本發(fā)明涉及一種用于油田污水處理的除油劑，具體涉及一種耐溫耐鹽的三元復合驅(qū)采出水除油劑及其制備方法。
背景技術：
隨著油田的不斷開采，采油技術不斷發(fā)展，先后經(jīng)歷了一次、二次、三次采油，我國部分油田已經(jīng)陸續(xù)進入三次采油階段。常見的三次采油方法有聚合物驅(qū)油、三元復合驅(qū)油、二元驅(qū)油(堿-聚合物驅(qū)油，即AP驅(qū)油)、堿驅(qū)油、泡沫復合驅(qū)油等，其中又以三元復合驅(qū)采油技術最為典型。有關研究表明，三元復合驅(qū)可明顯地提高原油采收率，具有廣闊的應用前景。但由于三元復合驅(qū)采出水中含有大量的聚丙烯酰胺，表面活性劑和堿，使得三元復合驅(qū)采出水不同于一般的含油污水，主要特點是：污水量大，污水粘度高，水中油滴及固體懸浮物的乳化穩(wěn)定性強。如果任意排放這些含油污水，必然帶來嚴重的后果，不但浪費水和原油，而且會嚴重污染周圍環(huán)境，因此必須合理處理和利用，以創(chuàng)造良好的環(huán)境效益和社會經(jīng)濟效益。目前，三元復合驅(qū)采油污水的主要處理途徑一般有三種：(1)處理達到排放標準后外排；(2)處理達到一定標準后用作注水開采的回注水或注入廢地層；(3)作為聚合驅(qū)溶液的配制用水。從目前國內(nèi)油田的處理工藝來看，最有經(jīng)濟效益和行之有效的仍然是達到一定標準后用作注水開采的回注水或注入廢地層。但是無論哪一途徑，亟待解決的問題是油的去除。
三元復合驅(qū)采出污水的除油方法主要有化學破乳法、氣浮法、電化學法和吸附法。(1)化學破乳法是通過向含油污水中投加化學藥劑，藥劑水解后能形成帶正電荷的膠團，并能與帶負電荷的乳化油發(fā)生電中和作用，降低油珠表面電位，再經(jīng)過其它處理，使油珠聚集，粒徑變大，從而達到油水分離的目的；(2)氣浮法是在水中通入空氣或其它氣體產(chǎn)生微細氣泡，依靠氣泡表面能吸附油滴或懸浮物的特性達到分離的目的。根據(jù)氣泡形成機理，可以將氣浮法分為溶氣氣浮法、散氣氣浮法和電解氣浮法，其中溶氣氣浮法產(chǎn)生的氣泡的直徑為20～60μm或更小，且稠密均勻，對乳化油處理效果最好；(3)電化學法包括電凝聚法和電火花法。電凝聚法是利用溶解性電極電解含油污水，從溶解性陽極溶解出金屬離子，金屬離子水解生成氫氧化物，吸附和凝聚乳化油與溶解油，然后經(jīng)過沉淀將油去除；電火花法是利用交流電來去除含油污水中的乳化油和溶解油，在電場作用下筒內(nèi)的導電顆粒間會產(chǎn)生電火花，油分在電火花和水中均勻分布的氧的作用下被氧化和燃燒分解；(4)吸附法是利用親油性材料來吸附水中的油，對溶解油的處理效果最好，吸附法可以分為表面吸附法、離子交換吸附法和專屬吸附法。最常見的吸附劑是活性炭，對油有很好的吸附性能，但成本高，再生困難，一般只用于含油污水的深度處理。
蔡璐的“金剛烷單季銨鹽陽離子表面活性劑的合成”一文提到一種具有較強剛性結構的金剛烷表面活性劑，該表面活性劑具有獨特的生理活性、良好的相容性及其他功能(如抗菌、抗腐蝕、抗靜電)等性質(zhì)。由于金剛烷整個環(huán)系具有周正對稱、高度穩(wěn)定的結構特征，所以可以與油滴的極性物質(zhì)發(fā)生化學吸附作用而形成橋聯(lián)，聚結除油，同時，該表面活性劑還能有效提高油包水型乳狀液的破乳效果，適合于三元復合驅(qū)采出水的除油處理。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的不足而提供一種耐溫耐鹽的三元復合驅(qū)采出水除油劑及其制備方法，本發(fā)明的除油劑具有制備工藝簡單、成本低，耐溫耐鹽性能強和除油效果好的特點，耐溫達230℃，耐礦化度達230000mg/L，除油率達到97％以上，較現(xiàn)有的藥劑提高50％以上。
