专利名称：一种烃油破乳方法
技术领域：
本发明涉及一种烃油破乳方法。
背景技术：
原油乳状液是一个十分复杂的分散体系，原油产地、开采方式等因素使原油乳状液性质千变万化。固体颗粒在预测和提高乳状液的稳定性方面扮演着相当重要的角色，较高的固体含量会提高乳状液的稳定性，这种提高与固体含量不是呈线性关系，而是呈指数关系。因此深入研究原油乳状液的稳定性并针对现有原油稳定性的影响因素研究开发新型破乳剂尤为重要。固体颗粒与通常的表面活性剂一样，只有当它们处在两相界面上既能被水同时又能被油润湿时才能起到乳化剂的作用。目前普遍用接触角θ来衡量固体的亲水亲油性， 当θ >90°时，得到的是W/0型乳状液；当θ <90°时，得到的是0/W型乳状液。典型的易被油润湿的固体颗粒包括炭黑、浙青质、石蜡等，易被水润湿的固体颗粒包括矿物垢(如 CaCO3, CaSO4)、粘土、沙子、腐蚀产物和钻井泥浆等。原油中固体杂质的来源是多方面的，例如原油从地下采出时，由于粘度较大，因而不可避免地会将油层中部分砂粒携带到地面集输系统中；采出的原油中携带的腐蚀介质腐蚀设备管线所生成的腐蚀产物；细菌尤其是硫酸盐还原菌产生的特征气体硫化氢遇水腐蚀石油管道而生成褐色的硫化亚铁等。固体颗粒的主要危害是与原油中的其它乳化剂一起形成十分稳定的油水中间乳化层，从水层上浮的细小油珠要穿过中间层上浮至油层，被上升的油流携带至油层的微小水珠下沉时要穿过中间层才能汇入水层，增厚的中间乳化层成为油、水上下流动的屏障，使得原油脱水不完全以及电脱水装置的排出水带油严重，一方面会导致下游的初馏塔压力突升，另一方面还加重了污水处理系统负担。因此，如何高效地消除由于烃油中的固体颗粒引起的油水中间乳化层，从而高效地从烃油中分离出水是一个亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种烃油破乳方法，该方法能够有效地消除由于固体颗粒而引起的油水中间乳化层，从而高效地从烃油中分离出水。研究发现，固体颗粒之所以具有稳定乳状液的作用是因为扩散到油水界面上的固体颗粒形成刚性结构的界面膜，这种膜会阻碍乳化液滴的聚结；另外界面上的固体颗粒吸附带电，电荷之间的相互排斥会进一步提高乳状液的稳定性。采用含有聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物、润湿剂和碳原子数为1-10的脂肪族醇能够有效地消除油水中间乳化层、特别是由于固体颗粒引起的油水中间乳化层，由此完成了本发明。本发明提供了一种烃油破乳方法，该方法包括将所述烃油与破乳剂和水混合，并使混合产物在电场作用下分为油相和水相，其中，所述破乳剂含有聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物、润湿剂和碳原子数为1-10的脂肪族醇。 根据本发明的烃油破乳方法采用含有聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物、润湿剂和碳原子数为1-10的脂肪族醇的破乳剂能够有效地消除固体颗粒含量较高的烃油中的油水中间乳化层，其原因可能是所述聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物能够高效地置换出烃油原有的乳化表面活性剂，并能促进油相中水滴的分离与聚结，从而有利于水滴逐渐聚结长大，并最终脱离油相进入水相；所述润湿剂能够用第二种液体置换出被第一种液体和第二种液体双润湿的固体表面上的第一种液体，从而使处于油水界面处的固体颗粒完全溶解于水相或油相，进而清除油水界面处的固体颗粒，降低油水界面处的乳状液的稳定性，消除油水中间乳化层；所述脂肪族醇一方面起到溶剂的作用，另一方面所述脂肪族醇还具有很好的协同增效作用。 另外，根据本发明的破乳方法所使用的破乳剂的组成简单，易于推广应用。
具体实施例方式本发明提供了一种烃油破乳方法，该方法包括将所述烃油与破乳剂和水混合，并使混合产物在电场作用下分为油相和水相，其中，所述破乳剂含有聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物、润湿剂和碳原子数为1-10的脂肪族醇。根据本发明，所述烃油可以为原油，也可以为从污水处理系统或电脱盐系统的沉降罐中回收的烃油。根据本发明的方法特别适用于固体颗粒含量较高(例如以烃油为基准，固体含量为0.01-0. 15重量％)的烃油的破乳。本发明中，所述固体颗粒是指颗粒直径处于亚微米至几微米之间的固体颗粒，例如夹杂在原油中的泥沙。本发明中，所述原油是指刚开采出来未经提炼或加工的石油。根据本发明的烃油破乳方法包括将烃油与破乳剂和水混合。根据本发明，所述破乳剂含有聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物、润湿剂和碳原子数为1-10的脂肪族醇。本发明中，所述破乳剂为聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物。聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物是一种非离子型的表面活性剂，具有氧化乙烯结构单元和氧化丙烯结构单元。 在聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物中，聚氧乙烯链段为亲水链段，聚氧丙烯链段为疏水链段。根据本发明，所述聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物中，氧化乙烯结构单元的含量优选为20-80重量％，氧化丙烯结构单元的含量优选为20-80重量％。根据本发明，所述聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物中，氧化乙烯结构单元的含量更优选为50-80重量％，氧化丙烯结构单元的含量优选为20-50重量％。