手機掃碼訪問本站
微信咨詢
隨著石油開采技術的發展,大部分油田己經進入三次采油階段,開采工作進入高水期,特別是隨著稠油熱采、堿水驅油等増產措施的廣泛應用,尤其是各類化學采油助劑的不斷添加,使得采出原油孰狀液穩定性增加、乳液相態復雜、O/W和W/O/W等復雜相態乳液増多,從而加大破乳的難度。
高分子(髙聚物)表面活性劑因為其擁有良好的環境友好性與生物相容性,并且具備分散、增稠、郭化、減阻等能力,所W廣泛應用于采油、造紙、食品、凈水、日用品工業等領域。目前,在我國石油工業中,水溶性高分子表面活性劑已經成為用量最大的一類表面活性劑,尤其是聚鏈型高分子表面活性劑在實際應用中被廣泛用作原油破乳劑鑒于高分子表面活性劑廣闊的應用前景,加么環境保護、節約石油和其他一切能源等現實因素,所W新型破乳劑的研制和生產具有廣闊的前景。
原油集輸處理過程中,壬基酚聚氧乙烯醚高聚物作為破乳劑具有適應性廣、脫水效果好等優點。壬基酚聚氧乙烯醚(Nonylphenyl Ethoxylates,NPEO(10))是以壬基酚和環氧乙烷在催化劑作用下縮合反應的非離子表面活性劑,廣泛用作 W/O 型乳化劑或 O/W 型乳化劑、分散劑,是合成洗滌劑主要原料。在工業清洗、紡織印染、造紙、皮革化工、化纖油劑、油田助劑、農藥、乳液聚合等工業領域有著廣泛的應用。2002 年,常曉嶼 [1] 等人初步介紹了壬基酚聚氧乙烯醚的制作工藝,是由環氧乙烷與壬基酚經過堿性催化而制得的,其中壬基酚是由苯酚與壬烯經過酸性催化制得,幾乎全部都是對位異構體。利用壬基酚聚氧乙烯醚為原料,合成出了大量的新型非離子表面活性劑。苯酚與壬醇(或三聚丙烯)縮合制得壬基酚,將其加熱至130-135℃,攪拌下減壓蒸去產生的水,通入環氧乙烷,保持在180-200℃之間反應,得壬苯醇醚-9。本文主要研究較高聚合度的壬基酚聚氧乙烯醚制備。
聚酸型破乳劑的合成過程基本可以總結為:起始劑在堿性催化劑條件下,與環氧化物進行開環加成,所得產物可與另一種環氧化物再進行一次開環加成,形成一種嵌段式結構。在此基本結構上可進行改性,制備出不同結構,不同性能的破乳劑產品,具體方法有:改頭、換尾、加骨、擴鏈、交聯、接枝、復配等。具體反應式見下圖:
圖1 以壬基酚為起始物料制備壬基酚聚氧乙烯醚的合成反應式
改頭是指選擇、設計與合成具有活潑氫的起始劑。起始劑的選擇、設計與合成對破乳劑性能的影響重大,主要是因為不同的起始劑將合成出不同結構的破現劑分子,如線型、多分支型、空間網狀等特殊的結構,從而對原油破乳起到一個很好的效果。常用的起始劑有酚類、醇類、脂肪酸、脂肪胺類等。隨著破乳劑的發展,起始劑也從單一、簡單化向多樣、復雜化發展,這極大的提高了破乳劑的性能,主要的起始劑有酚醛樹脂類、哌嗪類、?;喟奉惖取?/p>
換尾是利用化學方法將同類或者不同類的聚合物端基進行酯化或酸化,從而可増加相對分子量,改善破乳劑性能,一般地,換尾改性有以下幾種方法:①用硫酸催化相對分子量較低的破乳劑分子,可使破乳劑分子間脫去水分子,從而提高相對分子量;③用醛類可以烷基醚化破乳劑分子,改善破乳劑性能;⑤對端羥基進行胺基化,再進行磺?;虎軐Χ肆u基經堿或醇鈉處理,再進行鹵化改性。
加骨即是在破乳劑分子結構中引入新的骨架而生成新的品種。如用醇類為起始劑得到的聚醚與乙氧基聚硅烷反應,可得到既有破乳效果又有防蠟作用的破乳劑。
擴鏈,顧名思義就是用擴鏈劑將低分子量的破乳劑分子連接起來,從而成倍増加分子量,結構上形成線型或空間網狀型。通常擴鏈劑為含有雙官能團活潑氫的化合物,常用的擴鏈劑有醛類、環氧衍生物等。
交聯的作用機理與擴鏈相似,從增加分子量方面,效果更好,可以制備出超高分子量的破乳劑分子。作交聯劑的試劑或預聚體至少有一種含有三個以上的官能團。常用的交聯劑有聚氨酯類、環氧樹脂類、酚醛樹脂也可與聚醚進行輕微交聯,對原油破乳具有比較好的效果。
接枝就是利用特定的化合物與高分子鏈上的某些官能團進行化學反應,增加分子量的同時,更重要的是引入了新的官能團,形成特殊的結構,増強了破乳劑的破乳效果。
復配就是利用各種表面活性劑的協同效應,將各種不同類型的破郭劑按照一定比例進行混合,以求達到減少破乳劑用量,提高破郭劑的脫水率等效果。
除了以上敘述的方法外,有時通過某一種方法難以滿足實際需求時,也可將多種改性方法結合起來制備壬基酚聚氧乙烯醚高聚物。以壬基酚和多聚甲醛為原料,以氨氧化鉀為催化劑,經壬基酚的羥甲基化反應和烷基化反應,制備得到熱固性壬基酚醛樹脂。
[1] [35] 常曉嶼, 劉云. 壬基酚聚氧乙烯醚對環境的影響 [J]. 北京日化 2002:12-18