一种油气分离用消泡剂的制作方法

文档序号:13748616阅读:366来源:国知局

本发明属于化学消泡领域,涉及一种原油消泡剂,尤其涉及一种稠油油田油气分离用消泡剂的制备方法。



背景技术:

当原油从油井产出时,由于压力的降低和温度的变化,原本溶于原油中的伴生气逐渐同原油分离。在渤海油田普遍存在原油含蜡质、沥青质高、粘度高等特点,导致伴生气很难顺利逸出原油表面。

如不能迅速彻底的脱除原油中的气体,则在油气混合物进入分离器后,造成分离器液位计量不准确,使整个生产流程产生波动;伴生气携带大量油滴进入气相发电系统,导致发电机的损坏和关断,威胁到设备和整个平台的安全;而携带油滴的伴生气进入火炬,则会导致燃烧不充分,产生滚滚黑烟,甚至油滴散落海面,严重污染环境;原油外输时如还存在气泡,则容易导致外输泵的震动和腐蚀,影响原油的平稳输送。

渤海油田原油处理流程短、自动化程度高,因此原油消泡剂脱气能力对于稳定生产有重要意义。目前渤海油田广泛应用的消泡剂产品为有机硅类消泡剂、聚醚类消泡剂和聚醚改性硅油类消泡剂。

聚醚改性硅油类消泡剂综合了聚醚链段和聚硅氧烷链段的优点,具有良好的亲水性、耐热性、耐低温性、润滑性和生理惰性等优点。本公司生产的聚醚改性硅油消泡剂产品为从数百种不同结构聚醚改性硅油中优选出的特定产品,针对油田油气分离过程的消泡效果远优于有机硅类消泡剂和聚醚类消泡剂。但是该类型聚醚改性硅油产品也具有一定的缺陷,例如针对稠油油田扩散性较差,产品用量较大。

聚硅氧烷链段与聚醚链段的比例和连接方式以及其它官能团的性质是决定产品性能和用途的关键。对聚醚改性硅油进一步改性以完善其性能、弥补其缺点、发挥其优点的研究是其主要发展方向,目前见诸报端的聚醚改性硅油进一步功能性改性主要有羧基改性、磷酸酯盐改性、硫酸酯盐改性、氨基改性、季铵化改性、甜菜碱改性等。

本发明合成特定结构的聚醚改性聚硅氧烷,再向其分子中引入低分子硅氧烷使目标产物具有更多的亲水和亲油支链,使其能更快速铺展和扩散于泡沫表面,降低泡沫界面强度,同时添加消泡增效剂,分散剂,进一步增强产品的消泡效果,该研究的方向暂未见报道。



技术实现要素:

为了解决现有技术中存在的问题,本发明目的是开发一种聚醚硅油再改性的高效原油油气分离消泡剂,克服现有技术中普通的原油消泡剂针对稠油油田脱气效果不佳的问题。

本发明采用的技术方案是:一种油气分离用消泡剂,它首先是以含氢聚二甲基硅氧烷和烯丙基聚氧乙烯-聚氧丙烯醚为原料,在有机溶剂分散和氮气保护下,在催化剂作用下首先合成聚醚改性硅油,再采取低分子硅氧烷对进一步改性,再复配增效剂、分散剂制备而成。

本发明的技术方案如下:

一种油气分离用消泡剂,其组份和质量分数配比如下:

含氢聚二甲基硅氧烷5%-10%,

烯丙基聚氧乙烯-聚氧丙烯醚5%-20%,

有机溶剂20%-30%,

铂催化剂0.01%-0.1%,

低分子硅氧烷1%-5%,

消泡增效剂1%-5%,

其余为分散剂。

所述的含氢聚二甲基硅氧烷,结构式为:

其为甲基封端的含氢聚二甲基硅氧烷,分子量为1500-3500g/mol,粘度在25℃时为50-200CP,含氢量质量比:0.05~0.2%。

所述的烯丙基聚氧乙烯-聚氧丙烯醚,结构式为:

分子量为300-3000g/mol,其中m=3-20,n=1-20。

所述的有机溶剂为甲苯、二甲苯、乙二醇、正戊醇或异戊醇的一种或多种的混合物。

所述的铂催化剂是1%氯铂酸-异丙醇溶液、Pt-二乙烯基四甲基二硅氧烷络合物或1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四苯基二硅氧烷铂的一种或多种的混合物。

