技术领域
[0001] 本
发明属于化工技术领域,具体涉及一种破乳剂的制备方法。
背景技术
[0002] 破乳剂,化工产品之一。由于一些固体难溶于
水,当这些固体一种或几种大量存在于水溶液中,在水
力或者外在动力的搅动下,这些固体可以以乳化的状态存在于水中,形成乳浊液。理论上讲这种体系是不稳定的,但如果存在一些
表面活性剂(
土壤颗粒等)的情况下,使得乳化状态很严重,甚至两相难于分离,最典型的是在油水分离中的油水混合物以及在污
水处理中的水油混合物,在此两相中形成比较稳定的油包水或者水包油结构,其理论
基础是“双电层结构”。在此情况下,投入一些药剂,以破坏稳定的双电层结构,以及稳定乳化体系,从而达到两相分离的目的。使用的这些为了达到破坏乳化作用的药剂称之为破乳剂。
[0003] 破乳剂是一种表面活性物质,它能使乳化状的液体结构破坏,以达到乳化液中各相分离开来的目的。
原油破乳是指利用破乳剂的化学作用将乳化状的油水
混合液中油和水分离开来,使之达到原油脱水的目的,以保证原油外输含水标准。有机相与水相的有效分离,一种最简单的有效方法是采用破乳剂,消除乳化形成具有一定强度的乳化界面,达到两相分离。然而不同的破乳剂对有机相破乳能力是不同的,破乳剂的性能直接影响两相分离效果。青霉素生产过程中,一个重要程序是用
有机溶剂(如
醋酸丁酯)从青霉素
发酵液中萃取青霉素,由于发酵液中含有
蛋白质、糖类、菌丝体等的复杂物,萃取时有机相与水相的界面不清,呈一定强度的 乳化区,对成品得率影响很大。为此必须使用破乳剂破乳,消除乳化现象,达到两相快速有效分离。
[0004] 原油破乳剂的机理是相转移一反向
变形机理。加入破乳剂后发生了相转变,即能够生成与乳化剂形成的乳状液类型相反的表面活性剂(反相破乳剂)。这类破乳剂与憎水的乳化剂作用生成络合物,从而使乳化剂失去了乳化性能。碰撞击破
界面膜机理。在加热或搅拌的条件下,破乳剂有许多的机会碰撞乳状液的界面膜,或
吸附在界面膜上,或排除替代部分表面活性物质,从而击破界面膜,使其
稳定性大大降低,发生了絮凝、聚结而破乳。目前油田中常用的非离子型破乳剂主要有SP型破乳剂、AP型破乳剂、AR型破乳剂。
[0005] 目前,化学驱油剂的存在使原油乳状液的稳定性越来越好,破乳难度加大,原油脱水难度增大,现有破乳剂远不能适应高含水原油或稠油、含蜡原油的破乳脱水处理的需要。
发明内容
[0006] 本发明所要解决的技术问题:针对目前化学驱油剂的存在使原油乳状液的稳定性好,使得破乳剂破乳难度大,原油脱水困难的问题,提供一种破乳剂的制备方法。
[0007] 为解决上述技术问题,本发明采用如下所述的技术方案是:一种破乳剂的制备方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:
(1)取叔丁基
苯酚按
质量比2:5加入四五烯五胺,升温至90 100℃搅拌混合,得混合液,~
取混合液按质量比100:3加入甲
醛,于35 40℃搅拌混合,再加入混合液质量50 60%的二甲~ ~
苯,升温至95 100℃搅拌混合,旋转
蒸发,得
旋转蒸发物;
~
(2)取旋转蒸发物按质量比10:1加入氢
氧化
钾,通入氮气保护,抽
真空,再加入旋转蒸发物质量20 30%的环氧丙烷,于0.3MPa、升温至120 130℃搅拌混合,得搅拌混合物,取搅拌~ ~
混合物按质量比12:1加入醋
酸溶液搅拌混合,得混合物,取混合物经二氯甲烷萃取,取萃取液旋转蒸发,真空干燥,得干燥物,备用;
