周建慶

（大慶石油管理局創(chuàng)業(yè)集團(tuán)九龍實(shí)業(yè)開普化工有限公司，黑龍江大慶163114）

低溫凈水破乳劑的合成及性能研究

周建慶

（大慶石油管理局創(chuàng)業(yè)集團(tuán)九龍實(shí)業(yè)開普化工有限公司，黑龍江大慶163114）

∶為了解決原油乳狀液低溫情況下難于破乳的問題，合成了一種復(fù)配型低溫凈水破乳劑。ARB-01破乳劑以多胺為起始劑，具有星型結(jié)構(gòu)的聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物。PJN-01絮凝劑采用胺類化合物和鹵代環(huán)醚進(jìn)行反應(yīng)，生成高效陽離子絮凝劑。將上述ARB-01和PJN-01組分進(jìn)行復(fù)配使用，研制出CP903DW，與現(xiàn)場使用的破乳劑相比，破乳效果好，脫水速度快。

∶破乳劑；絮凝劑；復(fù)配；現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)

前言

近年來，隨著大慶油田進(jìn)入高含水開采期，綜合含水達(dá)90%以上，特別是采用三次采油技術(shù)以來，地面來液的處理難度不斷增大，開采成本不斷增加，為了降低日益增加的開采成本，節(jié)約能源，低溫破乳作為近年來油田正在研究的一個(gè)重要課題[1～3]，在低溫情況下（36℃），原油乳狀液往往難于破乳，并且脫后的污水含油較高，達(dá)不到在正常脫水溫度（40℃）時(shí)的各項(xiàng)指標(biāo)[4，5]。如何在低溫情況下，根據(jù)原油乳狀液的油水分離特性，加入藥劑后有快速脫水和使脫后污水快速變清的作用，以達(dá)到破乳和降低采出污水處理系統(tǒng)的負(fù)荷，維持電脫水器的電場穩(wěn)定，對(duì)于保障油田原油的正常生產(chǎn)具有重要意義。因此低溫凈水破乳劑的合成和研究也正是今后一段時(shí)期破乳劑研究和發(fā)展的方向[7，8]。低溫情況下，原油由于黏度增大，流動(dòng)性也隨之降低，導(dǎo)致破乳劑加入后朝油-水界面擴(kuò)散的速度大大降低，脫后污水含油較高[9]。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 ARB-01破乳劑的合成方法

在高壓反應(yīng)釜中加入一定量的起始劑多胺及催化劑KOH，密封、反復(fù)充入氮?dú)夂笊郎夭㈤_動(dòng)攪拌。當(dāng)釜內(nèi)溫度達(dá)到100～120℃時(shí)，加入環(huán)氧丙烷和環(huán)氧乙烷，升高溫度120～140℃、反應(yīng)壓力為0.3～0.5 MPa。繼續(xù)反應(yīng)，當(dāng)壓力不再下降，基本恒定時(shí)，停止反應(yīng)，得到環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷嵌段聚合物。為了增加破乳劑的吸附架橋能力，通過擴(kuò)鏈劑和交聯(lián)劑進(jìn)行擴(kuò)鏈和交聯(lián)，形成星型結(jié)構(gòu)的聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物。R[（C3H6O）m（C2H4O）nH]式中：R-多胺類起始劑；m-環(huán)氧丙烷重復(fù)單元數(shù)；n-環(huán)氧乙烷重復(fù)單元數(shù)。

1.2 PJN-01絮凝劑的合成方法

采用恒溫水浴鍋控溫，于裝有冷凝管、機(jī)械攪拌、溫度計(jì)的四口瓶中，加入環(huán)氧氯丙烷，在滴液漏斗中加入脂肪胺水溶液，溫度保持在10-20℃，于1h內(nèi)將滴液漏斗內(nèi)的脂肪胺水溶液慢慢地滴入到環(huán)氧氯丙烷中。然后，升溫至65-70℃，反應(yīng)5-6h，得到黃色粘稠溶液，此溶液為PJN-01絮凝劑。

