一种新型黏土矿物破乳剂及其制备方法和对水包油型原油乳状液的破乳处理、回收利用方法技术

本发明专利技术涉及一种新型黏土矿物破乳剂及其制备方法和对水包油型原油乳状液的破乳处理、回收利用方法。本发明专利技术所述破乳剂是将预处理后的黏土矿物与氯化铁、柠檬酸钠、乙二醇、聚乙二醇混合，超声分散均匀，然后将所得混合物置于具有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，将反应釜的反应温度升温到200～240℃恒温反应20～28h，冷却后制得。本发明专利技术制得的新型黏土矿物破乳剂，将其用于水包油型原油乳状液的破乳脱水处理，对油包水型的原油乳状液的破乳效率高达99.0％以上，脱除水的含油量低于10mg/L，基本达到二级水的排放标准。因此，本发明专利技术为水包油型原油乳状液的破乳脱水处理提供了价廉且高效的方法，具有很好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种新型黏土矿物破乳剂及其制备方法和对水包油型原油乳状液的破乳处理、回收利用方法
本专利技术属于原油开采、重油乳化降粘领域中原油乳状液的破乳脱水处理技术，具体涉及一种新型黏土矿物破乳剂及其制备方法和对水包油型乳状液的破乳处理、回收利用方法。
技术介绍
原油的水驱/蒸汽驱开采、重油的乳化降粘、油砂的水基提取及油页岩的水力压裂法或蒸汽注入法开采的过程中都大量地使用水或水蒸汽进行处理。水处理工艺逐渐成为传统原油和非常规油气资源提高采收率的重要策略之一。然而，水处理方法及后续的集输过程中不可避免的产生大量的油水乳状液。油水乳状液的存在，第一，增加储运负担；第二，由于油水乳状液中含有大量的无机盐，因而常常导致催化剂的中毒、造成输油管道和高温蒸馏设备的严重腐蚀，从而降低运输管线和炼油设备的寿命。因此，在运输和炼制油品之前必须对乳化原油进行破乳脱水处理。在原油乳状液中，油相、水相的密度虽然不同，但原油乳状液却难以被破坏，其主要原因是原油中含有大量的天然表面活性物质，如沥青质、胶质、石蜡、脂肪酸及黏土细微颗粒等物质，它们起到了天然乳化剂的作用。其中，沥青质和胶质被认为对油水乳状液的形成起主要作用。目前，沥青质的结构被认为是以单个或多个稠合的芳香环体系为核心，周围连接有若干个脂肪链和芳香环。沥青质分子中含有羟基、羧基、氨基、硝基和巯基等极性亲水基团，同时含有烷基、稠环芳烃等非极性的亲油基团，因此，沥青质是一种具有双亲性质的天然表面活性物质，在油水乳状液的形成过程中起到了天然乳化剂的作用。沥青质分子之间在偶极相互作用、电荷转移、氢键等弱的作用力共同作用下，形成具有各种特殊结构的聚集体，沥青质聚集体在胶质、黏土等其它天然表面活性物质的协同作用下，在油水界面上形成牢固的黏弹性交叉网络结构的皮质保护层，水滴之间因被皮质层相互隔离开来而不能相互团聚、沉降。化学破乳法是我国目前应用最为广泛的破乳方法，主要是通过添加破乳剂改变乳状液体系的界面性质，从而破坏油水乳状液的稳定性以达到油水分离的目的。传统破乳剂在油田开发的过程中发挥着重要的作用，但仍然存在许多难以克服的缺点，如环境污染严重；破乳剂的普适性较差，仅适合特定的原油乳液；部分破乳剂的造价非常昂贵，不利于大规模工业化使用等。近年来，我国的原油开采已经进入二次、三次采油阶段，采出的原油中含有大量的表面活性剂、固体粒子等，高稳态的采出液产量大幅度增加，导致化学破乳剂的使用量日益增大，破乳温度不断上升，脱水难度与日俱增。大量消耗能源的同时，在沉降罐中出现了大量极度稳定并难以处理的絮状过渡层，严重影响了原油脱水系统的正常、稳定的运行。尽管当前国内外已经取得了许多重要的研究进展，但在新的形势下，研发出普适性强(含不同水量、不同pH值、含不同杂质及不同产地的原油)、高效、快速、经济实用型的破乳技术仍然是一项长期而艰巨的任务。近年来，黏土矿物(如凹凸棒、蒙脱石等)因其优越的物理化学性能，已经在石油、化工、医药、环保和涂料等领域得到广泛的关注和应用。本专利技术基于黏土矿物特殊的物理化学性质，对其表面进行改性和修饰，从而制备出破乳效果良好、工艺简单、价格低廉可以反复使用的新型黏土矿物破乳剂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种新型黏土矿物破乳剂及其制备方法和对水包油型乳状液的破乳处理、回收利用方法。为了实现本专利技术的上述目的，本专利技术首先依次对黏土矿物进行纯化、酸化及氨基化改性处理，然后以改性后的黏土矿物与氯化铁、柠檬酸钠、乙二醇、聚乙二醇为原料进行溶剂热反应制备新型黏土矿物破乳剂，从而对原油水包油型的乳状液进行破乳脱水处理。本专利技术加入少量新型黏土矿物破乳剂就可以强烈地破坏原油乳状液界面的保护膜层，从而使油水乳状液的稳定性下降，经过充分震荡，油滴之间可以通过碰撞而迅速团聚，与水相进行快速分离，从而实现油水乳状液在常温、低温等条件下的快速破乳脱水的目的。破乳处理结束后，将破乳剂回收、洗涤、烘干后可继续循环使用。本专利技术上述其中一个目的采用如下技术方案实现：一种新型黏土矿物破乳剂的制备方法，所述方法包括如下步骤：(1)将黏土矿物过筛后依次进行纯化、酸化及氨基化改性处理，得到改性黏土矿物；(2)按配比将步骤(1)得到的改性黏土矿物与氯化铁、柠檬酸钠、乙二醇、聚乙二醇混合，超声分散均匀后将所得混合物置于具有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，然后将反应釜的反应温度升温到200～240℃，并在200～240℃条件下恒温反应20～28h，反应结束后，冷却至室温，获得本专利技术所述的新型黏土矿物破乳剂。进一步地，上述技术方案，步骤(1)所述黏土矿物为凹凸棒黏土、蒙脱石或膨润土等中的任一种或多种。