本发明涉及破乳剂技术领域，具体涉及一种高极性原油低温破乳剂的制备方法。
背景技术：
各大油田进入高含水生产期，原油含水上升的同时，井口采出液量增加，加热输送和原油处理能耗急剧增加。随着采出液量的不断增大，电化学两段式脱水工艺设备处于超负荷运行状态，脱水质量明显下降。同时，为了满足原油脱水的需要，给高含水原油加热消耗了大量的热能，增加了生产成本。
在原油中存在的天然表面活性物质或驱油注入体系化学物质(含降解后的小分子产物)的作用下，水与原油形成相当稳定的乳液。这些乳液可以是油包水或水包油型，也可以是水包油包水或油包水包油型的多重乳液。其中原油采出液的含水率和粘稠油比例也在迅速增长，一些常规破乳剂已不能满足日益变化的原油破乳需要，且油田增产措施的应用，使得采出液变得越来越复杂，采出液加入破乳剂脱水后，脱水困难，污水含油严重超标，不仅导致生产过程的不稳定，同时也增加了污水处理难度。为此急需开发一种低温高效破乳剂，在较低温度下实现原油破乳脱水，在不增加破乳剂浓度下，提高破乳效率。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种高极性原油低温破乳剂的制备方法，所得破乳剂在40℃下便可以实现原油乳状液破乳脱水，在保证破乳效果的情况下降低原油加热导致的能源消耗，降低成本。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种高极性原油低温破乳剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)二硫代氨基甲酸盐的制备：以四乙烯五胺为起始剂，加水进行溶解，再向其中加入浓度为30wt％的氢氧化钠溶液；在低温下缓慢加入过量的二硫化碳，15-20min滴加完毕；升温至35～40℃，搅拌反应1.5～3h，得到二硫代氨基甲酸盐；
(2)高极性有机胺衍生物的制备：向步骤(1)所得二硫代氨基甲酸盐中加水进行溶解，再加入过量的浓度为35wt％的甲醛溶液和亚硫酸氢钠，60-90℃下搅拌回流反应5-6h，得到高极性有机胺衍生物；
(3)高级性原油低温破乳剂的制备：向反应釜中加入步骤(2)所得高极性有机胺衍生物，加入催化剂氢氧化钾，加热升温至85-100℃时，抽真空脱水除氧；待温度升至135～140℃后，通入环氧丙烷，反应压力≤0.4mpa，反应温度为135～145℃，反应时间为1.5～2h；待环氧丙烷反应完全后，再通入环氧乙烷，反应压力≤0.4mpa，反应温度为125～135℃，反应时间为0.5～1h；待平衡反应到反应釜内为负压为止，降温出料，即得到高极性原油低温破乳剂。
上述高极性原油低温破乳剂的结构式如下所示：
优选地，步骤(1)中，所用四乙烯五胺、浓度为30wt％的氢氧化钠溶液、二硫化碳的质量比为1：1.35-1.45：(0.80～1.10)。
优选地，步骤(2)中，所用二硫代氨基酸盐、浓度为35wt％的甲醛溶液、亚硫酸氢钠的质量比为1：(0.49～0.57)：(0.59～0.69)。
优选地，步骤(3)中，所用高极性有机胺衍生物、环氧丙烷和环氧乙烷的质量比为1：(2.34～2.50)：(1.19～1.30)。
优选地，步骤(3)中，所用催化剂氢氧化钾与高极性有机胺衍生物的质量比为1：(40～120)。
优选地，步骤(3)中，待温度升至140℃后，通入环氧丙烷。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明方法合成工艺简单，反应条件易控制，有利于进一步开发和工业化应用。
(2)采用本发明方法制备的高极性原油低温破乳剂，具有良好的两亲性和渗透性，高极性官能团亚硫酸钠具有良好的亲水性，长链的环氧丙烷、环氧乙烷具有良好的亲油性，显著提高了低温下的破乳效果。本发明方法制备的高极性原油低温破乳剂能够迅速到达油水界面，更容易与液滴接触，降低液滴的表面张力，降低或破坏界面膜强度，从而具备更强的破乳能力。
(3)采用本发明方法制备的高极性原油低温破乳剂，原油脱水温度在40℃时，加量在50mg/l时，原油脱水效果可达到95％以上；可广泛地应用于各大油田原油的破乳除油处理中。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种高极性原油低温破乳剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)二硫代氨基甲酸盐的制备：以四乙烯五胺为起始剂，加水进行溶解，再向其中加入浓度为30wt％的氢氧化钠溶液；在低温下缓慢加入过量的二硫化碳，15-20min滴加完毕；升温至35～40℃，搅拌反应1.5～3h，得到二硫代氨基甲酸盐；
