專利名稱：：一種反相破乳劑及其制備方法
技術(shù)領域：
：本發(fā)明涉及一種可用于原油生產(chǎn)加工領域的反相破乳劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
：原油在開采、加工過程中，由于和水的接觸，以及與原油中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、環(huán)烷酸、脂肪酸、鹽、晶態(tài)石蠟、人為引入的各種化學藥劑等的相互作用，乳化現(xiàn)象十分嚴重，極易與水形成穩(wěn)定的W/0(油包水)型或0/W(水包油)型乳狀液。目前，世界采出的原油80%以上以原油乳狀液的形式存在。隨著原油的不斷開采，油田進入后期開采階段，酸化、壓裂、堵水等措施的采用以及化學驅(qū)油劑的注入，導致采出液含水量不斷上升，原油的集輸、儲罐、動力消耗、燃料消耗相應的也大大增加，在石油煉制中，含水量的上升還會引起催化劑中毒，從而使原油的生產(chǎn)、運輸和加工的費用增加；原油中含有的鹽等雜質(zhì)，會引起管道和設備結(jié)垢、堵塞和腐蝕。因此，對原油進行破乳，使油水分離成為必需，原油破乳劑也就成為極其重要的油田化學劑。隨著石油工業(yè)的不斷發(fā)展，破乳劑的需求量日益增大，對破乳劑的性能要求也更為苛刻，故進行破乳劑研究非常必要。1981年，Hihara指出，所使用的有效破乳劑主要有以下幾類石油磺酸鹽、烷基磺酸鹽等磺酸鹽類；油脂及其衍生物類；環(huán)烷酸鈉鹽類；烷基酚聚氧乙烯醚類；高碳烷基咪喹啉類；聚氧化烯烴嵌段共聚物類；烷基酚醛樹脂衍生物類等。不同類型的破乳劑，適用于不同類型的原油。隨著三次采油技術(shù)的推廣和實施，采出液中0/W型(反相)乳狀液所占的比例越來越大，穩(wěn)定性也越來越強，油水分離難度加大，而已有的破乳劑大多為W/0型乳狀液的破乳劑，0/W型(反相)乳狀液的破乳劑(簡稱反相破乳劑)的種類有限，性能不夠理想(特別是低溫下的破乳能力很差)，因此，新型化學結(jié)構(gòu)的0/W型乳狀液高效破乳劑的研發(fā)已迫在眉睫。樹枝狀高分子(dendrimer)是上世紀80年代中期開發(fā)的一類新型高分子，分子中有重復的結(jié)構(gòu)單元，分子的大小、形狀和結(jié)構(gòu)可以從分子水平上進行設計，因而具有許多獨特的優(yōu)越性結(jié)構(gòu)可精確控制、單分散、具有三維球形結(jié)構(gòu)，水溶性好，分子內(nèi)部和末端含有大量功能基團；另外，它具有親水親油基團，可以作為表面活性劑，有增溶、破乳、穩(wěn)定等作用，因此，在生物醫(yī)藥、材料改性、工業(yè)催化和石油開采等領域有潛在的用途。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種在較低溫度下對原油乳狀液具有良好破乳能力的反相(0/W型，水包油型)破乳劑。本發(fā)明以樹枝狀高分子為母體，對其表面上的大量極性胺基官能團進行進一步的修飾，并與常規(guī)破乳劑進行復配，開發(fā)出了一種高效反相破乳劑。本發(fā)明提供的高效反相破乳劑為長鏈烷基1.OG聚酰胺_胺與長鏈烷基苯磺酸在溶劑中的復配產(chǎn)物，其中，長鏈烷基1.OG聚酰胺-胺為式I結(jié)構(gòu)通式所示的化合物，長鏈烷基苯磺酸為式II結(jié)構(gòu)通式所示的化合物，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>(式I)(式II)式I中&為主鏈碳原子數(shù)為6-28的烷基，式II中R2為主鏈碳原子數(shù)為6-24的較佳地，&的主鏈碳原子數(shù)為12U6、18、或20;R2的主鏈碳原子數(shù)為10-18。溶劑可以為水、甲醇、乙醇和二甲苯中的任意一種或任意幾種以任意比例混合的混合物。較佳地，長鏈烷基1.0G聚酰胺-胺和長鏈烷基苯磺酸的總質(zhì)量與溶劑質(zhì)量的比值為40-90:60-10。更佳地，長鏈烷基1.0G聚酰胺-胺和長鏈烷基苯磺酸的總質(zhì)量與溶劑質(zhì)量的比值為40-60:60-40。較佳地，長鏈烷基1.0G聚酰胺-胺與長鏈烷基苯磺酸的質(zhì)量比為60-90:40-10。更佳地，長鏈烷基1.0G聚酰胺-胺與長鏈烷基苯磺酸的質(zhì)量比為70-90:30-10。所述反相破乳劑可以將式I結(jié)構(gòu)通式所示的化合物、式II結(jié)構(gòu)通式所示的化合物和溶劑混勻而制得。其中，式I結(jié)構(gòu)通式所示的化合物，即長鏈烷基1.OG聚酰胺-胺，是由長鏈胺先與丙烯酸甲酯通過邁克爾加成反應制備得到0.5G(generation)，再以0.5G為原料，與乙二胺通過酰胺化縮合反應而得；式II結(jié)構(gòu)通式所示的化合物，即長鏈烷基苯磺酸，可由市場直接購得。