一种适用于高凝原油的高效破乳剂的制备方法与流程

1.本发明涉及一种高效破乳剂的制备方法，更确切地说，是一种适用于高凝原油的高效破乳剂的制备方法。


背景技术：

2.近年来，我国大部分油田步入了开发中后期，原油含水率也在逐步升高，其次，原油成分中本身存在的天然乳化剂如胶质、沥青质、固体颗粒等，以及驱油过程中加入的各种表面活性剂、聚合物等，从而原油产出过程更加复杂，亦增加了原油破乳的困难。破乳方法主要分为化学破乳法、物理破乳法、生物破乳剂法、联合破乳法和膜破乳法。目前，化学破乳法是实际工业生产中最常用，也是最快速最有效的方法之一。
3.目前国内使用的破乳剂大部分是聚氧乙烯聚氧丙烯型的非离子表面活性剂，其分离原油中的油水时需要较高温度且分离程度不佳，而且需要在较高温度或外加电场且较长时间内才能达到良好的破乳效果，所以急需一种高效破乳剂来达到在较低温度下实现油水分离任务。


技术实现要素：

4.本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题，从而提供一种适用于高凝原油的高效破乳剂的制备方法。
5.本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
6.一种适用于高凝原油的高效破乳剂的制备方法，包含步骤：
7.步骤s1、利用mannich反应，使双酚a和乙烯胺在通入n2条件下反应，加热到45℃，当温度升到70℃加入甲醛溶液，恒温反应1h，将反应产物在 120℃～220℃下减压蒸馏5h，得酚胺树脂起始剂；
8.步骤s2、取步骤s1中定量制备好的酚胺树脂起始剂和碱性催化剂同时加入高压反应釜中，密封好反应釜体系，在温度达到100～110℃，真空泵抽致负压时，用干燥氮气置换进料釜、高压釜和进料管中的水分及空气，吹扫3次，搅拌并继续升温到125～135℃时，缓慢加入po制备亲油头，加入环氧丙烷的速度以表压维持在0.25mpa为基准，控制反应温度在130～140℃，接着，将制备好的亲油头和碱性催化剂加入高压反应釜中，温度升到115～125℃时，缓慢加入 eo，控制反应温度在120～130℃，反应完成即得到酚胺树脂二嵌段聚醚破乳剂，再加入定量冰醋酸，中和碱性催化剂，反应完毕后，降至釜内压力为0；
9.步骤s3、将步骤s2中反应生成的酚胺树脂二嵌段聚醚破乳剂的温度升到 115～125℃，缓慢加入环氧丙烷，控制反应温度在120～130℃，以压力0.25mpa 为基准,得到三嵌段聚醚，反应得到的产物为“起始剂
‑
po
‑
eo
‑
po”结构的三嵌段聚醚，改变头po与尾po的比值进行破乳性能测试，得到最佳的头po/尾po 值。
10.作为优选，在步骤s1中，双酚a、甲醛和乙烯胺的加料摩尔比为双酚a:甲醛:乙烯胺＝1:4:6。
11.作为优选，所述的乙烯胺为为乙二胺或二乙烯三胺或三乙烯四胺或四乙烯五胺或五乙烯六胺。
12.作为优选，所述的碱性催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾以及乙醇钠中的一种或几种。
13.本发明的适用于高凝原油的高效破乳剂的制备方法具有以下优点：该破乳剂的制备方法所提供的高效破乳剂，在不需高温或外加电场条件下，更好实现原油的破乳脱水，从而降低能耗，增加效益，以往二嵌段相比又多了一嵌段，其脱水速率得到了提高，增加了原油破乳效率。
具体实施方式
14.下面对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
15.该适用于高凝原油的高效破乳剂的制备方法，包含步骤：
16.步骤s1、利用mannich反应，使双酚a和乙烯胺在通入n2条件下反应，加热到45℃，当温度升到70℃加入甲醛溶液，恒温反应1h，将反应产物在 120℃～220℃下减压蒸馏5h，得酚胺树脂起始剂；
17.步骤s2、取步骤s1中定量制备好的酚胺树脂起始剂和碱性催化剂同时加入高压反应釜中，密封好反应釜体系，在温度达到100～110℃，真空泵抽致负压时，用干燥氮气置换进料釜、高压釜和进料管中的水分及空气，吹扫3次，搅拌并继续升温到125～135℃时，缓慢加入po制备亲油头，加入环氧丙烷的速度以表压维持在0.25mpa为基准，控制反应温度在130～140℃，接着，将制备好的亲油头和碱性催化剂加入高压反应釜中，温度升到115～125℃时，缓慢加入 eo，控制反应温度在120～130℃，反应完成即得到酚胺树脂二嵌段聚醚破乳剂，再加入定量冰醋酸，中和碱性催化剂，反应完毕后，降至釜内压力为0；
