一種交聯型非離子聚醚原油破乳劑及其製備方法
2023-09-13 23:07:30
一種交聯型非離子聚醚原油破乳劑及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種交聯型非離子聚醚原油破乳劑及其製備方法，屬於石油加工【技術領域】，製備方法為在容器中加入聚醚多元醇、酯化催化劑和苯系溶劑，加入質量濃度為5％-60％的含有羧基或酸酐基的聚合物的水溶液進行酯化反應，加入C1-C3的醇混勻得到交聯型非離子聚醚原油破乳劑；本發明採用聚醚和含有羧基或酸酐基的聚合物的水溶液進行交聯反應，得到具有交聯、分子量大幅度升高的交聯型非離子聚醚，最後再與添加劑進行復配，形成交聯型非離子聚醚原油破乳劑，這種破乳劑具有脫水速率快、脫水程度高的優點。本發明的方法工藝簡單、結構控制方便、產品質量穩定。
【專利說明】一種交聯型非離子聚醚原油破乳劑及其製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種原油破乳劑及其製備方法，特別涉及一種交聯型非離子聚醚原油 破乳劑及製備方法，屬於石油加工【技術領域】。
【背景技術】
[0002] 在原油生產中，原油通常是油包水或水包油乳液的形式存在的，水以及溶解於其 中的電解質的存在對原油的生產、運輸、煉製等過程具有極其不利的影響，因此必須通過破 乳或脫水過程將原油中含水降至可接受的範圍之內。目前，破乳或脫水方法包括重力（或 離心力）沉降法、熱處理法、電場處理法以及化學破乳法，而通過向原油乳液中添加化學破 乳劑來達到原油破乳或脫水的化學破乳法則是最常用和最有效的方法。人們對化學破乳法 的研究很早，開發了大量的破乳劑。當前，最有效的破乳劑主要是以聚環氧乙烯聚環氧丙烯 共聚物為主的聚醚，以及它們的復配物和交聯改性衍生物。其中，通過交聯改性可以大大 提高聚醚破乳劑的性能。目前，對於聚醚破乳劑的交聯，國內主要有兩種方法，一種是利用 異氰酸酯對聚醚交聯；一種是利用丙烯酸單體與聚醚先發生酯化反應，然後再通過自由基 聚合的方法對聚醚進行交聯。利用異氰酸酯對聚醚進行交聯的方法操作工藝簡單，在工業 中獲得了大量的應用。但從效果方面來看，異氰酸酯交聯對聚醚破乳劑效果的提升比較有 限，而且，異氰酸酯本身有一定的毒性，這都限制了它的應用。通過丙烯酸類單體進行交聯 的方法是一種新興的技術，該方法交聯的聚醚具有分子量大，破乳性能好的特點，如中國專 利 CN201310670377、CN201210322606、CN201210307109、CN201210252673、CN201210035320、 CN201110233171、CN201110108168和CN201010023001所報導的均是此類型的破乳劑。但 這些專利所報導的破乳劑普遍存在生產工藝複雜、結構控制困難、生產不穩定等缺點，這給 該類型產品的質量控制和現場應用帶來了很大的困難。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的是克服現有技術的一足，提供一種具有使用量少、脫水速率快、脫水 程度高特點的交聯型非離子聚醚原油破乳劑。
[0004] 本發明的第二個目的是提供一種交聯型非離子聚醚原油破乳劑的製備方法。
[0005] 本發明的技術方案概述如下：
[0006] -種交聯型非離子聚醚原油破乳劑的製備方法，包括如下步驟：在容器中加入聚 醚多元醇、酯化催化劑和苯系溶劑，加入質量濃度為5% -60%的含有羧基或酸酐基的聚合 物的水溶液進行酯化反應，加入C1-C3的醇混勻得到交聯型非離子聚醚原油破乳劑；所述 聚醚多元醇：酯化催化劑：苯系溶劑：含有羧基或酸酐基的聚合物：C1-C3的醇的質量比 為 100: 0· 3 ?10:40 ?400:1 ?40:1 ?200
