專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種復(fù)合型原油破乳劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種復(fù)合型原油破乳劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
：隨著世界石油工業(yè)的發(fā)展，石油開(kāi)采量日益增加，使得原油乳狀液液量日益增大，特別是采用注水強(qiáng)化采油后，原油含水量明顯增高，大部分原油是以油水乳狀液形式開(kāi)采出來(lái)的。原油要經(jīng)過(guò)化學(xué)破乳脫水后外輸，研究原油乳狀液的穩(wěn)定性和破乳可以為原油脫水，破乳劑的研制應(yīng)用提供技術(shù)指導(dǎo)。原油乳狀液形成的三個(gè)條件(l)不相混溶的油水兩相的存在；(2)乳化劑的存在，天然乳化劑大多具有親油憎水性質(zhì)，一般生成穩(wěn)定的W/0型乳狀液；(3)合適的攪拌條件。油田采出的乳狀液由原油和水組成，隨著油田生產(chǎn)進(jìn)入高含水期，含水原油在開(kāi)采和集輸過(guò)程中，由于壓力降低以及天然氣析出，油水混合物經(jīng)過(guò)噴嘴的高壓節(jié)流及集輸過(guò)程中泵、管線(xiàn)和閥門(mén)的再次攪拌，油、水兩相進(jìn)一步分散，最終導(dǎo)致了穩(wěn)定的原油乳狀液的形成。因此，從根本上防止原油乳狀液的形成是不可能的。石油開(kāi)采過(guò)程中，水幾乎成為原油"永遠(yuǎn)的伴隨者"，而原油中的含水危害很大，它不僅增大了油井采出液的體積，增加了管道輸送的動(dòng)力消耗和原油集輸升溫過(guò)程中的燃料消耗；還因?yàn)樵椭兴牡貙铀幸欢ǖ牡V化度，會(huì)引起金屬管道和設(shè)備的結(jié)垢和腐蝕；還會(huì)對(duì)煉油加工過(guò)程產(chǎn)生不良影響。因此，原油脫水是油田生產(chǎn)過(guò)程中不可缺少的重要環(huán)節(jié)，即含水原油在外輸之前的第一道加工程序便是原油脫水。對(duì)外輸原油含水的要求，各個(gè)家的標(biāo)準(zhǔn)不盡相同。我國(guó)目前對(duì)商品原油的含水率的要求是0.5%。一種高效破乳劑應(yīng)具備較強(qiáng)的表面活性、優(yōu)良的潤(rùn)濕性能和足夠的絮凝和聚結(jié)能力。然而，單一的破乳劑很難完全滿(mǎn)足這些要求。破乳劑進(jìn)行復(fù)配或破乳劑與助劑復(fù)配是實(shí)現(xiàn)這些要求的有效途徑，是開(kāi)發(fā)新型高效破乳劑的主攻方向之一，而且節(jié)省時(shí)間、人力和物力。目前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)和使用的原油破乳劑，基本上都屬于表面活性劑，通常不單獨(dú)使用，往往是兩種或兩種以上復(fù)配使用，即利用表面活性劑的協(xié)同作用或協(xié)同效應(yīng)，以取得最佳使用效果。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種復(fù)合型原油破乳劑及其制備方法。本發(fā)明所提供的復(fù)合型原油破乳劑，其有效成分為如下式i和式n的化合物；R2—A「S03HR「N式i式nRl為總碳原子數(shù)為10-24的烷基，該烷基可以為支鏈烷基或者直鏈烷基；P0為-(CH2-0-CH2CH2)-;E0為-(0-CH2CH2)-;R2為總碳原子數(shù)大于9的垸基；Ar為芳基；m為10-500;n為10-500。其中，所述復(fù)合型原油破乳劑還可含有溶劑，所述溶劑可為選自水、甲醇、乙醇和二甲苯中的至少一種。當(dāng)然，所述復(fù)合型原油破乳劑可只由式i、式n的化合物及溶劑組成。所述式I和式n化合物的質(zhì)量比為3:7-7:3;所述式n中R2優(yōu)選為總碳原子數(shù)為9-24的支鏈烷基，所述式n中Ar優(yōu)選為至少含有兩個(gè)六元芳香環(huán)的芳基，這樣的化合物包括壬基-萘基磺酸、十四烷基-萘基磺酸、十八烷基-萘基磺酸、或十二垸基-蒽基磺酸；式n化合物具體可為石油磺酸鹽酸化產(chǎn)物，或者通過(guò)烯烴與萘烷基化再磺化后制備得到，如十二烷基-萘基磺酸，可按照US2003/0092779法制備。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種所述復(fù)合型原油破乳劑的制備方法。