[发明专利]一种分步醚化改性原油破乳剂及其合成方法

说明书

技术领域

本发明属于石油工业用化学品技术领域。涉及一种用于对原油乳状液的破乳脱水的分步醚化改性原油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。该类破乳剂大都是以含活泼氢化合物为起始剂，在碱金属催化剂作用下与氧化烯烃进行开环聚合反应，制得聚氧乙烯聚氧丙烯醚类破乳剂。这种工艺在制备较高分子量聚醚时副反应较多，制得的聚醚分子量比较低，破乳剂脱水效果不理想，对不同原油油品的广谱适应性差。

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，扩链和交联就是对破乳剂进行改性的常用方法。西安石油大学徐家业等人系统研究了多元羧酸对聚醚破乳剂或它们的混合物的酯化扩链，经扩链后的改性破乳剂分子量有了较大幅度提高，其分子结构中除含醚键处，还引入了酯键，多元羧酸相当于起到了架桥剂的作用。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，再经多元羧酸扩链和甲苯二异氰酸酯交联得到破乳剂产品。虽然上述扩链(或扩链和交联)过程可以提高破乳剂的分子量，并对特定原油乳状液的破乳脱水产生效果，但一方面，由于引入了酯键，减弱了产品的水溶性，给油田现场溶液配制增加了困难；另一方面，酯化扩链反应所需要反应温度高，合成工艺较为复杂。专利申请号201210581160.0的技术方案中，将无毒硅油作为交联剂合成破乳剂，提高了破乳剂使用的安全性。但是该破乳剂水溶性仍然欠佳，使用时需要先配50%甲醇溶液，然后再进行稀释。不同起始剂制备的聚醚破乳剂之间的复配，或聚醚与其它化学物质的复配，引起了普遍关注。如在聚醚类破乳剂中引入纳米微粒、添加无机盐和阳离子聚合物等，代表性的专利有：专利申请号200410009839.8、200710064674.8和200910254250.7。这种复配方法虽然是解决油田各种类型原油乳状液脱水问题的重要手段和方法，但是由于复配组分较多，体系的分散稳定性难以保证，需要做大量的筛选工作。

发明内容

为了集多种不同结构特征聚醚破乳剂的优点于一体，在较大幅度提高分子量的同时，又不影响破乳剂的亲水性，更好地解决了现有破乳技术存在的破乳温度高、破乳速度慢、加量大等问题，本发明的目的是提供一种分步醚化改性原油破乳剂及其合成方法，该破乳剂对原油乳状液具有快速破乳能力。本发明生产工艺简单，合成条件易于控制，制得的破乳剂对原油乳状液的低温破乳效果好。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种分步醚化改性原油破乳剂，其特征在于：制备该破乳剂的工业聚醚总重量以100%计，其中碳醇类聚氧丙烯聚氧乙烯醚重量百分比为30~60%、烷基酚醛树脂聚氧丙烯聚氧乙烯醚重量百分比为20~40%、多乙烯多胺聚氧丙烯聚氧乙烯醚重量百分比为10~30%；酸性催化剂加入量为工业聚醚总重量的0.1~5%；硅系偶联剂加入量为工业聚醚总重量的0.01~3%；溶剂为工业聚醚的良溶剂，加入量为工业聚醚总重量的20~50%。

本发明中所述的酸性催化剂为硫酸、磷酸或对甲苯磺酸中的一种或它们的混合物。

本发明中所述的工业聚醚的良溶剂为甲苯、二甲苯或煤油。

本发明中所述的硅系偶联剂为KH-550、KH-560中的一种或它们的混合物。

一种分步醚化改性原油破乳剂的合成方法，其特征在于该合成方法如下：

1）将碳醇类聚氧丙烯聚氧乙烯醚、烷基酚醛树脂聚氧丙烯聚氧乙烯醚、酸性催化剂和溶剂加入带有搅拌、滴加装置和分水器的反应瓶中，在100~140^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多乙烯多胺聚氧丙烯聚氧乙烯醚的甲苯溶液，滴加完毕后继续搅拌反应1~3小时得粗产物。

3）在上述粗产品中加入硅系偶联剂，继续反应1~3小时，最后减压蒸馏除去溶剂即得改性原油破乳剂。