在上式中,R2為具有平均式-CH2CH2CH2(0CH2CH2)120H的聚醚共聚物,R3為正辛基以 及R4為2-苯基丙基。
[0398] 該實驗室制備的材料得自實施例5的聚硅氧烷氫化物、1-辛烯、a-甲基苯乙烯 (AMS)和平均式為CH2 =CHCH2 (0CH2CH2) 12 (0CH2CH(CH3)) 150H的聚醚之間的氫化硅烷化反 應(yīng)。在大氣壓力下,將氮氣保護下的玻璃反應(yīng)器(其配有溫度傳感器、攪拌器、冷凝器和氮 氣入口)裝有40g實施例5的聚硅氧烷氫化物。將反應(yīng)器加熱至74°C,將相當(dāng)于5ppm鉑的 Karstedt's催化劑溶解在16. 8gAMS中并添加至反應(yīng)容器。反應(yīng)放出熱量并且反應(yīng)器溫度 在2分鐘內(nèi)升至100°C。繼續(xù)反應(yīng),直到所有AMS消耗掉(通過H-NMR證實)。然后將158g 上面的烯丙基聚醚裝入反應(yīng)器中,接著立即向反應(yīng)器添加23. 9gl-辛烯(含相當(dāng)于5ppm鉑 的Karstedt's催化劑)。該反應(yīng)也放熱以及溫度升至約110°C。反應(yīng)混合物從非均相體 系變?yōu)榫囿w系,并且在l〇〇°C又繼續(xù)加熱三小時,直到所有氫化物消耗掉(通過H-NMR證 實)。將共聚物在反應(yīng)器中攪拌冷卻30分鐘,然后取出。
[0399] 實施例32
[0400] (CH3)3SiO(Si(CH3) 20) 85(Si(R2) (CH3) 0) 8.5
[0401] (Si(R3) (CH3)0)22.5(Si(R4) (CH3)0)5Si(CH3)3的制備
[0402] 在上式中,R2為具有平均式-CH2CH2CH2 (0CH2CH2) 80〇13的聚醚共聚物,R3為正辛基 以及R4為2-苯基丙基。
[0403] 該實驗室制備的材料得自實施例6的聚硅氧烷氫化物、1-辛烯、a-甲基苯乙烯 (AMS)和平均式為CH2= 0012(0012012)80013的聚醚之間的氫化硅烷化反應(yīng)。在大氣壓力 下,將氮氣保護下的玻璃反應(yīng)器(其配有溫度傳感器、攪拌器、冷凝器和氮氣入口)裝有40g 實施例6的聚硅氧烷氫化物。將反應(yīng)器加熱至74°C,將相當(dāng)于5ppm鉬的Karstedt's催化 劑溶解在2. 7gAMS中并添加至反應(yīng)容器。反應(yīng)放出熱量并且反應(yīng)器溫度在2分鐘內(nèi)升至 100°C。繼續(xù)反應(yīng),直到所有AMS消耗掉(通過H-NMR證實)。然后將20g上面的烯丙基聚 醚裝入反應(yīng)器中,接著立即向反應(yīng)器添加11.7g1-辛?。ê喈?dāng)于5ppm鉬的Karstedt's 催化劑)。該反應(yīng)也放熱以及溫度升至約ll〇°C。反應(yīng)混合物從非均相體系變?yōu)榫囿w系, 并且在100°C又繼續(xù)加熱三小時,直到所有氫化物消耗掉(通過H-NMR證實)。將共聚物在 反應(yīng)器中攪拌冷卻30分鐘,然后取出。
[0404] 實施例33
[0405] (CH3)3SiO(Si(CH3) 20) 75(Si(R2) (CH3) 0) 5.2
[0406] (Si(R3) (CH3) 0)25.s(Si(R4) (CH3) 0)5Si(CH3) 3的制備
[0407] 在上式中,R2為具有平均式-CH2CH2CH2(0CH2CH2)s0H的聚醚共聚物,R3為正辛基以 及R4為2-苯基丙基。
[0408] 該實驗室制備的材料得自實施例1的聚硅氧烷氫化物、1-辛烯、a-甲基苯乙烯 (AMS)和平均式為CH2=CHCH2(0CH2CH2)s0H的聚醚之間的氫化硅烷化反應(yīng)。在大氣壓力下, 將氮氣保護下的玻璃反應(yīng)器(其配有溫度傳感器、攪拌器、冷凝器和氮氣入口)裝有40g實 施例1的聚硅氧烷氫化物。將反應(yīng)器加熱至74°C,將相當(dāng)于5ppm鉬的Karstedt's催化劑溶 解在3gAMS中并添加至反應(yīng)容器。反應(yīng)放出熱量并且反應(yīng)器溫度在2分鐘內(nèi)升至100°C。 繼續(xù)反應(yīng),直到所有AMS消耗掉(通過H-NMR證實)。然后將12. 7g上面的烯丙基聚醚裝 入反應(yīng)器中,接著立即向反應(yīng)器添加14. 7g1-辛?。ê喈?dāng)于5ppm鉬的Karstedt's催化 劑)。該反應(yīng)也放熱以及溫度升至約ll〇°C。反應(yīng)混合物從非均相體系變?yōu)榫囿w系,并且 在KKTC又繼續(xù)加熱三小時,直到所有氫化物消耗掉(通過H-NMR證實)。將共聚物在反應(yīng) 器中攪拌冷卻30分鐘,然后取出。