(3)取二乙烯三胺按质量比1:5加入甲醇混合,再加入二乙烯三胺质量6 9倍的
丙烯酸~
甲酯混合,通入氮气保护,于25 35℃搅拌混合,得混合物,取混合物按质量比3:5:10加入乙~
二胺、甲醇,于20 25℃搅拌混合,减压蒸馏,得减压蒸馏物;
~
(4)取减压蒸馏物按质量比3:4:10加入丙烯酰氧乙基三甲基
氯化铵、甲醇混合,通入氮气保护,于30 35℃搅拌混合,减压蒸馏,得减压蒸馏物A,取步骤(2)备用的干燥物搅拌混~
合,得破乳剂基料;
(5)取衣康酸按质量比5:3:10加入丙烯酸羟乙酯、去离子水,通入氮气保护,升温至55~
60℃搅拌混合,得搅拌混合物A,按质量份数计,取40 60份搅拌混合物A、1 3份过
硫酸铵、40~ ~
50份异丙醇、12 15份烯丙基磺酸钠、80 120份水,升温至70 80℃保温,冷却至室温,得冷~ ~ ~ ~
却物,取冷却物按质量比5:12加入破乳剂基料混合,即得破乳剂。
[0008] 本发明与其他方法相比,有益技术效果是:(1)本发明以通过叔丁基苯酚,甲醛以及四五烯五胺生成了叔丁基苯酚酚胺
树脂,以此为起始剂与环氧丙烷通过阴离子开环聚合反应生成嵌段聚醚,其具有较强的润湿、顶替作用,当表面活性较强的嵌段式聚醚在取代其他乳化剂时,使得界面膜变得松散,能够促进嵌段聚醚分子在气液界面的吸附以及提高聚醚降低水 的表面
张力的能力,使嵌段聚醚越容易在体相中形成胶束,从而顶替更多的乳化剂分子,达到较好的脱水效果,为后期破乳做了准备;
(2)本发明二乙烯三胺为起始核,丙烯酸甲酯、乙二胺为原料,在甲醇溶剂中进行加成和酰胺化反应,得到大分子的物质,整代产物端基的胺基化学性质较为 活泼,将丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵对大分子端基进行季铵化改性,整数代代数高的大分子端基-胺基数目多,季铵化的基团数目也相应更多,所以在溶液中电离的离子数目明显增加,其电导率也更大,而原油乳状液中,液滴表面往往形成双电层,双电层的存在及稳定性对乳液的稳定至关重要,而O/W型乳状液的界面膜通常带负电荷,考虑引入带有相反电荷的物质,中和界面电荷、压缩破坏双电层,使液滴界面膜强度减弱或被破坏,乳状液的稳定性被破坏,从而达到聚结破乳的目的,而且聚季铵盐型具有
水溶性好,扩散速度快的特性,加快了破乳效果;
(3)本发明以衣康酸、烯丙基磺酸钠和丙烯酸羟乙酯为原料,通过水相自由基共聚,得到三元共聚物,其含有丰富的
羧酸基团,磺酸基团和酯基,含有羧酸基团能螯合原油中的
钙,且形成的环状
螯合物具有水溶性,含有磺酸基团可以避免
聚羧酸类共聚物在自身浓度较离或阳离子浓度较高下产生凝胶的
缺陷含有酯基具有非极性,容易增大油水界面的
接触面积,从而提高脱钙效果,三种功能性基团具有协同作用,起到良好的辅助脱钙效果,加入后与破乳剂基料中的聚醚官能团进行协同作用,既拥有聚醚基团的破乳效果,也能达到脱钙作用。
具体实施方式
[0009] 一种破乳剂的制备方法,包括如下步骤:(1)取叔丁基苯酚按质量比2:5加入四五烯五胺,升温至90 100℃搅拌混合30 40min,~ ~
得混合液,取混合液按质量比100:3加入甲醛,于35 40℃搅拌混合2 3h,再加入混合液质量~ ~
50 60%的二
甲苯,升温至95 100℃,搅拌混合3 4h,旋转蒸发,得旋转蒸发物;
~ ~ ~
(2)取旋转蒸发物按质量比10:1加入氢氧化钾,通入氮气保护,抽真空20 30min,再加~
