申请日2016.10.19
公开(公告)日2017.01.18
IPC分类号C02F1/40; C08G65/331; C08G65/334; C02F103/10
摘要
本发明涉及一种高含聚稠油污水破乳剂及制备方法，属油田用化学剂及制备技术领域。一种高含聚稠油污水破乳剂，其结构通式见于权利要求1，其中：R1为‑H、‑CH3、‑CH2CH3中的一种，m=5‑7，n=6‑15;该聚合物的分子量为30万‑60万。本发明在分析破乳机理的基础上，针对高含聚稠油污水的特点，从分子结构、基团作用和基团协同效应等角度设计破乳剂聚合物主链结构，聚合物破乳剂结构式中的氨基、磺基、醚基三者的协同效应，使高含聚合物的稠油污水 高效破乳，现场应用中对高含聚稠油污水除油率达95%以上，悬浮物去除率达90%以上。
权利要求书
1.一种高含聚稠油污水破乳剂，其特征在于：其结构通式为：
其中：R1为-H、-CH3、-CH2CH3中的一种，m=5-7，n=6-15;
该聚合物分子量为30万-60万。
2.一种高含聚稠油污水破乳剂，其特征在于：按重量计由60-80份的聚醚胺、16～20份的高碳醇、15～20份的环氧化合物和100～200份的有机溶剂、0.1-0.5份的茂金属催化剂经聚合反应，再加入10～15份的磺化剂磺化反应而成，其化学反应方程式如下：
3.根据权利要求2所述的一种高含聚稠油污水破乳剂，其特征是：所述的聚醚胺为具有如下结构的化合物：
其中：n=6-15。
4.根据权利要求2所述的一种高含聚稠油污水破乳剂,其特征是：所述的高碳醇为具有如下结构的化合物：
其中R1为-H、-CH3、-CH2CH3中的一种，m=5-7。
5.根据权利要求2所述的一种高含聚稠油污水破乳剂,其特征是：所述的环氧化合物为(R)-3-氯苯基环氧乙烷或3-溴苯基环氧乙烷。
6.根据权利要求2所述的一种高含聚稠油污水破乳剂，其特征是：所述的有机溶剂为甲醇、乙醇、二甲苯中的一种。
7.根据权利要求2所述的一种高含聚稠油污水破乳剂，其特征是：所述的茂金属催化剂为二氯二茂钛或二氯二茂锆。
8.根据权利要求2所述的一种高含聚稠油污水破乳剂，其特征是：所述的磺化剂为亚硫酸氢钠或亚硫酸钠。
9.一种高含聚稠油污水破乳剂的制备方法，其特征在于：包含以下步骤：
(1)在带搅拌器和温度计的反应釜中加入60-80质量份的聚醚胺、16～20质量份的高碳醇、15～20质量份的环氧化合物和100～200质量份的有机溶剂、0.1-0.5质量份的茂金属催化剂，在80～100℃、0.5～1.0MPa条件下搅拌1～4h，得到黄色粘稠的溶液;
(2)在黄色粘稠的溶液中加入10～15质量份的磺化剂，调整温度至70～90℃，压力0.1～0.3MPa，搅拌0.5～3h，得到高含聚稠油污水破乳剂。
说明书
一种高含聚稠油污水破乳剂及制备方法
技术领域
本发明涉及一种高含聚稠油污水破乳剂及制备方法，属油田用化学剂及制备技术领域。
背景技术
在采用火烧油层等热采方式开发稠油区块的过程中，一般要加注催化剂、降粘剂、增效剂或其它表面活性剂等，使得采出液的油水乳化特性日趋复杂，化学性质也发生了较大变化。采出液经破乳、除油等工艺处理后，分离的污水一般含油较高，呈黑色浑浊状，污水中高含聚合物，上层部分易乳化，一般采用加注破乳剂进行处理。常用的稠油污水破乳剂，如环氧氯丙烷-二甲胺系列聚合物、二甲基二烯丙基氯化铵系列聚合物、PAMAM树形分子型破乳剂、丙烯酸改性高分子破乳剂、聚醚类高分子破乳剂以及二元或多元复配物等，对普通稠油污水除油率可达90%以上，其破乳机理首先是电荷中和，然后通过桥联和絮凝作用实现油水分离，但对热采高含聚合物稠油污水，由于有机物含量高且成分复杂，上述破乳剂很难达到预期效果。
ZL200710175374.7公开了一种稠油污水破乳剂，由重量百分比为70%的工业废酸和30%的聚合氯化铝混配后加入稠油污水，将pH值调至7.0左右，按质量浓度1-3mg/L加入聚丙烯酰胺实现稠油污水破乳和油水分离，该体系对于普通稠油污水处理时，含油量可降至1mg/L以下，悬浮物含量可降至2mg/L以下，但对热采高含聚合物的稠油污水进行破乳试验时，含油量和悬浮物含量均大于50mg/L，难以满足生产要求，且该体系有一定的环境污染。