本發(fā)明所提供的復(fù)合型原油破乳劑的制備方法，包括如下步驟1)總碳原子數(shù)為10-24的垸基伯胺在強(qiáng)堿催化下，與環(huán)氧化合物進(jìn)行垸氧基化反應(yīng)，得到式I所示化合物；2)所述式i和式n化合物混合，溶于所述溶劑中得到復(fù)合型原油破乳劑。其中，所述總碳原子數(shù)為10-24的烷基伯胺與所述環(huán)氧化合物的質(zhì)量比為1:9-1:1000;當(dāng)然也包括l:9-1:200、1:200-1:1000或1:200-1:500這樣的范圍。所述環(huán)氧化合物為環(huán)氧丙烷和環(huán)氧乙烷；所述強(qiáng)堿選自氫氧化鉀、氫氧化鈉或乙醇鈉中的至少一種;所述總碳原子數(shù)為10-24的烷基伯胺可為支鏈垸基胺如正十二胺、正十六胺或正十八胺，也可為支鏈垸基胺如2，2—二甲基十二烷基胺。本發(fā)明的破乳劑具備了良好的表面性能和滲透能力，能夠迅速到達(dá)油水界面取代天然界面活性物質(zhì)形成新的不穩(wěn)定的油水界面膜，對(duì)原油乳狀液具有良好的破乳性能，可廣泛應(yīng)用于原油開(kāi)采、石油煉制等領(lǐng)域。圖1為化合物1的核磁圖譜。圖2為化合物1的紅外圖譜。具體實(shí)施例方式本發(fā)明的破乳劑是一種將以伯胺為起始劑進(jìn)行烷氧基化生成的伯胺聚醚與烷基芳基磺酸在溶劑中復(fù)配得到的混合體系。其中，伯胺聚醚是由含有功能性基團(tuán)-Nft且具有疏水鏈的胺為起始劑，在強(qiáng)堿的催化作用下于12(TC14CTC與環(huán)氧化物進(jìn)行垸氧基化反應(yīng)，在N原子的外圍形成兩個(gè)具有一定表面活性的聚醚鏈。下面以具體實(shí)施例詳細(xì)闡明本發(fā)明的復(fù)合型原油破乳劑的制備。實(shí)施例1、復(fù)合型原油破乳劑A的合成a、伯胺聚醚類(lèi)化合物的合成(1)將1g正十二胺和1g氫氧化鈉加入高壓反應(yīng)釜；(2)密封反應(yīng)釜體系，用氮?dú)怛?qū)替高壓釜、進(jìn)料釜以及進(jìn)料管中的空氣；(3)攪拌并升溫，溫度升至10(TC時(shí)，緩慢加入100g環(huán)氧丙烷，控制反應(yīng)溫度在120140。C，壓力在(L20.4Mpa;(4)反應(yīng)完畢后，老化lh，降溫至10(TC;(5)將100g環(huán)氧乙垸加入進(jìn)料釜，在與(3)相同的條件下反應(yīng)，的得到化合物1。核磁和紅外分析化合物1。高效凝膠滲透色譜法測(cè)定化合物1的數(shù)均分子量?；衔?的核磁圖譜如圖1所示，圖1中波數(shù)為2950cm—2850cm—'處出現(xiàn)的強(qiáng)吸收峰，分別為-CH2-的不對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)和對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)，1460cnf1出現(xiàn)了-CH2-的不對(duì)稱(chēng)變形振動(dòng)而在1440cm—'處出現(xiàn)了相應(yīng)的-CH2-彎曲振動(dòng)吸收峰，而-CH3的不對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)和對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)峰位與-CH2-重疊。在波數(shù)為1050cm—'至1250cm—'處，出現(xiàn)了強(qiáng)吸收峰，為C-O醚鍵的的伸縮振動(dòng)峰。在波數(shù)3300cnT'至3500cm—'處，為羥基吸收峰?；衔?的紅外圖譜如圖2所示，圖2中，吸收峰1.05ppm處對(duì)應(yīng)于化合物1分子中P0單元上CH3的質(zhì)子化學(xué)位移(5)最??；3.5ppm和3.6ppm處分別對(duì)應(yīng)P0單元和E0單元中的CH2的質(zhì)子化學(xué)位移。核磁和紅外分析及數(shù)均分子量的測(cè)定結(jié)果表明，化合物1的結(jié)構(gòu)為R「N其中Rl為總碳原子數(shù)為12的直鏈垸基；P0為-(CH2-0-CH2CH2)-;E0為-(0-CH線(xiàn))-;m為100—150;n為150—200。b、復(fù)合型原油破乳劑B的合成將70g化合物l、30g對(duì)十二烷基-萘基磺酸和100g甲醇混合，即得破乳劑A。