一種聚離子液體改性原油破乳劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種聚離子液體改性原油破乳劑。合成該破乳劑的原料重量以100%計，其中工業(yè)聚醚50~80%，丙烯酸2~30%，乙烯基咪唑類離子液體單體2~25%。引發(fā)劑加入量為全部乙烯基單體總重量的0.2~6%，酯化催化劑加入量為丙烯酸重量的0.2~5%。本發(fā)明得到的破乳劑，能與原油的一些負電性表面發(fā)生強烈作用，實現(xiàn)油水分離的目的。該破乳劑用量少、出水速率快、脫出水色清、使用范圍寬。
【專利說明】一種聚離子液體改性原油破乳劑
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明屬于石油工業(yè)用化學品領域，涉及一種適用于對原油乳狀液進行破乳脫水的聚離子液體改性原油破乳劑。
【背景技術(shù)】
[0002]破乳劑是所有油田不可缺少的化學助劑，它承擔著乳化原油破乳脫水的任務。目前，國內(nèi)許多油田的開采都已基本進入三次采油階段，采出的原油中含水率逐年增加，污水回注后原油中的多種殘存化學藥劑使得乳化原油破乳脫水更為復雜和困難。目前，國內(nèi)外研究的破乳劑從化學類型上看，主要以非離子的聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚合物為主，只是起始劑的種類不同而已，這種結(jié)構(gòu)的破乳劑適應性較差，特別是低溫破乳效果不盡人意。
[0003]近幾年梳型高分子表面活性劑成為破乳劑領域的研究熱點，一方面是該類破乳劑在降低表面張力和具有較低的臨界膠束濃度方面要明顯強于普通的高分子表面活性劑，另一方面是它比常規(guī)的嵌段聚醚具有更高的相對分子質(zhì)量，這種高相對分子質(zhì)量的破乳劑在破乳過程中能夠起到架橋、連接原油乳液中大小液滴的作用，從而使得液滴逐漸聚并，達到油水分離的目的。梳狀結(jié)構(gòu)破乳劑合成一般是通過聚合和酯化或酯化和聚合兩步過程實現(xiàn)的。2002年我國研究人員陳妹和楊小龍等人將聚醚型破乳劑用丙烯酸和馬來酸酐酯化，酯化產(chǎn)物在引發(fā)劑作用下聚合，合成了丙烯酸擴鏈改性破乳劑。商紹程、張中洋等均研究過丙烯酸改性破乳劑的制備方法，雖然得到的聚合物改性破乳劑具有一定的破乳作用，但實際應用過程中發(fā)現(xiàn)破乳劑的水溶性欠佳，且由于功能基團單一，所以破乳劑適應性不強。為了改善破乳劑的溶解性，提高其功能活性，人們將水溶性單體如丙烯酰胺與丙烯酸共聚后，再與工業(yè)聚醚進行酯化從而實現(xiàn)對破乳劑的梳狀化改性，如專利申請?zhí)朇N01113543.3、CN201010274323.1所述破乳劑。近年來，我們課題組也用丙烯酸對數(shù)十種起始劑制得的工業(yè)聚醚進行了擴鏈與支化改性，發(fā)現(xiàn)這類改性破乳劑水溶性較差，現(xiàn)場破乳劑溶液配制需要使用有機溶劑，不僅對環(huán)境造成污染，而且使用時存在安全隱患。另外，由于該類破乳劑分子結(jié)構(gòu)中只含有非離子功能基團，所以對于原油的一些負電性表面不存在強烈相互作用，導致出現(xiàn)破乳作用不佳或適應性差的缺陷。
[0004]采用乙烯基咪唑類離子液體單體與丙烯酸共聚物來改性原油破乳劑的技術(shù)方案，未見任何專利和文獻報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服聚丙烯酸改性聚醚破乳劑水溶性差、功能基團單一，以及適應性差的不足，本發(fā)明的目的是提供一種陽離子改性破乳劑。該破乳劑用量少、出水速率快、脫出水色清、使用范圍寬。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:
一種聚離子液體改性原油破乳劑，其特征在于:合成該破乳劑的原料重量以100%計，其中工業(yè)聚醚50-80%，丙烯酸2-30%，乙烯基咪唑類離子液體單體2-25%。引發(fā)劑加入量為全部乙烯基單體總重量的0.2飛％，酯化催化劑加入量為丙烯酸重量的0.2~5%。
[0007]本發(fā)明所述工業(yè)聚醚，包括:以胺類為起始劑的嵌段聚醚，所用的胺為多乙烯多胺或乙二胺；以醇類為起始劑的嵌段聚醚，所用的醇為十八碳醇或丙二醇；烷基酚醛樹脂嵌段聚醚，合成起始劑時常用的烷基酚為壬基酚；酚胺醛樹脂嵌段聚醚，即胺基改性酚醛樹脂嵌段聚醚，起始劑為烷基酚、乙烯胺類化合物和甲醛的縮合產(chǎn)物。
[0008]本發(fā)明所述的引發(fā)劑為偶氮類中的偶氮二異丁腈或過氧化物類中的過氧化苯甲酰等油溶性引發(fā)劑；或過硫酸銨或過硫酸鉀等水溶性引發(fā)劑。
[0009]本發(fā)明所述的乙烯基咪唑類離子液體單體為氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑(AMIMCl)或氯化1-乙烯基-3-甲基咪唑或它們的硝酸鹽。
[0010]本發(fā)明所述的酯化催化劑為無機酸中的硫酸或磷酸，有機酸中的對甲基苯磺酸或雜多酸。
[0011]本發(fā)明所述的聚離子液體改性原油破乳劑的合成方法如下:
1)將溶劑加入到帶有攪拌、滴加裝置和冷凝器的反應瓶中，控制溫度75、5°C，在攪拌條件下，加入乙烯基咪唑類離子液體單體、丙烯酸和引發(fā)劑，整個聚合過程控制在廣3小時內(nèi)，反應完成后繼續(xù)保溫反應I小時，然后減壓蒸餾除去溶劑得到中間產(chǎn)物。所述溶劑是濃度為95%的乙醇；
2)在上述中間產(chǎn)物中加入工業(yè)聚醚和溶劑，攪拌均勻后，加入酯化催化劑，升溫至10(T160°C，繼續(xù)攪拌反應3飛小時得粗產(chǎn)物，減壓蒸餾除去溶劑即得聚離子液體改性原油破乳劑，所述溶劑是甲苯。
[0012]本發(fā)明的破乳劑是 通過乙烯基咪唑類離子液體單體和丙烯酸共聚對聚醚分子的擴鏈作用而獲得的。本發(fā)明得到的破乳劑，分子鏈中同時含有陽離子和非離子功能基團，能與原油的一些負電性表面發(fā)生強烈作用，使其轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃W不穩(wěn)定體系而實現(xiàn)油水分離。該破乳劑具有用量少、出水速率快、脫出水色清、使用范圍寬等特點，屬于新一代原油破乳劑。
【具體實施方式】
[0013]實施例1
一種聚離子液體改性原油破乳劑，合成方法如下:
I)將150克濃度為95%的乙醇，此時的溶劑是濃度為95%的乙醇；加入到帶有攪拌、滴加裝置和冷凝器的反應瓶中，控制溫度75°C，在攪拌條件下，加入50克氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑離子液體、20克丙烯酸和0.8克過硫酸銨，整個聚合過程控制在I小時內(nèi)，反應完成后繼續(xù)保溫反應I小時，然后減壓蒸餾除去溶劑得到中間產(chǎn)物。
[0014]2)在上述中間產(chǎn)物中加入工業(yè)聚醚200克(聚醚破乳劑AE31，句容寧武高新技術(shù)發(fā)展有限公司產(chǎn)品)和100克甲苯，此時的溶劑是甲苯，攪拌均勻后，加入0.5克對甲苯磺酸，升溫至120°C，繼續(xù)攪拌反應5小時得粗產(chǎn)物，減壓蒸餾除去溶劑即得聚離子液體改性原油破乳劑。
[0015]實施例2
一種聚離子液體改性原油破乳劑，合成方法如下:
I)將150克濃度為95%乙醇加入到帶有攪拌、滴加裝置和冷凝器的反應瓶中，控制溫度85°C，在攪拌條件下，加入35克氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑離子液體、35克丙烯酸和I克過硫酸銨，整個聚合過程控制在2小時內(nèi)，反應完成后繼續(xù)保溫反應I小時，然后減壓蒸餾除去溶劑得到中間產(chǎn)物。
[0016]2)在上述中間產(chǎn)物中加入工業(yè)聚醚180克(聚醚破乳劑BP5921，句容寧武高新技術(shù)發(fā)展有限公司產(chǎn)品)和90克甲苯，攪拌均勻后，加入0.6克對甲苯磺酸，升溫至130°C，繼續(xù)攪拌反應4小時得粗產(chǎn)物，減壓蒸餾除去溶劑即得聚離子液體改性原油破乳劑。
[0017]實施例3
一種聚離子液體改性原油破乳，劑合成方法如下:
I)將210克濃度為95%乙醇加入到帶有攪拌、滴加裝置和冷凝器的反應瓶中，控制溫度90°C,在攪拌條件下，加入65克氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑離子液體、35克丙烯酸和1.2克過硫酸銨，整個聚合過程控制在3小時內(nèi)，反應完成后繼續(xù)保溫反應I小時，然后減壓蒸餾除去溶劑得到中間產(chǎn)物。
[0018]2)在上述中間產(chǎn)物中加入工業(yè)聚醚200克(聚醚破乳劑TA1031，句容寧武高新技術(shù)發(fā)展有限公司產(chǎn)品)和100克甲苯，攪拌均勻后，加入0.5克對甲苯磺酸，升溫至140°C，繼續(xù)攪拌反應3小時得粗產(chǎn)物，減壓蒸餾除去溶劑即得聚離子液體改性原油破乳劑。
【權(quán)利要求】
1.一種聚離子液體改性原油破乳劑，其特征在于:該破乳劑合成的原料重量以100%計，其中工業(yè)聚醚50-80%，丙烯酸2~30%，乙烯基咪唑類離子液體單體2~25%;引發(fā)劑加入量為全部乙烯基單體總重量的0.2飛％，酯化催化劑加入量為丙烯酸重量的0.2~5%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚離子液體改性原油破乳劑，其特征在于:所述工業(yè)聚醚，包括:以胺類為起始劑的嵌段聚醚，所用的胺為多乙烯多胺或乙二胺；以醇類為起始劑的嵌段聚醚，所用的醇為十八碳醇或丙二醇；烷基酚醛樹脂嵌段聚醚，合成起始劑時的烷基酚為壬基酚；酚胺醛樹脂嵌段聚醚，即胺基改性酚醛樹脂嵌段聚醚，起始劑為烷基酚、乙烯胺類化合物和甲醛的縮合產(chǎn)物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚離子液體改性原油破乳劑，其特征在于:所述的引發(fā)劑為偶氮類中的偶氮二異丁腈或過氧化物類中的過氧化苯甲酰油溶性引發(fā)劑；或過硫酸銨或過硫酸鉀水溶性引發(fā)劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚離子液體改性原油破乳劑，其特征在于:所述的乙烯基咪唑類離子液體單體為氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑或氯化1-乙烯基-3-甲基咪唑或它們的硝酸鹽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚離子液體改性原油破乳劑，其特征在于:所述的酯化催化劑為無機酸中的硫酸或磷酸，有`機酸中的對甲基苯磺酸或雜多酸。
【文檔編號】C10G33/04GK103484150SQ201310477814
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月14日
【發(fā)明者】倪良, 李繼琴, 應玨, 霍鵬偉, 應軍, 王蕾, 翟洪金, 倪小明 申請人:江蘇大學, 句容寧武高新技術(shù)發(fā)展有限公司