多支化原油破乳剂的制备及破乳性能研究

以乙二胺和丙烯酸甲酯为原料,采用逐代分步合成法合成2.0G树枝状底物,再通过环氧氯丙烷与羟值为60mgKOH/g的环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚进行扩链,制备一种新型多支化原油破乳剂。对合成的2.0G树枝状底物及破乳剂产品采用红外及电位滴定方法进行结构表征,并对破乳剂产品进行破乳性能研究。结果表明:针对PL19-3 WHPD平台模拟原油乳液,在温度为50℃、所制备破乳剂投加量为90mg/L、脱水时间为30min时脱水率可达90%以上;模拟现场条件,与现场在用破乳剂相比,所制备破乳剂表现出更为优异的破乳性能,经处理后的脱出水中油的质量浓度为20.3mg/L,油中水的质量分数为不大于0.5%。     

一种新型丙二胺核树枝状破乳剂的合成与评价

以丙二胺为核合成了树枝状大分子破乳剂,并对其破乳性能进行了研究。讨论了不同代数树枝状大分子的破乳能力,重点研究了代数为3.0G的破乳剂在不同温度、不同浓度下的破乳能力。结果表明以丙二胺为核的树枝状大分子是一种具有潜力的新型破乳剂。     

树枝状聚酰胺-胺PAMAM的破乳性能与破乳机理

采用发散法合成了以氨和乙二胺为核心的1.0G、2.0G、3.0G树枝状聚酰胺-胺(PAMAM),简介了合成方法。加剂量为150mg/L时聚酰胺-胺对由5.0g原油、0.2gOP-7 DDBS、94.8g蒸馏水制成的高度稳定的O/W乳状液的脱水率(45℃,90min),随聚酰胺-胺代数G的增大而增大,乙二胺核心聚酰胺-胺的破乳率(98%,3.0G)高于氨核心聚酰胺-胺(91%,3.0G)。20mg/L乙二胺核心3.0G聚酰胺-胺使大庆采油一厂试验大队联合站含聚合物和碱的采出液的脱水率(45℃,90min)达到84.6%,脱出水含油68mg/L;而聚醚破乳剂SP169和BP169在加剂量为150mg/L时才能达到这一脱水率,而且脱出水含油高达356~370mg/L。用单滴法测定的油滴破裂速率常数k随聚酰胺-胺加量增大和代数G增大而增大。认为树枝状聚酰胺-胺的破乳机理与这种大分子具有球形分子结构,球形表面上含有大量极性胺基官能团有关。图1表2参7。     

树枝状聚酰胺-胺对O/W型模拟原油乳液的破乳性能

采用发散合成法以乙二胺为核、甲醇为溶剂，交替与丙烯酸甲酯和乙二胺反应，在适宜的工艺条件下合成了支化代为1．0－3．0的聚酰胺－胺型树枝状高分子（PAMAM）系列，采用IR和端基分析对PAMAM的结构进行了表征，同时采用O／W型的模拟原油乳液评价了PAMAM的破乳性能。结果表明，该新型破乳剂与常规破乳剂不同，它能迅速地脱出乳液中的油相，1．0－3．0支化代的PAMAM均具有一定的破乳效果，其中3．0代PAMAM在50℃，添加量为100mg/l时，能够使含油5％的O／W型模拟原油乳液的脱水率达到92％。     

SDE系列非聚醚型破乳剂破乳性能初探

通过与现有破乳剂比较，考察了本室合成的ＳＤＥ系列新型非聚醚高分子破乳剂对不同原油的破乳效果。结果表明，ＳＤＥ破乳剂具有破乳速度快，油水界面齐和脱出水清等特点。与聚醚型破乳剂比较该型破乳剂生产条件温和、成本低。     

梳型聚合物破乳剂的合成与性能

以丙烯酸和聚醚为主要原料,应用先酯化后共聚两步法合成了一种具有梳型结构的聚合物破乳剂.分别考察了酯化反应和聚合反应的最佳工艺条件.结果表明,酯化反应最佳条件为：聚醚与丙烯酸摩尔比1：1,催化剂对甲苯磺酸,其用量占聚醚与丙烯酸总量的4%,阻聚剂对苯二酚单甲醚,其用量占丙烯酸质量的0.6%,带水剂是固含量40%的二甲苯,酯化时间4 h;聚合反应最佳条件：引发剂过氧化苯甲酰用量占丙烯酸质量的10%,丙烯酸与酯化物质量比1：6,聚合温度80～90℃,聚合时间3.5 h.两步法制备的梳型聚合物破乳剂与未改性聚醚破乳剂相比,脱水速率快,5 h相对脱水率达150%以上.     