本發(fā)明提供的反相破乳劑具備良好的界面參與能力和降粘作用，能夠迅速到達油水界面，替代天然界面活性物質(zhì)，形成新的不穩(wěn)定的油水界面膜，對0/W型乳狀液具有良好的破乳性能，可應用于反相乳狀液低溫脫水或含油污水處理領域。具體實施例方式本發(fā)明所制備的反相破乳劑是一種將長鏈烷基1.OG聚酰胺_胺與長鏈烷基苯磺酸在溶劑中混合的復配體系。各組成成分所占比例對破乳性能有一定的影響。下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但本發(fā)明并不限于以下實施例。實施例1:長鏈烷基1.OG聚酰胺_胺(式III結(jié)構(gòu)式所示的化合物)的制備在1000ml三口燒瓶中加入27g(0.lmol)十八胺，300g甲醇，磁力攪拌下恒溫回流，浴溫6(TC，待原料完全溶解后，用恒壓滴液漏斗緩慢滴加丙烯酸甲酯86g(lmo1)，滴加速度為每秒一滴，恒溫攪拌下反應24h后得到淺黃色透明液體，反應液靜止12h，有白色沉淀析出，過濾，濾液用油泵減壓蒸餾，得到黃色液體，即為0.5G產(chǎn)品；在三口瓶中加入0.5G產(chǎn)品4.3g(0.Olmol)，加入甲醇100g，60。C恒溫，攪拌下緩慢滴加乙二胺36.lg(O.6mo1)，滴加速度為每秒一滴，恒溫攪拌下反應24h，反應液用油泵減壓蒸餾，得到深黃色粘稠液體，冷卻至室溫，便得到黃色蠟狀固體，即為長鏈烷基1.0G聚酰胺-胺。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>(式IV)(式III)實施例2:反相破乳劑A的制備將60g式III結(jié)構(gòu)式所示的化合物(即長鏈烷基1.0G聚酰胺-胺)、40g式IV結(jié)構(gòu)式所示的化合物(即長鏈烷基苯磺酸)和100g甲醇混合，即得反相破乳劑A。實施例3:反相破乳劑B的制備將70g式III結(jié)構(gòu)式所示的化合物(即長鏈烷基1.OG聚酰胺_胺)、30g式IV結(jié)構(gòu)式所示的化合物(即長鏈烷基苯磺酸)和100g甲醇混合，即得反相破乳劑B。實施例4:反相破乳劑C的制備將80g式III結(jié)構(gòu)式所示的化合物(即長鏈烷基1.OG聚酰胺_胺)、20g式IV結(jié)構(gòu)式所示的化合物(即長鏈烷基苯磺酸)和100g甲醇混合，即得反相破乳劑C。實施例5:反相破乳劑D的制備將96g式V結(jié)構(gòu)式所示的化合物(即長鏈烷基1.OG聚酰胺-胺，制備過程同實施例l，其中十八胺改為十二胺，質(zhì)量改為18.5g)、24g式VI結(jié)構(gòu)式所示的化合物(即長鏈烷基苯磺酸)和80g甲醇混合，即得反相破乳劑D。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>(式V)實施例6:反相破乳劑E的制備將80g式VII結(jié)構(gòu)式所示的化合物(即長鏈烷基1.OG聚酰胺_胺，制備過程同實施例l，其中十八胺改為十六胺，質(zhì)量改為24.2g)、20g式VIII結(jié)構(gòu)式所示的化合物(即長鏈烷基苯磺酸)和100g二甲苯混合，即得反相破乳劑E。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>(式VII)(式VIII)實施例7:反相破乳劑F的制備將96g式IX結(jié)構(gòu)式所示的化合物(即長鏈烷基1.OG聚酰胺-胺，制備過程同實施例l，其中十八胺改為十四胺，質(zhì)量改為21.3g)、24g式VI11結(jié)構(gòu)式所示的化合物(即長鏈烷基苯磺酸)和80g乙醇混合，即得反相破乳劑F。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>(式IX)實施例8:破乳劑性能評價實驗對大慶油田高含水采出液(含水90%，通過稀釋法驗證了采出液的類型，即用水來沖稀采出液，能混溶證明其連續(xù)相是水相，因而是0/W型)在不同溫度下進行瓶試法破乳實驗。該瓶試法破乳參照中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標準SY/T5281-2000《原油破乳劑使用性能檢測方法(瓶試法)》、中國海洋石油總公司企業(yè)標準(Q/HS2020-2004)。具體實驗步驟如下將準備好的反相原油乳狀液樣品倒入脫水試瓶中，用水浴預熱，恒溫時間不少于15min。用取液器或注射器向預定的脫水試瓶中注入一定量的反相破乳劑溶液。脫水試瓶的振蕩采用機械振蕩法或人工振蕩法。