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梳型聚硅氧烷原油破乳剂的合成与应用

陈诚  
【摘要】:在原油开采中80%以上的原油都会带有不同程度的水,特别是国内大多数油田已经进入三次采油阶段,采油工作者通过注水、碱液驱油、聚合物驱油、表面活性剂驱油等方法提高原油产量,使原油采出液成分更加复杂,原油乳状液更加稳定,最终导致原油在后处理以及使用方面的成本增加,并且造成能源浪费。在中国能源紧张问题日益突出情况下,它已严重影响到国民经济的发展。目前,国内常规原油破乳剂已经不能满足市场需要,因此研究一种能够脱水速率快、破乳温度低、适用范围广的原油破乳剂已刻不容缓。 近年来侧链连有甲基和乙基的有机硅聚合物具有低表面能的明显特点,当侧链与聚醚等亲水亲油基团的表面活性剂相连时,则是同时具有憎水和亲水基团的表面活性剂。适当调节有机硅聚合物中各种亲水亲油官能团的比例,可以合成出具有高性能的有机硅原油破乳剂。 本文首先将丙烯酸和丙二醇嵌段聚醚进行酯化反应生成反应中间体丙烯酸丙二醇嵌段聚醚酯。在反应温度140℃、反应时间5h、反应物配比1:1.5、催化剂用量(占反应物总量)3%、阻聚剂用量(占反应物总量)0.4%的条件下进行反应,酯化率达到98.0%。其结构通过红外光谱、1HNMR表征,并进行确认。 然后将反应中间体丙烯酸丙二醇嵌段聚醚酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯与含氢硅油在氯铂酸-乙醇溶液的催化作用下,进行硅氢化反应合成梳型聚硅氧烷原油破乳剂。在固定双键与硅氢键配比1:1,甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丙二醇嵌段聚醚酯配比为1:1:1,反应温度80℃、反应时间6h、催化剂用量50ppm、溶剂用量(占反应物总量)30%的反应条件下,反应转化率得到93.0%。产物结构通过红外光谱、1HNMR表征,并进行确认。 最后在固定双键与硅氢键配比1:1,反应温度80℃、反应时间6h、催化剂用量50ppm、溶剂用量(占反应物总量)30%的反应条件下,通过单因素实验考查甲基丙烯酸、丙烯酸丙二醇嵌段聚醚酯、甲基丙烯酸甲酯不同摩尔比对原油脱水率的影响。当甲基丙烯酸、丙烯酸丙二醇嵌段聚醚酯、甲基丙烯酸甲酯配比为1:3:2、破乳剂用量80mg/L、破乳温度60℃、破乳时间2h,将梳型聚硅氧烷原油破乳剂对延长石油集团延安原油使用,脱水率达到94.46%。将梳型聚硅氧烷原油破乳剂用量80mg/L与破乳剂AE-8051用量20mg/L复配对延长石油集团延安原油进行使用,脱水率达到96.58%,具有较好的应用效果。


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