陽離子聚醚型反相破乳劑的製備方法
2023-05-06 03:15:56
專利名稱：陽離子聚醚型反相破乳劑的製備方法
技術領域：
本發明屬於水包油乳狀液的陽離子型破乳劑的製備技術。
油田採出液中含有油包水(W/O)和水包油(O/W)不同類型的乳狀液，造成油、水分離困難。採用蒸汽驅油、表面活性劑驅油、聚合物驅油以及鹼驅油等工藝技術過程，O/W乳化程度愈加嚴重;油田進入高含水開發期，採出水大量增加，O/W乳狀液更加普遍。因此，隨著油田開發，油田採出液中O/W乳狀液的破乳、含油汙水的脫油問題，日益突出。以往採用的原油破乳劑，都是W/O乳狀液的破乳劑，對O/W乳狀液無破乳作用，或效能很低。這類原油破乳劑，一般稱之為常規破乳劑。反相破乳劑是水包油乳狀液的破乳劑，破乳速度快，效能高。以前國內沒有反相破乳劑，一般採用三段結構的非離子聚醚型原油破乳劑如SP169等，來降低脫出汙水的含油量。這類原油破乳劑，對O/W乳狀液的破乳速度慢、用量大，除油效果差。國外八十年代相繼開發出一系列反相破乳劑，用於O/W乳狀液的破乳、含油汙水除油，大多是陽離子型聚合物。如u、s、Pat、No、4，343，730(1982)中介紹的丙烯醯胺烷撐季銨與丙烯醯胺的共聚物;u、s、Pat、No、4，614，593(1986)中介紹的單烯丙基胺聚合物，u、s、Pat、No、4，686，066(1987)中介紹的二烯丙基二甲基氯化銨均聚物，u、s、Pat、No、4，341，887(1982)中介紹的二烯丙基胺氮雜環丁銨與丙烯醯胺共聚物，u、s、Pat、No、4，689，177(1987)中介紹的三(二硫代氨基甲酸)化合物等。這些陽離子聚合物，製備方法比較繁雜，而且原料價格貴，國內貨源缺少。
本發明的目的是立足國內易得的化工原料，採用簡便的工藝方法，製備高效、便宜的陽離子反相破乳劑。
本發明採用陽離子化聚醚的合成技術路線，先由環氧氯丙烷開環聚合，得氯代聚醚;再用低分子單胺將氯代聚醚陽離子化，得陽離子聚醚。這種陽離子聚醚的分子式，可表示為
其中R為烷基;n為大於10的整數;X為大於2的整數;
A為
其中R′為烷基;R″為H或烷基。
氯代聚醚是由起始劑、環氧氯丙烷在酸性催化劑作用下，採用一般熟知的環氧化合物開環聚合的方法製備的。聚合物的分子量1000～2000，較合適為1500。多元醇或其他含活潑氫的胺、羧酸、酚等、可作為起始劑，丙三醇較合適。可採用的酸性催化劑，有ZnCL2、FeCL3、三氟化硼(BF3)-乙醚液等，其中三氟化硼的乙醚液較方便。聚合反應式，可表示為
其中R、n、x同前。
氯代聚醚與低分子單胺的陽離子化反應，先將反應物混合，在50～70℃攪拌3～5小時，再升溫至90～120℃反應2～3小時，釜壓不大於0.2MPa。生成的陽離子聚醚具有良好的水溶性，分子量在1500～3000範圍內，較合適的分子量為2000。採用莫爾法測定氯離子含量，從而確定離子化度。控制離子化度在70～100%，較合適為85～95%。可用於此目的的低分子單胺有二甲胺、二乙胺、三甲胺和三乙胺等;其中二甲胺較為方便。若採用二烷基胺(如二甲胺)，得叔胺陽離子聚醚，若採用三烷基胺，則得季銨陽離子聚醚。陽離子化反應式，可表示為
其中R、R′、R″、n、X以及A的含義同前。