进一步地，上述技术方案，步骤(1)所述酸化处理采用的酸是盐酸或硝酸中的任一种。进一步地，上述技术方案，步骤(1)所述氨基化改性处理采用的改性剂为氨基偶联剂，所述氨基偶联剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷或二甲基二甲氨基氯硅烷中的任一种。进一步地，上述技术方案，步骤(2)所述改性黏土矿物与氯化铁的质量比为1：1～2，优选为1：1.35；所述改性黏土矿物与柠檬酸钠的质量比为1：3～4，优选为1：3.6；所述改性黏土矿物与聚乙二醇的质量比为1：0.5～2，优选为1：1；所述改性黏土矿物与乙二醇的用量比为1质量份：20～60体积份，优选为1质量份：40体积份，其中：质量份和体积份之间是以g：mL作为基准。进一步地，上述技术方案，步骤(2)所述反应温度优选为220℃，反应时间优选为24h。本专利技术的第二个目的在于提供采用上述所述新型黏土矿物破乳剂的制备方法制备得到的新型黏土矿物破乳剂。本专利技术的第三个目的在于提供上述所述方法制备得到的新型黏土矿物破乳剂对水包油型原油乳状液的破乳处理方法，步骤如下：(1)调节原油乳状液的pH值为1.0～10.0；(2)将新型黏土矿物破乳剂配制成悬浮液，并充分超声分散，获得破乳剂分散液；(3)将步骤(2)获得的破乳剂分散液加入到步骤(1)所述的乳状液中，搅拌均匀，然后在常温条件下，震荡2～10min，使破乳剂与乳状液界面充分作用，静置后进行油水分离。进一步地，上述技术方案，步骤(1)所述原油乳状液的含水量为80～99.5％。进一步地，上述技术方案，步骤(1)所述原油乳状液的pH值优选为5.5。进一步地，上述技术方案，步骤(3)所述常温是指四季中自然室温条件，不进行额外的冷却或加热处理，一般常温控制在10～30℃，最好是15～25℃。进一步地，上述技术方案，步骤(3)所述的震荡时间为优选为2min。进一步地，上述技术方案，步骤(3)所述破乳剂的加入量为1mg/L～5000mg/L。本专利技术的第四个目的在于提供上述所述破乳处理后的破乳剂的回收利用方法，步骤如下：破乳处理结束后，分离的油相浮在水的表面，破乳剂沉降在水的底部，排放油相和分离出的水相，回收破乳剂，然后用少量甲苯进行洗涤，烘干后继续循环使用。进一步地，上述技术方案，所述破乳剂的烘烤温度为60～80℃。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：1、本专利技术制得的新型黏土矿物破乳剂，将其用于水包油型原油乳状液的破乳脱水处理，对油包水型的原油乳状液的破乳效率高达99.0％以上，脱出水的含油量低于10mg/L，基本达到二级水的排放标准和回注标准。且上浮的油相含水量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型黏土矿物破乳剂的制备方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：(1)将黏土矿物过筛后依次进行纯化、酸化及氨基化改性处理，得到改性黏土矿物；(2)按配比将步骤(1)得到的改性黏土矿物与氯化铁、柠檬酸钠、乙二醇、聚乙二醇混合，超声分散均匀后将所得混合物置于具有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，然后将反应釜的反应温度升温到200～240℃，并在200～240℃条件下恒温反应20～28h，反应结束后，冷却至室温，获得所述的新型黏土矿物破乳剂。

【技术特征摘要】
1.一种新型黏土矿物破乳剂的制备方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：(1)将黏土矿物过筛后依次进行纯化、酸化及氨基化改性处理，得到改性黏土矿物；(2)按配比将步骤(1)得到的改性黏土矿物与氯化铁、柠檬酸钠、乙二醇、聚乙二醇混合，超声分散均匀后将所得混合物置于具有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，然后将反应釜的反应温度升温到200～240℃，并在200～240℃条件下恒温反应20～28h，反应结束后，冷却至室温，获得所述的新型黏土矿物破乳剂。2.根据权利要求1所述的新型黏土矿物破乳剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述黏土矿物为凹凸棒黏土、蒙脱石或膨润土中的任一种或多种。3.根据权利要求1所述的新型黏土矿物破乳剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述酸化处理采用的酸是盐酸或硝酸中的任一种。4.根据权利要求1所述的新型黏土矿物破乳剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述氨基化改性处理采用的改性剂为氨基偶联剂，所述氨基偶联剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷或二甲基二甲氨基氯硅烷中的任一种。5.根据权利要求1所述的新型黏土矿物破乳剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述改性黏土矿物与氯化铁的质量比为1：1～2；所述改性黏土矿物与柠檬酸钠的质量比为1：3～4；所述改性黏土矿物与聚乙二醇的质量比为1：0.5～2；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘娟，陈志文，李小成，刘俊，廖晓锋，任嗣利，
申请(专利权)人：江西理工大学，
类型：发明
国别省市：江西,36