改性葡萄糖破乳剂的合成及其破乳性能

以4种烷基胺、葡萄糖、二氯乙基醚和嵌段聚醚为原料,Na OH为催化剂,经两步反应得到一种改性葡萄糖产物;采用FTIR和1H NMR等方法对反应产物进行表征;对产物的破乳性能进行评价。实验结果表明,经两步反应得到的产物为目的产物葡萄糖烷基胺聚醚(GAP-X,X表示烷基胺中C原子个数);对含水率(w)为28%~48%的W/O型原油乳液,GAP-X具有良好的破乳性能,脱水率随GAP-X中烷基链的增长而增大,其中,GAP-18的破乳性能最好;随破乳温度的升高,脱水率增大;脱水率随GAP-X用量的增大而增大;当W/O型原油乳液的含水率为39%时,在破乳温度65℃、破乳时间1 h、GAP-18用量200mg/L的条件下,脱水率可达到96.9%。     

BAHA非聚醚型破乳剂的合成及破乳效果

根据原油的特性和破乳机理,设计合成了具有适宜芳香度和极性的BAHA非聚醚型破乳剂,该 剂具有较强的增溶、絮凝、击破界面膜的能力。试验数据表明,该剂具有适宜极性(PHA=13～18)时, 对三元复合驱模拟采出液具有较好的破乳脱水效果。     

树状大分子聚酰胺-胺原油破乳剂的合成与性能评价

分别以氨和乙二胺为核,合成了系列树状大分子聚酰胺-胺(PAMAM),重点研究了这类新型高分子表面活性剂作为原油破乳剂的性能,室内评价了PAMAM对大港油田现场采出液的破乳性能.结果表明,选用乙二胺为核的3.0代PAMAM作破乳剂,加量为100 mg/L,破乳温度为45 ℃,破乳时间为90 min,对原油有很好的破乳效果.不同核心、不同支化代的端基为胺基的PAMAM虽然几乎没有表面活性,但均表现出了良好的破乳性能.PAMAM对O/W型乳液的破乳行为与分子的核心、端基和支化代有密切的关系,从而为进行这类新型破乳剂的分子设计提供了依据.     

破乳行为与破乳剂结构关系的研究

研究了破乳剂用量，破乳剂结构与破乳效果的关系。结果表明，由于破乳剂结构的不同，加入过量的亲水性强的破乳剂，会出现破乳平台；加入过量亲油性强的破乳剂，破乳效果就会下降。     

聚酰胺-胺星形聚醚原油破乳剂的合成与性能

以1.0G、2.0G、3.0G 乙二胺为核制备了星形大分子聚酰胺-胺,并与环氧丙烷、环氧乙烷进行烷氧基化反应制备了一系列具有多分支结构的二嵌段聚醚类破乳剂。采用浊点法测定了系列破乳剂的亲水亲油平衡值,单滴法测量了降低油水界面膜强度的能力,针对油包水型原油乳状液进行了破乳性能研究。结果表明:该系列聚醚破乳剂具有良好的界面活性,对油包水型原油乳状液脱水率超过90%,具有良好的破乳性能和适应性;破乳剂起始剂聚酰胺-胺代数越高,分支越多,所合成的聚醚破乳剂性能越好;随着聚酰胺-胺的代数及破乳剂质量浓度的增加,油滴液膜排液时间缩短,半生命期减小,破裂速率常数增大。     

两性淀粉的制备及表征

以正磷酸盐为阴离子化剂,对高取代度的阳离子淀粉进行改性,制备阴阳离子比为0.5的两性淀粉,其最佳工艺为:磷酸盐与阳离子淀粉质量比为1.94～2.02.反应温度145～155℃,反应时间3～3.5 h。用红外光谱、X射线衍射、扫描电镜对其结构进行了表征,结果表明此种两性淀粉仅使淀粉结构中的非晶态区发生改变,并未改变整体结晶结构,因此其生物降解性会同天然高分子淀粉一样可完全降解。     

