專利名稱：一種稠油低溫破乳劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及國(guó)際專利分類ClOG液態(tài)烴混合物的制備或含烴類為主的混合物的精制的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是用于稠油脫水用低溫破乳劑。
背景技術(shù)：
油田生產(chǎn)過(guò)程中，稠油采出液需要脫去原油中的水份。常規(guī)的脫水方法是將原油加熱到75 — 950C，加入80 — 200mg/l破乳劑進(jìn)行化學(xué)沉降后，使原油達(dá)到含水小于1. 0% 的成品原油標(biāo)準(zhǔn)。原油破乳劑Crude oil demulsifier在原油和油品的生產(chǎn)和煉制中經(jīng)常出現(xiàn)。世界上主要的粗品油都以一種乳液的形態(tài)產(chǎn)出。一種乳液由至少兩種不相混溶的液體組成。其中之一是以一種極細(xì)的分散體如大約Imm直徑的液滴懸浮于另一液體上，這些液體的其中之一通常為水，而另一個(gè)經(jīng)常是油。油有可能極細(xì)地分散于水中。在這種情況下，乳液是一種水包油型。水被稱作連續(xù)相，而油被稱作分散相。相反地，如果油為連續(xù)相而水是分散相，乳液就稱作油包水型。大多數(shù)的原油乳液屬于這種類型水分子之間相互吸引， 同樣地，油分子之間也是如此。但是在單個(gè)的水分子和油分子之間存在排斥力。排斥力在油和水的界面發(fā)生作用。表面張力將此界面面積降到一個(gè)最低值。所以，水滴在油包水乳液中是球形的。此外，單個(gè)的水滴傾向于形成聚集體，聚集體的總面積比所有液滴面積總和小。因此，一種由純水和純油組成的乳液是不穩(wěn)定的。分散相趨于凝集，而兩個(gè)分離的層面因此而形成界面上的排斥力抵消，如通過(guò)特種化學(xué)品在界面上的累積可降低表面張力。在技術(shù)上，許多情形通過(guò)加入熟知的乳化劑以生產(chǎn)穩(wěn)定的乳液而開(kāi)發(fā)利用這種作用。任何以這種方式起穩(wěn)定作用的物質(zhì)必須具有能使其同時(shí)與水分子和油分子互相作用化學(xué)組成，即它應(yīng)含有一個(gè)親水基團(tuán)和一個(gè)疏水基團(tuán)原油乳液因油中含有的天然物質(zhì)而穩(wěn)定。這些物質(zhì)通常含有極性基團(tuán)如羧基或酚基。它們可能以一種溶液或一種膠態(tài)分散體的形態(tài)存在。特別的影響是附著于末端。在此情形下，絕大多數(shù)的微粒分散于油相中并在油水界面累積，在此界面上，它們并排排列，極性基團(tuán)指向水中。所以最后形成了一種物理穩(wěn)定的界面層。像微粒層或石蠟結(jié)晶體似的固體包。以肉眼通常認(rèn)識(shí)到的結(jié)果包覆在界面層中。這個(gè)機(jī)理解釋了原油乳液的陳化和難于破除的事實(shí)。近些年來(lái)，原油乳狀液破乳機(jī)理研究多集中在液滴聚結(jié)過(guò)程的精細(xì)考察和破乳劑對(duì)界面流變性質(zhì)的影響等方面。但由于破乳劑對(duì)乳狀液的作用非常復(fù)雜，盡管在這個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行了大量的研究工作，目前對(duì)破乳機(jī)理尚無(wú)統(tǒng)一論斷。以下幾種目前公認(rèn)的破乳機(jī)理③增溶機(jī)理。使用的破乳劑一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)分子即可形成膠束，這種高分子線團(tuán)或膠束可增溶乳化劑分子，引起乳化原油破乳。④褶皺變形機(jī)理。顯微鏡觀察結(jié)果表明，W/0型乳狀液具有雙層或多層水圈，兩層水圈之間是油圈。液滴在加熱攪拌和破乳劑的作用下，液滴內(nèi)部各層相互連通，使液滴發(fā)生凝聚而破乳。此外，國(guó)內(nèi)在對(duì)0/W型乳化原油體系的破乳機(jī)理研究方面也有一些研究工作，認(rèn)為理想的破乳劑必須具備下列條件較強(qiáng)的表面活性；良好的潤(rùn)濕性能；足夠的絮凝能力；較好的聚結(jié)效果。
