不同結(jié)構(gòu)破乳劑的改性研究*

石斌龍，張謀真，程 蟬，郭力民，劉啟瑞

（陜西省化學(xué)反應(yīng)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，延安大學(xué) 化學(xué)與化工學(xué)院，陜西 延安 716000）

從油井采出的原油一般都含有一定量以乳狀液形態(tài)存在的水，這給原油集輸、加工精煉等造成了不利的影響，因此，原油乳狀液在外輸之前，必須破乳脫水。但不同油田采出的原油含水量大小、乳狀液性狀差異很大，一種破乳劑難以解決所有問(wèn)題，有些原油難以用現(xiàn)有破乳劑及其復(fù)配物有效脫水[1-5]。因此，合成新型的脫水快、脫水率高、對(duì)不同原油適用性強(qiáng)的破乳劑成為目前油田化學(xué)研究的熱點(diǎn)。

陜北石油貯量豐富，開(kāi)采歷史悠久。但是，針對(duì)陜北原油破乳劑的理論和實(shí)驗(yàn)研究相對(duì)較少。本文先合成聚醚醇破乳劑，再采用“換尾”的方法，即末端醚化法進(jìn)行改性，然后通過(guò)原油脫水實(shí)驗(yàn)篩選出對(duì)陜北原油較好的改性聚醚型破乳劑。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料、試劑和儀器

原油取自陜北河莊坪和子長(zhǎng)。河莊坪原油密度906.6kg·m-3（20℃）,水分 4.90%,凝點(diǎn) 12℃，含鹽量118mg·L-1，粘度 4.97mm2·s-1。子長(zhǎng)原油密度 871.6 kg·m-3（20℃），水分 2.40%,凝點(diǎn) 16℃，含鹽量 1067 mg·L-1，粘度 6.14 mm2·s-1。均屬于低硫中間 - 石蠟基原油。

GL482、EG1362、EG1366 是以環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷為原料合成的嵌段聚醚醇，其末端的嵌段為親油段。

GL482BE、EG1362BE、EG1366BE 為改性聚。

JJ-2型組織搗碎勻漿機(jī)（最大轉(zhuǎn)速8000r·min-1常州國(guó)華儀器廠）；HY-6型雙層多用振蕩器（最大振蕩速率250r·min-1，振幅40mm 常州國(guó)華儀器廠）；GCF-0.5 L型高壓反應(yīng)釜（威海祥威化工機(jī)械廠）；76-1型玻璃恒溫水?。?00 mm×300 mm上海標(biāo)本模型廠）；65H型電動(dòng)攪拌機(jī)（上海標(biāo)本模型廠）；HZ-D（Ⅲ）循環(huán)式真空泵（鞏義市英峪予華儀器廠）；250mL三口燒瓶、油水分離器、恒壓漏斗、直型冷凝管等。

1.2 聚醚醇的合成及改性

1.2.1 聚醚醇的合成 將起始劑和催化劑KOH加入到高壓反應(yīng)釜。用N2充分吹掃管道和反應(yīng)釜，抽真空，重復(fù)3次。升溫至130℃，滴加定量環(huán)氧丙烷，反應(yīng)釜壓力低于0.5MPa，直至反應(yīng)完全。此后在120℃下滴加定量環(huán)氧乙烷，得二嵌段聚醚。重復(fù)上述步驟，可得三嵌段或多嵌段聚醚。

聚醚醇的合成反應(yīng)式：

1.2.2 聚醚醇的改性 在250mL三口燒瓶中加入定量聚醚醇、固體KOH、CaO，然后在95～1l0℃下反應(yīng)1～3h，劇烈攪拌。滴加C4H9Br，滴加完畢后繼續(xù)反應(yīng)一定時(shí)間得粗產(chǎn)品。向所得粗產(chǎn)品中加入適量蒸餾水和適量磷酸進(jìn)行水洗中和，在80～90℃下攪拌1h，維持75～85℃使反應(yīng)物靜置分層，分離水相，油層真空脫水，過(guò)濾除去固體雜質(zhì)得到改性聚醚產(chǎn)品[6-9]。反應(yīng)式如下:

1.3 破乳劑脫水性能測(cè)試

原油破乳脫水實(shí)驗(yàn)方法依據(jù)中華人民共和國(guó)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T5281-2000“原油破乳劑使用性能檢驗(yàn)方法（瓶試法）”進(jìn)行[10]。