18.步骤s3、将步骤s2中反应生成的酚胺树脂二嵌段聚醚破乳剂的温度升到 115～125℃，缓慢加入环氧丙烷，控制反应温度在120～130℃，以压力0.25mpa 为基准,得到三嵌段聚醚，反应得到的产物为“起始剂
‑
po
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eo
‑
po”结构的三嵌段聚醚，改变头po与尾po的比值进行破乳性能测试，得到最佳的头po/尾po 值。
19.在步骤s1中，双酚a、甲醛和乙烯胺的加料摩尔比为双酚a:甲醛:乙烯胺＝1:4:6。乙烯胺为为乙二胺或二乙烯三胺或三乙烯四胺或四乙烯五胺或五乙烯六胺。
20.在步骤s2中，碱性催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾以及乙醇钠中的一种或几种。
21.下面进一步加以说明、
22.(1)起始剂与po比例的确定
23.在环氧化物用量一定的情况下，起始剂用量越少，聚醚分子量越大，通常加入单体量的百分之几。一般认为po与eo的配比对破乳剂有一定的影响，以eo占15～25％效果较好。本文在合成二嵌段产品时，采用eo与po的比值为1:3,催化剂占总反应物的0.3％，分别合成了起始剂与头po质量比为1:59、 1:109、1:159、1:209、1:259等五种产品。实验结果如表1所示。
24.表1改变起始剂/po值各产品的投料比
[0025][0026]
将合成产物分别进行破乳性能测试。在100ml容量瓶中加入80ml模拟原油乳液，再加入0.8ml0.01g/ml的破乳剂溶液，振荡混合均匀后置于50℃恒温水浴锅中，记录脱出的水量，实验结果如表2所示。
[0027]
表2起始剂/po值对产品性能的影响
[0028][0029]
由上表实验数据可看出，2号产品脱水效果最佳，由此可以确定起始剂与头 po的最佳比例为1:109。
[0030]
(2)po与eo比例的确定
[0031]
在确定了起始剂与头po的最佳比例的基础上，考察po与eo的比值对产品性能的影响，确定二者的最佳比值。
[0032]
表3改变po/eo值各产品的投料比
[0033][0034]
将合成产物分别进行破乳性能测试。在100ml容量瓶中加入80ml模拟原油乳液，再加入0.8ml0.01g/ml的破乳剂溶液，振荡混合均匀后置于50℃恒温水浴锅中，记录脱出的水
量，实验结果如表4所示。
[0035]
表4po/eo值对产品性能的影响
[0036][0037]
由po/eo值大小可以反映破乳剂的亲水亲油平衡，因为破乳剂是非离子表面活性剂，po/eo大的破乳剂倾向于存在于油相中，相反则倾向于水相。好的破乳剂应该有良好的亲水亲油平衡，这样才会最大量吸附于界面上，取代天然表面活性剂，使界面膜破裂脱水。po/eo值会直接影响破乳剂的hlb值。由以上实验数据看出，同等条件下8号产品脱水效果最佳，90min脱水74.6％，120min 脱水接近80％，所以确定po与eo的最佳比例为2:1。
[0038]
(3)头po与尾po比例的确定
[0039]
由以上可知，在聚合温度120℃、压力≤0.35mpa、催化剂用量为0.3％的聚合条件下，当起始剂与头po的比值为1:109，po与eo质量比为2:1时得到性能最佳的二嵌段产品。研究表明，头小尾大结构的破乳剂的总脱水率及脱水速度均优于头大尾小与头尾均匀结构的破乳剂。在此基础上，在相同的聚合条件下改变头部po与尾部po的比值，分别取2:1、1:1、2:3、1:2、1:3、1:4比例合成头大尾小、头尾均匀、头小尾大等6种po
‑
eo
‑
po三嵌段聚醚，实验结果如表5所示。
[0040]
表5改变头po与尾po值各产品的投料比
[0041][0042][0043]
将合成产物分别进行破乳性能测试。在100ml容量瓶中加入80ml模拟原油乳液，再加入0.8ml0.01g/ml的破乳剂溶液，振荡混合均匀后置于50℃恒温水浴锅中，记录脱出的水量，实验结果如表6所示。
[0044]
表6po/eo值对产品性能的影响
[0045][0046]
由表6分析，链型为头大尾小的三嵌段聚醚比二嵌段聚醚脱水速率略有减小，链型为头尾均匀的三嵌段聚醚比二嵌段聚醚脱水速率略有提高。链型为头小尾大的三嵌段聚醚破乳性能更佳，其中14号产品破乳效果最好，90min可脱水82.6％。
[0047]
该破乳剂的制备方法所提供的高效破乳剂，在不需高温或外加电场条件下，更好实现原油的破乳脱水，从而降低能耗，增加效益，以往二嵌段相比又多了一嵌段，其脱水速率得到了提高，增加了原油破乳效率。
[0048]
不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。