聚醚聚硅氧烷原油破乳剂的合成与性能评价

以异丙醇为溶剂,氯铂酸为催化剂,通过硅氢加成反应,将聚氧乙烯聚氧丙烯环氧基醚和聚氧乙烯聚氧丙烯甲基醚接枝到聚硅氧烷上,得到聚醚聚硅氧烷类原油破乳剂,较佳合成条件为:n(Si—H)∶n(CC)=1∶1.2,n(环氧基醚)∶n(甲基醚)=3∶1,w(异丙醇)=40%,反应温度100℃,反应时间5h,在此条件下转化率达到92.83%。通过IR和1 H NMR对产物的分子结构进行了表征。用模拟原油乳液在室内对破乳剂进行了评价,在n(环氧基醚)∶n(甲基醚)=3∶1,破乳剂用量120mg/L,脱水温度65℃,脱水时间2.5h条件下,脱水率达到92.63%,自制破乳剂破乳性能优于常用破乳剂SP169和SAE。     

复配型原油破乳剂的研制与工业应用

通过评价约20种商品破乳剂单剂对鲁宁管输原油乳液的脱水效果,筛选出2种协同效应较好的单剂PA-1、PB-2,并通过正交实验得出适宜的复配方案为:PA-1/PB-2(质量比)=1/(1～2),添加剂(含N低分子有机物)用量5％～10％,主剂总投加质量浓度13.5～18 mg’L。并命名该复配物为YL-2010破乳剂。其较佳使用质量浓度为30～40 mg/L,脱水率75.0％～77.5％,缓蚀率41.8％～50.2％,经武汉石油化工厂两套脱盐装置连续应用8个月,原油脱盐、脱水及切水油含量合格率均达100％。     

一种新型梳型聚醚型原油破乳剂的合成及应用

以一种环氧乙烷/环氧丙烷嵌段不饱和聚醚为原料,以过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,二甲苯为溶剂,用丙烯酸加以扩链,加入盐酸为催化剂,进一步酯化合成了一种新型梳型聚醚型破乳剂(CPPG)。通过单因素实验考察了聚合和酯化诸因素对破乳性能的影响,采用蒸馏法对其破乳性能进行测试。结果表明:当n(聚醚)∶n(丙烯酸)=1.9∶5、BPO的添加量为OXAC-508质量分数2%、聚合温度80℃、聚合时间7h、酯化温度140℃时,脱水效果最佳。在破乳剂的添加量为50mg/L时,破乳剂(CPPG)针对辽河油田曙四联原油具有较好的破乳效果。通过FTIR方法对中间体产物的分子结构进行了表征。     

破乳剂发展的新方向

本文主要对国内外化学破乳剂研究的新方向作了较全面的概括,同时对新型的非化学破乳剂、破乳方法及相关的破乳技术作了详细的论述。     

抗温抗盐两性离子聚合物降滤失剂的合成与评价

以丙烯酰胺、丙烯酸、二甲基二烯丙基氯化铵、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,采用溶液聚合制备出两性离子聚合物降滤失剂。实验结果表明:体系的pH值在4~5时,AMPS的转化率达77.5%;以十二烷基硫醇为链转移剂控制聚合物相对分子质量,聚合物数均相对分子质量为15×104;两性离子聚合物具有优异的降滤失能力,能抗饱和盐水和200℃高温。     

两性聚丙烯酰胺的合成及其溶解性的研究

应用水溶液聚合法合成了聚 (丙烯酰胺 /氯化二甲基二烯丙基铵 /氯化甲基丙烯酰氧乙烯基三甲基铵 /丙烯酸 ) [P(AM/DDAC/DMC/AA) ]两性共聚物。采用正交实验方法分析讨论了引发剂用量、聚合体系温度、抗交联剂用量对该两性共聚物溶解性的影响 ,从中优化出最佳反应条件。用傅立叶红外光谱仪对两性共聚物的结构进行了表征。     

聚硅氧烷原油破乳剂的合成与表征

用含氢硅油为主链,在氯铂酸催化下与丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯合成了梳型聚硅氧烷原油破乳剂.通过单因素实验考察了反应温度、反应时间及催化剂用量对反应转化率的影响,确定了最佳反应条件,在反应温度90℃、催化剂用量40 μg/g、反应时间6h的条件下,转化率可达90.1％.产物结构经过红外光谱和核磁共振进行了确证.