原油破乳剂改性合成.pdfVIP

Ao le 原油破乳剂的改性合成 1 2 任朝华 ，陈大钧 1 长江大学化学与环境工程学院，湖北荆州 （434023 ） 2 西南石油大学化学化工学院，成都 （610500 ） E-mail ：renzzzhuar@126.com 摘 要：回顾了原油破乳剂的发展历程；从高分子化学的角度出发对原油破乳剂合成过程中 最重要的阳离子开环聚合、阴离子开环聚合和配位开环聚合的机理加以探讨，通过改头、换 尾、加骨、扩链、接枝、交联和复配等措施来对原油破乳剂修饰改性以合成新型破乳剂，特 别详细地介绍了含硅破乳剂和含氟破乳剂的合成过程。根据目前原油破乳剂的合成和应用情 况，从五个方面提出了原油破乳剂的发展趋势和亟待解决的问题。 关键词：原油破乳剂；发展历程；离子聚合；开环聚合；改性；合成；含硅破乳剂；含氟破 乳剂；发展趋势 通过不同方法开采出来的原油乳状液都会含有不同程度的水和其他的杂质，这对原油的 储运和加工带来极大地问题。为此，必须对原油乳状液进行脱水、脱盐等的处理。原油破乳 剂是对原油乳状液脱水、脱盐等处理而开发的化学药剂，它主要通过破坏和影响乳状液界面 膜强度或替换界面膜以使乳状液脱稳而达到脱水等目的。随着近年来三次采油的广泛应用， 开采出的原油乳状液脱稳的难度加大，势必要求设计和合成新型原油破乳剂以满足生产的需 要。为此，本文在简要回顾原油破乳剂发展历程的基础上，对原油破乳剂合成过程中的开环 聚合和原油破乳剂的改性合成加入介绍，以促进基础理论研究的发展。 1. 原油破乳剂的发展历程 最早有记载的原油破乳是 1914 年报道的Barnickel[1]用0.1%FeSO4 溶液在35℃~60 ℃使 乳化原油破乳。随后，即20 世纪20 年代至30 年代出现了以低分子阴离子型表面活性剂为 代表的第一代乳化原油破乳剂，如脂肪酸盐、环烷酸盐、硫酸酯盐、磺酸盐等，其特点是用 量大(1000Ppm)，效果差，易受电解质影响等。随着1930 年德国化学家C.Schiiller 合成了以 聚乙二醇和油酸的缩聚物为活性成分的非离子表面活性剂、 1939 年美国的Scretle 和Wotter 合成烷醇聚醚非离子表面活性剂、1940 年合成烷基酚聚氧乙烯醚非离子表面活性剂等的相 继问世以及20 世纪40 年代以后环氧乙烷的工业化生产和脂肪酸、脂肪醇与烷基酚乙氧基化 合物的工业化得以实现，推动了以低分子非离子表面活性剂为主的第二代W/O 原油破乳剂 (如OP 系列、Peragel 系列及Tween 系列等) 的发展。这类原油破乳剂不受酸、碱、盐等电解 质的影响，用量也大幅度减少，但用量还是较大(100ppm~500ppm)，破乳效果仍不理想。自 20 世纪 60 年代至今又研究应用了以高分子非离子表面活性剂聚醚为主的第三代W/O 原油 破乳剂。此类原油破乳剂的最低用量可少到 1ppm~20ppm，破乳效果好但专一性强。20 世 纪中叶以来，随着三次采油在现场日益广泛地应用，采出液含水量不断地增加，使得原油多 呈现为O/W 乳状液，于是导致了包括非离子表面活性剂在内的多种新型原油破乳剂的开发 和应用。 2. 原油破乳剂的合成 原油破乳剂大多数是由环氧化物（主要有环氧乙烯（EO ）、环氧丙烯（PO ）、环氧丁烯 （BO ）和四氢呋喃（THF ）等）的开环聚合和自由基聚合而成的聚醚或非聚醚产品，也有 - 1 -   极少数通过加成聚合或缩合聚合的方式合成包括聚醚在内的多种产品。鉴于有十来年发展历 史的开环聚合研究力度薄弱和新型原油破乳剂合成的重要意义，下面就开环聚合原理和目前 典型的破乳剂合成作以探讨。 2.1 开环聚合 [2，3]根据Lewis 酸碱的定义，醚键是一种特征性碱性强键。因而环氧化物的开环聚合反 应只能用阳离子性物种来引发。但是三元环