本發(fā)明公開了一種耐高溫高鹽的三元復合驅(qū)采出污水除油劑，所述的除油劑由金剛烷單季銨鹽陽離子表面活性劑、平平加、二甲基油基胺氧化鈉、油酸二乙醇酰胺和水復配而成。所述的金剛烷單季銨鹽陽離子表面活性劑是一種具有長碳鏈烷基非極性基團和金剛烷基極性基團的分子，其分子式如下：
所述的除油劑各組成的組份如下：
優(yōu)選地，所述的除油劑各組成的組份如下：
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種耐高溫高鹽的三元復合驅(qū)采出污水除油劑的制備方法，該除油劑的制備方法具體包括以下步驟：
(1)將上述比例的金剛烷單季銨鹽陽離子表面活性劑和平平加混合放置到第一燒杯中，加入上述比例的水的三分之一，邊攪拌邊加熱，攪拌速率為200～300ppm，加熱溫度為50～60℃，加熱時間為20～30min，加熱時間結束后自然降溫至室溫得到混合溶液A；
(2)將上述比例的二甲基油基胺氧化鈉和油酸二乙醇酰胺混合放入第二燒杯中，加入上述比例的水的三分之一，邊攪拌邊加熱，攪拌速率為500～600ppm，加熱溫度30～40℃，加熱時間為10～20min，加熱時間結束后自然降溫至室溫得到混合溶液B；
(3)將上述混合溶液A緩慢倒入混合溶液B中，加入上述比例的水的三分之一，邊攪拌邊加熱，攪拌速率為350～450rpm，加熱溫度為60～70℃，加熱時間為30～50min，加熱時間結束后自然降溫至室溫得到本發(fā)明的除油劑。
一種三元復合驅(qū)采出水的除油劑，其使用工藝過程如下：
根據(jù)油田三元復合驅(qū)產(chǎn)出污水中含油情況，向污水中加入本發(fā)明的除油劑，實現(xiàn)破乳和油水分離，回收石油類物質(zhì)后，供后續(xù)工藝進一步處理。除油劑的具體加入量如下：
(1)含油α≥500mg/L時，加入除油劑使污水中除油劑的質(zhì)量濃度為50～150mg/L；
(2)500＞含油α≥300mg/L時，加入除油劑使污水中除油劑的質(zhì)量濃度為30～50mg/L；
(3)300＞含油α≥100mg/L時，加入除油劑使污水中除油劑的質(zhì)量濃度為10～30mg/L；
(4)含油α＜100mg/L時，加入除油劑使污水中除油劑的質(zhì)量濃度為0.5～10mg/L。
本發(fā)明提供的三元復合驅(qū)采出污水除油劑，其屬于陽離子表面活性劑，所述的金剛烷單季銨鹽陽離子表面活性劑帶有一個正電荷，可以與殘留的聚丙烯酰胺陰離子聚合物發(fā)生電性中和反應，破壞了聚合物的強乳化能力，從而起到破乳的效果，同時由于分子上金剛烷極強的剛性，使得該分子的耐溫性能非常優(yōu)越；此外，該表面活性劑還具有較強的吸附性能，具有較強的界面改性功能；所述的平平加是脂肪醇聚氧乙烯醚，具有良好的潤濕性能和滲透能力，具有優(yōu)異的協(xié)同增效作用。二甲基油基胺氧化鈉和油酸二乙醇酰胺具有乳化絮凝的作用和配伍性，可以通過油污乳化和聚結，而起到絮凝的作用。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點和有益效果：
