜内处于氮气氛围，向含有起始剂的反应釜中加入环氧丙烷、环氧乙烷和余量的氢氧化钾充分混匀后，进行聚合反应，再向反应釜中依次加入所需量的二甲苯和甲醛充分搅拌溶解后，得到聚醚，其中，环氧丙烷和环氧乙烷的重量比为1：2，聚合反应时，温度为115℃，反应时间为1.0h，搅拌时，温度为115℃，时间为1.0h；

第三步，向含有聚醚的反应釜中加入甲醇和水充分搅拌均匀，然后，向反应釜中加入冰乙酸，调节釜内混合液的pH至中性后，得到破乳剂，其中，甲醇的加入量占多乙烯多胺重量的20%，水的加入量占多乙烯多胺重量的35，搅拌时，温度为65℃，时间为1.0h。

采用本发明实施例6至实施例8制备的高效复合型破乳剂处理后的原油，脱水后的油水界面清晰，具有破乳剂添加量低，除悬浮物能力强、破乳脱水效果好的特点，以下是考察原料环氧丙烷和环氧乙烷的投加比例对本发明高效复合型破乳剂的破乳性能的影响和本发明实施例8制备的高效复合型破乳剂的破乳性能。

试验1：考察原料环氧丙烷和环氧乙烷的投加比例对本发明高效复合型破乳剂的破乳性能的影响

试验方法：将本发明实施例8中环氧丙烷的重量份改为15份，环氧丙烷与环氧乙烷的重量投加比分别设为1:0.2、1:0.4、1:0.6、1:0.8、1:1.0、1:1.2、1:1.4、1:1.6、1:1.8、1:2.0、1:2.2、1:2.4和1:2.6，根据环氧丙烷与环氧乙烷的重量投加比，算出环氧乙烷的重量份，其余原料的投加量和工艺步骤同实施例8，得到的高效复合型破乳剂，分别为样1、样2、样3、样4、样5、样6、样7、样8、样9、样10、样11、样12和样13，将样1至样13投加至原油中，该原油采用克拉玛依油田采油一厂的火驱原油，该火驱原油的含水率为63%，考察各样品对火驱原油的破乳脱水效果，样品投加至原油中的加药浓度为100mg/L。

试验结果：样1至样13对原油的破乳脱水效果，如表1所示，由表1可知，环氧丙烷和环氧乙烷的最佳投加量比例为1:2，当环氧乙烷的投加量比例过高时，破乳剂亲油基团在分子中所占的比例过大，亲油性太强，不易进入水相，对分子在油水界面的吸附不利；当环氧乙烷的投加量过低时，破乳剂亲水性较强，同样不利于吸附在油水界面。这两种种情况均会降低界面吸附膜的强度，使破乳效果变差。只有破乳剂具有适当的亲水亲油平衡值，才能有显著的破乳效果。因此，环氧丙烷和环氧乙烷的投加量比例为1:2时，得到的高效复合型破乳剂具有最佳的破乳脱水效果。

试验2：考察本发明高效复合型破乳剂的破乳性能

试验方法:本实验选取1号原油和2号原油，1号原油为克拉玛依油田采油一厂的火驱原油（由于火驱原油在油田开发过程中采用火烧油层的方式，导致火驱原油中含有大量悬浮物及杂质），一号原油的含水率为63%；2号原油为克拉玛依油田采油一厂的红浅二氧化碳驱原油，2号原油含水率为17.5%，将本发明实施例8制备的高效复合型破乳剂分别投加至1号原油和2号原油中，使得1号原油和2号原油中的高效复合型破乳剂的浓度分别为100mg/L，对分别加入本发明实施例8制备的高效复合型破乳剂的1号原油和2号原油进行脱水试验，同时，采用现有的破乳剂（克拉玛依正诚有限公司的型号为LH-14）作为对比，原油的脱水试验参照SY/T 5280-2018《原油破乳剂通用技术条件》中规定的方法进行，试验中脱水温度控制在75℃，试验中的脱水试瓶的震荡方法采用人工震荡法。

试验结果:加入本发明实施例8制备的高效复合型破乳剂后的1号原油的脱水率，如表2所示，加入本发明实施例8制备的高效复合型破乳剂后的2号原油的脱水率，如表3所示，由表2和表3可知，本发明高效复合型破乳剂对1号原油（火驱原油）的破乳脱水率达98.7%，本发明高效复合型破乳剂对2号原油（二氧化碳驱原油）的破乳脱水率达97.1%，表明本发明高效复合型破乳剂破乳脱水性能好。

