一種多元復配的重油破乳劑及其製備方法
2023-06-01 09:02:31 1
專利名稱：：一種多元復配的重油破乳劑及其製備方法
技術領域：
：本發明涉及一種多元復配的重油破乳劑及其製備方法，特別是一種針對燃機電廠重油脫金屬(鉀、鈉、鈣)用高效破乳劑。
背景技術：
：重油也稱渣油，是原油經過常壓或減壓蒸餾裝置提取餾分油後的殘油，或由高溫加壓裂化蒸發塔底抽出的裂化殘油，或由二者混合、也或加入適量的裂化殘油製成的重質石油燃料。其粘度高、有害雜質含量高，成分複雜。重油中含有S、Na、K、V、Ca等有害雜質，當重油作為燃料高溫時，S生成的S02、S03等腐蝕性物質可與NaCl、KCl反應生成Na2S04和K2S04,而V被氧化成V205。當V205、Na2S04和K2S04以熔融態沉積在金屬設備表面上，可誘發嚴重的釩腐蝕。重油中Na、K、V等含量越高，其在燃燒過程中對設備產生的腐蝕可導致金屬表面嚴重破壞。重油中的鈣雜質，在燃燒過程中形成金屬氧化物，對高溫部分的金屬表面產生嚴重的熱腐蝕，還會結垢對設備產生垢下腐蝕。隨著石油資源的日趨緊張，重油的質量越來越差。除有害物雜質外，重油中有機質、浙青質含量高，有機質和浙青質是天然的乳化劑，其可使重油與水形成的乳液穩定，因此渣較原油的破乳困難得多。重油中含有的K、Na鹽大多能溶於水，而Ca鹽大多以有機鈣存在，主要為石油酸鈣(脂肪酸、環烷酸等)，基本不溶於水，因此，通過水洗脫鹽達到同時淨化重油中的K、Na、Ca等雜質很困難。不同產地、不同來源的重油其組分及有害雜質差別很大，一般破乳劑很難達到淨化雜質及高效破乳的作用。燃機電廠對其使用的重油中有害雜質含量有嚴格的要求，燃機入口重油中K+Na總含量小於lppm，Ca含量小於lOppm，破乳劑能高效分離油水，油水界面清晰，重油含水量小於0.4%，現有破乳劑不能滿足其使用要求。
發明內容為克服上述現有技術中存在的不足，根據燃機電廠對重油淨化破乳的要求，本發明的首要目的在於提供一種廣譜型多元復配的重油破乳劑，該重油破乳劑能有效除去重油K+Na及Ca等有害雜質，高效分離油水。本發明的另一目的在於提供上述的製備方法。為實現上述目的，本發明提供如下技術方案一種多元復配的重油破乳劑，所述重油破乳劑由以下按重量百分比計的組分組成聚醚3055%，表面活性劑515%，溶劑4060%，所述聚醚為多乙烯多胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚混合而成，所述表面活性劑為聚丙烯酸，所述溶劑為乙醇和去離子水。所述多乙烯多胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚的重量比為113.51;所述表面活性劑為分子量20005000的聚丙烯酸；所述乙醇和去離子水的重量比為0.080.201。所述多乙烯多胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚的製備以三乙烯四胺為起始劑；所述脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚的製備以乙二醇或丙二醇為起始劑。所述多乙烯多胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚的製備按以下操作步驟在壓力反應釜中加入起始劑多乙烯多胺和鹼性催化劑，滴加環氧丙烷(Po)，控制溫度120140°C，待壓力降至小於0.4MPa後繼續反應3060min；打開壓力反應釜，滴加環氧乙烷(EO)，待壓力降至小於0.4MPa後繼續反應3060min，降溫至4045°C打開壓力反應釜，將反應物pH值調節至中性，得到多乙烯多胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚。所述環氧丙烷、環氧乙烷和三乙烯四胺的摩爾比為(5080)(100130)1；所述鹼性催化劑優選氫氧化鉀(KOH)，用量為總原料質量的0.10.4%;所述pH值調節至中性是採用冰醋酸進行調節。所述脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚的製備按以下操作步驟在壓力反應釜中加入起始劑和鹼性催化劑，滴加環氧丙烷，控制溫度120140°C，待壓力降至小於0.4MPa後繼續反應3060min；打開壓力反應釜，滴加環氧乙烷，待壓力降至小於0.4MPa後繼續反應3060min，降溫至4045°C，打開壓力反應釜，將反應物pH值調節至中性，得到脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚。所述環氧丙烷、環氧乙烷和起始劑的摩爾比為(815)(2035)1；所述鹼性催化劑優選氫氧化鉀(KOH)，用量為總原料質量的0.10.4%;所述pH值調節至中性是採用冰醋酸進行調節。