實(shí)施例2、復(fù)合型原油破乳劑B的合成a、伯胺聚醚類(lèi)化合物的合成(1)將0.2g正十二胺和1gK0H加入高壓反應(yīng)釜；(2)密封反應(yīng)釜體系，用氮?dú)怛?qū)替高壓釜、進(jìn)料釜以及進(jìn)料管中的空氣；(3)攪拌并升溫，溫度升至10(TC時(shí)，緩慢加入100g環(huán)氧丙烷，控制反應(yīng)溫度在120140。C，壓力在0.20.4Mpa;(4)反應(yīng)完畢后，老化lh，降溫至10(TC;(5)將100g環(huán)氧乙垸加入進(jìn)料釜，在與(3)相同的條件下反應(yīng)，得到化合物2。核磁和紅外分析化合物2。高效凝膠滲透色譜法測(cè)定化合物2的數(shù)均分子量。核磁和紅外分析及數(shù)均分子量的測(cè)定結(jié)果表明，化合物2的結(jié)構(gòu)為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>其中Rl為總碳原子數(shù)為12的直鏈垸基；P0為-(CH2-0-CH2CH2)-;E0為-(0-CH2CH2)-;m為350—500;n為350—500。b、復(fù)合型原油破乳劑的合成將30g化合物2、70g對(duì)十二垸基-萘基磺酸和100g乙醇混合，即得破乳劑B。實(shí)施例3、復(fù)合型原油破乳劑C的合成a、伯胺聚醚類(lèi)化合物的合成(1)將22g正十二胺和1g乙酸鈉加入高壓反應(yīng)釜；(2)密封反應(yīng)釜體系，用氮?dú)怛?qū)替高壓釜、進(jìn)料釜以及進(jìn)料管中的空氣；(3)攪拌并升溫，溫度升至IO(TC時(shí)，緩慢加入100g環(huán)氧丙垸，控制反應(yīng)溫度在120140°C，壓力在0.20.4Mpa;(4)反應(yīng)完畢后，老化lh，降溫至10(TC;(5)將100g環(huán)氧乙烷加入進(jìn)料釜，在與(3)相同的條件下反應(yīng)，得到化合物3。核磁和紅外分析化合物3。高效凝膠滲透色譜法測(cè)定化合物3的數(shù)均分子量。核磁和紅外分析及數(shù)均分子量的測(cè)定結(jié)果表明，化合物3的結(jié)構(gòu)為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>其中Rl為總碳原子數(shù)為12的直鏈烷基；P0為-(CH2-0-CH2CH2)-;E0為-(0-CH2CH2)-;m為10—20;n為10—25。b、復(fù)合型原油破乳劑的合成將60g化合物3、40g對(duì)十二烷基-萘基磺酸和100g二甲苯混合，即得破乳劑C。實(shí)施例4、復(fù)合型原油破乳劑D的合成a、伯胺聚醚類(lèi)化合物的合成(1)將2g正十六胺和1gKOH加入高壓反應(yīng)釜；(2)密封反應(yīng)釜體系，用氮?dú)怛?qū)替高壓釜、進(jìn)料釜以及進(jìn)料管中的空氣。(3)攪拌并升溫，溫度升至10(TC時(shí)，緩慢加入100g環(huán)氧丙烷，控制反應(yīng)溫度在120140°C，壓力在0.20.4Mpa。(4)反應(yīng)完畢后，老化lh，降溫至10(TC。(5)將100g環(huán)氧乙垸加入進(jìn)料釜，在與(3)相同的條件下反應(yīng)，得到化合物4。核磁和紅外分析化合物4。高效凝膠滲透色譜法測(cè)定化合物4的數(shù)均分子量。核磁和紅外分析及數(shù)均分子量的測(cè)定結(jié)果表明，化合物4的結(jié)構(gòu)為,(Pd"EO)rr"HR「N、CJirHEO)TT"H其中Rl為總碳原子數(shù)為16的直鏈垸基；P0為-(CH2-0-CH2CH2)-;E0為-(0-CH2CH2)_;m為80—130;n為130—180。b、復(fù)合型原油破乳劑的合成將50g化合物4、50g對(duì)十六烷基-萘基磺酸和100g水混合，即得破乳劑D。實(shí)施例5、破乳劑性能評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)對(duì)勝利油田臨盤(pán)采油廠的稠油、渤海綏中36-1油田綜合油樣以及克拉瑪依稠油在不同溫度下進(jìn)行瓶試法計(jì)算脫水率，實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次，稠油中不加任何破乳劑作為空白。下述表中的數(shù)值為三次重復(fù)的平均值。脫水實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1至3所示。表1.