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CN1222342C - 油水乳液的破乳化 - Google Patents

油水乳液的破乳化 Download PDF

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Abstract

公开了包含烷氧基化酚醛树脂和丙烯酸组分的组合物，其中烷氧基化酚醛树脂和丙烯酸组分的重量比为约0.2∶1～约4∶1。由此得到的组合物用于油水乳液的破乳化方法中，该方法包括向油水乳液加入该组合物以形成混合物，然后通过公知方法如沉降法进行相分离以生成烃相和水相。在另一种实施方案中，油水乳液的破乳化方法包括向油水乳液加入烷氧基化酚醛树脂和丙烯酸组分以形成混合物，然后进行相分离以生成烃相和水相。

Description

油水乳液的破乳化
                        技术领域
本发明涉及用于油水乳液破乳化的组合物及方法。更具体地说，本发明涉及石油的油水乳液的破乳化。
                        发明背景
油水乳液常常形成和/或存在于油田生产工业、炼油工业、石油化学工业、与这些工业相关的活动(如油和油品的运输)以及能够产生油水乳液的其它工业如食品制造业中。
例如，在油田生产中，可以通过油井注水从岩层中采出更多的原油。这种采油技术包括在二次或三次注水中向成油岩层中注入水从而替代油。注水操作的成功依赖于水取代岩层或沙层的孔中的油的效力。一种用于实现这种取代的技术是降低油相和水相之间的界面张力。向注射流体中加入表面活性剂降低了油相和水相之间的界面张力，最终结果是改善了来自岩层孔中的油的取代。
然而，使用表面活性剂降低界面张力导致形成稳定的油水乳液。
在炼油工业中的乳液可以包括在受控条件下由原油和相对较软的水或稀盐水(粗脱盐)制备的乳液。受控乳化和随后的破乳化在从原油中去除杂质尤其是无机盐中具有重要价值。
炼油和石油化学工业中，可以在废油回收体系中形成其它乳液。
乳液还可能由于在溢出的油和水之间的界面处，油浮于水上而形成。
使用通常的破乳剂和处理技术使这些乳液破乳化是困难和昂贵的。另外，乳液的破乳化不仅可用于油的回收，并且，在很多情况下，为了从这种工艺中排出废水必须进行乳液的破乳化。实际上，处理这种废水到可接受的油含量以进行排放的成本会非常高并且可能包括使用处理设备如澄清器。
因此，期望开发经济迅速地使乳液破乳化并且提供低油含量的水的组合物和方法。
                        发明概述
期望提供使油水乳液有效破乳化的新型组合物。
还期望提供用于使油水乳液破乳化的改进方法。
进一步期望提供用于油水乳液破乳化以生成低油含量的水相的方法。
更进一步期望提供迅速经济地使油水乳液破乳化的方法。
本发明包括用于油水乳液破乳化的新型组合物。该新型组合物包含烷氧基化酚醛树脂和丙烯酸组分。本发明方法用于油水乳液的破乳化，包括向乳液中加入烷氧基化酚醛树脂和丙烯酸组分从而形成混合物，然后通过公知方法如沉降法使混合物发生相分离从而生成烃相和水相。
从发明详述和所附的权利要求书中可以更明显地看到本发明的其它目的和优点。
                        发明详述
本发明的组合物包含至少一种烷氧基化酚醛树脂和丙烯酸组分，或本发明的组合物由或基本上由至少一种烷氧基化酚醛树脂和丙烯酸组分组成。
对于油水乳液破乳化有效的任何烷氧基化酚醛树脂均可以用于本发明。
更具体地说，用于本发明的烷氧基化酚醛树脂包括那些描述于M.De Groote等人的美国专利2,499,365和Bessler的美国专利4,446,054中(全部公开内容均清楚地引入本文作为参考)。这些专利(美国专利2,499,365和美国专利4,446,054)进一步详细描述了这种烷氧基化酚醛树脂的制备。
烷氧基化酚醛树脂的酚基可以是取代酚。合适的取代基可以是不会妨碍形成烷氧基化酚醛树脂的任何取代基。合适的取代基的例子包括但不限于烷基和芳基。烷基可以具有1-15，优选1-10，更优选1-6个碳原子。
丙烯酸组分包含选自丙烯酸、聚丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、正丁基丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚乙基丙烯酸、聚丁基丙烯酸、丙烯酸酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、聚丙烯酸酯、聚(丙烯酸甲酯)、聚(丙烯酸乙酯)、聚(丙烯酸正丁酯)、丙烯酸共聚物及其任意两种或更多种组合的至少一种组分。
本发明组合物或方法中的烷氧基化酚醛树脂与丙烯酸组分的重量比可以是对于油水乳液破乳化有效的任何比例。更具体地说，烷氧基化酚醛树脂与丙烯酸组分的重量比为约0.2∶1约4∶1，优选约0.5∶1-约2∶1，最优选0.8∶1-1.5∶1。
在本发明的另一个实施方案中，可以向油水乳液中加入至少一种烷氧基化酚醛树脂和丙烯酸组分从而形成混合物。将该混合物分成主要含有烃类的烃相以及主要含有水的水相。烷氧基化酚醛树脂和丙烯酸组分可以作为独立的组分或作为上述本发明组合物的一部分加入到油水乳液中。
混合物中烷氧基化酚醛树脂的浓度和丙烯酸组分的浓度可以是足以有效地对油水乳液进行破乳化的任何浓度。
更具体地讲，混合物中烷氧基化酚醛树脂的含量可以是足以提供约8-约30ppmw(重量百万分数)，优选约10-约20ppmw，最优选13-15ppmw的浓度(以混合物中油的总重量计)的量。
混合物中丙烯酸组分的含量可以是足以提供约8-约30ppmw，优选约10-约20ppmw，最优选11-15ppmw的浓度(以混合物中水的总重量计)的量。
可以回收至少一部分烃相并送到下游进行进一步加工，并且可以将至少一部分水相排出并作为直接点源排放而进行处理(如果水质足以这样做的话)或送至下游废水处理系统。当在近海处理油水乳液时，还可以将至少一部分水相直接处理到海里(如果水质允许)。
可以通过本发明组合物或方法破乳化的油水乳液可以是任何油水乳液(无论是有意还是无意形成的)。这种油水乳液的非限制性例子包括前面“发明背景”部分描述的在油田生产工业、石油炼制工业、石油化工工业、与这些工业相关的活动如石油和石油产品的运输、以及其它能够产生油水乳液的工业例如食品制造业中形成的那些油水乳液。
本发明最适合于在油田生产工业中形成的油水乳液的破乳化。尤其是，这种油水乳液包括但不限于从地下原油开采层得到原油时形成的乳液。这些油田乳液包括采出油和采出水，采出油主要包含原油。
在地下原油开采层位于近海时，由于在可得空间极为有限的近海开采单元上安装适用于恶劣的近海环境的水处理设备(如澄清器)的费用高昂，采出水的处理费用可能极其昂贵。此外，处理通常的油水乳液所需的化学品的成本可能相当高。本发明组合物和/或方法显著降低了破乳化成本，特别是降低了与将水处理至足以排放的质量相关的成本。这些成本节约包括化学品成本的降低，在某些情况下，还省去了在其它方面需要的水处理设备成本。
下面的实施例是为了进一步举例说明本发明，并不是对本发明范围的限制。
                        实施例
本实施例说明了使用本发明组合物和/或方法对墨西哥湾的若干个近海平台处形成的油水乳液进行破乳化。
所有的化学品都是采用电子或气压泵连续加入的。
 位置号     处理剂  处理剂浓度5ppmw  采出水的油脂含量6mg/l
    1    DMO82041     45     45-60
    1    DMO82041SCW40132     4525     12-20
    2    DMO82153     60     90-120
    2    DMO82153SCW40132     6030     40-50
    3    DMO82153     60      65-85
    3    DMO82153SCW40132     6030      35-45
    4    DMO2532G4     48      29-38
    4    DMO2532G4SCW40132     4830      15-25
1、DMO8204是Baker-Petrolite出售的产品的产品名称，包含30％(体积)烷氧基化酚醛树脂。
2、SCW4013是Baker-Petrolite出售的产品的产品名称，包含45％(体积)聚丙烯酸。
3、DMO8215是Baker-Petrolite出售的产品的产品名称，包含24％(体积)烷氧基化酚醛树脂。
4、DMO2532是Baker-Petrolite出售的产品的产品名称，包含43％(体积)烷氧基化酚醛树脂。
5、DMO8204和DMO8215的处理剂浓度以罐中油(烃类)的总重量为基础；SCW4013的处理剂浓度以罐中水的总重量为基础。
6、用ASTM D3921-96测试测定油脂浓度。
从表中结果可以十分明显地看出，本发明组合物在使油水乳液破乳化方面是高效的。还可以明显地看出，采用烷氧基化酚醛树脂和聚丙烯酸组分的本发明方法与只采用烷氧基化酚醛树脂的参照方法相比从采出水中除去了更多的油脂。
可以在本发明的公开内容和所附的权利要求的范围内，进行不偏离本发明范围的合理的变化、改进和调整。