所述聚丙烯酸的製備按以下操作步驟將去離子水、丙烯酸、鏈轉移劑和引發劑混合均勻後，置於6065°C水浴中反應34h，得到聚丙烯酸。所述鏈轉移劑為異丙醇；所述引發劑為過硫酸銨；所述鏈轉移劑和丙烯酸的重量比為0.020.081；所述引發劑和丙烯酸的重量比為0.020.041；所述丙烯酸、鏈轉移劑和引發劑溶於去離子水中形成的單體濃度為2545%。上述多元復配的重油破乳劑的製備方法，包括以下操作步驟將聚醚、表面活性劑和溶劑混合均勻後得到多元復配的重油破乳劑。上述多元復配的重油破乳劑應用於燃氣輪機電廠重油的水洗淨化或劣質原油催化裂化前的處理。該重油破乳劑用於燃機電廠重油的水洗淨化處理時，重油及去離子水溫度為8595°C，油水重量比為91。與現有技術相比，本發明具有如下有益效果本發明多元復配的重油破乳劑在應用於燃機電廠重油的水洗淨化處理時，具有優點(1)破乳劑用量小。破乳劑用量在100300ppm,破乳效果好，油水界面清晰；(2)淨化後重油K+Na總含量小於lppm，Ca含量小於IOppm;(3)淨化油含水量小於0.4%;(4)廣譜性好，成本較低；淨化後重油完全滿足燃機電廠使用需求。多元復配的重油破乳劑破廣譜性較好，用量少，成本較低。具體實施例方式下面結合實施例對本發明做進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限於此。實施例1在壓力反應釜中加入起始劑多乙烯多胺和催化劑Κ0Η，滴加環氧丙烷(PO)，控制溫度120140°C，待壓力降至小於0.4MPa後繼續反應30min；打開壓力反應釜，滴加環氧乙烷(EO)，待壓力降至小於0.4MPa後繼續反應30min，降溫，打開壓力反應釜，將反應物pH值用冰醋酸調節至中性，得到多乙烯多胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚。具體原料配比如表1所示，KOH的用量為總原料質量的0.3%，分別得到多乙烯多胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚Dl和多乙烯多胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚D2。表1多乙烯多胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚的製備原料多乙烯多胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚~~POEO起始劑(摩爾比)|起始劑~D1551101三乙烯四胺~D270951三乙烯四胺實施例2在壓力反應釜中加入起始劑和催化劑Κ0Η，滴加環氧丙烷，控制溫度120140°C，待壓力降至小於0.4MPa後繼續反應30min；打開壓力反應釜，滴加環氧乙烷，待壓力降至小於0.4MPa後繼續反應30min，降溫，打開壓力反應釜，將反應物pH值用冰醋酸調節至中性，得到脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚。具體原料配比如表2所示，起始劑的用量為總原料質量的0.3%，分別得到多乙烯多胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚Zl和多乙烯多胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚Z2。表2脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚的製備原料脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚POEO起始劑(摩爾比)|起始劑~\9221乙二醇~12281丙二醇實施例3將去離子水、丙烯酸、鏈轉移劑異丙醇和引發劑過硫酸銨混合均勻後，置於6065°C水浴中反應34h，得到聚丙烯酸。具體原料配比如表3所示，分別得到聚丙烯酸Bl和聚丙烯酸B2。表3聚丙烯酸的製備原料聚丙烯酸~~丙烯酸/g異丙醇/g過硫酸銨/gI去離子水/g30L20970~~B2402Γθ17260實施例4將35g聚醚(25g多乙烯多胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚Dl和IOg多乙烯多胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚Z2)、5g聚丙烯酸Bl，60g溶劑(6g乙醇和54g去離子水)混合均勻後得到多元復配的重油破乳劑。