[0409] 實施例34
[0410] ((CH3)3Si01/2)2.5(OSi(CH3)2)75(OSi〇l) (CH3))36(Si02)的制備
[0411] 具有上面的平均式的支鏈的聚甲基含氫硅氧烷-共聚-二甲基硅氧烷流體通 過以下方法制備:在TulisonTP63IER的存在下,酸催化具有平均式(CH3)3Si(0Si(H) (〇13))36(^(〇13) 3的聚甲基含氫硅氧烷、1?樹月旨(平均式為((〇13)說01/2)1. 0(5 i〇2)i.。以及粘度為l〇〇〇_20000cSt)和D4(全部來自于MomentivePerformance Materials,Wilton,CT)的開環(huán)聚合。反應(yīng)通過以下方法進行:在配有冷凝器的圓底燒瓶 中,將2168(01 3)351(051〇1)(013))36051(01 3)3、555804、22.28]^樹脂和7.5 8丁?631£1?在 80°C混合24小時。在反應(yīng)結(jié)束時,濾掉TP63IER,發(fā)現(xiàn)在所得共聚物中的最終非揮發(fā)性餾分 為88%。通過29Si-NMR測定平均結(jié)構(gòu)。
[0412] 實施例35
[0413] ((CH3) 3SiO) 2.5(Si(CH3) 20) 75(Si(R2) (CH3) 0) 16.2
[0414] (Si(R3) (CH3)0)5.4(Si(R4) (CH3)0)14.4(Si02)的制備
[0415] 在上式中,R2為具有平均式-CH2CH2CH2(0CH2CH2)s0H的聚醚共聚物,R3為正辛基以 及R4為2-苯基丙基。
[0416] 該實驗室制備的材料得自實施例34的聚硅氧烷氫化物、1-辛烯、a-甲基苯乙烯 (AMS)和平均式為CH2=CHCH2(0CH2CH2)s0H的聚醚之間的氫化硅烷化反應(yīng)。在大氣壓力下, 將氮氣保護下的玻璃反應(yīng)器(其配有溫度傳感器、攪拌器、冷凝器和氮氣入口)裝有40g實施例1的聚娃氧焼氫化物。將反應(yīng)器加熱至74°C,將相當(dāng)于5ppm鉬的Karstedt's催化 劑溶解在8. 6gAMS中并添加至反應(yīng)容器。反應(yīng)放出熱量并且反應(yīng)器溫度在2分鐘內(nèi)升至 100°C。繼續(xù)反應(yīng),直到所有AMS消耗掉(通過H-NMR證實)。然后將39.6g上面的烯丙基 聚醚裝入反應(yīng)器中,接著立即向反應(yīng)器添加3.lg1-辛?。ê喈?dāng)于5ppm鉬的Karstedt's 催化劑)。該反應(yīng)也放熱以及溫度升至約ll〇°C。反應(yīng)混合物從非均相體系變?yōu)榫囿w系, 并且在100°C又繼續(xù)加熱三小時,直到所有氫化物消耗掉(通過H-NMR證實)。將共聚物在 反應(yīng)器中攪拌冷卻30分鐘,然后取出。
[0417] 原油的破乳劑效能測試
[0418] 在以下實施例中,將描述對新型有機硅結(jié)構(gòu)的測試,以單獨形式,相互之間的組合 形式、與有機破乳劑的組合形式,及與其它有機硅破乳劑的組合形式。
[0419] 所述有機破乳劑為:
[0420] ORGA:Kemelix3551X,改性的烷氧基化物,100 %活性物(actives),可得自 Croda,EastYorkshire,UK
[0421]ORGB:VoranolCP6001,聚謎多元醇,可得自DowChemical Co. ,Midland,Michigan
[0422]ORGC:VoranolEP1900,聚謎多元醇,可得自DowChemical Co. ,Midland,Michigan
[0423]ORGD:KemelixD501,烷氧基化的乙二胺,100 % 活性物,可得自Croda,East Yorkshire,UK.
