混合聚醚改性聚硅氧烷的合成及破乳性能研究.pdf

研究开发 ():混合聚醚改性聚硅氧烷的合成及破乳性能研究胡 廷 陈 诚 张国欣 陆 原 张 勇 刘言霞(.中海油(天津)油田化工有限公司 天津.中海石油(中国)有限公司天津分公司 天津)摘要:采用含氢硅油与 种烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯醚进行反应 制备了混合聚醚改性聚硅氧烷共聚物 以二甲苯为溶剂配制成溶质质量分数 的溶液作为破乳剂 用于渤海油田稠油的破乳脱水 与平台现场在用破乳剂相比 采用自制破乳剂时脱出的污水水色略差 但破乳脱水速度更快 该自制破乳剂用于 含水量 和 油样时 的脱水体积不低于 和 脱水界面齐整 有望作为一款用于渤海稠油油田现场的新型破乳剂 具备深入研究的价值关键词:原油处理 聚醚改性聚硅氧烷 稠油破乳 脱水速率中图分类号:文献标识码:/.收稿日期:作者简介:胡廷()男 高级工程师 主要从事油田化学品研发与应用:基金项目:中海油能源发展股份有限公司重大科技专项“集输化学产品研制及产业化应用(期)”()(.().):.:原油脱水是原油生产过程中的关键环节 而使用化学破乳剂进行破乳脱水则是目前最常用的方法 油田破乳剂经过近百年的发展 先后开发了三代产品 其中应用最广泛的为聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚破乳剂 在我国海上油田中 随着原油的不断开采 不少都进入了高含水期 为了保障原油产量 越来越多的油田开始采用表面活性剂驱油、聚合物驱油及蒸汽驱油等增产措施 但这些措施也会使得原油的乳液稳定性越来越好 原油破乳脱水难度急剧上升 而海上采油平台相比陆地油田具有处理空间小、处理时间短的特征 对原油破乳剂有着更高的要第 期胡廷等.混合聚醚改性聚硅氧烷的合成及破乳性能研究 求 因此快速、高效原油破乳剂的研制一直是海上油田助剂中最重要的课题本实验采用含氢硅油与 种烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯醚进行反应 制备了混合聚醚改性聚硅氧烷共聚物 并用于渤海某稠油油田产液的破乳脱水 对比了混合聚醚改性聚硅氧烷和现场在用聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚破乳剂的破乳脱水性能 以期为海上油田用高效原油破乳剂的研发提供参考 实验 主要原料及仪器设备原油:典 型 低 含 蜡 稠 油 密 度()/黏度()凝点 盐含量 /胶质沥青质含量 蜡含量 产自渤海油田 二甲基环硅氧烷混合物():工业级 湖北兴发化工集团股份有限公司 高含氢硅油:活性氢质量分数 山东大易化工有限公司六甲基二硅氧烷():纯度 浙江新安化工集团股份有限公司 烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯醚:天津惠邦同成科技发展有限公司 烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯醚:江苏钟山化工有限公司 烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯醚:扬州晨化科技集团有限公司 氯铂酸、浓硫酸、碳酸氢钠、二甲苯:市售 聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚(在用破乳剂):自制 脱水瓶:美国 公司恒温水浴锅:上海一恒科学仪器有限公司 傅里叶变化红外光谱仪:德国布鲁克公司 低含氢硅油的合成采用调聚法将 、高含氢硅油和 加入反应釜中 采用浓硫酸作催化剂 在 反应 降至室温加入碳酸氢钠进行中和 抽滤 再将处理后的产物加热至 采用真空泵蒸馏 脱除低沸物 制得所需的低含氢硅油 聚醚改性聚硅氧烷的合成向装有搅拌器和温度计的四口烧瓶中 依次加入 低含氢硅油、烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯醚、烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯醚、烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯醚 通入氮气搅拌 再升温至 加入 /(以铂质量计)的氯铂酸催化剂 反应 降至常温即得混合聚醚改性聚硅氧烷 碳 碳 双 键 与 硅 氢 键 物 质 的 量 之 比 为 破乳性能评价 自制破乳剂的配制将 自制混合聚醚改性聚硅氧烷加入 二甲苯溶剂中 搅拌混合均匀得无色透明液体即为混合聚醚改性聚硅氧烷质量分数 的溶液(自制破乳剂)破乳性能的评价破乳剂的性能按/测试 对比分析当原油含水量分别为 和 时 自制破乳剂和平台在用破乳剂的破乳脱水能力首先将海上平台返回的净化油和污水置于比现场主要脱水设备低 的恒温水浴中预热 称取定量污水缓慢分批次加入净化油中搅拌 