新型原油破乳剂的研究

摘要

酚醛树脂作前聚体的聚醚型非离子型破乳剂破乳性能好，应用广泛，是目前发展最快的一类破乳剂，但是被用作前聚体的烷基酚醛树脂种类较少且结构较单一，其中以苯乙烯化苯酚甲醛树脂作为前聚体合成破乳剂还未有过系统研究。本文以苯乙烯化苯酚甲醛树脂为前聚体，与不同配比的环氧丙烷(PO)与环氧乙烷(EO)聚合得系列破乳剂样品，并对影响脱水效果的因素进行了考察。
　　 用正交试验法考察了反应温度、催化剂用量及反应时间对苯乙烯化苯酚(SP)产率的影响，用信噪比计算并选择出了最优合成条件组。最佳合成条件是:反应温度130℃，催化剂用量0.5％（wt.％），反应时间90min，在此条件下的产率可达88.5％。对合成出的酚醛树脂做了红外图谱测试，SP的特征峰明显，苯乙烯的加入量增加后，苯乙烯在苯酚上有单取代变为多位取代，SP的支链状结构增加。
　　 用组合化学法筛选了PO与EO的配比，发现以苯乙烯基苯酚甲醛树脂为前聚体，对实验区块原油乳液，亲油头含量一定时，EO含量的增加有利于原油乳液的脱水率的提高，并且脱水液面更整齐，脱出水含油量更低;而当破乳剂内EO含量一定时，油头中PO含量的增加有利于提高原油乳液的最终脱水量。在实验设计的基础上选择出了较佳的前聚体、PO及EO含量，并对所制备破乳剂进行了红外图谱测试。
　　 测定了破乳剂的相对溶解度(RSN)，验证了RSN的变化与破乳剂的结构的关系，前聚体内苯乙烯含量增加导致前聚体结构由线型结构向支链型结构变化，并且聚合度会增加，当此前聚体与PO反应时，所合成出的油头分子结构向支链型结构变化，表现为破乳剂亲油性的加强，RSN的减小。验证了RSN与破乳剂破乳性能之间的关系，发现对此类破乳剂RSN大的即水溶好的破乳剂破乳效果更好。
　　 对所合成的破乳剂进行了破乳脱水实验，分析了破乳剂结构的变化对破乳效果的影响，筛选出几种较好的破乳剂样品进行了不同原油的脱水实验，发现本文所合成破乳剂对稠油有着较好脱水效果。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 原油乳状液的形成

1．3 原油乳液的稳定性

1．3．1 界面膜

1．3．2 沥青质、胶质与蜡

1．3．3 油水界面张力与界面压力

1．3．4 界面流变性

1．3．5 矿化度与温度

1．4 原油脱水的必要性

1．5 原油乳液的非化学破乳方法

1．5．1 机械破乳法

1．5．2 物理破乳法

1．5．3 超声波破乳

1．5．4 电解质法

1．6 化学破乳法

1．6．1 化学破乳机理

1．6．2 破乳剂的发展及分类

1．6．3 理想破乳剂的特征

1．6．4 破乳剂的发展趋势

1．7 本文研究内容

第二章 破乳剂的合成

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 实验试剂和仪器

2．2．2 苯乙烯化苯酚的合成

2．2．3 气相色谱法分析苯乙烯化苯酚中的有效组分及含量

2．2．4 苯乙烯基苯酚甲醛化

2．2．5 酚醛树脂与环氧丙烷及环氧乙烷反应

2．2．6 烷基酚醛树脂的红外图谱测定

2．2．7 破乳剂脱水性能的评价

2．3 苯乙烯化苯酚合成过程优化分析

2．3．1 概念介绍

2．3．2 信噪比值的计算

2．3．3 最优组合选择

2．3．4 预测与验证

2．3．5 烷基化反应机理

2．3．6 甲醛化反应机理

2．4 混合裂分法优化破乳剂组成

2．4．1 环氧丙烷与环氧乙烷接入量选择

2．4．2 反应原理

2．5 小结

第三章 图谱及脱水数据分析

3．1 前聚体红外结构分析

3．2 破乳剂成品红外图谱及脱水数据分析

3．2．1 破乳剂红外图谱分析

3．2．2 破乳剂脱水数据分析

3．2．3 破乳剂的相对溶解度测定(Relative solubility number)

3．2．4 破乳剂筛选

第四章 结论

参考文献

致谢