[0424]ORGE:Kemelix3422X,聚合的烷氧基化物,100 %活性物,可得自Croda,East Yorkshire,UK.
[0425]ORGF:Kemelix3515X,聚合的烷氧基化物,100 %活性物,可得自Croda,East Yorkshire,UK.
[0426]ORGG:VoranolCP1421,聚謎多元醇,可得自DowChemical Co. ,Midland,Michigan.
[0427]ORGH:VoranolCP3040,聚謎多元醇,可得自DowChemical Co. ,Midland,Michigan.
[0428] ORGI: -種有競爭力的有機破乳劑包,其目前用于分離我們研究的原油乳液(其 組成未知)。
[0429]ORGJ:有機破乳劑#8619,來自于BakerPetrolite,SugarLand,TX,USA
[0430]ORGK:WitbreakDRM-9510, 一種有機破乳劑,可得自AkzoNobel,Netherlands。
[0431]ORGL:Kemelix3575X,一種烷氧基化的酚醛樹脂,81 %活性物,可得自 Croda,EastYorkshire,UK.
[0432]ORGM:KemelixD310,一種烷氧基化的酷醛樹脂,88%活性物,可得自Croda,East Yorkshire,UK.
[0433]ORGN:KemelixD317, 一種改性多元醇,可得自Croda,EastYorkshire,UK.
[0434]DM046 :有機破乳劑包,來自于BakerPetrolite,SugarLand,TX,USA
[0435] 對比有機硅破乳劑為:
[0436] Silbreak400、Silbreak401、Silbreak402、Silbreak323、Silbreak329、 Silbreak603、Silbreak638、Silbreak1324和Silbreak1840為改性的聚二甲基娃氧 燒,可得自MomentivePerformancematerials,Wilton,CT〇
[0437] SilwetL-8610 :-種直鏈硅氧烷聚氧化乙稀共聚物,具有1700g/mol分子質(zhì)量, 100%活性物,可得自MomentivePerformancematerials,Wilton,CT〇
[0438] SILA:-種實驗室制備的環(huán)氧乙烷-有機硅聚醚三元共聚物,其通過二乙醇胺開 環(huán)和具有下式(CH3)3SiO(Si(CH3) 20)3。。(Si(R2) (CH3) 0)3。(Si(R3) (CH3) 0)2QSi(CH3) 3,
[0439] 其中,R2為具有平均式-CH2CH2CH2(0CH2CH2)13(0CH(CH3)CH2)160H 和-ch2ch2ch2- (och2ch2) 33(och(ch3)ch2) 42oh的兩種聚醚共聚物的混合物,使得總的平 均分子量約為2200g/mo1 ;以及R3為具有式(CH2) 30CH2CH(0)CH2的含環(huán)氧化物的基團 (epoxide-containinggroup)〇
[0440] SILB:-種實驗室制備的環(huán)氧乙烷-有機硅聚醚三元共聚物,其通過二乙醇胺開 環(huán)和具有下式(CH3)3SiO(Si(CH3) 20)3。。(Si(R2) (CH3) 0) 6(Si(R3) (CH3) 0)4Si(CH3) 3,
[0441] 其中,R2為具有平均式-CH2CH2CH2(0CH2CH2)13(0CH(CH3)CH2)160H 和-ch2ch2ch2- (och2ch2) 33(och(ch3)ch2) 42oh的兩種聚醚共聚物的混合物,使得總的平均分 子量約為2200g/mol;以及R3為具有式(012)3001201(0)01 2的含環(huán)氧化物的基團。
