低温净水破乳剂的合成及性能研究

周建庆

（大庆石油管理局创业集团九龙实业开普化工有限公司，黑龙江大庆163114）

低温净水破乳剂的合成及性能研究

周建庆

（大庆石油管理局创业集团九龙实业开普化工有限公司，黑龙江大庆163114）

∶为了解决原油乳状液低温情况下难于破乳的问题，合成了一种复配型低温净水破乳剂。ARB-01破乳剂以多胺为起始剂，具有星型结构的聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物。PJN-01絮凝剂采用胺类化合物和卤代环醚进行反应，生成高效阳离子絮凝剂。将上述ARB-01和PJN-01组分进行复配使用，研制出CP903DW，与现场使用的破乳剂相比，破乳效果好，脱水速度快。

∶破乳剂；絮凝剂；复配；现场实验

前言

近年来，随着大庆油田进入高含水开采期，综合含水达90%以上，特别是采用三次采油技术以来，地面来液的处理难度不断增大，开采成本不断增加，为了降低日益增加的开采成本，节约能源，低温破乳作为近年来油田正在研究的一个重要课题[1～3]，在低温情况下（36℃），原油乳状液往往难于破乳，并且脱后的污水含油较高，达不到在正常脱水温度（40℃）时的各项指标[4，5]。如何在低温情况下，根据原油乳状液的油水分离特性，加入药剂后有快速脱水和使脱后污水快速变清的作用，以达到破乳和降低采出污水处理系统的负荷，维持电脱水器的电场稳定，对于保障油田原油的正常生产具有重要意义。因此低温净水破乳剂的合成和研究也正是今后一段时期破乳剂研究和发展的方向[7，8]。低温情况下，原油由于黏度增大，流动性也随之降低，导致破乳剂加入后朝油-水界面扩散的速度大大降低，脱后污水含油较高[9]。

1 实验部分

1.1 ARB-01破乳剂的合成方法

在高压反应釜中加入一定量的起始剂多胺及催化剂KOH，密封、反复充入氮气后升温并开动搅拌。当釜内温度达到100～120℃时，加入环氧丙烷和环氧乙烷，升高温度120～140℃、反应压力为0.3～0.5 MPa。继续反应，当压力不再下降，基本恒定时，停止反应，得到环氧乙烷、环氧丙烷嵌段聚合物。为了增加破乳剂的吸附架桥能力，通过扩链剂和交联剂进行扩链和交联，形成星型结构的聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物。R[（C3H6O）m（C2H4O）nH]式中：R-多胺类起始剂；m-环氧丙烷重复单元数；n-环氧乙烷重复单元数。

1.2 PJN-01絮凝剂的合成方法

采用恒温水浴锅控温，于装有冷凝管、机械搅拌、温度计的四口瓶中，加入环氧氯丙烷，在滴液漏斗中加入脂肪胺水溶液，温度保持在10-20℃，于1h内将滴液漏斗内的脂肪胺水溶液慢慢地滴入到环氧氯丙烷中。然后，升温至65-70℃，反应5-6h，得到黄色粘稠溶液，此溶液为PJN-01絮凝剂。

2 复配型破乳剂的结构与性能

ARB-01破乳剂采用多胺为起始剂，以碱金属的氢氧化物为催化剂，引发环氧乙烷、环氧丙烷嵌段聚合，并通过扩链剂和交联剂进行扩链和交联，形成星型结构的聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物。PJN-01组分采用一些胺类组分和卤代环醚进行反应，生成高效阳离子絮凝剂，高效阳离子聚胺类电荷对污水中微小油珠有吸附和聚集的作用，从而解决低温情况下脱后污水含油过高的问题。将上述ARB-01和PJN-01组分进行复配使用，研制出CP903DW，解决低温情况下破乳和脱后污水处理问题。CP903DW的红外光谱见图1，波数为3445cm-1处是羟基O-H的伸缩振动吸收峰，波数为2873cm-1处是甲基和亚甲基C-H的伸缩振动吸收峰，波数为1638cm-1处是ARB-01破乳剂N-H的伸缩振动吸收峰，波数为1460cm-1处是PJN-01组分中与N+键合的烷基的反对称变形振动吸收峰，1208～1010 cm-1处为醚C-O吸收峰，这表明CP903DW结构中含有乙氧基，甲基，季铵盐。

在环氧乙烷、环氧丙烷嵌段聚合过程中，通过扩链剂和交联剂使聚醚分子量成倍增加，并且分子结构由线形结构改变成体形或星型结构，破坏油水界面膜的能力得到加强，从而加快破乳剂的脱水速度，最终解决低温情况下破乳慢的问题。

图1 CP903DW的红外光谱Fig.1 FT-IR spectrum of CP903DW

表1 CP903DW低温破乳剂Table 1 Physical and Chemical data of CP903DW demulsifier

表2 喇1-2联合站汇管来液介质实验数据Table 2 Experimental data of La 1-2 union station crude oil

表3 北六联合站汇管来液介质实验数据Table 3 Experimental data of North 6 union station crude oil

表4 喇2-1联合站汇管来液介质实验数据Table 4 Experimental data of La 2-1 union station crude oil

低温净水破乳剂的PJN-01组分含有聚胺基等活性基团可以将污水中的油和水迅速的分离，使污水含油指标达到要求；同时低温下原油的微观结构也发生变化，原油中的胶质、沥青质形成一层较厚的、稳定性较高的界面膜，机械强度较高，使乳状液具有较高的稳定性，而本项目研制的低温净水破乳ARB-01组分具有较高的分子量和具有体形或星型结构，同时具有较高的界面活性，能够较迅速地破坏这层界面膜，使之达到油水分离的目的。

由表4可见，低温净水破乳剂CP903DW与其他一些破乳剂相比，原油的破乳脱水时效果好，脱水速度快，脱出水清，油水界面整齐，最终脱水率明显好于其他样品。

3 结论

低温净水破乳剂CP903DW是针对大庆油田低温破乳实验而研发的，通过在大庆油田三个有代表性区块的室内性能评价表明，该产品适应性广，在低温情况下，室内试验数据的各项指标均符合大庆油田破乳剂标准Q/SY DQ0831-2002的技术要求，可以进行现场实验研究。

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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

周建庆（1971-），男，陕西省洋县人，工程师，主要从事油田助剂的研究。