所述的低分子硅氧烷为四甲基二氢二硅氧烷、七甲基三硅烷或四甲基四氢基环四硅氧烷的一种或多种的混合物。

所述的消泡增效剂为羟基硅油、环氧改性硅油、乙酸乙酯、磷酸三丁酯、硬脂酸异戊酯、月桂酸二甘醇酯、异丙醇、异辛醇或乙二醇单丁醚的一种或多种混合物。

所述的分散剂为芳烃、200#溶剂油或液体石蜡的一种或多种的混合物。

本发明的一种油气分离用消泡剂应用于

本发明的油气分离用消泡剂的制备方法,包含如下步骤:

(1)先将质量分数5%-10%的含氢聚二甲基硅氧烷与质量分数5%-20%烯丙基聚氧乙烯-聚氧丙烯醚混合,加入质量分数为20%-30%的有机溶剂,鼓入氮气进行保护,并升温至100-120℃;再加入质量分数0.01%-0.1%的铂系催化剂,控制温度在110-140℃,于常压反应2-5小时;

(2)在步骤(1)的产物中加入质量分数1%-5%的低分子硅氧烷,控制反应温度90-110℃,于常压继续反应0.5-1小时,制得消泡主剂;

(3)在步骤(2)的消泡主剂中依次加入质量分数1%-5%的消泡剂增效剂,加入分散剂,搅拌混合均匀,即制得原油消泡剂。

本发明的油气分离用消泡剂适用于原油油气分分离。

以含氢聚二甲基硅氧烷与烯丙基聚氧乙烯-聚氧丙烯醚为原料,在有机溶剂中合成得到聚醚硅油,再选用低分子的硅氧烷对其进一步的改性,制备消泡剂的主剂。添加消泡增效剂,分散剂制备而成。本发明能迅速消除在原油油气分离过程产生的气泡,对稠油油田油气分离过程效果尤佳。可直接添加到发泡液中使用,也可用烃类溶剂将其稀释到5~20倍,然后添加。相比其他类型原油消泡剂具有用量少、消泡快、抑泡佳的优点。

本发明的有益效果是:本发明的油气分离消泡剂分子结构具有多个亲水和亲油支链,能更快速铺展和扩散于泡沫表面,降低泡沫界面强度,达到快速消泡的目的。尤其针对高粘度的稠油油田,相比普通的有机硅原油消泡剂、聚醚类原油消泡剂和聚醚硅油消泡剂具有更高效、稳定、持续的脱气效果,能够推广应用。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进一步说明。

实例1:

基于一种高效原油油气分离消泡剂的合成,由质量分数为7.19%的含氢聚二甲基硅氧烷、质量分数为14.39%的烯丙基聚氧乙烯-聚氧丙烯醚、质量分数为25.61%的有机溶剂、质量分数为0.06%的铂催化剂、质量分数为1.92%的低分子硅氧烷、质量分数为3.46%的消泡增效剂、质量分数为47.37%的分散剂制成,合成步骤如下:

(1)先将56.2g含氢聚二甲基硅氧烷,112.4g烯丙基聚氧乙烯-聚氧丙烯醚,200g二甲苯混合,鼓入氮气进行保护,升温至100℃;加入0.5g的1%氯铂酸-异丙醇溶液,控温在110℃,继续反应3小时;

(2)在步骤(1)的反应产物加入15g七甲基三硅烷,控温在90℃,继续反应1小时;

(3)在步骤(2)的反应产物中依次加入17g磷酸三丁酯、10g异辛醇和370g的200#溶剂油,搅拌均匀即可得原油消泡剂。

实例2:

基于一种高效原油油气分离消泡剂的合成,由质量分数为5%的含氢聚二甲基硅氧烷、质量分数为5%的烯丙基聚氧乙烯-聚氧丙烯醚、质量分数为30%的有机溶剂、质量分数为0.01%的铂催化剂、质量分数为1%的低分子硅氧烷、质量分数为5%的消泡增效剂、质量分数为53.99%的分散剂制成,合成步骤如下:

(1)先将50g含氢聚二甲基硅氧烷,50g烯丙基聚氧乙烯-聚氧丙烯醚,300g甲苯混合,鼓入氮气进行保护,升温至120℃;加入0.1g的Pt-二乙烯基四甲基二硅氧烷络合物,控温在140℃,继续反应2小时;

(2)在步骤(1)的反应产物加入10g四甲基二氢二硅氧烷,控温在100℃,继续反应0.5小时;

(3)在步骤(2)的反应产物中依次加入20g乙酸乙酯、30g环氧改性硅油和539.9g重芳烃,搅拌均匀即可得原油消泡剂。

实例3:

基于一种高效原油油气分离消泡剂的合成,由质量分数为10%的含氢聚二甲基硅氧烷、质量分数为20%的烯丙基聚氧乙烯-聚氧丙烯醚、质量分数为20%的有机溶剂、质量分数为0.1%的铂催化剂、质量分数为5%的低分子硅氧烷、质量分数为1%的消泡增效剂、质量分数为43.9%的分散剂制成,合成步骤如下:

(1)先将100g含氢聚二甲基硅氧烷,200g烯丙基聚氧乙烯-聚氧丙烯醚,200g乙二醇混合,鼓入氮气进行保护,升温至110℃;再加入0.5g的Pt-二乙烯基四甲基二硅氧烷络合物和0.5g的1%的氯铂酸-异丙醇溶液,控温在125℃,继续反应2.5小时;

(2)在步骤(1)的反应产物加入30.4g四甲基二氢二硅氧烷和19.6g七甲基三硅烷,控温在110℃,继续反应0.5小时;

(3)在步骤(2)的反应产物中依次加入5g羟基硅油、5g异辛醇和439g重芳烃,搅拌均匀即可得原油消泡剂。

实例4:

基于一种高效原油油气分离消泡剂的合成,由质量分数为8.18%的含氢聚二甲基硅氧烷、质量分数为17.07%的烯丙基聚氧乙烯-聚氧丙烯醚、质量分数为22.76%的有机溶剂、质量分数为0.05%的铂催化剂、质量分数为1.87%的低分子硅氧烷、质量分数为4.55%的消泡增效剂、质量分数为45.52%的分散剂制成,合成步骤如下:

(1)先将71.9g含氢聚二甲基硅氧烷,150g烯丙基聚氧乙烯-聚氧丙烯醚,100g甲苯,100g二甲苯混合,鼓入氮气进行保护,升温至110℃;再加入0.4g的1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四苯基二硅氧烷铂,控温在110℃,继续反应2小时;

(2)在步骤(1)的反应产物加入16.4g四甲基四氢基环四硅氧烷,控温在90℃,继续反应1小时;

(3)在步骤(2)的反应产物中依次加入10g乙二醇单丁醚、10g硬脂酸异戊酯、20g环氧改性硅油、300g重芳烃和100g液体石蜡,搅拌均匀即可得原油消泡剂。

实例5:

基于一种高效原油油气分离消泡剂的合成,由质量分数为9.03%的含氢聚二甲基硅氧烷、质量分数为14.89%的烯丙基聚氧乙烯-聚氧丙烯醚、质量分数为29.78%的有机溶剂、质量分数为0.04%的铂催化剂、质量分数为2.58%的低分子硅氧烷、质量分数为3.97%的消泡增效剂、质量分数为39.71%的分散剂制成,合成步骤如下:

(1)先将90.9g含氢聚二甲基硅氧烷,150g烯丙基聚氧乙烯-聚氧丙烯醚,100g正戊醇,200g异戊醇混合,鼓入氮气进行保护,升温至105℃;加入0.4g的1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四苯基二硅氧烷铂,控温在120℃,继续反应2小时;

(2)在步骤(1)的反应产物加入26g七甲基三硅烷,控温在90℃,继续反应1小时;

(3)步骤(2)的反应产物中加入20g异丙醇,20g月桂酸二甘醇酯和400g重芳烃,搅拌均匀即可得原油消泡剂。

实例6:

消泡剂性能对比试验:采用本发明制备实例中的5种消泡剂与目前油田广泛应用的有机硅类消泡剂、聚醚类消泡剂和聚醚改性硅油类消泡剂进行消泡性能对比。其中,本实验中用于对比的消泡剂样品,均为通过广泛优化和筛选后,平台成功应用的产品,具有一定的代表性。所选目标油田为渤海旅大5-2油田和旅大10-1油田,其原油在50℃时粘度大于100mPa.s,相对密度(20℃)大于0.92g/cm3,符合我国对稠油的分类。

试验平台:渤海旅大5-2油田

实验原料:油田现场原油

评价方式:现场原油脱气实验

药剂浓度:50mg/L

测试结果如下表1所示:

表1现场筛选数据表(温度62℃)

实例7:

试验平台:渤海旅大10-1油田

实验原料:油田现场原油

评价方式:现场原油脱气实验

药剂浓度:35mg/L

测试结果如下表2所示:

表2现场筛选数据表(温度60℃)

从上述检测数据可以看出,本发明针对稠油油田,相比目前油田广泛应用的有机硅类消泡剂、聚醚类消泡剂和聚醚改性硅油类消泡剂脱气效果更佳,完全消泡所需时间大大低于其他类型消泡剂产品。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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