破乳劑對(duì)勝利油田臨盤(pán)采油廠的稠油的脫水實(shí)驗(yàn)破乳劑破乳溫度(°c)用量(mg/L)不同時(shí)間的脫水率(％)水色30min60min90minA40150376275清B40150446879清<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表3.破乳劑對(duì)克拉瑪依稠油的脫水實(shí)驗(yàn)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明的復(fù)合型原油破乳劑針對(duì)油包水型原油乳狀液具有較好的破乳性。權(quán)利要求1、一種復(fù)合型原油破乳劑，其有效成分為如下式I和式Π的化合物；R1為總碳原子數(shù)為10-24的烷基；PO為-(CH2-O-CH2CH2)-；EO為-(O-CH2CH2)-；R2為總碳原子數(shù)大于9的烷基；Ar為芳基；m為10-500；n為10-500。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的復(fù)合型原油破乳劑，其特征在于所述復(fù)合型原油破乳劑還含有溶劑，所述溶劑為選自水、甲醇、乙醇和二甲苯中的至少一種。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合型原油破乳劑，其特征在于所述式I和式n化合物的質(zhì)量比為3:7-7:3。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合型原油破乳劑，其特征在于所述式n中R2為總碳原子數(shù)9-24的支鏈烷基。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的復(fù)合型原油破乳劑，其特征在于所述式n中Ar為至少含有兩個(gè)六元芳香環(huán)的芳基。6、權(quán)利2-5中任一所述復(fù)合型原油破乳劑的制備方法，包括如下步驟1)總碳原子數(shù)為10-24的烷基伯胺在強(qiáng)堿催化下，與環(huán)氧化合物進(jìn)行烷氧基化反應(yīng)，得到式I所示化合物；2)所述式I和式n化合物混合7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法伯胺與所述環(huán)氧化合物的質(zhì)量比為18、根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法鈉或乙醇鈉中的至少一種。9、根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法氧乙垸。10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于所述碳原子數(shù)為10-24的垸基伯胺為直鏈烷基伯胺或支鏈烷基伯胺。，溶于所述溶劑中得到復(fù)合型原油破乳劑。，其特征在于所述總碳原子數(shù)為10-24的烷基:9-1:1000。，其特征在于所述強(qiáng)堿選自氫氧化鉀、氫氧化，其特征在于所述環(huán)氧化合物為環(huán)氧丙垸和環(huán)全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種復(fù)合型原油破乳劑及其制備方法。該復(fù)合型原油破乳劑有效成分為如上式I和式∏的化合物，其中，R1為碳原子數(shù)為10-24的烷基；PO為-(CH₂-O-CH₂CH₂)-，EO為-(O-CH₂CH₂)-，R2為碳原子數(shù)大于9的烷基，Ar為芳基；m為10-500，n為10-500。本發(fā)明還公開(kāi)了復(fù)合型原油破乳劑的制備方法。本發(fā)明的破乳劑具備了良好的表面性能和滲透能力，能夠迅速到達(dá)油水界面取代天然界面活性物質(zhì)形成新的不穩(wěn)定的油水界面膜，對(duì)原油乳狀液具有良好的破乳性能，可廣泛應(yīng)用于原油開(kāi)采、石油煉制等領(lǐng)域。文檔編號(hào)B01F17/00GK101642692SQ20081011776公開(kāi)日2010年2月10日申請(qǐng)日期2008年8月5日優(yōu)先權(quán)日2008年8月5日發(fā)明者史學(xué)峰,向問(wèn)陶,周繼柱,健張,李榮強(qiáng),惠楊,樊明紅,檀國(guó)榮,王毅琳,王金本申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所