2 復(fù)配型破乳劑的結(jié)構(gòu)與性能

ARB-01破乳劑采用多胺為起始劑，以堿金屬的氫氧化物為催化劑，引發(fā)環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷嵌段聚合，并通過擴(kuò)鏈劑和交聯(lián)劑進(jìn)行擴(kuò)鏈和交聯(lián)，形成星型結(jié)構(gòu)的聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物。PJN-01組分采用一些胺類組分和鹵代環(huán)醚進(jìn)行反應(yīng)，生成高效陽離子絮凝劑，高效陽離子聚胺類電荷對(duì)污水中微小油珠有吸附和聚集的作用，從而解決低溫情況下脫后污水含油過高的問題。將上述ARB-01和PJN-01組分進(jìn)行復(fù)配使用，研制出CP903DW，解決低溫情況下破乳和脫后污水處理問題。CP903DW的紅外光譜見圖1，波數(shù)為3445cm-1處是羥基O-H的伸縮振動(dòng)吸收峰，波數(shù)為2873cm-1處是甲基和亞甲基C-H的伸縮振動(dòng)吸收峰，波數(shù)為1638cm-1處是ARB-01破乳劑N-H的伸縮振動(dòng)吸收峰，波數(shù)為1460cm-1處是PJN-01組分中與N+鍵合的烷基的反對(duì)稱變形振動(dòng)吸收峰，1208～1010 cm-1處為醚C-O吸收峰，這表明CP903DW結(jié)構(gòu)中含有乙氧基，甲基，季銨鹽。

在環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷嵌段聚合過程中，通過擴(kuò)鏈劑和交聯(lián)劑使聚醚分子量成倍增加，并且分子結(jié)構(gòu)由線形結(jié)構(gòu)改變成體形或星型結(jié)構(gòu)，破壞油水界面膜的能力得到加強(qiáng)，從而加快破乳劑的脫水速度，最終解決低溫情況下破乳慢的問題。

圖1 CP903DW的紅外光譜Fig.1 FT-IR spectrum of CP903DW

表1 CP903DW低溫破乳劑Table 1 Physical and Chemical data of CP903DW demulsifier

表2 喇1-2聯(lián)合站匯管來液介質(zhì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)Table 2 Experimental data of La 1-2 union station crude oil

表3 北六聯(lián)合站匯管來液介質(zhì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)Table 3 Experimental data of North 6 union station crude oil

表4 喇2-1聯(lián)合站匯管來液介質(zhì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)Table 4 Experimental data of La 2-1 union station crude oil

低溫凈水破乳劑的PJN-01組分含有聚胺基等活性基團(tuán)可以將污水中的油和水迅速的分離，使污水含油指標(biāo)達(dá)到要求；同時(shí)低溫下原油的微觀結(jié)構(gòu)也發(fā)生變化，原油中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)形成一層較厚的、穩(wěn)定性較高的界面膜，機(jī)械強(qiáng)度較高，使乳狀液具有較高的穩(wěn)定性，而本項(xiàng)目研制的低溫凈水破乳ARB-01組分具有較高的分子量和具有體形或星型結(jié)構(gòu)，同時(shí)具有較高的界面活性，能夠較迅速地破壞這層界面膜，使之達(dá)到油水分離的目的。

由表4可見，低溫凈水破乳劑CP903DW與其他一些破乳劑相比，原油的破乳脫水時(shí)效果好，脫水速度快，脫出水清，油水界面整齊，最終脫水率明顯好于其他樣品。

3 結(jié)論

低溫凈水破乳劑CP903DW是針對(duì)大慶油田低溫破乳實(shí)驗(yàn)而研發(fā)的，通過在大慶油田三個(gè)有代表性區(qū)塊的室內(nèi)性能評(píng)價(jià)表明，該產(chǎn)品適應(yīng)性廣，在低溫情況下，室內(nèi)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的各項(xiàng)指標(biāo)均符合大慶油田破乳劑標(biāo)準(zhǔn)Q/SY DQ0831-2002的技術(shù)要求，可以進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)研究。

［1］付亞榮.FYR110低溫原油破乳劑的研制和應(yīng)用[C].2005年表面活性劑技術(shù)經(jīng)濟(jì)文集2005,118～120.

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［3］吳迪.杏二中試驗(yàn)區(qū)低驅(qū)油劑含量三元復(fù)合驅(qū)和采出水油水分離困難的原油分析[C].2005表面活性劑技術(shù)經(jīng)濟(jì)文集325～329.

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Study on Preparation and Performance of Demulsifiers with Purification Water Property at Low Temperature

ZHOU Jian-qing
（Daqing Petroleum Administrative Bureau Triumph Group Jiulong Kaipu Chemical Company Ltd.,Daqing 163114,China）

In order to solve the problem that crude oil at low temperature is difficult to demulsify,a complex demulsifier with purification water property at low temperature was synthesized.ARB-01 demulsifier with star-shaped structure was a kind of poly（ethylene oxide）-poly（propylene oxide）block-copolymer with using polyamine as starting agent.PJN-01 was a high efficient cation flocculant which was synthesized by the reaction between amine and epichlorohydrin.CP903DW was prepared through complexing ARB-01 demulsifier and PJN-01 flocculant.It could increase the demulsification efficiency and enhance the speed of dewatering compared with other demulsifiers in the field.

Demulsifier;flocculant;complex;the field test

book=202,ebook=202

TE 36

B

1001-0017（2010）-06-0076-03

2010-05-27

周建慶（1971-），男，陜西省洋縣人，工程師，主要從事油田助劑的研究。