入旋转蒸发物质量20 30%的环氧丙烷,于0.3MPa、升温至120 130℃搅拌混合3 4h,得搅拌~ ~ ~
混合物,取搅拌混合物按质量比12:1加入浓度为0.1mol/L的醋酸溶液搅拌混合,得混合物,取混合物经二氯甲烷萃取,取萃取液旋转蒸发,真空干燥,得干燥物,备用;
(3)取二乙烯三胺按质量比1:5加入甲醇混合,再加入二乙烯三胺质量6 9倍的丙烯酸~
甲酯混合,通入氮气保护,于25 35℃搅拌混合5 7h,得混合物,取混合物按质量比3:5:10加~ ~
入乙二胺、甲醇,于20 25℃搅拌混合6 8h,减压蒸馏,得减压蒸馏物;
~ ~
(4)取减压蒸馏物按质量比3:4:10加入丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲醇混合,通入氮气保护,于30 35℃搅拌混合4 5h,减压蒸馏,得减压蒸馏物A,取步骤(2)备用的干燥物混~ ~
合,搅拌20 30min,得破乳剂基料;
~
(5)取衣康酸按质量比5:3:10加入丙烯酸羟乙酯、去离子水,通入氮气保护,升温至55~
60℃搅拌混合20 30min,得搅拌混合物A,按质量份数计,取40 60份搅拌混合物A、1 3份过~ ~ ~
硫酸铵、40 50份异丙醇、12 15份烯丙基磺酸钠、80 120份水,升温至70 80℃保温4 5h,冷~ ~ ~ ~ ~
却至室温,得冷却物,取冷却物按质量比5:12加入破乳剂基料混合,即得破乳剂。
[0010]
实施例1一种破乳剂的制备方法,包括如下步骤:
(1)取叔丁基苯酚按质量比2:5加入四五烯五胺,升温至90℃搅拌混合30min,得混合液,取混合液按质量比100:3加入甲醛,于35℃搅拌混合2h,再加入混合液质量50%的二甲苯,升温至95℃,搅拌混合3h,旋转蒸发,得旋转蒸发物;
(2)取旋转蒸发物按质量比10:1加入氢氧化钾,通入氮气保护,抽真空20min,再加入旋转蒸发物质量20%的环氧丙烷,于0.3MPa、升温至120℃搅拌混合3h,得搅拌混合物,取搅拌混合物按质量比12:1加入浓度为0.1mol/L的醋酸溶液搅拌混合,得混合物,取混合物经二氯甲烷萃取,取萃取液旋转蒸发,真空干燥,得干燥物,备用;
(3)取二乙烯三胺按质量比1:5加入甲醇混合,再加入二乙烯三胺质量6倍的丙烯酸甲酯混合,通入氮气保护,于25℃搅拌混合5h,得混合物,取混合物按质量比3:5:10加入乙二胺、甲醇,于20℃搅拌混合6h,减压蒸馏,得减压蒸馏物;
(4)取减压蒸馏物按质量比3:4:10加入丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲醇混合,通入氮气保护,于30℃搅拌混合4h,减压蒸馏,得减压蒸馏物A,取步骤(2)备用的干燥物混合,搅拌
20min,得破乳剂基料;
(5)取衣康酸按质量比5:3:10加入丙烯酸羟乙酯、去离子水,通入氮气保护,升温至55℃搅拌混合20min,得搅拌混合物A,按质量份数计,取40份搅拌混合物A、1份过硫酸铵、40份异丙醇、12份烯丙基磺酸钠、80份水,升温至70℃保温4h,冷却至室温,得冷却物,取冷却物按质量比5:12加入破乳剂基料混合,即得破乳剂。
[0011] 实施例2一种破乳剂的制备方法,包括如下步骤:
(1)取叔丁基苯酚按质量比2:5加入四五烯五胺,升温至100℃搅拌混合40min,得混合液,取混合液按质量比100:3加入甲醛,于40℃搅拌混合3h,再加入混合液质量60%的二甲苯,升温至100℃,搅拌混合4h,旋转蒸发,得旋转蒸发物;
