利用双功能超支化型表面活性剂对油水两相体系乳化/破乳的方法技术

本发明专利技术公开了利用双功能超支化型表面活性剂对油水两相体系乳化/破乳的方法：将超支化聚缩水甘油醚作为结构内核，6

【技术实现步骤摘要】
利用双功能超支化型表面活性剂对油水两相体系乳化/破乳的方法


[0001]本专利技术涉及石油添加剂领域，具体涉及利用多功能超支化型表面活性剂对油水两相体系进行乳化/破乳的方法。

技术介绍

[0002]在全球初级能源中，石油的开采量和消耗量稳居首位。随着近年世界各地对石油需求的大幅增加，常规油藏被大规模开发，致使石油可采储量所剩无几。稠油作为一种储量大、分布广泛的典型非常规资源，其可持续的开采和利用引起了世界各地的广泛关注。稠油黏度高、密度大的特点使其在地层中具有很大的流动阻力，难以通过常规作业方式实现有效且经济的开采。为了降低稠油驱替的难度，提高稠油采收率，通常将含有适当化学物质的水注入到地层中，将高黏度原油转化成低黏度O/W型乳状液，降低流体流动阻力，进而增大驱替效率。高性能表面活性剂以及聚合物的使用降低了稠油开采难度，但高度乳化的采出液却显著增加下游石油加工过程中的成本和能耗。因此，应用合适的乳化剂和破乳剂对于提高稠油开采效率、实现利益最大化至关重要。
[0003]在稠油的整个生产周期中，O/W型乳状液的稳定性主要涉及乳化和破乳两方面。迄今为止，国内外已研发和报道多种聚合物用于乳状液的稳定以及破乳，但仍然缺乏关于同时具备乳化和破乳两种性能的聚合物的信息。在过去的数年中，超支化聚缩水甘油醚(HPG)由于其相对简单的合成方法、高度支化的网状结构、良好的生物相容性以及大量可修饰的端羟基等特性，在生物医药、纳米材料、涂层涂料等多个领域大放异彩。与此同时，独特的3D拓扑结构以及大量羟基和醚键等官能团的存在赋予HPG较高的界面活性，使其在油田破乳/乳化领域的应用成为可能。
[0004]因此，提供一种既能应用于高黏度原油乳状液破乳又能应用于稠油乳化降黏的多功能表面活性剂是本领域的热点技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种利用双功能超支化型表面活性剂对油水两相体系乳化与破乳的方法；通过控制双功能超支化型表面活性剂在油水两相体系里的添加量，实现破乳和乳化功能之间的转换；当该表面活性剂作为破乳剂时，它可以快速破坏多种高黏度乳状液的稳定性，破乳效率高达95％，油相含水率低于1.5％以下，同时形成清晰地油水界面；当该表面活性剂以超过其临界胶束浓度的添加量加入到油水非均相体系时，在一定剪切力作用下，它可作为乳化剂分散在油水乳状液内并展示出优异的乳化降黏性能。
[0006]本专利技术所提供的技术方案为：
[0007]利用双功能超支化型表面活性剂对油水两相体系乳化/破乳的方法，包括如下步骤：
[0008]1.1)将超支化聚缩水甘油醚作为结构内核，6
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苯己酸和棕榈酸作为复合修饰剂，
基于酯化反应制备得到双功能超支化型表面活性剂；所述双功能超支化型表面活性剂的亲水多孔隙内核为超支化聚缩水甘油醚，外壳由亲油基苯环、长链烷基和酯基组成；
[0009]1.2)将所述双功能超支化型表面活性剂分散到油水两相体系中进行破乳或乳化：当油水两相体系为水包稠油型乳状液时，作为破乳剂进行破乳；油水两相体系为油水非均相体系时，作为乳化剂进行乳化。
[0010]本专利技术中采用6
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苯己酸和棕榈酸对超支化聚缩水甘油醚进行端基修饰，使其端基上接枝多种亲油性基团。改性后的超支化聚合物中亲水多孔隙内核为超支化聚缩水甘油醚，外壳由亲油基苯环、长链烷基和酯基组成，形成具有核壳结构的系列双功能超支化型表面活性剂，其数均分子量分布为80000～120000。
[0011]本专利技术所述酯化反应具体包括：
[0012](1)将6
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苯己酸和棕榈酸溶于少量有机溶剂，滴加至溶有超支化聚缩水甘油醚的反应体系中，在60～120℃下经过12～24h的酯化反应，得到粗产物；
[0013](2)将步骤(1)得到的粗产物浓缩，冷却至室温后透析，烘干得到油状粘稠产物。
[0014]其中，步骤(2)具体为：将步骤(1)得到的粗产物浓缩，冷却至室温后转移至透析袋中，氯仿中透析48h，6h更换一次氯仿，透析袋中产物通过旋蒸除去氯仿，真空烘干12h得到油状粘稠产物，即为双功能超支化型表面活性剂CBHPG。
[0015]作为优选，所述修饰剂6
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苯己酸与超支化聚缩水甘油醚的质量比为0.3～1.0；修饰剂棕榈酸与超支化聚缩水甘油醚的质量比为0.5～1.5。