综上所述，本发明高效复合型破乳剂为水溶型破乳剂，其破乳性能优良，闪点达到30°，其性能高于国家标准的要求，使用本发明高效复合型破乳剂处理后的原油，脱水后的油水界面清晰，具有破乳剂添加量低，除悬浮物能力强、破乳脱水效果好的特点。

以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (9)

1.一种高效复合型破乳剂，其特征在于原料按重量份计包括多乙烯多胺3份至15份、苯酚2份至6份、壬基酚11份至15份、氢氧化钾0.5份至2.3份、环氧丙烷15份至25份、环氧乙烷30份至50份、二甲苯2份至8份和甲醛1.3份至1.8份，按照下述方法得到：

第一步，将反应釜隔绝空气，向反应釜中依次加入所需量的多乙烯多胺、苯酚、壬基酚和一部分的氢氧化钾充分搅拌均匀后，进行酯化反应，得到起始剂，其中，一部分的氢氧化钾占氢氧化钾重量的5.0%至6.0%；

第二步，将含有起始剂的反应釜再次隔绝空气，向含有起始剂的反应釜中加入环氧丙烷、环氧乙烷和余量的氢氧化钾充分混匀后，进行聚合反应，再向反应釜中依次加入所需量的二甲苯和甲醛充分搅拌溶解后，得到聚醚；

第三步，向含有聚醚的反应釜中加入甲醇和水充分搅拌均匀，然后，向反应釜中加入冰乙酸，调节釜内混合液的pH至中性后，得到破乳剂，其中，甲醇的加入量占多乙烯多胺重量的18%至22%，水的加入量占多乙烯多胺重量的34%至36%。

2.根据权利要求1所述的高效复合型破乳剂，其特征在于第二步中，环氧丙烷和环氧乙烷的重量比为1：2。

3.根据权利要求1或2所述的高效复合型破乳剂，其特征在于第一步中，酯化反应时，温度为130℃至140℃，压力不超过0.25MPa，反应时间为1.0h至1.5h。

4.根据权利要求1或2所述的高效复合型破乳剂，其特征在于第二步中，聚合反应时，温度为105℃至115℃，反应时间为1.0至1.5h，搅拌时，温度为105℃至115℃，时间为1.0h至1.5h。

5.根据权利要求3所述的高效复合型破乳剂，其特征在于第二步中，聚合反应时，温度为105℃至115℃，反应时间为1.0至1.5h，搅拌时，温度为105℃至115℃，时间为1.0h至1.5h。

6.根据权利要求1或2或5所述的高效复合型破乳剂，其特征在于第三步中，搅拌时，温度为60℃至65℃，时间为1.0h至1.5h。

7.根据权利要求3所述的高效复合型破乳剂，其特征在于第三步中，搅拌时，温度为60℃至65℃，时间为1.0h至1.5h。

8.根据权利要求4所述的高效复合型破乳剂，其特征在于第三步中，搅拌时，温度为60℃至65℃，时间为1.0h至1.5h。

9.根据权利要求2至8中任意一项所述的高效复合型破乳剂的制备方法，其特征在于原料按重量份计包括多乙烯多胺3份至15份、苯酚2份至6份、壬基酚11份至15份、氢氧化钾0.5份至2.3份、环氧丙烷15份至25份、环氧乙烷30份至50份、二甲苯2份至8份和甲醛1.3份至1.8份，按照下述方法进行：

第一步，将反应釜隔绝空气，向反应釜中依次加入所需量的多乙烯多胺、苯酚、壬基酚和一部分的氢氧化钾充分搅拌均匀后，进行酯化反应，得到起始剂，其中，一部分的氢氧化钾占氢氧化钾重量的5.0%至6.0%；

第二步，将含有起始剂的反应釜再次隔绝空气，向含有起始剂的反应釜中加入环氧丙烷、环氧乙烷和余量的氢氧化钾充分混匀后，进行聚合反应，再向反应釜中依次加入所需量的二甲苯和甲醛充分搅拌溶解后，得到聚醚；

第三步，向含有聚醚的反应釜中加入甲醇和水充分搅拌均匀，然后，向反应釜中加入冰乙酸，调节釜内混合液的pH至中性后，得到破乳剂，其中，甲醇的加入量占多乙烯多胺重量的18%至22%，水的加入量占多乙烯多胺重量的34%至36%。