(2)取旋转蒸发物按质量比10:1加入氢氧化钾,通入氮气保护,抽真空30min,再加入旋转蒸发物质量30%的环氧丙烷,于0.3MPa、升温至130℃搅拌混合4h,得搅拌混合物,取搅拌混合物按质量比12:1加入浓度为0.1mol/L的醋酸溶液搅拌混合,得混合物,取混合物经二氯甲烷萃取,取萃取液旋转蒸发,真空干燥,得干燥物,备用;
(3)取二乙烯三胺按质量比1:5加入甲醇混合,再加入二乙烯三胺质量9倍的丙烯酸甲酯混合,通入氮气保护,于35℃搅拌混合7h,得混合物,取混合物按质量比3:5:10加入乙二胺、甲醇,于25℃搅拌混合8h,减压蒸馏,得减压蒸馏物;
(4)取减压蒸馏物按质量比3:4:10加入丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲醇混合,通入氮气保护,于35℃搅拌混合5h,减压蒸馏,得减压蒸馏物A,取步骤(2)备用的干燥物混合,搅拌
30min,得破乳剂基料;
(5)取衣康酸按质量比5:3:10加入丙烯酸羟乙酯、去离子水,通入氮气保护,升温至60℃搅拌混合30min,得搅拌混合物A,按质量份数计,取60份搅拌混合物A、3份过硫酸铵、50份异丙醇、15份烯丙基磺酸钠、120份水,升温至80℃保温5h,冷却至室温,得冷却物,取冷却物按质量比5:12加入破乳剂基料混合,即得破乳剂。
[0012] 实施例3一种破乳剂的制备方法,包括如下步骤:
(1)取叔丁基苯酚按质量比2:5加入四五烯五胺,升温至95℃搅拌混合35min,得混合液,取混合液按质量比100:3加入甲醛,于37.5℃搅拌混合2.5h,再加入混合液质量55%的二甲苯,升温至97.5℃,搅拌混合3.5h,旋转蒸发,得旋转蒸发物;
(2)取旋转蒸发物按质量比10:1加入氢氧化钾,通入氮气保护,抽真空25min,再加入旋转蒸发物质量25%的环氧丙烷,于0.3MPa、升温至125℃搅拌混合3.5h,得搅拌混合物,取搅拌混合物按质量比12:1加入浓度为0.1mol/L的醋酸溶液搅拌混合,得混合物,取混合物经二氯甲烷萃取,取萃取液旋转蒸发,真空干燥,得干燥物,备用;
(3)取二乙烯三胺按质量比1:5加入甲醇混合,再加入二乙烯三胺质量7.5倍的丙烯酸甲酯混合,通入氮气保护,于27.5℃搅拌混合6h,得混合物,取混合物按质量比3:5:10加入乙二胺、甲醇,于22.5℃搅拌混合7h,减压蒸馏,得减压蒸馏物;
(4)取减压蒸馏物按质量比3:4:10加入丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲醇混合,通入氮气保护,于32.5℃搅拌混合4.5h,减压蒸馏,得减压蒸馏物A,取步骤(2)备用的干燥物混合,搅拌25min,得破乳剂基料;
(5)取衣康酸按质量比5:3:10加入丙烯酸羟乙酯、去离子水,通入氮气保护,升温至
57.5℃搅拌混合25min,得搅拌混合物A,按质量份数计,取50份搅拌混合物A、2份过硫酸铵、
45份异丙醇、13.5份烯丙基磺酸钠、100份水,升温至75℃保温4.5h,冷却至室温,得冷却物,取冷却物按质量比5:12加入破乳剂基料混合,即得破乳剂。
[0013] 对比例:苏州市某公司生产的破乳剂。
[0014] 取样四份同样浓度与水源的污水,分别加入等量的上述实施例1 3制得的破乳剂~与对比例的破乳剂,除油性能检测结果如下表1所示:
表1
本发明的破乳剂能有效解决原油脱水困难的问题。综上所述,本发明的破乳剂完全符合要求,值得大力推广与使用。