[0016]通过调控6
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苯己酸和棕榈酸与超支化聚缩水甘油醚的比例，合成了系列不同相对分子质量(M
n
＝80000～120000)的超支化聚缩水甘油醚(CBHPG)。与目前仅具有单一乳化或破乳性能的表面活性剂不同，CBHPG可以通过控制油水非均相体系里的添加量，实现破乳和乳化功能之间的转换。当CBHPG作为破乳剂时，它可以快速破坏多种高黏度乳状液的稳定性，并以较少的添加量实现油水两相分离，破乳效率高达95％，油相含水率低于1.5％以下，同时形成清晰地油水界面。当CBHPG以超过其临界胶束浓度的添加量加入到油水非均相体系时，在一定剪切力作用下，它可作为乳化剂分散在油水乳状液内并展示出优异的乳化降黏性能。即，本专利技术提供的CBHPG可以应用于高黏度原油乳状液破乳以及稠油乳化降黏。
[0017]作为优选，所述酯化反应的温度为80～110℃，反应时间为15～21h。
[0018]本专利技术所述有机溶剂为吡啶或二甲基甲酰胺。
[0019]本专利技术所述双功能超支化型表面活性剂作为破乳剂在水包稠油型乳状液中的添加量为500～2000mg/L。添加量小于500mg/L，破乳效果不佳；添加量大于2000mg/L，CBHPG不再起到破乳作用。
[0020]本专利技术所述双功能超支化型表面活性剂作为乳化剂在油水非均相体系中作为乳化剂时其添加量为2000～4000mg/L。添加量小于2000mg/L，乳化效果不佳；添加量大于4000mg/L，对所形成的乳状液稳定性影响较小。
[0021]本专利技术所述破乳的温度为25～75℃，沉降时间为0.5～2h。作为优选，所述破乳的温度为45～65℃，沉降时间为1～1.5h。
[0022]本专利技术所述乳化的温度为20～90℃，稳定时间为3～36h。作为优选，所述乳化的温度为50～80℃，稳定时间为12～24h。
[0023]本专利技术中所述水包稠油型乳状液中的油相为模拟油或原油。作为优选，所述模拟
油为不同粘度的二甲基硅油(1000mPa.s，30000mPa.s，60000mPa.s)作为优选，所述原油为辽河油田特种稠油，江苏稠油，单家寺稠油以及新疆稠油。
[0024]本专利技术中所述油水非均相体系中的油相为模拟油或原油。作为优选，所述模拟油为不同粘度的二甲基硅油(1000mPa.s，30000mPa.s，60000mPa.s)作为优选，所述原油为辽河油田特种稠油，江苏稠油，单家寺稠油以及新疆稠油。
[0025]本专利技术中所述油水两相体系中水相的矿化度为0～20000mg/L，其中水相中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用双功能超支化型表面活性剂对油水两相体系破乳/乳化的方法，其特征在于，包括如下步骤：1.1)将超支化聚缩水甘油醚作为结构内核，6
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苯己酸和棕榈酸作为复合修饰剂，基于酯化反应制备得到双功能超支化型表面活性剂；所述双功能超支化型表面活性剂的亲水多孔隙内核为超支化聚缩水甘油醚，外壳由亲油基苯环、长链烷基和酯基组成；1.2)将所述双功能超支化型表面活性剂分散到油水两相体系中进行破乳或乳化：当油水两相体系为水包稠油型乳状液时，作为破乳剂进行破乳；油水两相体系为油水非均相体系时，作为乳化剂进行乳化。2.根据权利要求1所述的双功能超支化型表面活性剂对油水两相体系破乳/乳化的方法，其特征在于，所述酯化反应具体包括：2.1)将6
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苯己酸与棕榈酸逐滴加入溶有超支化聚缩水甘油醚的有机溶剂中，在60～120℃下经过12～24h的酯化反应，得到粗产物；2.2)将步骤2.1)得到的粗产物浓缩，冷却至室温后透析，烘干得到油状粘稠产物。3.根据权利要求1或2所述的利用双功能超支化型表面活性剂对油水两相体系破乳/乳化的方法，其特征在于，所述修饰剂6
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苯己酸与超支化聚缩水甘油醚的质量比为0.3～1.0；修饰剂棕榈酸与超支化聚缩水甘油醚的质量比为0.5～1.5。4.根据权利要求1或2所述的利用双功能超支化型表面活性剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫澍，蒋朋飞，方文军，郭永胜，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：