根据本发明，所述聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物的数均分子量可以为5000-25000，优选为7000-22000，更优选为10000-15000。根据本发明的烃油破乳方法，所述聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物可以为以醇为起始剂的聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物、以胺为起始剂的聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物以及以酚醛树脂和/或酚胺树脂为起始剂的聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物。本发明中，作为起始剂的醇、胺、酚醛树脂和酚胺树脂可以为本领域常用的各种用作合成聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物的醇、胺、酚醛树脂和酚胺树脂。例如，所述醇可以为乙二醇、丙二醇、丙三醇、十八醇，所述胺可以为乙二胺、多乙烯多胺(如二乙烯三胺、三乙烯四胺)，所述酚醛树脂例如可以为烷基酚(例如壬基酚、辛基酚、异丁基酚和/或双酚A)与甲醛的缩合产物，所述酚胺树脂例如可以为烷基酚(例如壬基酚、辛基酚、异丁基酚和/或双酚)和乙烯胺系化合物与甲醛的缩合产物。从进一步提高破乳效果的角度出发，在所述聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物为以胺为起始剂的聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物时，所述聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物的数均分子量优选为5000-20000、更优选为7000-18000，所述聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物中，氧化乙烯结构单元的含量优选为30-50重量％，更优选为30-60重量％，所述氧化丙烯结构单元的含量优选为50-70重量％、更优选为40-70重量在所述聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物为以醇为起始剂的聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物时，所述聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物的数均分子量优选为8000-20000、更优选为10000-16000，进一步优选为 10000-12000，最优选为11000，所述聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物中，氧化乙烯结构单元的含量优选为20-80重量％，优选为70-80重量％，更优选为75重量％，所述氧化丙烯结构单元的含量优选为20-80重量％，优选为20-30重量％，更优选为25重量在所述聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物为以酚醛树脂和/或酚胺树脂为起始剂的聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物时，所述聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物的数均分子量优选为15000-25000、更优选为17000-22000、进一步优选为11000-13000，所述聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物中，氧化乙烯结构单元的含量优选为20-70重量％，更优选为40-60重量％，最优选为50重量％， 所述氧化丙烯结构单元的含量优选为30-80重量％，更优选为40-60重量％，最优选为50 重量％。本发明中，所述润湿剂可以为各种能够用一种液体置换固体颗粒表面的另一种液体的物质。例如，所述润湿剂可以为烷基磺酸盐、烷基芳基磺酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐、季铵盐、烷基醇聚氧乙烯醚和烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种。优选地，所述润湿剂为通式R1-SO具所示的烷基磺酸盐、通式I-Ar1-SO具所示的烷基芳基磺酸盐、通式I 30-(CH2CH2O)m-SO具所示的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐、式1所示的季铵盐、式2所示的季铵型阳离子聚合物、通式R4-Ar2-O-(CH2CH2O)n-I所示的烷基酚聚氧乙烯醚和通式R6O-(CH2CH2O)x-R7所示的烷基醇聚氧乙烯醚中的一种或多种氓为H或 R4-Ar2-O, R7为H或&0，R1^R2, R3、R4和&各自为碳原子数为12-20的直链或支链烷基，Ar1 和Ar2各自为苯基或萘基，M1J2和M3各自为碱金属离子中的一种，m、n和χ各自为5_20的整数，式1
「η +
R8
R9-N-Rn χ、 Rio
L ，式1中，R8、R9、Rltl和R11各自为碳原子数为1-20的直链或支链烷基和碳原子数为 1-20芳烷基中的一种，X1为卤素离子中的一种，式权利要求