(1)本發(fā)明的除油劑的原料來源廣泛，合成工藝簡單，用量少，產(chǎn)物易于獲得和運輸保存；
(2)本發(fā)明的除油劑具有較強的耐溫抗鹽性能，可耐溫達230℃，耐礦化度達到230000mg/L。
(3)本發(fā)明的除油劑具有除油效率高的特點，三元復合驅(qū)采出污水的除油率達97％以上，較現(xiàn)有的藥劑提高50％以上，滿足了三元復合驅(qū)采出污水的除油預處理的要求。
具體實施方式
下面結合具體的實施例，并參照數(shù)據(jù)進一步詳細描述本發(fā)明。應理解，這些實施例只是為了舉例說明本發(fā)明，而非以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
實施例1：除油劑BE1及其制備方法
(1)除油劑BE1的組成及其組份如下：
根據(jù)已有文獻，所述的金剛烷單季銨鹽陽離子表面活性劑的制備方法如下：
(2)除油劑BE1的制備方法如下：
①將20份的金剛烷單季銨鹽陽離子表面活性劑和5份平平加混合放置到第一燒杯中，加入30份的水，邊攪拌邊加熱，攪拌速率為270ppm，加熱溫度為50℃，加熱時間為20min，加熱時間結束后自然降溫至室溫得到混合溶液A；
②將8份的二甲基油基胺氧化鈉和20份油酸二乙醇酰胺混合放入第二燒杯中，加入30份的水，邊攪拌邊加熱，攪拌速率為500ppm，加熱溫度為30℃，加熱時間為10min，加熱時間結束后自然降溫至室溫得到混合溶液B；
③將上述混合溶液A緩慢倒入混合溶液B中，加入30份的水，邊攪拌邊加熱，速率為350rpm，加熱溫度為60℃，加熱時間為30min，加熱時間結束后自然降溫至室溫得到本發(fā)明的除油劑BE1。
實施例2：除油劑BE2及其制備方法
(1)除油劑BE2的組成及其組份如下：
根據(jù)已有文獻，所述的金剛烷單季銨鹽陽離子表面活性劑的制備方法如下：
(2)除油劑BE2的制備方法如下：
①將20份的金剛烷單季銨鹽陽離子表面活性劑和8份平平加混合放置到第一燒杯中，加入40份的水，邊攪拌邊加熱，攪拌速率為200ppm，加熱溫度為53℃，加熱時間為25min，加熱時間結束后自然降溫至室溫得到混合溶液A；
②將15份的二甲基油基胺氧化鈉和26份油酸二乙醇酰胺混合放入第二燒杯中，加入40份的水，邊攪拌邊加熱，攪拌速率為530ppm，加熱溫度為33℃，加熱時間為15min，加熱時間結束后自然降溫至室溫得到混合溶液B；
③將上述混合溶液A緩慢倒入混合溶液B中，加入40份的水，邊攪拌邊加熱，攪拌速率為400rpm，加熱溫度為65℃，加熱時間為50min，加熱時間結束后自然降溫至室溫得到本發(fā)明的除油劑BE2。
實施例3：除油劑BE3及其制備方法
(1)除油劑BE3的組成及其組份如下：
根據(jù)已有文獻，所述的金剛烷單季銨鹽陽離子表面活性劑的制備方法如下：
(2)除油劑BE3的制備方法如下：
①將20份的金剛烷單季銨鹽陽離子表面活性劑和10份平平加混合放置到第一燒杯中，加入45份的水，邊攪拌邊加熱，攪拌速率為240ppm，加熱溫度為57℃，加熱時間為26min，加熱時間結束后自然降溫至室溫得到混合溶液A；
②將18份的二甲基油基胺氧化鈉和35份油酸二乙醇酰胺混合放入第二燒杯中，加入45份的水，邊攪拌邊加熱，攪拌速率為550ppm，加熱溫度為38℃，加熱時間為18min，加熱時間結束后自然降溫至室溫得到混合溶液B；