原油破乳劑的機(jī)理是相轉(zhuǎn)移一反向變形機(jī)理。加入破乳劑后發(fā)生了相轉(zhuǎn)變，即能夠生成與乳化劑形成的乳狀液類型相反的表面活性劑(反相破乳劑)。這類破乳劑與憎水的乳化劑作用生成絡(luò)合物，從而使乳化劑失去了乳化性能。碰撞擊破界面膜機(jī)理。在加熱或攪拌的條件下，破乳劑有許多的機(jī)會(huì)碰撞乳狀液的界面膜，或吸附在界面膜上，或排除替代部分表面活性物質(zhì)，從而擊破界面膜，使其穩(wěn)定性大大降低，發(fā)生了絮凝、聚結(jié)而破乳。破乳劑的種類繁多，按表面活性劑的分類方法可分為陽(yáng)離子型、陰離子型、非離子型、兩型離子型破乳劑。陰離子型破乳劑有羧酸鹽類、磺酸鹽類和聚氧乙烯脂肪硫酸酯鹽等，具有用量大、效果差、易受電解質(zhì)影響而減效等缺點(diǎn)；陽(yáng)離子型破乳劑主要有季銨鹽類， 其對(duì)稀油有明顯效果，但不適合稠油及老化油；非離子型主要有以胺類為起始劑的嵌段聚醚，以醇類為起始劑的嵌段聚醚，烷基酚醛樹(shù)脂嵌段聚醚，酚胺醛樹(shù)脂嵌段聚醚，含硅破乳齊U，超高相對(duì)分子質(zhì)量破乳劑，聚磷酸酯，嵌段聚醚的改性產(chǎn)物和以咪唑啉原油破乳劑為代表的兩型離子型破乳劑。針對(duì)原油破乳劑的使用和研究現(xiàn)狀以及越來(lái)越嚴(yán)格的環(huán)保要求，在具有新的化學(xué)結(jié)構(gòu)的破乳劑方面技術(shù)公開(kāi)比較少，但是就其趨勢(shì)而言非聚醚型聚合物破乳劑有望逐漸取代聚醚型破乳劑；即使這樣，單一的聚醚型破乳劑在生產(chǎn)和應(yīng)用中仍存在不足。采用破乳劑方式進(jìn)行稠油脫水，脫水溫度高，需要將原油加熱到較高溫度。不僅消耗大量的熱能，同時(shí)需要加入較大量的破乳劑，造成稠油脫水成本高。查到相關(guān)低溫破乳劑方面的專利申請(qǐng)文獻(xiàn)公開(kāi)較少，相關(guān)比較接近的專利申請(qǐng)公開(kāi)較少，如專利申請(qǐng)?zhí)?007101197 低溫破乳劑，應(yīng)用于油井采出液脫水用，是一種在低溫情況下使用的破乳劑。特征是材料包括干劑、水和甲醇，各組分重量百分比為干劑為45 65%，甲醇5 10% ；其余為水。其中干劑的組分重量百分比為中間體PEA， 21. 5 40% ；氫氧化鈉，1. 5 3. 5% ；環(huán)氧乙烷，20 40% ；環(huán)氧丙烷，15 ；環(huán)氧氯丙烷，2 8%。其中制備中間體PEA的原料為苯酚，0.8 1.5mol ；四乙烯五胺，2. 5 3. 5mol ；甲酸，2. 0 3. 5mol ；甲苯，0. 02 0. 05mol。又如專利申請(qǐng)?zhí)?00910088084提供了一種稠油破乳劑，其為胺基非離子型 Gemini聚醚與以苯環(huán)做橋連的Gemini磺酸在溶劑中的復(fù)配產(chǎn)物，其中，胺基非離子型 Gemini聚醚為式I結(jié)構(gòu)通式所示的化合物，Gemini磺酸為式II結(jié)構(gòu)通式所示的化合物，式 I中隊(duì)為主鏈碳原子數(shù)為8-M的烷基, 為主鏈碳原子數(shù)為2-6的烷基鏈或者苯環(huán)，PO為環(huán)氧丙烷開(kāi)環(huán)后的甲基氧乙基單元，m為20-80之間的整數(shù)，EO為環(huán)氧乙烷開(kāi)環(huán)后的氧乙基單元，η為10-40之間的整數(shù)；式II中R3是主鏈碳原子數(shù)為8_16的烷基,R4是主鏈碳原子數(shù)為0-4的烷基。又如專利申請(qǐng)?zhí)?00710119732用于石蠟基原油脫水用低溫破乳劑，應(yīng)用于石蠟基原油脫水用低溫破乳。適用于原油溫度在35 40°C時(shí)，加量在50-80mg/l的脫水低溫破乳劑。特征是原材料組分重量比AE8051 15 20% ；聚醚多元醇型SAA 20 30% ；聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚BP^ 10 18% ；FC-NOl氟碳表面活性劑0. 05 0. ；甲醇 20 30% ；其余為水。但是，如前述所述，復(fù)配類低溫破乳劑仍不能滿足現(xiàn)實(shí)應(yīng)用要求。 