2 結(jié)果與討論

河莊坪原油脫水溫度為55℃、破乳劑加量為100mg·L-1、脫水時(shí)間為6h；子長(zhǎng)原油脫水溫度為65℃、破乳劑加量為200mg·L-1、脫水時(shí)間為6h。改性所得聚醚破乳劑脫水實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1、2。

表1 改性聚醚破乳劑對(duì)河莊坪原油的脫水率Tab.1 Dehydration rate of crude oil of the modified polyether demulsifiers for Hezhuangping

表2 改性聚醚破乳劑對(duì)子長(zhǎng)原油的脫水率Tab.2 Dehydration rate of crude oil of the modified polyether demulsifiers for Zichang

由表1可知，對(duì)于河莊坪原油，改性聚醚和聚醚醇相比，改性聚醚GL482BE和EG1366BE脫水速度快、水色清、油水界面齊、不掛壁，脫水率最高，分別達(dá)到98.7%和97.8%；改性聚醚EG1362BE雖然脫水率不及聚醚醇，但使得脫出水清，不掛壁。

子長(zhǎng)原油在脫水溫度為55℃、破乳劑加量為100mg·L-1、脫水時(shí)間為6h條件下基本不能脫水，將溫度提高到65℃、破乳劑加量提高到200mg·L-1時(shí)才能脫水。這與子長(zhǎng)原油含鹽量、粘度、凝點(diǎn)相對(duì)較高，破乳劑加入后降粘效果差等因素有關(guān)。

由表2可知，對(duì)于子長(zhǎng)原油，聚醚醇本身的脫水能力較差，但改性后卻可以顯著提高脫水率。改性聚醚與聚醚醇相比，改性聚醚EG1362BE、EG1366BE脫水速度快、改善了脫出水水質(zhì)，脫水率最高，分別達(dá)到93.4%、91.4%；GL482BE雖然提高了脫水速度、脫水率，改善了脫出水水質(zhì)，但其脫水率還是不高。

3 結(jié)論

（1）對(duì)于河莊坪原油，在55℃，破乳劑總用量100mg·L-1，脫水時(shí)間6h，改性聚醚GL482BE和EG1366BE脫水速度快、水色清、油水界面齊、不掛壁、脫水率均高于相應(yīng)的聚醚醇，脫水率分別達(dá)到98.7%和97.8%。

（2）對(duì)子長(zhǎng)原油，在65℃，破乳劑總用量200 mg·L-，脫水時(shí)間 6 h，EG1362BE、EG1366BE 脫出水清、不掛壁、油水界面齊、無(wú)中間層、脫水速度快、脫水率分別為93.4%和91.4%。

（3）EG1366BE對(duì)河莊坪和子長(zhǎng)原油脫水速度快、脫出水清、油水界面齊，脫水率高，分別為97.8%和91.4%；對(duì)不同原油的適應(yīng)性強(qiáng)，通用性好。

［1］趙福麟.乳化原油破乳劑［J］.石油大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）,1994,18（增刊）:104-113.

［2］楊小莉,陸婉珍.有關(guān)原油乳狀液穩(wěn)定性研究［J］.油田化學(xué),1998,15（1）:87-96.

［3］張謀真,郭立民,劉啟瑞,等.陜北原油破乳劑與添加劑復(fù)配研究［J］.延安大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）,2002,21（4）:49-51.

［4］張謀真,郭立民,劉啟瑞,等.長(zhǎng)慶油田陜北區(qū)原油破乳劑的篩選和復(fù)配［J］.油田化學(xué),2003,20（1）:232-234.

［5］孫春柳，曲延明，劉衛(wèi)東，等.不同結(jié)構(gòu)破乳劑對(duì)原油乳狀液的適用性研究［J］.石油與天然氣化工,2009,38（6）:1-3.

［6］焦宇.雙烷基EO/PO共聚醚的合成與表征［D］.鄭州大學(xué)碩士學(xué)位論文,2006.3-102.

［7］黃銀霞.聚醚封端方法探討［J］.金陵石油化工,1992,11（4）:15-17.

［8］言敏達(dá).功能性聚醚［J］.日用化學(xué)品科學(xué),2000,23（增刊 1）:180-183.

［9］刑其毅，徐瑞英，周政，等.基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)（第二版）［M］.北京:高等教育出版社,2000.

［10］SY/T5281-2000,中華人民共和國(guó)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).原油破乳劑使用性能檢測(cè)（瓶試法）［S］.