无机-聚合物复合结构破乳剂及其制备方法 【技术领域】
本发明涉及一种破乳剂及其制备方法，适用于对原油乳状液进行破乳。
背景技术
原油破乳剂是在石油工业上广泛应用的一种化学药剂，因为亿万年形成的原油虽然在地层中是油水分离的，但是在开采、集输过程中由于原油和水的湍流运动，他们经过强烈地混合形成了不同稳定性的原油乳状液。原油乳状液对原油的集输会产生很大的影响，因此原油开采出来后必须对原油乳状液进行破乳，最早(1914年)的破乳剂是Barnichel的专利，建议用浓度0.1％的FeSO4溶液在35～60℃下对原油乳状液进行破乳，从那时算起破乳剂已经有90年的历史了，在这90年的历史中，出现了很多种的破乳剂，经历了无机盐类，有机小分子类，有机高分子类破乳剂三个阶段。现阶段的破乳剂主要是以非离子的聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚合物为主，对破乳剂的研制主要集中在对传统破乳剂通过“改头、换尾、加骨、扩链、接枝、交联、复配”等方法改性来满足对破乳剂的新要求。但是上述破乳剂和改性方法仍然存在着制备组分过多、制备工艺复杂、改性条件苛刻或者破乳效果不理想等一系列缺点。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是，现有的破乳剂和改性方法存在着制备组分过多、制备工艺复杂、改性条件苛刻或者破乳效果不理想的缺点。
本发明的技术方案：
一种无机-聚合物复合结构破乳剂地制备方法，该方法采用有机高分子破乳剂和无机纳米氧化物进行原位合成，即在纳米级氧化物的生成过程中，有机高分子破乳剂将无机纳米氧化物包覆或者接枝，得到无机-聚合物复合结构破乳剂。
有机高分子破乳剂和无机纳米氧化物进行原位合成时，配制的有机高分子破乳剂溶液中各物质配比为：有机高分子破乳剂、乙醇、去离子水的质量比为10∶2∶3。配制的无机纳米氧化物母体溶液中各组分的配比为：无机纳米氧化物母体与水的摩尔比为0.023∶1。调节有机高分子破乳剂溶液和无机纳米氧化物母体溶液混合液的pH为7左右。
一种无机-聚合物复合结构破乳剂的制备方法：
第一步，在常温下，按有机高分子破乳剂、乙醇、去离子水的质量比为10∶2∶3配制有机高分子破乳剂溶液；
在常温下，按无机纳米氧化物母体硫酸铝Al2(SO4)3与水的摩尔比为0.023∶1，配制硫酸铝Al2(SO4)3溶液；
第二步，在常温下，在常温下将有机高分子破乳剂溶液和无机纳米氧化物母体溶液混合，即将无机纳米氧化物母体溶液缓慢滴加到有机高分子破乳剂溶液中，待充分混合均匀后，测此时的pH值；
第三步，调节混合液的pH值向混合溶液中缓慢地滴加氨水，根据反应后体系的粘度(直观表现为流动性)添加去离子水以保持体系有较好的流动性，将整个体系的pH值调节到7左右。
第四步，保持整个体系在搅拌的情况下反应6～8小时，得到无机-聚合物复合结构破乳剂。
一种无机-聚合物复合结构破乳剂，该破乳剂中的各组分含量如下：
组分 重量百分比(％)
有机高分子破乳剂： 18～54
无机纳米氧化物 2～6
其他组分 40～80
本发明和现有技术相比具有的有益效果：制备方法简单，反应条件温和，原材料很容易得到，价廉效高，经原油破乳试验表明：该破乳剂比现有的常规破乳剂的脱水率提高20～30％，油水界面也更整齐，脱出水也更清。大量实验充分证明，这种新型结构的破乳剂具有价廉、高效的特点。
【附图说明】
图1 含Si破乳剂形貌图。
图2 含Al破乳剂形貌图。
【具体实施方式】
本发明采用聚氧丙烯聚氧乙烯酚醛多乙烯多胺嵌段共聚物TA-1031作为有机高分子破乳剂，它的结构式如下：
M＝(C3H6O)x(C2H4O)yH x、y为聚合度
无机纳米氧化物的母体采用硫酸铝Al2(SO4)3为实施方式对本方法作进一步说明。
制备步骤如下：
1.在TA-1031的乙醇溶液中，添加少量的去离子水，充分搅拌均匀；TA-1031、乙醇、离子水的质量比为10∶2∶3。
2.配制无机纳米氧化物母体溶液——硫酸铝Al2(SO4)3溶液。
硫酸铝Al2(SO4)3与水的摩尔比为0.023∶1
3.在常温下将配制的硫酸铝Al2(SO4)3溶液，缓慢滴加进TA-1031溶液中，待充分混合均匀后，测此时的pH值。
4.调节混合溶液的pH值。
向混合溶液滴中加氨水，在滴加氨水的过程中要缓慢的滴加，并根据反应后体系的流动性添加去离子水以保持体系有较好的流动性，加氨水调节整个体系的pH值到7左右。
5.保持整个体系在搅拌的情况下反应6～8小时，在纳米级氧化物的生成过程中，有机高分子破乳剂将其包覆或者接枝，得到无机-聚合物复合结构破乳剂。
所得含纳米结构的破乳剂中的各组分含量如下：
组分 重量百分比(％)
有机高分子破乳剂： 18～54
无机纳米氧化物 2～6
其他组分 40～80
本发明的反应条件温和，在室温下就可以反应，原材料简单易得，而且在生产过程中没有“三废”产生。
所述的有机高分子破乳剂包括：已经工业化生产和已经应用于原油破乳的非离子聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚合物系列有机高分子破乳剂。
无机纳米氧化物的母体也可以采用：硅酸钠(Na2SiO3)、钛酸四丁酯Ti(OC4H9)4等。
利用本发明所得的破乳剂的透射电镜(TEM)如图1和图2。
从TEM图上可以看出，纳米无机氧化物颗粒被有机高分子包围着形成了包覆或接枝结构，而且通过有机分子的连接，各个被包覆的纳米无机氧化物和有机高分子一起形成了多支链的网状结构。
对这两种破乳剂的评价：
用本发明的破乳剂对胜利油田孤东一联的原油破乳结果如下表 破乳剂 名称 不同破乳时间的脱水率(％) 油水界 面状况 脱出 水色 15min 30min 60min 90min 120min 无破乳剂 0 0 1.3 5.5 10.2 较齐 清 TA-1031 0.00 19.35 41.29 52.26 70.42 较齐 清 含Al破乳剂 35.48 77.42 83.87 87.10 91.61 齐 清 含Si破乳剂 9.68 32.26 41.94 45.16 90.32 齐 清
从对这几种破乳剂的评价中可以看出，含有无机-聚合物复合结构的复合型破乳剂比目前常用的破乳剂的脱水效率高出20％左右，而且其油水界面也更整齐。