發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種用于稠油脫水的復(fù)配類低溫破乳劑配方及其制備方法， 該破乳劑應(yīng)用于稠油采出液低溫脫水，以期提高破乳效果，使稠油脫水能在較低溫度下進(jìn)行。本發(fā)明的發(fā)明目的是通過(guò)如下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)的組成本發(fā)明的原料為原料包括XK-2040、聚醚SP-169、聚乙二醇甲醚、甲醇和水；其具體組分為ΧΚ-2040 30 — 40% ；聚醚 SP-169 10 — 20% ；聚乙二醇甲醚5 — 10% ；甲醇20 -30% ；其余為水。其中，XK-2040是一種酚胺類聚氧丙烯聚氧乙烯醚改性物，脫水速度快，脫水率高， 低溫脫水性能好。本發(fā)明的有益效果是適用于稠油溫度在50 — 85°C時(shí)，加量在40 — 100mg/l范圍內(nèi)，在低溫脫水領(lǐng)域具有良好的破乳性能，用量少，快速破乳，節(jié)約熱能、降低稠油脫水成本。分離的污水含油小于500mg/l，符合油田回注要求。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。組成本發(fā)明的原料為原料包括XK-2040、聚醚SP-169、聚乙二醇甲醚、甲醇和水；其具體組分為ΧΚ-2040 30 — 40% ；聚醚 SP-169 10 — 20% ；聚乙二醇甲醚5 — 10% ；甲醇20 -30% ；其余為水。其中，ΧΚ-2040是一種酚胺類聚氧丙烯聚氧乙烯醚改性物，脫水速度快，脫水率高， 低溫脫水性能好。制備本發(fā)明的主要設(shè)備包括1、具有攪拌、加熱、冷卻及真空系統(tǒng)的2000L的搪瓷反應(yīng)釜。2、具有攪拌、加熱、冷卻及真空系統(tǒng)的2000L的高溫、高壓不銹鋼反應(yīng)釜。本發(fā)明中的破乳劑的制備方法包括XK2040、SP_169按比例加入反應(yīng)釜；緩慢升溫到70 — 90°C。在不斷攪拌下按比例加入甲醇、聚乙二醇甲醚和水，繼續(xù)攪拌30分鐘后，冷卻至常溫出料，得到用于稠油脫水用低溫破乳劑。其中XK-2040的生產(chǎn)方法為1)將多乙烯多胺、雙酚A、甲醛(濃度35% )、氫氧化鈉(30% )按這一比例投入反應(yīng)釜中，攪拌均勻；平緩升溫至80 — 90°C，保溫1小時(shí)；然后進(jìn)行階段升溫真空脫水，至 145 0C ；2)當(dāng)釜壓至<一 0. 05Mpa以下，無(wú)水分蒸出時(shí)，關(guān)閉真空，緩慢滴加一定量的環(huán)氧丙烷，反應(yīng)溫度保持在130 — 140°C，滴加完畢，保持140°C老化反應(yīng)1小時(shí)；3)在釜壓至<—0.05Mpa以下時(shí)，抽出二甲苯，抽加期間保持釜內(nèi)溫度不低于 130°C，保持140°C老化反應(yīng)1小時(shí)得到破乳劑起始劑；4)再次通入環(huán)氧丙烷，控制溫度在130 — 140°C，通完后進(jìn)行老化反應(yīng)1小時(shí)，然后通入環(huán)氧乙烷，控制溫度在125 — 135°C，通完后進(jìn)行老化反應(yīng)1小時(shí)；降溫至95°C，加入一定量液堿和環(huán)氧氯丙烷攪拌30分鐘，最后加入冰醋酸，攪拌20分鐘得到破乳劑XK2040 干劑；5)破乳劑XK2040干劑的組分重量百分比為起始劑15 — 30%，氫氧化鈉1. 5 一 25 %，環(huán)氧乙烷20 — 40 %，環(huán)氧丙烷40 — 80 %，冰醋酸0. 5 — 2 % ；其中氫氧化鈉配成質(zhì)量濃度為30%的水溶液；制備起始劑的各組分重量百分比為多乙烯多胺50 — 70%，雙份 A,15 —35%,甲醛(濃度)15 — ；35%，二甲苯 — 30%。利用本發(fā)明進(jìn)行脫水試驗(yàn)，原油溫度在50 — 85°C，原油采出液脫水低溫破乳劑的加量在40 — 100mg/L時(shí)，脫水后的原油含水小于1. 0%，污水含油小于500mg/L，達(dá)到了原油外輸標(biāo)準(zhǔn)，并且脫出來(lái)的污水中含油量達(dá)到回注標(biāo)準(zhǔn)；解決原油采出液低溫脫水問(wèn)題。本發(fā)明使用具體實(shí)例包括對(duì)克拉瑪依百口泉稠油加藥濃度80mg/l，脫水溫度73°C，稠油脫后含水0. 