[0442] SILC:-種實驗室制備的環(huán)氧乙烷-有機硅聚醚三元共聚物,其通過二乙醇胺開 環(huán)和具有下式(CH3)3Si0(Si(CH3)20)3QQ(Si(R2) (CH3)0)15(Si(R3) (CH3)0)1QSi(CH3)3,
[0443] 其中,R2為具有平均式-CH2CH2CH2 (0CH2CH2) 13(OCH(CH3)CH2) 160H 和-ch2ch2ch2- (och2ch2) 33(och(ch3)ch2) 42oh的兩種聚醚共聚物的混合物,使得總的平均分 子量約為2200g/mol;以及R3為具有式(012)3001201(0)01 2的含環(huán)氧化物的基團。
[0444] 原油A的破乳測試:
[0445] 測試方法:實施以下測試方法以評價破乳劑:將標(biāo)準(zhǔn)的100mLASTMD4007錐形 玻璃試管(約37mm直徑和200mm高度,來自于ImethAG,Germany)用于瓶試驗(bottle test)。向所述試管添加一百毫升原油并添加稀釋的破乳劑(為10%的二甲苯溶液)。在 該濃度少許破乳劑不溶于二甲苯,然后在2-甲基丙-1-醇中稀釋。在原油表面上用微量注 射器進行注射。
[0446] 使用具有8個錐形試管的架子實施瓶試驗。將架子以與水平方向成30°角用手 搖動60秒(將試管向下?lián)u動,試管的頭部向下),接著暫停60秒,用于打開試管放氣,并再 次搖動60秒。在規(guī)定的次數(shù)(例如36-39次)后記錄分離的水的體積(將大試管(big tubes)進行或不進行離心處理)。
[0447] 遵循ASTMTestMethodD4007測量油相的干燥度。在相分離過程后,從油相頂部 取約6mL樣品,然后添加至在有刻度的錐形離心試管中的預(yù)熱的甲苯(60°C)(至多50%含 量)。然后將所述試管劇烈搖動幾秒鐘。記錄以下參數(shù):
[0448] 游離水的百分?jǐn)?shù):在離心(1500RPM/5分鐘)后在刻度試管中分離的水的百分?jǐn)?shù)
[0449] 全部水的百分?jǐn)?shù):在以下操作后在刻度試管中產(chǎn)生的水的百分?jǐn)?shù):添加1-2滴"分 離滴劑(knockoutdropper)'DM046(來自于BakerPetrolite,SugarLand,TX,USA),使該 試管在60°C保持至少10分鐘,并以1500RPM/5分鐘離心。
[0450] 界面乳液百分?jǐn)?shù):全部水的百分?jǐn)?shù)減去游離水的百分?jǐn)?shù)。
[0451] 在一些試驗中,也對(在分離的水相和原油相之間的)界面質(zhì)量進行了評價和分 級,〃S"表示軟界面(Softinterface)(扭轉(zhuǎn)試管時界面容易移動),〃M"表示中等質(zhì)量界 面(Mediumqualityinterface)(扭轉(zhuǎn)試管時界面難以移動)以及"H〃表示硬界面(Hard interface)(扭轉(zhuǎn)試管時界面根本不移動)。如果該性質(zhì)被增強,則加上〃V〃(表示〃非常 硬(Very)〃)。
[0452] 原油A來自于中東,在氣-油分離器之后且在破乳劑注入點之前每天被收集在油 罐(乳液是穩(wěn)定的,甚至在第二天也不分離出游離水,證明在原油中沒有破乳劑)。
[0453] 該原油來自于近海,API為28,含水量(watercut)約為18%,H2S含量低且含有 少數(shù)ppm的聚二甲基硅氧烷(PDMS)作為消泡劑。在添加我們的有機硅后,將試管加熱至 60°C(蓋子開著)。該溫度相當(dāng)于油田上的破乳條件。
[0454] 單組分破乳劑:
