一种利用Mannich反应改性聚醚破乳剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种利用Mannich反应改性聚醚破乳剂及其制备方法，将硫脲溶解在水中，然后向上述硫脲水溶液中加入二元醛，置于40℃下反应3h，即得到生成交联剂M；将胺类聚醚预聚物A加入带有搅拌、冷凝、温度计的玻璃反应釜中，加入胺类聚醚预聚物A质量0.3％的对甲苯磺酸和胺类聚醚预聚物A质量5％的二元酸(酐)，在85℃搅拌均匀30min后，升温到145℃，脱水反应5h，生成酯化产物B；将酯化产物B降温至60℃后，利用稀盐酸调节其PH＝5后，恒温搅拌20min，然后向其中加入交联剂M，控温反应4h，得到胺基封端的产物C，即改性聚醚破乳剂。该改性聚醚破乳剂具有首尾胺基的复杂结构，增加了吸附点，能起到快速脱水的作用。快速脱水的作用。

【技术实现步骤摘要】
一种利用Mannich反应改性聚醚破乳剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及油气水处理
，更具体地说涉及一种利用Mannich反应改性聚醚破乳剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]在稠油油田的开采后期，含水在85％以上，加之聚合物驱等增产措施，采出液的存在形式多种多样，除了水包油、油包水之外，还存在水包油包水、油包水包油等乳液形式。而且由于聚合物、环烷酸盐、沥青质、胶质、蜡、泥沙、酚等多组分存在，使得界面膜异常坚固。在实际应用中往往反相破乳剂与破乳剂协同作用效果较好，其中阳离子含量要尽可能的少，减少挂壁，形成的颗粒要处于上升状态，不能悬浮甚至沉降，避免絮凝物对系统的堆积损坏，以影响分离器和电脱等的运行。
[0003]目前，国内关于反相破乳剂的合成技术主要有阳离子型，如丙烯酰胺衍生物的聚合物、环氧氯丙烷
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脂肪胺等，因其易挂壁，堵塞系统，所以逐渐被淘汰；阴离子型，如丙烯酸、AMPS单体共聚等，应用受限，不便于大面积推广；非离子型，如环氧乙烷
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环氧丙烷中间品改性等等，由于其同破乳剂具有相似的结构，配伍性较好，处理效果相对理想。
[0004]针对非离子聚醚反相破乳剂的开发，主要是基于亲水型的聚醚，通过改头、换尾、加骨、扩链、接枝、交联等措施形成的一种水溶性产品。目前普遍运用的就是交联的方法，这种方法简单易行，因为它是直接利用成熟的聚醚中间体进行后续的加工，其中交联剂主要选用醛类、环氧氯丙烷、酸(酐)类、异氰酸酯等。
[0005]目前，改性的主要方法有：
[0006](1)二异氰酸酯交联类：此类往往在破乳剂中改性较多，所用的二异氰酸酯主要有甲苯二异氰酸酯(TDI)、六亚甲基二异氰酸酯等(HDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)等。该种交联剂的研究较多，但其毒性较大，而且价格较贵，从一定程度上限制了其应用。
[0007](2)酸(酐)交联类：所用的酸主要有丙烯酸、甲基丙烯酸、乙二酸等；酸酐主要是顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐等。其主要是利用聚醚的羟基和酸(酐)的羧基反应生成酯。该反应需注意为了防止逆反应的发生需及时脱除水分。该反应只是单纯的交联，形成的空间网状结构较简单，对沥青质胶质吸附点少，对高凝原油反而有一定的效果。
[0008](3)醛交联类：主要以乙二醛、戊二醛等为主，市售产品多为40％、50％。其机理就是羟醛缩合，即在干燥氯化氢或浓硫酸的作用下，一分子醛与一分子醇发生加成反应，生成的化合物称为半缩醛。半缩醛一般是不稳定的，它易分解为原来的醛。半缩醛继续与另一分子醇进行反应，发生缩和反应，失去一分子水，生成稳定的化合物，即缩醛。反应条件确实比较温和，但是它一方面在稀酸中易水解转变为原来的醛，另一方面在反应过程中应不断脱出生成的水，并采用含水少的酸性催化剂(如无水HCL、浓硫酸等)。而该交联剂本来就以水溶液状态为主，所以反应条件很难控制。
[0009](4)环氧氯丙烷交联类：以该物质为交联体系的破乳剂往往清水效果较好，满足一般油田的油水处理，但是对于多种形式存在的乳化液，处理效果不太理想。
[0010](5)支化反应：目前的研究主要是丙烯酸甲酯和乙二胺、二乙烯三胺采用逐代分步法分别合成1.0G、2.0G树枝状底物，代数越高，分支越多，所合成的聚醚破乳剂的性能越好。反应以常温为主，但反应条件较长，一般20
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24h。再通过环氧氯丙烷与羟值为60mgKOH/g的环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚进行扩链，制备的一种新型多支化原油破乳剂。反应过程比较复杂，酯类和胺类交替反应，每一步需减压脱醇，对设备要求较高，因此应用受到了限制。
[0011](6)其它反应：如采用DM与酯化聚醚的阳离子破乳剂；AMPS与聚醚反应形成阴离子破乳剂；以聚硅氧烷为主链，聚醚为支链，氯铂酸为催化剂、异丙醇为溶剂，制备的梳型有机硅类破乳剂等等。这些破乳剂因价格较贵，对于有降本压力的油田来说，使用受到了一定的影响。