本發明選用環氧氯丙烷、低分子單胺作為主要原料，國內貨源充足，價格比較便宜;採用的合成工藝條件簡便易行，中間產物不需要精製，最終產物也不需要後處理，可直接用作為反相破乳劑。由於聚合物為陽離子電解質，對帶負電荷的O/W乳狀液微滴有中和電荷、吸附橋聯、絮凝聚結等作用。因此，反相破乳速度快、用量少，除油效率高。以含油量11146mg/l的孤島油田採出水為試樣，用瓶試驗法進行反相破乳性能評價試驗，結果列於下表中。表中的數據表明，在同樣條件下，本發明製得的反相破乳劑A，除油效率最高;當除油效率大致相同時，本發明製得的反相破乳劑A的用量最少。
反相破乳性能瓶試驗評價結果
FA-252為日本東邦(TOHO)公司水中油脫乳劑;B2707-B為美國愛克森(EXXON)公司反相破乳劑;ES-3154為西德巴斯夫(BASF)公司反相破乳劑;SP169為國產非離子型原油破乳劑。
例A採用通常的開環聚合方法，由丙三醇作起始劑，在三氟化硼-乙醚液的催化作用下，將環氧氯丙烷開環聚合為分子量1500的氯代聚醚(GEP)。
稱取32g氯代聚醚(GEP)和35g 40%的二甲胺水溶液(胺基與氯為等當量)，置於乾淨的反應釜內。將釜密封，啟動攪拌，反應放熱，溫度上升，釜壓也升高。先保持溫度在50～70℃攪拌4小時，再逐漸加熱升溫至110℃。攪拌3小時。釜壓不超過0.2MPa。物料由渾濁變得均勻透明，呈棕紅色。加水37.6g稀釋，得叔胺陽離子聚醚溶液，濃度45%(重量)。此溶液即為反相破乳劑A。測定氯離子含量，計算聚合物的離子化度大於90%。
例B稱取37g例A中同樣的氯代聚醚和71g 33%的三甲胺水溶液，置於乾淨的耐壓反應釜內。將釜密封，啟動攪拌。先在70℃反應5小時;然後加熱升溫至120℃，再繼續反應8小時。釜壓最高1MPa。產物為季銨陽離子聚醚水溶液，反相破乳劑B。測定氯離子含量，計算離子化度大於95%。
例C按本發明製備的反相破乳劑，用於含油汙水脫油和高含水原油予脫游離水處理，均取得良好的效果。如在勝利油田孤四聯合處理站，原油密度(20℃)0.9581g/cm3，粘度(50℃)353×10-6m2/s。進汙水處理站的汙水含油量1500mg/l以上。原先用原油破乳劑SP169脫油，在汙水處理站的除油罐進口連續加入，用量12PPm，汙水經沉降除油，再經濾池過濾，含油量仍在100mg/L以上，達不到規定標準30mg/l。改用反相破乳劑A，加入量3.6PPm，在同樣工藝條件下，汙水含油量可降於20mg/l以下。
權利要求
1.陽離子聚醚型反相破乳劑是水包油乳狀液的破乳劑，本發明的技術特徵是由氯代聚醚與低分子單胺反應，製備陽離子聚醚型反相破乳劑。
2.權力要求1所述陽離子聚醚型反相破乳劑是由氯代聚醚與二甲胺、二乙胺反應，製得的叔胺陽離子聚醚。
3.權力要求1所述陽離子聚醚型反相破乳劑是由氯代聚醚與三甲胺、三乙胺反應，製得的季胺陽離子聚醚。
全文摘要
本發明的陽離子聚醚型反相破乳劑製備方法，是用起始劑和環氧氯丙烷在酸催化劑作用下，聚合為分子量1000-2000的氯代聚醚；再用低分子量的單胺與氯代聚醚反應，陽離子化為陽離子型聚醚；所製得的陽離子聚醚作為反相破乳劑，用於含油汙水除油和高含水原油予脫游離水，加入幾個ppm，汙水含油量可從10000mg/l以上降至20mg/l以下。
文檔編號B01F17/42GK1059669SQ9110518
公開日1992年3月25日 申請日期1991年7月23日 優先權日1991年7月23日
發明者宋乃忍, 劉慧英, 沈學智, 周孫進 申請人:中國石油天然氣總公司勝利設計院