(2)高极性有机胺衍生物的制备：向步骤(1)所得二硫代氨基甲酸盐中加水进行溶解，再加入过量的浓度为35wt％的甲醛溶液和亚硫酸氢钠，60-90℃下搅拌回流反应5-6h，得到高极性有机胺衍生物；
(3)高级性原油低温破乳剂的制备：向反应釜中加入步骤(2)所得高极性有机胺衍生物，加入催化剂氢氧化钾，加热升温至85-100℃时，抽真空脱水除氧；待温度升至135～140℃后，通入环氧丙烷，反应压力≤0.4mpa，反应温度为135～145℃，反应时间为1.5～2h；待环氧丙烷反应完全后，再通入环氧乙烷，反应压力≤0.4mpa，反应温度为125～135℃，反应时间为0.5～1h；待平衡反应到反应釜内为负压为止，降温出料，即得到高极性原油低温破乳剂。
上述高极性原油低温破乳剂的结构式如下所示：
其中，步骤(1)中，所用四乙烯五胺、浓度为30wt％的氢氧化钠溶液、二硫化碳的质量比为1：1.35-1.45：(0.80～1.10)。
步骤(2)中，所用二硫代氨基酸盐、浓度为35wt％的甲醛溶液、亚硫酸氢钠的质量比为1：(0.49～0.57)：(0.59～0.69)。
步骤(3)中，所用高极性有机胺衍生物、环氧丙烷和环氧乙烷的质量比为1：(2.34～2.50)：(1.19～1.30)。
步骤(3)中，所用催化剂氢氧化钾与高极性有机胺衍生物的质量比为1：(40～120)。
具体实施例：
实施例1：
高极性原油低温破乳剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)二硫代氨基甲酸盐的制备：取四乙烯五胺40g加入三口烧瓶中，100ml水溶解；加入浓度为30wt％的氢氧化钠溶液56.40g；取32.20g的二硫化碳，10℃下缓慢滴加至三口烧瓶中，15min滴加完毕；升温至40℃，搅拌反应1.5h；反应结束后，即得到二硫代氨基甲酸盐；
(2)高极性有机胺衍生物的制备：取二硫代氨基甲酸盐40g加入三口烧瓶中，100ml水溶解；加入浓度为35wt％的甲醛溶液19.60g，亚硫酸氢钠23.60g，80℃下搅拌回流反应6h；反应结束后，即得到高极性有机胺衍生物。
(3)高级性原油低温破乳剂的制备：向反应釜中加入高极性有机胺衍生物40g，加入催化剂氢氧化钾0.5g，加热升温至90℃时，抽真空脱水除氧；待温度升至140℃后，通入环氧丙烷93.6g，反应压力0.3mpa，反应温度135℃，反应时间1.5h；待环氧丙烷反应完全后，再通入环氧乙烷47.6g，反应压力0.3mpa，反应温度125℃，反应时间0.5h；待平衡反应到反应釜内为负压为止，降温出料，即得到高极性原油低温破乳剂。
实施例2：
高极性原油低温破乳剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)二硫代氨基甲酸盐的制备：取四乙烯五胺40g加入三口烧瓶中，100ml水溶解；加入浓度为30wt％的氢氧化钠溶液56.40g；取34.50g的二硫化碳，10℃下缓慢滴加至三口烧瓶中，17min滴加完毕；升温至40℃，搅拌反应1.5h；反应结束后，即得到二硫代氨基甲酸盐。
(2)高极性有机胺衍生物的制备：取二硫代氨基甲酸盐40g加入三口烧瓶中，100ml水溶解；加入浓度为35wt％的甲醛溶液20.40g、亚硫酸氢钠24.80g，75℃下搅拌回流反应6h；反应结束后，即得到高极性有机胺衍生物。
(3)高级性原油低温破乳剂的制备：向反应釜中加入高极性有机胺衍生物40g，加入催化剂氢氧化钾0.5g，加热升温至90℃时，抽真空脱水除氧；待温度升至140℃后，通入环氧丙烷95.6g，反应压力0.35mpa，反应温度140℃，反应时间1.5h；待环氧丙烷反应完全后，再通入环氧乙烷49.6g，反应压力0.35mpa，反应温度130℃，反应时间0.5h；待平衡反应到反应釜内为负压为止，降温出料，即得到高极性原油低温破乳剂。
实施例3：