實施例5將40g聚醚(25g多乙烯多胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚D2和15g多乙烯多胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚Z2)、5g聚丙烯酸Bl，55g溶劑(8g乙醇和47g去離子水)混合均勻後得到多元復配的重油破乳劑。實施例6將32g聚醚(20g多乙烯多胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚D2和12g多乙烯多胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚Zl)、8g聚丙烯酸B2，60g溶劑(IOg乙醇和50g去離子水)混合均勻後得到多元復配的重油破乳劑。實施例7將30g聚醚(20g多乙烯多胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚Dl和IOg多乙烯多胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚21)、1(^聚丙烯酸82，6(^溶劑(5g乙醇和55g去離子水)混合均勻後得到多元復配的重油破乳劑。實施例8將32g聚醚(12g多乙烯多胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚D2和20g多乙烯多胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚Zl)、8g聚丙烯酸Bl，60g溶劑(8g乙醇和52g去離子水)混合均勻後得到多元復配的重油破乳劑。實施例9將40g聚醚(30g多乙烯多胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚Dl和IOg多乙烯多胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚Zl)、15g聚丙烯酸Bl，45g溶劑(5g乙醇和40g去離子水)混合均勻後得到多元復配的重油破乳劑。實施例10將30g聚醚(15g多乙烯多胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚D2和15g多乙烯多胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚Z2)、15g聚丙烯酸B2，55g溶劑(5g乙醇和50g去離子水)混合均勻後得到多元復配的重油破乳劑。實施例11將30g聚醚(20g多乙烯多胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚Dl和IOg多乙烯多胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚Z2)、15g聚丙烯酸Bl，55g溶劑(6g乙醇和49g去離子水)混合均勻後得到多元復配的重油破乳劑。實施例12將35g聚醚(22g多乙烯多胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚Dl和13g多乙烯多胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚Zl)、12g聚丙烯酸B2，53g溶劑(5g乙醇和48g去離子水)混合均勻後得到多元復配的重油破乳劑。實施例13多元復配重油破乳劑使用性能評價下面通過相關實驗評價本發明多元復配重油破乳劑對幾種來自不同產地的重油脫除K+Na、Ca及破乳作用，包括破乳劑用量、淨化後重油K+Na及Ca含量、油水界面狀態、淨tableseeoriginaldocumentpage7tableseeoriginaldocumentpage8先將10份的去離水與90份的重油混合，水浴中加熱至9095°C，用剪切乳化攪拌機攪拌2分鐘，將乳化好的混合物攪拌下加入一定量的破乳劑，2min後用吸管取出一定量至離心管中，離心機離心3分鐘(轉速2000rmp)，觀察油水界面及出水量等，並取離心後上層油樣，用SPECTROILM光譜儀檢測水洗淨化後重油中K、Na、Ca等金屬的含量。多元復配的重油破乳劑對不同產地重油的淨化破乳結果如表4所示。本發明多元復配的重油破乳劑破乳作用好，油水界面清晰；在130300ppm用量下，重油中K+Na總含量由2639ppm減小到Ippm以下，Ca含量由3354ppm減小到lOppm，重油含水量小於0.4%，淨化後重油完全滿足燃機電廠使用需求。多元復配的重油破乳劑破廣譜性較好，用量少，成本較低。上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式並不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護範圍之內。