ZL200910244127.7公开了一种稠油污水破乳剂，由长链烷基聚酰胺-胺和长链烷基芳基磺酸按质量比60-90:40-10复配而成，在现场破乳温度下，90分钟内脱水率可达70%以上，达不到标准Q/SH 0236-2008《原油破乳剂技术要求》的相关要求，同时该破乳剂成本较高，不利于工业化应用。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有稠油污水破乳剂对高含聚稠油污水除油率低的缺陷，提供一种高含聚稠油污水破乳剂。
本发明的另一个目的在于提供上述高含聚稠油污水破乳剂的制备方法。
本发明目的通过以下技术方案加以实现：
一种高含聚稠油污水破乳剂，其结构通式为：
其中：R1为-H、-CH3、-CH2CH3中的一种，m=5-7，n=6-15;
该聚合物的分子量为30万-60万。
一种高含聚稠油污水破乳剂，按重量计由60-80份的聚醚胺、16～20份的高碳醇、15～20份的环氧化合物和100～200份的有机溶剂、0.1-0.5份的茂金属催化剂，在温度80～100℃、压力0.5～1.0MPa下进行聚合反应，再加入10～15份的磺化剂，在温度70～90℃，压力0.1～0.3MPa下磺化反应而成，其化学反应方程式如下：
其中：R1为-H、-CH3、-CH2CH3中的一种，m=5-7，n=6-15，X=Cl或Br。
所述的聚醚胺为具有如下结构的化合物：
其中：n=6-15。
所述的高碳醇为具有如下结构的化合物：
其中R1为-H、-CH3、-CH2CH3中的一种，m=5-7。
所述的环氧化合物为(R)-3-氯苯基环氧乙烷或3-溴苯基环氧乙烷。
所述的有机溶剂为甲醇、乙醇、二甲苯中的一种。
所述的茂金属催化剂为二氯二茂钛或二氯二茂锆。
所述的磺化剂为亚硫酸氢钠或亚硫酸钠。
一种高含聚稠油污水破乳剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)在带搅拌器和温度计的反应釜中加入60-80质量份的聚醚胺、16～20质量份的高碳醇、15～20质量份的环氧化合物和100～200质量份的溶剂、0.1-0.5质量份的茂金属催化剂，在80～100℃、0.5～1.0MPa条件下搅拌1～4h，得到黄色粘稠的溶液;
(2)在黄色粘稠的溶液中加入10～15质量份的磺化剂，调整温度至70～90℃，压力0.1～0.3MPa，搅拌0.5～3h，得到高含聚稠油污水破乳剂。
本发明有益效果是：在分析破乳机理的基础上，针对高含聚稠油污水的特点，从分子结构、基团作用和基团协同效应等角度设计破乳剂聚合物主链结构，聚合物破乳剂结构式中的氨基、磺基、醚基三者的协同效应，使高含聚合物的稠油污水高效破乳，现场应用中对高含聚稠油污水除油率达95%以上，悬浮物去除率达90%以上。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
在带搅拌器的反应釜中加入10g甲醇、6g聚醚胺、1.6g高碳醇和1.5g(R)-3-氯苯基环氧乙烷，搅拌均匀后，加入0.01g二氯二茂钛，在80℃、0.5MPa条件下搅拌反应1h，然后加入1g亚硫酸氢钠，调整温度至70℃，压力0.1MPa，搅拌反应0.5h，然后降至常温常压，即得高含聚稠油污水破乳剂，其化学反应结构式如下所示：
实施例2
在带搅拌器的反应釜中加入20g乙醇、8g聚醚胺、2g高碳醇和2g 3-溴苯基环氧乙烷，搅拌均匀后，加入0.05g二氯二茂锆，在100℃、1MPa条件下搅拌反应4h，然后加入1.5g亚硫酸钠，调整温度至90℃，压力0.3MPa，搅拌反应3h，然后降至常温常压，即得高含聚稠油污水破乳剂，其化学反应结构式如下所示：
实施例3～8步骤与实施例1或2相同，各成份和试验条件如表1所示：
表1 实施例3～8配方成分与聚合条件(单位:g)
实施例1-8得到的产品均为淡黄色粘稠液体，配制成0.1%的水溶液，参考Q/SH0236-2008《原油破乳剂技术要求》和SY/T 5402《石油含水量的测定电脱法》标准对内蒙查干油田高含聚稠油污水处理效果进行性能评价，试验结果如下表：
表2 经实施例1～8配方处理后污水的室内试验结果
从表2可以看出，经实施例1-8制得的高含聚稠油污水破乳剂对高含聚合物稠油污水进行破乳试验时，水相清洁度均为1级，平均除油率为96.1%，悬浮物含量平均去除率为91.6%，满足标准要求，且溶液无水不溶物，环境友好。