高极性原油低温破乳剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)二硫代氨基甲酸盐的制备：取四乙烯五胺40g加入三口烧瓶中，100ml水溶解；加入浓度为30wt％的氢氧化钠溶液56.40g；取35.50g的二硫化碳，10℃下缓慢滴加至三口烧瓶中，20min滴加完毕；升温至35℃，搅拌反应2h；反应结束后，即得到二硫代氨基甲酸盐。
(2)高极性有机胺衍生物的制备：取二硫代氨基甲酸盐40g加入三口烧瓶中，100ml水溶解；加入浓度为35wt％的甲醛溶液21.05g，亚硫酸氢钠25.10g，65℃下搅拌回流反应6h；反应结束后，即得到高极性有机胺衍生物。
(3)高级性原油低温破乳剂的制备：向反应釜中加入高极性有机胺衍生物40g，加入催化剂氢氧化钾0.3g，加热升温至90℃时，抽真空脱水除氧；待温度升至140℃后，通入环氧丙烷97.0g，反应压力0.4mpa，反应温度145℃，反应时间2h；待环氧丙烷反应完全后，再通入环氧乙烷50g，反应压力0.4mpa，反应温度135℃，反应时间0.5h；待平衡反应到反应釜内为负压为止，降温出料，即得到高极性原油低温破乳剂。
实施例4：
高极性原油低温破乳剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)二硫代氨基甲酸盐的制备：取四乙烯五胺40g加入三口烧瓶中，100ml水溶解；加入浓度为30wt％的氢氧化钠溶液56.40g；取40g的二硫化碳，10℃下缓慢滴加至三口烧瓶中，18min滴加完毕；升温至40℃，搅拌反应2h。反应结束后，即得到二硫代氨基甲酸盐。
(2)高极性有机胺衍生物的制备：取二硫代氨基甲酸盐40g加入三口烧瓶中，100ml水溶解；加入浓度为35wt％的甲醛溶液21.50g，亚硫酸氢钠25.80g，90℃下搅拌回流反应5h；反应结束后，即得到高极性有机胺衍生物。
(3)高级性原油低温破乳剂的制备：向反应釜中加入高极性有机胺衍生物40g，加入催化剂氢氧化钾0.8g，加热升温至90℃时，抽真空脱水除氧；待温度升至140℃后，通入环氧丙烷94.5g，反应压力0.4mpa，反应温度145℃，反应时间2h；待环氧丙烷反应完全后，再通入环氧乙烷49.5g，反应压力0.4mpa，反应温度135℃，反应时间1h；待平衡反应到反应釜内为负压为止，降温出料，即得到高极性原油低温破乳剂。
实施例5：
高极性原油低温破乳剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)二硫代氨基甲酸盐的制备：取四乙烯五胺40g加入三口烧瓶中，100ml水溶解；加入浓度为30wt％的氢氧化钠溶液56.40g；取44g的二硫化碳，10℃下缓慢滴加至三口烧瓶中，16min滴加完毕。升温至40℃，搅拌反应1.5h；反应结束后，即得到二硫代氨基甲酸盐。
(2)高极性有机胺衍生物的制备：取二硫代氨基甲酸盐40g加入三口烧瓶中，100ml水溶解；加入浓度为35％的甲醛溶液22.8g，亚硫酸氢钠27.6g，60℃下搅拌回流反应5h；反应结束后，即得到高极性有机胺衍生物。
(3)高级性原油低温破乳剂的制备：向反应釜中加入高极性有机胺衍生物40g，加入催化剂氢氧化钾1g，加热升温至90℃时，抽真空脱水除氧；待温度升至140℃后，通入环氧丙烷100g，反应压力0.4mpa，反应温度145℃，反应时间1.5h；待环氧丙烷反应完全后，再通入环氧乙烷52g，反应压力0.4mpa，反应温度135℃，反应时间0.5h；待平衡反应到反应釜内为负压为止，降温出料，即得到高极性原油低温破乳剂。
高极性原油低温破乳剂脱水效果评价：
选择孤岛采油厂孤二联(高含聚)联合站的采出液作为研究对象。
采用的标准：gb/t8929原油水含量测定法蒸馏法；sy/t5281破乳剂使用性能检测法瓶试法。
本发明实施例1-5中的低温破乳剂试验数据如表1所示。
表1低温破乳剂试验数据
由表1可知，本发明制备得到的高极性原油低温破乳剂，具有良好的两亲性和渗透性，能够迅速到达油水界面，更容易与液滴接触，降低液滴的表面张力，降低或破坏界面膜强度，从而具备更强的破乳能力。本发明高极性原油低温破乳剂，原油脱水温度在40℃时，加量在50mg/l时，原油脱水效果可达到95％以上。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。