3%，污水含油430mg/l ；對(duì)克拉瑪依新港91號(hào)站稠油加藥濃度5%ig/l，脫水溫度55°C，稠油脫后含水 0. 5%，污水含油 200mg/l ；對(duì)克拉瑪依重油六東區(qū)稠油加藥濃度70mg/1，脫水溫度5 7 °C，稠油脫后含水 0. 5%，污水含油 150mg/l ；本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)較多，主要包括采用甲醇、聚乙二醇甲醚和水作為溶劑，易于分散、 頂替油水界面膜上的膠質(zhì)、浙青質(zhì)，形成新的界面膜，而同時(shí)也兼顧了成本；原油脫水溫度在50 — 85°C時(shí)，加量在40 — 100mg/l范圍內(nèi)，原油脫后含水小于1.0%，污水含油小于 500mg/l，達(dá)到原油外輸標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種稠油低溫破乳劑及其制備方法，其特征是組成本發(fā)明的原料為原料包括XK-2040、聚醚SP-169、聚乙二醇甲醚、甲醇和水；其具體組分為ΧΚ-2040 30 一 40% ；聚醚 SP-169 10 一 20% ；聚乙二醇甲醚5 — 10% ；甲醇20 — 30% ；其余為水。其中，ΧΚ-2040是一種酚胺類聚氧丙烯聚氧乙烯醚改性物，脫水速度快，脫水率高，低溫脫水性能好；
2.如權(quán)利要求1所述的一種稠油低溫破乳劑及其制備方法，其特征在于，ΧΚ2040、 SP-169按比例加入反應(yīng)釜；緩慢升溫到70 — 90°C。在不斷攪拌下按比例加入甲醇、聚乙二醇甲醚和水，繼續(xù)攪拌30分鐘后，冷卻至常溫出料，得到用于稠油脫水用低溫破乳劑。
3.如權(quán)利要求1所述的一種稠油低溫破乳劑及其制備方法，其特征在于，其中XK-2040 的生產(chǎn)方法為1)將多乙烯多胺、雙酚A、甲醛(濃度35%)、氫氧化鈉(30%)按這一比例投入反應(yīng)釜中，攪拌均勻；平緩升溫至80 — 90°C，保溫1小時(shí)；然后進(jìn)行階段升溫真空脫水，至145°C ；2)當(dāng)釜壓至<一0.051^3以下，無(wú)水分蒸出時(shí)，關(guān)閉真空，緩慢滴加一定量的環(huán)氧丙烷，反應(yīng)溫度保持在130 — 140°C，滴加完畢，保持140°C老化反應(yīng)1小時(shí)；3)在釜壓至<一0.05Mpa以下時(shí)，抽出二甲苯，抽加期間保持釜內(nèi)溫度不低于130°C， 保持140°C老化反應(yīng)1小時(shí)得到破乳劑起始劑；4)再次通入環(huán)氧丙烷，控制溫度在130— 140°C，通完后進(jìn)行老化反應(yīng)1小時(shí)，然后通入環(huán)氧乙烷，控制溫度在125 — 135°C，通完后進(jìn)行老化反應(yīng)1小時(shí)；降溫至95°C，加入一定量液堿和環(huán)氧氯丙烷攪拌30分鐘，最后加入冰醋酸，攪拌20分鐘得到破乳劑XK2040干劑；5)破乳劑XK2040干劑的組分重量百分比為起始劑15— 30%，氫氧化鈉1. 5 — 2. 5%，環(huán)氧乙烷20 — 40%，環(huán)氧丙烷40 — 80%，冰醋酸0. 5 — 2% ；其中氫氧化鈉配成質(zhì)量濃度為30%的水溶液；制備起始劑的各組分重量百分比為多乙烯多胺50 — 70%，雙份 Α，1δ — 35%,甲醛(濃度)15 — ；35%，二甲苯 I5 — 30%。
全文摘要
一種稠油低溫破乳劑及其制備方法，其具體組分為XK-204030一40％；聚醚SP-16910一20％；聚乙二醇甲醚5一10％；甲醇20一30％；其余為水。適用于稠油溫度在50一85℃時(shí)，加量在40一100mg/l范圍內(nèi)，在低溫脫水領(lǐng)域具有良好的破乳性能，用量少，快速破乳，節(jié)約熱能、降低稠油脫水成本。分離的污水含油小于500mg/l，符合油田回注要求。
文檔編號(hào)C10G33/04GK102517069SQ20111035096
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月9日
發(fā)明者周潤(rùn)華, 朱曉明, 李遠(yuǎn)平, 溫衛(wèi)東, 陶建設(shè), 龔朝國(guó) 申請(qǐng)人:克拉瑪依新科澳石油天然氣技術(shù)股份有限公司