充分混合均匀 制成特定含水量的原油乳液备用向最大刻度 脱水瓶中加入 原油乳液 加盖后放入恒温水浴中预热 使脱水瓶中油样温度升至平台脱水设备的处理温度 用微量注射器分别将计量的自制破乳剂和平台在用破乳剂迅速加入预热好的油样中 旋紧瓶盖 将脱水瓶置于震荡架中 颠倒 次 缓慢松动瓶盖放气后重新旋紧 水平振动 次 振幅应大于 使破乳剂与原油乳液充分混合均匀 将离心管放入水浴中 记录不同时间脱出的污水量、油水界面和水色情况 其中 水色测试结果分为清(、)、一般(、)和差(、)界 面 测 试 结 果 分 为 齐(、)、一般(、)、不齐(、)此外 对破乳剂进行测试时还应设置平行样 当平行样脱水体积相差大于时应重新试验 保证结果的准确性 结果与讨论 合成产物的结构分析本实验合成产物的红外光谱图如图 所示 第 卷图 合成产物的红外光谱图 图 中 处的峰强而尖 同时在 处有一个强峰 这是 的特征吸收峰 处硅氢键的特征吸收峰完全消失 表明含氢硅油已反应完全 上述结果表明 成功合成了聚醚改性聚硅氧烷 破乳剂对低含水油样的破乳性能在测试温度 、油样体积 、手推 次混合、破乳剂质量浓度 /的条件下 测试了不同破乳剂用于低含水(含水量约)油样时的脱水体积、油水界面和水色情况 结果见表 和图 表 破乳剂对低含水油样的破乳脱水性能 样品编号破乳剂脱水体积/界面水色 在用 在用 自制 自制 图 破乳剂对低含水油样的破乳效果 由表 和图 可见 当油样含水量较低时自制破乳剂与在用破乳剂完成破乳脱水后均得到了齐整的油水界面 整个脱水过程中 采用自制破乳剂的样品脱水速度明显优于采用在用破乳剂的样品 采用自制破乳剂时 低含水量油样在 时能脱出 的水分 但其脱出的污水水色比采用在用破乳剂时略差 破乳剂对高含水油样的破乳性能在测试温度 、油样体积 、手推 次混合、破乳剂质量浓度 /的条件下 测试了不同破乳剂用于高含水(含水量约)油样时的脱水体积、油水界面和水色情况 结果见表 和图 表 破乳剂对高含水油样的破乳脱水性能 样品编号破乳剂脱水体积/界面水色 在用 在用 自制 自制 第 期胡廷等.混合聚醚改性聚硅氧烷的合成及破乳性能研究 图 破乳剂对高含水油样的破乳效果 由表 和图 可见 当油样含水量较高时自制破乳剂与在用破乳剂的破乳脱水性能与用于低含水量油样时类似 两者在完成破乳脱水后均得到了较为齐整的油水界面 采用自制破乳剂的样品脱水速度明显优于采用在用破乳剂的样品但其脱出的污水水色比采用在用破乳剂时略差自制破乳剂对渤海油田典型低含蜡稠油具有较好的破乳脱水效果 用于 含水量 和 油样时 的脱水体积不低于 和 脱水界面齐整 总的来看 自制聚醚改性聚硅氧烷破乳剂比在用的聚醚破乳剂具有更快的破乳脱水速度 脱水界面整齐 但脱出的污水水色较差 可以作为一种新型破乳剂或者破乳剂添加剂应用于海上油田 结论采用含氢硅油与 种烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯醚进行反应制备了混合聚醚改性聚硅氧烷共聚物 以二甲苯为溶剂配制溶质质量分数 的溶液作为破乳剂用于渤海油田典型低含蜡稠油的破乳脱水 与平台现场在用破乳剂相比 采用自制破乳剂时脱出的污水水色略差 但破乳脱水速度更快 该自制破乳剂用于 含水量 和 油样时 的脱水体积不低于 和 脱水界面齐整 有望作为一款用于渤海稠油油田现场的新型破乳剂 具备深入研究的价值参考文献 张晓华.原油脱水技术研究进展.化工科技():.王涛 龙永福 周冰欣 等.新型高效破乳剂的技术研究与应用.石油化工应用 ():.刘娟 赵亚溥、胡斌 等.油水乳状液的稳定机理及其化学破乳技术的研究进展.化工进展():.王俊 高振宇 张志秋 等.腰果酚醛树脂嵌段聚醚的合成及其破乳性能研究.化工科技 ():.惠晓霞.油田化学基础.北京:石油工业出版社:.苗志超 李娟 郭海军 等.海洋油田破乳剂应用综述.化工科技市场 ():.李静 靳玲 李瑞海.一种高效原油破乳剂的组成结构剖析.油田化学 ():.张志庆 徐桂英 王芳 等.新型酚胺聚醚破乳剂的原油脱水研究.山东大学学报 ():.晋心文.软泡匀泡剂 .聚氨酯工业 ():.行业动态有机硅材料 携手金银河举办优秀论文评选活动为提高期刊的质量和学术水平 加强高层次创造性人才的培养 鼓励有机硅材料及相关领域优秀研究成果的迅速传播 从 年起 有机硅材料 编辑部开展了优秀论文的评选 迄今为止 优秀论文奖的选拔活动已连续举行了五届 共计评选了近 篇优秀论文 优秀论文奖均由湖北汇富纳米材料股份有限公司提供从 年起有机硅材料 将携手佛山市金银河智能装备股份有限公司(股票代码)继续开展优秀论文的评选活动 并由金银河连续五年提供优秀论文奖奖金 佛山市金银河智能装备股份有限公司主要从事高端装备制造和化工产品生产 包括新能源、化工新材料装备制造 碳酸锂、有机硅高分子材料、聚氨酯材料及气凝胶材料等的生产 是国内新能源电池连续化自动混浆设备领军企业、国内有机硅化合物装备龙头企业“金银河优秀论文奖”评选活动的相关要求 届时将在 有机硅材料 官方微信公众号()等平台发布