技术实现思路

[0012]本专利技术克服了现有技术中的不足，现有的聚醚破乳剂改性方法存在毒性大、价格贵、空间网状结构较简单，对沥青质胶质吸附点少、反应条件难以控制和对设备要求较高等问题，提供了一种利用Mannich反应改性聚醚破乳剂及其制备方法，该改性聚醚破乳剂具有首尾胺基的复杂结构，增加了吸附点，能起到快速脱水的作用。
[0013]本专利技术的目的通过下述技术方案予以实现。
[0014]一种利用Mannich反应改性聚醚破乳剂及其制备方法，按照下述步骤进行：
[0015]步骤1，将硫脲溶解在水中，然后向上述硫脲水溶液中加入二元醛，置于40℃下反应3h，即得到生成交联剂M，其中，硫脲与二元醛的摩尔比为1：2；
[0016]步骤2，将胺类聚醚预聚物A加入带有搅拌、冷凝、温度计的玻璃反应釜中，加入胺类聚醚预聚物A质量0.3％的对甲苯磺酸和胺类聚醚预聚物A质量5％的二元酸(酐)，在85℃搅拌均匀30min后，升温到145℃，脱水反应5h，生成酯化产物B，其中，胺类聚醚预聚物A采用多烯多胺起始剂的PO
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EO
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PO三嵌段聚醚，其中，PO：EO＝4：3；
[0017]步骤3，将步骤2制备得到的酯化产物B降温至60℃后，利用稀盐酸调节其PH＝5后，恒温搅拌20min，然后向其中加入步骤1制备得到的交联剂M，控制温度在60℃下反应4h，得到胺基封端的产物C，即改性聚醚破乳剂，其中，交联剂M所用的硫脲的物质的量与酯化产物B中α
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H的物质的量之比为1：4。
[0018]在步骤1中，二元醛采用乙二醛或者戊二醛，以增加交联剂M的支化度，其中，乙二醛采用溶液形式，其质量浓度为40％，戊二醛采用溶液形式，其质量浓度为50％。
[0019]在步骤1中，选用硫脲，是因为醛和乙二胺等胺类物质容易发生激烈的反应，过程不易控制，而硫脲和醛的反应比较缓和，过程更容易控制。
[0020]在步骤2中，二元酸(酐)采用带有α
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H的二元酸(酐)，以增加酯化产物B中的支链以及α
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H。
[0021]在步骤2中，带有α
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H的二元酸(酐)采用顺丁烯二酸酐、丙二酸或者丁二酸。
[0022]改性聚醚破乳剂在处理油田采出液上的应用，尤其是对于稠油油田采出液上的应用，改性聚醚破乳剂
[0023]本专利技术的有益效果为：采用低温改性方法合成了一种胺基封端的破乳剂，对沥青质胶质含量高的稠油，特别是高含水的注聚油田，脱出的水色较好。
具体实施方式
[0024]下面通过具体的实施例对本专利技术的技术方案作进一步的说明。
[0025]实施例1：
[0026](1)将0.58g硫脲加入10g蒸馏水中，再加入2.22g乙二醛(40％)，置于40℃水浴中反应3h备用，即交联剂M；
[0027](2)将30g水溶性胺类聚醚预聚物A、0.09g对甲苯磺酸(占A质量分数的0.3％)，加入带有搅拌、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用Mannich反应改性聚醚破乳剂，其特征在于：按照下述步骤进行：步骤1，将硫脲溶解在水中，然后向上述硫脲水溶液中加入二元醛，置于40℃下反应3h，即得到生成交联剂M，其中，硫脲与二元醛的摩尔比为1：2；步骤2，将胺类聚醚预聚物A加入带有搅拌、冷凝、温度计的玻璃反应釜中，加入胺类聚醚预聚物A质量0.3％的对甲苯磺酸和胺类聚醚预聚物A质量5％的二元酸(酐)，在85℃搅拌均匀30min后，升温到145℃，脱水反应5h，生成酯化产物B，其中，胺类聚醚预聚物A采用多烯多胺起始剂的PO
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EO
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PO三嵌段聚醚，其中，PO：EO＝4：3；步骤3，将步骤2制备得到的酯化产物B降温至60℃后，利用稀盐酸调节其PH＝5后，恒温搅拌20min，然后向其中加入步骤1制备得到的交联剂M，控制温度在60℃下反应4h，得到胺基封端的产物C，即改性聚醚破乳剂，其中，交联剂M所用的硫脲的物质的量与酯化产物B中α
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H的物质的量之比为1：4。2.根据权利要求1所述的一种利用Mannich反应改性聚醚破乳剂，其特征在于：在步骤1中，二元醛采用乙二醛或者戊二醛，以增加交联剂M的支化度，其中，乙二醛采用溶液形式，其质量浓度为40％，戊二醛采用溶液形式，其质量浓度为50％。3.根据权利要求1所述的一种利用Mannich反应改性聚醚破乳剂，其特征在于：在步骤2中，二元酸(酐)采用带有α
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H的二元酸(酐)，以增加酯化产物B中的支链以及α
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H，带有α
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H的二元酸(酐)采用顺丁烯二酸酐、丙二酸或者丁二酸。4.如权利要求1
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3任一所述的一种利用Mannich反应改性聚醚破乳剂的制备方法，其特征在于：按照下...

【专利技术属性】
技术研发人员：任奕，程艳，杜大委，代红成，张颖，李军，杨记涛，张丽雅，
申请(专利权)人：中海油能源发展股份有限公司，
类型：发明
国别省市：