③將上述混合溶液A緩慢倒入混合溶液B中，加入45份的水，邊攪拌邊加熱，攪拌速率為450rpm，加熱溫度為62℃，加熱時間為35min，加熱時間結束后自然降溫至室溫得到本發(fā)明的除油劑BE3。
實施例4：除油劑BE4及其制備方法
(1)除油劑BE4的組成及其組份如下：
根據(jù)已有文獻，所述的金剛烷單季銨鹽陽離子表面活性劑的制備方法如下：
(2)除油劑BE4的制備方法如下：
①將20份的金剛烷單季銨鹽陽離子表面活性劑和12份平平加混合放置到第一燒杯中，加入50份的水，邊攪拌邊加熱，攪拌速率為300ppm，加熱溫度為60℃，加熱時間為30min，加熱時間結束后自然降溫至室溫得到混合溶液A；
②將20份的二甲基油基胺氧化鈉和40份油酸二乙醇酰胺混合放入第二燒杯中，加入50份的水，邊攪拌邊加熱，攪拌速率為600ppm，加熱溫度為40℃，加熱時間為20min，加熱時間結束后自然降溫至室溫得到混合溶液B；
③將上述混合溶液A緩慢倒入混合溶液B中，加入50份的水，邊攪拌邊加熱，攪拌速率為420rpm，加熱溫度為70℃，加熱時間為45min，加熱時間結束后自然降溫至室溫得到本發(fā)明的除油劑BE4。
實施例5 除油劑BE1的現(xiàn)場應用
聯(lián)合站GM2的來水為三元復合驅(qū)產(chǎn)出水，試驗處理規(guī)模為100m3/d，來水含油量935mg/L，污水礦化度132568mg/L，來水溫度65℃，利用本發(fā)明的除油劑BE1對聯(lián)合站GM2的污水進行除油處理，除油劑BE1的投加量為9.0kg/d，投加除油劑后污水中除油劑的濃度為90mg/L，處理后含油量降低到23.4mg/L，含油量降低97.5％，達到工藝要求。
實施例6 除油劑BE2的現(xiàn)場應用
聯(lián)合站GM5的來水為三元復合驅(qū)產(chǎn)出水，試驗處理規(guī)模為80m3/d，來水含油量756mg/L，污水礦化度175682mg/L，來水溫度62℃，利用本發(fā)明的除油劑BE2對聯(lián)合站GM5的污水進行除油處理，除油劑BE2的投加量為5.6kg/d，投加除油劑后污水中除油劑的濃度為70mg/L，處理后含油量降低到9.8mg/L，含油量降低98.7％，達到工藝要求。
實施例7 除油劑BE3的現(xiàn)場應用
聯(lián)合站GM15的來水為三元復合驅(qū)產(chǎn)出水，試驗處理規(guī)模為60m3/d，來水含油量876mg/L，污水礦化度120526mg/L，來水溫度70℃，利用本發(fā)明的除油劑BE3對聯(lián)合站GM15的污水進行除油處理，除油劑BE3的投加量為4.8kg/d，投加除油劑后污水中除油劑的濃度為80mg/L，處理后含油量降低到17.5mg/L，含油量降低98.0％，達到工藝要求。
實施例8 除油劑BE4的現(xiàn)場應用
聯(lián)合站GM18的來水為三元復合驅(qū)產(chǎn)出水，試驗處理規(guī)模為70m3/d，來水含油量520mg/L，污水礦化度168568mg/L，來水溫度63℃，利用本發(fā)明的除油劑BE4對聯(lián)合站GM18的污水進行除油處理，除油劑BE4的投加量為3.5kg/d，投加除油劑后污水中除油劑的濃度為50mg/L，處理后含油量降低到14.0g/L，含油量降低97.3％達到工藝要求。