[0455] 在表1中,在60°(:,使用10(^111破乳劑活性物,在15、30和60分鐘之后計算水分離 率百分?jǐn)?shù)。根據(jù)對比有機硅,Silbreak1840在60分鐘后顯示出33%的水分離率。Silbreak 638和Silbreak1324在頂部油相中呈現(xiàn)出非常低的殘余乳液,意味著它們能夠與其它破 乳劑一起配制使用。〇RGC導(dǎo)致14%的水分離率,同時在頂部油相中具有高殘余乳液(界 面百分?jǐn)?shù))。實施例16和17在1小時后導(dǎo)致10-11 %的水分離率,同時具有與ORGC相同 類型的頂部油相質(zhì)量。實施例27具有不同的行為,表現(xiàn)在它僅分離2%的水,但是頂部油相 具有相當(dāng)?shù)偷臍堄嗳橐汉透叩目偤堪俜謹(jǐn)?shù)。實施例11和12導(dǎo)致最干燥的油相(甚至 與有機物相比),即使它們在60°C1小時之后未顯示水分離。
[0456] 表 1
[0457] 在60°C和以lOOppm單組分破乳劑活性物,對原油A的破乳結(jié)果。
[0458]
[0459]破乳劑共混物:然后測試了兩種有機硅的共混物,我們發(fā)現(xiàn),含所述新型有機硅破 乳劑結(jié)構(gòu)的共混物勝過有機破乳劑和單獨的有機硅。表2/a和2/b示出根據(jù)在1小時后和 在24小時后(+30分鐘,在60°C)分離的水的百分?jǐn)?shù)和根據(jù)頂部油相干燥度選出的最佳共 混物。
[0460] 在表2/b中也給出了界面質(zhì)量的評價。所有最佳候選者都得到軟界面或中等質(zhì) 量界面。4種有機硅的二元共混物(SILB/實施例27(75:25)、SILB/實施例27(50:50)、 SILC/實施例27 (50:50)、實施例12/實施例27 (50:50))于lOOppm處理率在僅1小時后 能夠達到83%的水分離率(與僅用一種有機硅的33%相比)。在室溫4-6小時后,共混物 實施例12/實施例27和實施例11/實施例27(50:50)在lOOppm導(dǎo)致高達98 %的水分離 率。Silbreak402和實施例27的共混物(50:50)和lOOppm導(dǎo)致83%的水分離率。所有 這些共混物在水分離方面比〇RGF/實施例27 (50:50),lOOppm表現(xiàn)好并導(dǎo)致含少于2 %水 的頂部油相。處理率降低至50ppm沒有太多地降低這些共混物中的一些的破乳效能。
[0461] 表2/a
[0462] 在60°C和以50至lOOppm破乳劑共混物活性物,原油A的破乳測試。
[0463] 基于水分離率的最佳表現(xiàn)體系
[0464]
[0465] 表2/b
[0466] 在60°C和以50至lOOppm破乳劑共混物活性物,原油A的破乳測試。
[0467] 基于過夜水分離率和在頂部油相中的全部殘余水含量的最佳表現(xiàn)體系
[0468]
[0469] 在水分離率和頂部油干燥度方面,最佳共混物是共混物SILB/實施例 27 (75:25)、實施例12/實施例27(50:50)和實施例11/實施例27(50:50)。在lOOppm,它 們比共混物的單一組分好得多(協(xié)同作用)并好于有機物和有機硅的共混物如〇RGF/實 施例 27 (50:50)。
[0470]原油B的破乳:
[0471]單組分破乳劑:原油B也來自于中東。它具有較高的硫含量,API33°且含水量為 10%。我們測試了對原油A而言最佳的純有機硅和最佳的共混物。在瓶試驗中的破乳也在 60°C進行。結(jié)果可以參見表3,使用lOOppm破乳劑。
[0472]表 3
[0473] 在60°C和lOOppm單組分破乳劑活性物條件下進行的原油B的破乳
[0474]
[0475] 對于原油B,單獨的有機硅顯示出比在原油A中好的水分離率。Silbreak1840和 Silbreak603是有效的有機硅破乳劑,在1小時后水分離率百分?jǐn)?shù)高達80%。Silbreak 1840在該油中的分離速度快。二者均提供相當(dāng)干燥的頂部油相,具有1. 2%和1. 6%的總含 水量。實施例27提供最佳(但是最慢)的分離結(jié)果,達到90%的水分離率。實施例17和 實施例14是良好的候選者,因為它們在1小時后提供80%的水分離率。