權利要求一種多元復配的重油破乳劑，其特徵在於所述重油破乳劑由以下按重量百分比計的組分組成聚醚30～55％，表面活性劑5～15％，溶劑40～60％，所述聚醚為多乙烯多胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚混合而成，所述表面活性劑為聚丙烯酸，所述溶劑為乙醇和去離子水。2.根據權利要求1所述的一種多元復配的重油破乳劑，其特徵在於所述多乙烯多胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚的重量比為113.51;所述表面活性劑為分子量20005000的聚丙烯酸；所述乙醇和去離子水的重量比為0.080.201;所述多乙烯多胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚的製備以三乙烯四胺為起始劑；所述脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚的製備以乙二醇或丙二醇為起始劑。3.根據權利要求1所述的一種多元復配的重油破乳劑，其特徵在於所述多乙烯多胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚的製備按以下操作步驟在壓力反應釜中加入起始劑多乙烯多胺和鹼性催化齊U，滴加環氧丙烷，控制溫度120140°C，待壓力降至小於0.4MPa後繼續反應3060min；打開壓力反應釜，滴加環氧乙烷，待壓力降至小於0.4MPa後繼續反應3060min，降溫至4045°C後，打開壓力反應釜，將反應物pH值調節至中性，得到多乙烯多胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚。4.根據權利要求3所述的一種多元復配的重油破乳劑，其特徵在於所述環氧丙烷、環氧乙烷和三乙烯四胺的摩爾比為(5080)(100130)1；所述鹼性催化劑為氫氧化鉀，用量為反應原料總質量的0.10.4%；所述pH值調節至中性是採用冰醋酸進行調節。5.根據權利要求1所述的一種多元復配的重油破乳劑，其特徵在於所述脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚的製備按以下操作步驟在壓力反應釜中加入起始劑和鹼性催化劑，滴加環氧丙烷，控制溫度120140°C，待壓力降至小於0.4MPa後繼續反應3060min；打開壓力反應釜，滴加環氧乙烷，待壓力降至小於0.4MPa後繼續反應3060min，降溫至4045°C，打開壓力反應釜，將反應物pH值調節至中性，得到脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚。6.根據權利要求5所述的一種多元復配的重油破乳劑，其特徵在於所述環氧丙烷、環氧乙烷和起始劑的摩爾比為(815)(2035)1；所述鹼性催化劑為氫氧化鉀，用量為反應原料總質量的0.10.4%；所述pH值調節至中性是採用冰醋酸進行調節。7.根據權利要求1所述的一種多元復配的重油破乳劑，其特徵在於所述聚丙烯酸的製備按以下操作步驟將去離子水、丙烯酸、鏈轉移劑和引發劑混合均勻後，置於6065°C水浴中反應34h，得到聚丙烯酸。8.根據權利要求1所述的一種多元復配的重油破乳劑，其特徵在於所述鏈轉移劑為異丙醇；所述引發劑為過硫酸銨；所述鏈轉移劑和丙烯酸的重量比為0.020.081;所述引發劑和丙烯酸的重量比為0.020.041；所述丙烯酸、鏈轉移劑和引發劑溶於去離子水中形成的單體濃度為2545%。9.根據權利要求1所述的一種多元復配的重油破乳劑的製備方法，其特徵在於包括以下操作步驟將聚醚、表面活性劑和溶劑混合均勻後得到多元復配的重油破乳劑。10.根據權利要求1所述的一種多元復配的重油破乳劑應用於燃氣輪機電廠重油的水洗淨化或劣質原油催化裂化前的處理。全文摘要本發明公開了一種多元復配的重油破乳劑及其製備方法。該重油破乳劑由以下按重量百分比計的組分組成聚醚30～55％，表面活性劑5～15％和溶劑40～60％，所述聚醚為多乙烯多胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚混合而成，所述表面活性劑為聚丙烯酸，所述溶劑為乙醇和去離子水。本發明重油破乳劑主要用於燃氣輪機電廠重油的水洗淨化，破乳劑用量100～300ppm，破乳效果好，淨化重油K+Na總含量小於1ppm，Ca含量小於10ppm，油水界面清晰，淨化重油含水量小於0.4％，廣譜性好，成本較低。本發明也可用於劣質原油或摻加較大比例重油的原油催化裂化前的處理。文檔編號C10G33/04GK101831316SQ201010170450公開日2010年9月15日申請日期2010年5月6日優先權日2010年5月6日發明者張宏偉,梁力彤申請人:廣州市金匯傑環保科技實業有限公司;華南理工大學