a)機械振蕩法旋緊瓶蓋后將試瓶迅速放置在震蕩機上，震蕩0.5-5min，充分混勻，取下脫水試瓶，松動瓶蓋，并重新將試瓶置于恒溫水浴內(nèi)靜止沉降。b)人工振蕩法旋緊瓶蓋后，將脫水試瓶顛倒2-5次，緩慢松動瓶蓋放氣后，重新旋緊瓶蓋，可采用手工方式直接振蕩，也可將試瓶放置在人工振蕩箱內(nèi)，水平振蕩50-200次，振幅應大于20cm，充分混合均勻后，松動瓶蓋，并重新將脫水試瓶置于恒溫水浴中靜置沉降。目測記錄不同時間的脫出水量，終止沉降時，觀察記錄污水顏色和油水界面狀況。實驗結(jié)果如表13所示，作為對比，常用反相破乳劑SP-169(聚氧丙烯聚氧乙烯十八醇醚嵌段共聚物)的破乳實驗結(jié)果也列入表中，其中現(xiàn)場實際破乳溫度為45°C。表l5(TC下對大慶油田高含水采出液的破乳實驗破乳劑破乳溫度(°c)用量(mg/L)不同時間的脫水率(％)水色30min60min90minA5030406570清B5030557585清C5030608598清D5030588495清E5030538090清E5030507287清SP-1695030325265清空白500000—表245t:下對大慶油田高含水采出液的破乳實驗6<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表34(TC下對大慶油田高含水采出液的破乳實驗<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>以上結(jié)果表明，本發(fā)明的反相破乳劑針對水包油型乳狀液具有較好的破乳性能，尤其是反相破乳劑C和D，在現(xiàn)場破乳溫度下，脫水率可達85%以上。權(quán)利要求一種反相破乳劑，其特征在于該反相破乳劑為長鏈烷基1.0G聚酰胺-胺與長鏈烷基苯磺酸在溶劑中的復配產(chǎn)物，其中，長鏈烷基1.0G聚酰胺-胺為式I結(jié)構(gòu)通式所示的化合物，長鏈烷基苯磺酸為式II結(jié)構(gòu)通式所示的化合物，(式I)(式II)式I中R1為主鏈碳原子數(shù)為6-28的烷基，式II中R2為主鏈碳原子數(shù)為6-24的烷基。F2009102378165C00011.tif2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反相破乳劑，其特征在于A的主鏈碳原子數(shù)為12、16、18或20;R2的主鏈碳原子數(shù)為10-18。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反相破乳劑，其特征在于溶劑為水、甲醇、乙醇和二甲苯中的任意一種或任意幾種以任意比例混合的混合物。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反相破乳劑，其特征在于長鏈烷基1.0G聚酰胺-胺和長鏈烷基苯磺酸的總質(zhì)量與溶劑質(zhì)量的比值為40-90:60-10。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的反相破乳劑，其特征在于長鏈烷基1.0G聚酰胺-胺和長鏈烷基苯磺酸的總質(zhì)量與溶劑質(zhì)量的比值為40-60:60-40。6.根據(jù)權(quán)利要求l-5任一項所述的反相破乳劑，其特征在于長鏈烷基l.OG聚酰胺-胺與長鏈烷基苯磺酸的質(zhì)量比為60-90:40-10。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的反相破乳劑，其特征在于長鏈烷基1.0G聚酰胺-胺與長鏈烷基苯磺酸的質(zhì)量比優(yōu)選70-90:30-10。8.—種制備權(quán)利要求1所述的反相破乳劑的方法，是將式I結(jié)構(gòu)通式所示的化合物、式II結(jié)構(gòu)通式所示的化合物和溶劑混勻，得到所述反相破乳劑。全文摘要本發(fā)明提供了一種反相破乳劑，其為長鏈烷基1.0G聚酰胺-胺和長鏈烷基苯磺酸在溶劑中的復配產(chǎn)物，其中，長鏈烷基1.0G聚酰胺-胺為式I結(jié)構(gòu)通式所示的化合物，長鏈烷基苯磺酸為式II結(jié)構(gòu)通式所示的化合物式I中R1為主鏈碳原子數(shù)為6-28的烷基，式II中R2為主鏈碳原子數(shù)為6-24烷基。該反相破乳劑對O/W型乳狀液具有良好的破乳性能，可應用于反相乳狀液低溫脫水或含油污水處理領域。文檔編號B01F17/00GK101716475SQ20091023781公開日2010年6月2日申請日期2009年11月11日優(yōu)先權(quán)日2009年11月11日發(fā)明者史學峰,向問陶,周繼柱,張健,徐曉慧,楊惠,王毅琳,王金本,胡長朝,陳慧博申請人:中國科學院化學研究所