[发明专利]一种阴离子改性聚醚破乳剂及其合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对原油乳状液的破乳脱水的破乳剂，具体地说是一种阴离子改性聚醚破乳剂及其合成方法。

背景技术

原油乳状液的破乳脱水是石油生产和集输过程中重要环节。随着原油开采的不断进行，采油技术的不断开发和应用，原油乳状液变得更加稳定，油田采出的大部分原油是以油水乳状液形式开采出来的，原油含水率逐年增加，这就加重了乳化原油破乳脱水的任务。目前，石油工业最常用的原油破乳方法是在原油中加入破乳剂。从化学类型上看，国内破乳剂主要以非离子的聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚合物为主。然而不同的油田，其原油乳液的组成、结构各不相同。即使同一油田的不同油井，甚至同一油井，在不同时期采出的原油乳液的性质也存在较大差别。因此，这种结构的破乳剂对原油乳状液脱水的适应性较差，难以满足油田生产的需要。

为了提高此类破乳剂的适应性，近年来人们对该类破乳剂进行了一定程度的改性，包括改头、换尾、扩链、交联、复配等。如专利申请号201010558695.7、201010548445.5和201010548464.8所述的破乳剂，是分别以脂肪醇、乙二胺和多乙烯多胺为起始剂与环氧乙烷和环氧丙烷反应合成聚醚，再经多元羧酸扩链并用甲苯二异氰酸酯交联得到破乳剂产品。此类破乳剂虽然具有分子量大的优点，但合成工艺较为复杂，条件控制难度较大，所得产品水溶性不能满足现场溶液配制要求。对工业聚醚破乳剂进行醚化或酯化“换尾”也是改性的重要手段。朱好华等人用丙烯酸、直链烷基脂肪酸和直链烷基苯磺酸对不同起始剂聚醚破乳剂进行酯化改性；石斌龙等人用溴化正丁烷对聚醚破乳剂进行醚化改性，这样的改性提高了破乳剂的亲油性，但却降低了其水溶性，现场破乳剂溶液配制需要使用有机溶剂，不仅对环境造成污染，而且使用时存在安全隐患。

发明内容

为了克服破乳剂水溶性差、功能基团单一，以及适应性差的不足，本发明的目的是提供一种阴离子改性聚醚破乳剂及其合成方法，该破乳剂为单组分，是由羧烷基直接取代聚醚端羟基中氢原子而得到的所谓阴离子改性聚醚破乳剂，该合成方法简单，产品的亲水亲油平衡关系，易于通过调控工业聚醚和卤代羧酸的种类和用量来实现。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种阴离子改性聚醚破乳剂，其特征在于：合成该破乳剂的原料重量组成为：工业聚醚50~80%，卤代羧酸10~30%，固碱5~15%，氧化钙(生石灰)1~5%，溶剂为低碳醇，加入量为工业聚醚总重量的20~40%。

本发明中所述工业聚醚，包括：以胺类为起始剂的嵌段聚醚，所用的胺为多乙烯多胺或乙二胺；以醇类为起始剂的嵌段聚醚，所用的醇为十八碳醇或丙二醇或丙三醇或季戊四醇；烷基酚醛树脂嵌段聚醚，合成起始剂时常用的烷基酚为壬基酚；酚胺醛树脂嵌段聚醚，即胺基改性酚醛树脂嵌段聚醚，起始剂为烷基酚、乙烯胺类化合物和甲醛的缩合产物。

本发明中所述的卤代羧酸为H₂CX(C_nH_2n)COOH，其中X为氯原子Cl或溴原子Br；n=0~6。

本发明所述的固碱为氢氧化钠或氢氧化钾或它们的混合物，优选氢氧化钠，其平均粒径处于60~425目。

本发明所述的溶剂为甲醇、乙醇或丙醇中的一种或它们的混合物，优选乙醇。

一种阴离子改性聚醚破乳剂的合成方法，其特征在于该合成方法如下：

1）将工业聚醚、固碱和氧化钙加入带有搅拌、滴加装置和冷凝管的反应器中，在40~90^oC搅拌条件下反应1~3小时得到中间产物。

2）在上述中间产物中滴加卤代羧酸，滴加完毕后继续搅拌反应1~3小时得粗产物。

3）加入适量溶剂溶解粗产物，搅拌1~2小时后静置，滤去固体物质，再减压蒸馏脱除溶剂即得到阴离子改性聚醚破乳剂。

本发明在碱性条件下，将卤代羧酸与工业聚醚破乳剂的端羟基发生醚化反应，获得羧烷基“换尾”型聚醚破乳剂。本发明得到的破乳剂，制备方法简单，分子结构中同时存在非离子的醚键和阴离子的羧酸根两种功能基团，亲水亲油平衡易于通过控制卤代羧酸的种类和用量来实现。当羧烷基碳链较短时，改性破乳剂的亲水性增强；当羧烷基碳链较长时，改性破乳剂的亲水性减弱。

本发明的破乳剂水溶性好、适应性好、安全环保，制备方法简单。

具体实施方式

实施例1

一种阴离子改性聚醚破乳剂合成方法如下：