[0476]破乳劑共混物:表4示出用于原油A的最佳共混物以及僅對原油B測試的一些新 共混物提供的結(jié)果。
[0477]表 4
[0478] 在60°C用破乳劑共混物進行的原油B的破乳
[0479]
[0480]Nd:未測定
[0481] 兩種共混物SILB/實施例27 (75:25)、實施例11/實施例27 (50:50)得到了 100 % 的水分離率,非??焖伲?5-30分鐘)和干燥的頂部油相,這相對于單組分破乳劑是很大的 改進。其它良好的共混物為SILB/實施例18(50:50)和SILB/實施例27 (50:50)。一些 良好共混物的處理率的降低僅輕微地降低共混物的性能。
[0482]原油C的破乳試驗:原油C也來自于中東,沂海油井。它的API為29°以及含水 量為10 %。這種原油的H2S含量低。在氣-油分離器之前日常地收集新鮮原油C。將來自 于管道的原油收集在罐中并脫氣。收集的原油的溫度為約37°C。在實驗室中,原油溫度下 降以及瓶試驗在27和29°C之間進行。結(jié)果在表5中示出。在該表中,在30分鐘后,在30 分鐘+離心后,以及在30分鐘+離心+輕微搖動以模擬破乳過程后,計算分離率百分?jǐn)?shù)。
[0483] 在離心(模擬在破乳罐中的剪切)后,由于存在破乳劑,分離速率增加。純原油的 離心導(dǎo)致零水分離,表明在沒有破乳劑的作用下單獨的離心不導(dǎo)致分離。界面質(zhì)量(在分 離的水相和原油相之間)也在表5中給出。
[0484]表 5
[0485] 原油C的破乳結(jié)果,API= 29°,含水量為10%,在27-29°C,用單組分破乳劑
[0486]
[0487] nd:未測定
[0488] 表5顯示,,實施例17導(dǎo)致比ORGA好的水分離率(25% )和油干燥度(在頂部油 相中的總含水量為1% )。它也示出比有機硅破乳劑Silbreak323和Silbreak1840好的 油干燥度。
[0489]破乳劑共混物:也測試了有機硅破乳劑的共混物以改善水分離速率和油干燥度。 表6示出了針對原油C,根據(jù)在"30分鐘+離心"后和在"24小時+在60°C30分鐘)"后 分離的水的百分?jǐn)?shù)以及根據(jù)頂部油相干燥度選出的各種共混物。
[0490] 表6含有最佳破乳劑中的一些的結(jié)果。與單一組分相比,實施例11和實施例27 的共混物以50:50比率和lOOppm活性物顯示出最佳的破乳結(jié)果,符合兩種有機硅之間的協(xié) 同作用。在50ppm它仍顯示出良好的破乳性能,好于最佳有機ORGA在lOOppm活性物的破 乳性質(zhì)(參見表5)。
[0491] 與單一組分相比,實施例27和SILB的共混物也顯示出良好的破乳性能,在新型 有機硅破乳劑和對比有機硅破乳劑之間的協(xié)同作用。
[0492]表6
[0493] 使用原油C,在27-29°C,最佳有機硅破乳劑共混物的破乳試驗
[0494]
[0495] 原油D的破乳試驗:
[0496] 原油D來自于中東近海油井,API為25°以及含水量為約18%。在27_29°C30分 鐘,記錄水分離率,然后進行100mL試管的離心。純原油的離心導(dǎo)致的水分離率為零,表明 在沒有破乳劑作用的情況下單獨的離心不導(dǎo)致分離。
[0497] 首先單獨地測試有機硅,以檢驗它們在這種原油中的性能。lOOppm單獨的有機硅 和有機破乳劑的結(jié)果示于表7。
[0498] 實施例17導(dǎo)致74%的水分離率,同時與Silbreak1840或Silbreak323對比有 機硅相比,油較干燥。該產(chǎn)物從一天至第二天也遇到了一些重現(xiàn)性問題。在同一天,除了最 佳有機破乳劑〇RGD(37%的水分離率和在頂部油相中3. 8%的總含水量)之外,實施例17 導(dǎo)致較高的水分離率,同時導(dǎo)致較干