1.一种烃油破乳方法，该方法包括将所述烃油与破乳剂和水混合，并使混合产物在电场作用下分为油相和水相，其特征在于，所述破乳剂含有聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物、 润湿剂和碳原子数为1-10的脂肪族醇。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，以所述烃油的总量为基准，所述破乳剂的量为 1-200微克/克。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，以所述烃油的总量为基准，所述破乳剂的量为 10-100微克/克。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，以所述烃油的总量为基准，所述水的量为1-20重量％。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，以所述烃油的总量为基准，所述水的量为2-10重量％。
6.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，以所述破乳剂的总量为基准，所述聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物的含量为40-70重量％，所述润湿剂的含量为10-40重量％，所述脂肪族醇的含量为20-50重量％。
7.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，所述破乳剂还含有水，以所述破乳剂的总量为基准，所述聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物的含量为40-65重量％，所述润湿剂的含量为10-35重量％，所述脂肪族醇的含量为20-45重量％，水的含量为5-30重量％。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物的数均分子量为5000-25000，氧化乙烯结构单元的含量为20-80重量％，氧化丙烯结构单元的含量为 20-80 重量 ％。
9.根据权利要求1中任意一项所述的方法，其中，所述润湿剂为烷基磺酸盐、烷基芳基磺酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐、季铵盐、烷基醇聚氧乙烯醚和烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述润湿剂为通式I^1-SO3M1所示的烷基磺酸盐、 通式I-Ar1-SO具所示的烷基芳基磺酸盐、通式R3O-(CH2CH2O)m-SO具所示的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐、式1所示的季铵盐、式2所示的季铵型阳离子聚合物、通式R4-Ar1-O-(CH2CH2O) n-R5所示的烷基酚聚氧乙烯醚、通式(CH2CH2O) x-R7所示的烷基醇聚氧乙烯醚出5为H或 R4-Ar2-O, R7为H或&0，R1^R2, R3、R4和&各自为碳原子数为12-20的直链或支链烷基，Ar1 和Ar2各自为苯基或萘基，M1J2和M3各自为碱金属离子中的一种，m、n和χ各自为5_20的整数，
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述润湿剂为十二烷基磺酸钠、十六烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基苯磺酸钠、十二烷基萘磺酸钠、十二醇聚氧乙烯醚硫酸钠、 十六醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十八醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十六烷基二甲基苄基氯化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十二醇聚氧乙烯醚、十六醇聚氧乙烯醚、 十八醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚和聚二甲基二烯丙基氯化铵中的一种或多种。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电场的强度为200-4800伏/厘米。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述电场的强度为500-1500伏/厘米。
14.根据权利要求1或12所述的方法，其中，在30-140°C的温度下使混合产物分为油相和水相。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，在60-130°C的温度下使混合产物分为油相和水相。
16.根据权利要求1所述的方法，其中，所述烃油为原油。
全文摘要
本发明提供了一种烃油破乳方法，该方法包括将所述烃油与破乳剂和水混合，并使混合产物在电场作用下分为油相和水相，其中，所述破乳剂含有聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物、润湿剂和碳原子数为1-10的脂肪族醇。根据本发明的烃油破乳方法能够有效地消除固体颗粒含量较高的烃油中的油水中间乳化层。另外，根据本发明的破乳方法所使用的破乳剂的组成简单，易于推广应用。
文档编号C10G33/04GK102453495SQ20101051762
公开日2012年5月16日 申请日期2010年10月25日 优先权日2010年10月25日
发明者于丽, 楚喜丽, 沈明欢, 王振宇, 谭丽 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院