[0007] 聚醚多元醇優選醇類化合物、酚類化合物和有機胺類化合物中的至少一種與環氧 乙烷或環氧乙烷和環氧丙烷經加聚反應而得的聚合物。
[0008] 酯化催化劑優選鹽酸、硫酸、磷酸、苯磺酸、對甲苯磺酸、對乙基苯磺酸或十二烷基 苯磺酸。
[0009] 苯系溶劑優選甲苯、二甲苯、乙苯、三甲苯、四甲苯或重芳烴溶劑油。
[0010] 含有羧基或酸酐基的聚合物的平均分子量為1000-20000。
[0011] 含有羧基或酸酐基的聚合物優選聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚馬來酸酐、丙烯 酸-甲基丙烯酸共聚物、丙烯酸-馬來酸酐共聚物或甲基丙烯酸-馬來酸酐共聚物。
[0012] C1-C3的醇優選甲醇、乙醇或異丙醇。
[0013] 上述方法製備的一種交聯型非離子聚醚原油破乳劑。
[0014] 本發明的優點：
[0015] 本發明採用聚醚和含有羧基或酸酐基的聚合物的水溶液進行交聯反應，得到具有 交聯、分子量大幅度升高的交聯型非離子聚醚，最後再與添加劑進行復配，形成交聯型非離 子聚醚破乳劑，這種破乳劑具有脫水速率快、脫水程度高的優點。本發明的方法工藝簡單、 結構控制方便、產品質量穩定。
【具體實施方式】
[0016] 下面的實施例不以任何形式限制本發明，凡採用等同替代或等效變換的方式所獲 得的技術方案，均落在本發明的保護範圍內。
[0017] 各實施例的聚醚僅是舉例，但並不對本發明作任何限制，本領域技術人員根據常 識，採用其它聚醚，也屬於本發明的保護範圍。
[0018] 實施例1
[0019] 在裝有電動攪拌、溫度計、分水器和冷凝管的三口燒瓶中，加入100. 0g的由有機 胺類化合物與環氧丙烷和環氧乙烷經加聚反應得到的聚醚AE8031、0.3g的催化劑鹽酸、 80. 0g的溶劑甲苯，開啟攪拌，緩慢加熱至60°C，加入質量濃度為30%、溶質聚丙烯酸平 均分子量約為2000、溶質的質量為4g的聚丙烯酸水溶液，緩慢升溫至甲苯回流溫度（約 ll〇°C)進行酯化，同時分離出體系中的水。反應12h後，停止加熱，待溫度降至65°C以下時 加入20. 0g的甲醇，攪拌均勻，即得交聯型非離子聚醚破乳劑成品AE8031C。
[0020] 實施例2
[0021] 在裝有電動攪拌、溫度計、分水器和冷凝管的三口燒瓶中，加入100. 0g的由有機 胺類化合物與環氧丙烷和環氧乙烷經加聚反應得到的聚醚AE10071、0. 5g的催化劑硫酸、 100. 〇g的溶劑二甲苯，開啟攪拌，緩慢加熱至60°C，加入質量濃度為40%、溶質聚馬來酸酐 平均分子量約為2300、溶質的質量為1. 0g的聚馬來酸酐水溶液，緩慢升溫至二甲苯回流溫 度（約145°C)進行酯化，同時分離出體系中的水。反應6h後，停止加熱，待溫度降至78°C 以下時加入50. 0g的乙醇，攪拌均勻，即得交聯型非離子聚醚破乳劑成品AE10071C。
[0022] 實施例3
[0023] 在5方的搪瓷反應釜中，加入1000kg的由酚類化合物與環氧丙烷和環氧乙烷經加 聚反應得到的聚醚AR36、10kg的催化劑磷酸、2000kg的溶劑乙苯。啟動攪拌，開啟加熱，待 溫度升至60°C時加入質量濃度為20%、溶質聚甲基丙烯酸平均分子量約為7000、溶質的質 量為l〇〇kg的聚甲基丙烯酸水溶液，緩慢升溫至乙苯回流溫度（約136°C )進行酯化，同時 分離出體系中的水。反應l〇h後，停止加熱，待溫度降至65 °C以下時加入10kg的甲醇，攪拌 均勻，即得交聯型非離子聚醚破乳劑成品AR36C。
[0024] 實施例4
