一种破乳剂、破乳剂组合物及其制备方法和应用与流程

本发明涉及油田化学品技术领域，尤其涉及一种破乳剂、破乳剂组合物及其制备方法和应用。

背景技术：

石油开采过程中会产生大量的原油乳液，这些乳液不仅给运输和精炼过程带来许多困难，而且也是管道和泵腐蚀的原因之一，因此原油采出后必须进行破乳脱水处理。

目前的破乳方法包括重力或离心沉降、过滤、热处理、静电破乳和化学破乳，每种方法都有其优缺点。离心操作脱水相对简单，但脱水效率低，而且成本较高；热处理通常会导致原油中轻质组分的损失，从而降低原油的质量。而且，在热处理过程中，也会产生大量垢的沉积。电破乳方法通常不单独使用，而是与化学方法和热处理结合使用。化学方法是目前最常用的方法，但破乳剂成本较高，而且目前所使用的破乳剂均存在潜在的环境污染风险。

开发一种成本低廉、环境友好、制备方法简单、性能优良且适用范围广的原油破乳剂是目前破乳剂行业急需解决的问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：如何通过稻壳获得破乳效果好的破乳剂。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种破乳剂、破乳剂组合物及其制备方法和应用。

本发明提出一种破乳剂的制备方法，包括：将稻壳和硫酸混合，并在160～200℃下进行水热反应得到所述破乳剂。

进一步地，所述稻壳与所述硫酸的质量比为1:15～40。

进一步地，所述硫酸的浓度为0.5～1mol/l。

进一步地，所述水热反应的时间为8～16h。

进一步地，水热反应之后还包括将处理后的稻壳洗涤至中性，之后真空冷冻干燥。

进一步地，所述真空冷冻干燥的温度为-52～-40℃，时间为1～4天。

本发明还提出一种上述制备方法制备得到的破乳剂。

此外本发明还提出一种破乳剂组合物，包括上述破乳剂和氯化钠。

进一步地，所述破乳剂与所述氯化钠的质量比为1:50-100。

本发明还提出上述破乳剂或者上述破乳剂组合物在处理油包水(w/o)原油乳状液中的应用。

本发明与现有技术对比的有益效果包括：稻壳在强酸的条件下水解成多糖，多糖在高温高压的环境下进一步水热炭化，稻壳本身含有的二氧化硅纳米粒子与炭化后的稻壳具有协同效应，碳化稻壳本身含有的π共轭体系会与天然表面活性剂发生ππ交互作用，使其吸附在油水界面，纳米二氧化硅赋予炭化稻壳强烈的亲水性，使其能够穿透破坏界面膜，显著降低油水界面张力，促进破乳过程的发生，破乳率高达89.26％。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1为本发明实施例1制得的稻壳破乳剂的扫描电镜图。

图2为本发明实施例1制得的稻壳破乳剂的ft-ir图。

具体实施方式

本具体实施方式提出一种破乳剂的制备方法，包括步骤：将稻壳和浓度为0.5～1mol/l的硫酸按照质量比1:15～40于聚四氟乙烯反应釜内衬中混合，并在160～200℃下进行水热反应8～16h，之后将水热反应后的稻壳用水洗涤至中性，之后在-52～-40℃下真空冷冻干燥1～4天得到所述破乳剂。

本具体实施方式还包括上述制备方法制备得到的破乳剂。

本具体实施方式还提出一种破乳剂组合物，包括上述破乳剂和氯化钠；进一步地，所述破乳剂与所述氯化钠的质量比为1:50-100。

本具体实施方式还包括上述破乳剂或者破乳剂组合物在处理w/o原油乳状液中的应用。

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

本实施例提出一种破乳剂，由以下步骤制得：

按重量份计，首先称量2份稻壳于聚四氟乙烯反应釜内衬中，再量取35份已配好的1mol/l的h2so4溶液于聚四氟乙烯反应釜内衬中，在180℃温度下水热反应12h，反应完后自然冷却至室温，用蒸馏水反复洗涤至中性，再将产物进行真空冷冻干燥，真空冷冻干燥温度为-50℃，干燥时间为1天，得到所述破乳剂。