[0025] 在裝有電動攪拌、溫度計、分水器和冷凝管的三口燒瓶中，加入100. 0g的由酚類 化合物與環氧丙烷和環氧乙烷經加聚反應得到的聚醚AR31、2. 0g的催化劑苯磺酸、400. 0g 的溶劑三甲苯，開啟攪拌，緩慢加熱至60°C，加入質量濃度為20%、溶質丙烯酸-甲基丙烯 酸共聚物平均分子量約為5000、溶質的質量為20. 0g的丙烯酸-甲基丙烯酸共聚物水溶液， 緩慢升溫至三甲苯回流溫度（約176°C)進行酯化，同時分離出體系中的水。反應4h後，停 止加熱，待溫度降至82°C以下時加入10. 0g的異丙醇，攪拌均勻，即得交聯型非離子聚醚破 乳劑成品AR31C。
[0026] 實施例5
[0027] 在裝有電動攪拌、溫度計、分水器和冷凝管的三口燒瓶中，加入100. 0g的由酚類 化合物與環氧乙烷經加聚反應得到的聚醚〇P_4、2. 5g的催化劑對甲苯磺酸、40. 0g的溶劑 四甲苯，開啟攪拌，緩慢加熱至60°C，加入質量濃度為5%、溶質丙烯酸-甲基丙烯酸共聚物 平均分子量約為20000、溶質的質量為2. 0g的丙烯酸-甲基丙烯酸共聚物水溶液，緩慢升溫 至四甲苯回流溫度（約196°C )進行酯化，同時分離出體系中的水。反應2h後，停止加熱， 待溫度降至78°C以下時加入10. 0g的乙醇，攪拌均勻，即得交聯型非離子聚醚破乳劑成品 0P-4C。
[0028] 實施例6
[0029] 在裝有電動攪拌、溫度計、分水器和冷凝管的三口燒瓶中，加入100. 0g的由醇類 化合物與環氧丙烷和環氧乙烷經加聚反應得到的聚醚BP2040、2. 5g的催化劑對乙基苯磺 酸、150. 0g的溶劑重芳烴溶劑油，開啟攪拌，緩慢加熱至60°C，加入濃度為60%、溶質丙烯 酸-馬來酸酐共聚物平均分子量約為1000、溶質的質量是3. 0g的丙烯酸-馬來酸酐共聚物 水溶液，緩慢升溫至重芳烴溶劑油回流溫度進行酯化，同時分離出體系中的水。反應6h後， 停止加熱，待溫度降至78°C以下時加入200. 0g的乙醇，攪拌均勻，即得交聯型非離子聚醚 破乳劑成品BP2040C。
[0030] 實施例7
[0031] 在裝有電動攪拌、溫度計、分水器和冷凝管的三口燒瓶中，加入80. 0g的由醇類化 合物與環氧丙烷和環氧乙烷經加聚反應得到的聚醚BP2040和20. 0g的由酚類化合物與環 氧乙烷經加聚反應得到的聚醚NP-4、10. 0g的催化劑十二烷基苯磺酸、200. 0g的溶劑二甲 苯，開啟攪拌，緩慢加熱至60°C，加入濃度為60%、溶質甲基丙烯酸-馬來酸酐共聚物平均 分子量約為1000、溶質的質量為20. 0g的甲基丙烯酸-馬來酸酐共聚物水溶液，緩慢升溫 至二甲苯回流溫度（約146°C )進行酯化，同時分離出體系中的水。反應6h後，停止加熱， 待溫度降至78°C以下時加入10. 0g的乙醇，攪拌均勻，即得交聯型非離子聚醚破乳劑成品 BP2040/NP-4C。
[0032] 實施例8
[0033] 在裝有電動攪拌、溫度計、分水器和冷凝管的三口燒瓶中，加入100. 0g的由醇類 化合物與環氧丙烷和環氧乙烷經加聚反應得到的聚醚SP169、5. 0g的催化劑對甲苯磺酸、 200. 0g的溶劑二甲苯，開啟攪拌，緩慢加熱至60°C，加入濃度為50%、溶質甲基丙烯酸-馬 來酸酐共聚物平均分子量約為2000、溶質的質量為5. 0g的甲基丙烯酸-馬來酸酐共聚物 水溶液，緩慢升溫至二甲苯回流溫度（約146°C )進行酯化，同時分離出體系中的水。反應 6h後，停止加熱，待溫度降至82°C以下時加入10. Og的異丙醇，攪拌均勻，即得交聯型非離 子聚醚破乳劑成品SP169C。
[0034] 實施例9
[0035] 在裝有電動攪拌、溫度計、分水器和冷凝管的三口燒瓶中，加入100. 0g的由胺類 化合物與環氧丙烷和環氧乙烷經加聚反應得到的聚醚PFA3931、3. 0g的催化劑對甲苯磺 酸、200. 0g的溶劑二甲苯，開啟攪拌，緩慢加熱至60°C，加入濃度為50%、溶質丙烯酸-甲 基丙烯酸共聚物平均分子量約為2000、溶質的質量為40. 0g的丙烯酸-甲基丙烯酸共聚物 水溶液，緩慢升溫至二甲苯回流溫度（約146°C )進行酯化，同時分離出體系中的水。反應 6h後，停止加熱，待溫度降至82°C以下時加入10. 0g的異丙醇，攪拌均勻，即得交聯型非離 子聚醚破乳劑成品PFA3931C。