对实施例1所得破乳剂进行表征，图1是实施例1所得破乳剂的sem图，由图1可以看出反应后的稻壳呈现出多孔结构；图2是实施例1所得废弃稻壳破乳剂的ft-ir图，由图2可以看出在476cm^-1、779cm^-1和1097cm^-1处有sio2的si-o-si和si-o-c特征峰，这与稻壳中含有大量的si有关。在1635cm^-1处出现了羧基的特征峰，这是因为在硫酸的作用下，稻壳表面上的羟基被氧化成了羧基。

实施例2

本实施例提出一种破乳剂，由以下步骤制得：

按重量份计，首先称量2份稻壳于聚四氟乙烯反应釜内衬中，再量取40份已配好的0.5mol/l的h2so4溶液于聚四氟乙烯反应釜内衬中，在160℃温度下水热反应16h，反应完后自然冷却至室温，用蒸馏水反复洗涤至中性，再将产物进行真空冷冻干燥，真空冷冻干燥温度为-40℃，干燥时间为4天，得到破乳剂。

实施例3

本实施例提出一种破乳剂，由以下步骤制得：

按重量份计，首先称量2份未经处理的稻壳于聚四氟乙烯反应釜内衬中，再量取30份已配好的0.8mol/l的h2so4溶液于聚四氟乙烯反应釜内衬中，在200℃下水热反应8h，反应完后自然冷却至室温，用蒸馏水反复洗涤至中性，再将产物进行真空冷冻干燥，真空冷冻干燥温度为-52℃，干燥时间为1天，得到所述破乳剂。

实施例4

本实施例提出一种破乳剂，由以下步骤制得：

按重量份计，首先称量2份稻壳于聚四氟乙烯反应釜内衬中，再量取80份已配好的0.5mol/l的h2so4溶液于聚四氟乙烯反应釜内衬中，在200℃温度下水热反应10h，反应完后自然冷却至室温，用蒸馏水反复洗涤至中性，再将产物进行真空冷冻干燥，真空冷冻干燥温度为-50℃，干燥时间为1天，得到所述破乳剂。

应用例1

不同浓度的废弃稻壳破乳剂在原油乳状液中的应用：

准确称量不同重量份(0、0.002、0.004、0.006、0.008、0.01)实施例1～4制备的破乳剂，分别加入到1重量份的乙醇中，超声2～4分钟使它们混合均匀形成悬浊液，再将19重量份的22wt％的w/o原油乳液加入其中，即得到废弃稻壳破乳剂在w/o原油乳液中的浓度依次为0、100mg/l、200mg/l、300mg/l、400mg/l、500mg/l。再将混合液放置70℃水浴锅中加热3min，然后剧烈摇晃200次左右，使其混合均匀，再放置70℃水浴锅中静置150min，最后计算它们的破乳效率，如表1所示。

表1不同浓度的破乳剂的破乳效率

从表1数据可以看出，本发明提供的稻壳破乳剂在合适的加量条件下，能达到良好的破乳效果，且破乳效率随着破乳剂在原油乳状液中浓度的增大而增大。

应用例2

废弃稻壳破乳剂在高盐度的原油乳状液中的应用：

准确称量0.01重量份实施例1～4制备的稻壳破乳剂加入到1重量份的乙醇中，超声2～4分钟使它们混合均匀形成悬浊液，再将19重量份的22wt％的w/o原油乳液加入其中，即得到废弃稻壳破乳剂在w/o原油乳液中的浓度为500mg/l，然后将氯化钠按重量份(0、0.2、0.4、0.6、0.8、1)依次加入其中，得到混合原油乳液的盐度分别为0、10000mg/l、20000mg/l、30000mg/l、40000mg/l和50000mg/l，再将混合液放置70℃水浴锅中加热3min，然后剧烈摇晃200次左右，使其混合均匀，再放置70℃水浴锅中静置30min，最后计算它们的破乳效率，如表2所示。

表2稻壳破乳剂在不同盐度下的破乳效率

从表2的数据可以看出，加了盐之后，稻壳破乳剂对原油乳液的破乳效率变得更高，说明稻壳破乳剂具有良好的耐盐性，而且盐度对它的破乳有一定的促进作用。这是因为盐度的增加使稳定乳液的表面活性剂与水的相互作用逐渐减少，促进稻壳破乳剂向油水界面迁移，另一方面，盐能增强水相的密度，使油水相更容易分离，从而促进破乳作用。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。