[0036] 實施例10
[0037] 在裝有電動攪拌、溫度計、分水器和冷凝管的三口燒瓶中，加入50. 0g的由胺類化 合物與環氧丙烷和環氧乙烷經加聚反應得到的聚醚PFA5931、30. 0g的由醇類化合物與環 氧丙烷和環氧乙烷經加聚反應得到的聚醚BP2060和20. 0g的由酚類化合物與環氧乙烷經 加聚反應得到的的聚醚NP-4(以上三種聚醚混合物簡稱PBN)、3. 0g的催化劑對甲苯磺酸、 200. 0g的溶劑二甲苯，開啟攪拌，緩慢加熱至60°C，加入濃度為40%、溶質聚丙烯酸平均 分子量約為3000、溶質的質量為1. 0g的聚丙烯酸水溶液，緩慢升溫至二甲苯回流溫度（約 146°C )進行酯化，同時分離出體系中的水。反應6h後，停止加熱，待溫度降至78°C以下時 加入10. 0g的乙醇，攪拌均勻，即得交聯型非離子聚醚破乳劑成品PBNC。
[0038] 實施例11
[0039] 利用本發明製備的交聯型非離子聚醚原油破乳劑與它們各自未交聯前體的使用 效果對比，用於對比實驗的原油產液取自我國不同的海上油田。
[0040] 對比 1 :
[0041] 表1 :油樣來源：SZ36-1油田溫度：70°C油樣含水：約50%混合方式：手搖200次
[0042]
【權利要求】
1. 一種交聯型非離子聚醚原油破乳劑的製備方法，其特徵是包括如下步驟：在容器中 加入聚醚多元醇、酯化催化劑和苯系溶劑，加入質量濃度為5% -60%的含有羧基或酸酐基 的聚合物的水溶液進行酯化反應，加入C1-C3的醇混勻得到交聯型非離子聚醚原油破乳 齊U ;所述聚醚多元醇：酯化催化劑：苯系溶劑：含有羧基或酸酐基的聚合物：C1_C3的醇的 質量比為 100:0. 3 ?10:40 ?400:1 ?40:1 ?200。
2. 根據權利要求1所述的一種交聯型非離子聚醚原油破乳劑的製備方法，其特徵在於 所述聚醚多元醇為醇類化合物、酚類化合物和有機胺類化合物中的至少一種與環氧乙烷或 環氧乙烷和環氧丙烷經加聚反應而得的聚合物。
3. 根據權利要求1所述的一種交聯型非離子聚醚原油破乳劑的製備方法，其特徵在 於所述酯化催化劑為鹽酸、硫酸、磷酸、苯磺酸、對甲苯磺酸、對乙基苯磺酸或十二烷基苯磺 酸。
4. 根據權利要求1所述的一種交聯型非離子聚醚原油破乳劑的製備方法，其特徵在於 所述苯系溶劑為：甲苯、二甲苯、乙苯、三甲苯、四甲苯或重芳烴溶劑油。
5. 根據權利要求1所述的一種交聯型非離子聚醚原油破乳劑的製備方法，其特徵在於 所述含有羧基或酸酐基的聚合物的平均分子量為1000-20000。
6. 根據權利要求1或5所述的一種交聯型非離子聚醚原油破乳劑的製備方法，其特徵 在於所述含有羧基或酸酐基的聚合物為聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚馬來酸酐、丙烯酸-甲 基丙烯酸共聚物、丙烯酸-馬來酸酐共聚物或甲基丙烯酸-馬來酸酐共聚物。
7. 根據權利要求1所述的一種交聯型非離子聚醚原油破乳劑的製備方法，其特徵在於 所述C1-C3的醇為甲醇、乙醇或異丙醇。
8. 權利要求1-7之一的方法製備的一種交聯型非離子聚醚原油破乳劑。
【文檔編號】C08G65/332GK104194822SQ201410448989
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月4日 優先權日:2014年9月4日
【發明者】魏強, 杜大委, 李支文, 郭海軍 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油能源發展股份有限公司