Claims (12)

1、一种组合物，包含烷氧基化酚醛树脂和丙烯酸组分，其中所述烷氧基化酚醛树脂与所述丙烯酸组分的重量比为0.2∶1-4∶1。
2、如权利要求1的组合物，其中所述烷氧基化酚醛树脂与所述丙烯酸组分的重量比为0.5∶1-2∶1。
3、如权利要求1的组合物，其中所述烷氧基化酚醛树脂与所述丙烯酸组分的重量比为0.8∶1-1.5∶1。
4、如权利要求1的组合物，其中所述丙烯酸组分包含选自丙烯酸、聚丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、正丁基丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚乙基丙烯酸、聚丁基丙烯酸、丙烯酸酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、聚丙烯酸酯、聚(丙烯酸甲酯)、聚(丙烯酸乙酯)、聚(丙烯酸正丁酯)、丙烯酸共聚物及其任意两种或更多种组合的至少一种组分。
5、一种用于油水乳液破乳化的方法，包括向所述油水乳液中加入前述权利要求1-4中任一项的组合物，从而形成混合物，进行相分离从而生成烃相和水相。
6、如权利要求5的方法，其中所述烷氧基化酚醛树脂在所述混合物中的含量足以提供8ppmv-30ppmw的浓度，以所述混合物中油的总重量计；所述丙烯酸组分在所述混合物中的含量足以提供8ppmv-30ppmv的浓度，以所述混合物中水的总重量计。
7、如权利要求5的方法，其中所述烷氧基化酚醛树脂在所述混合物中的含量足以提供10ppmv-20ppmw的浓度，以所述混合物中油的总重量计；所述丙烯酸组分在所述混合物中的含量足以提供10ppmv-20ppmv的浓度，以所述混合物中水的总重量计。
8、如权利要求5的方法，其中所述烷氧基化酚醛树脂在所述混合物中的含量足以提供13ppmv-15ppmw的浓度，以所述混合物中油的总重量计；所述丙烯酸组分在所述混合物中的含量足以提供11ppmv-15ppmv的浓度，以所述混合物中水的总重量计。
9、如权利要求5的方法，其中所述油水乳液包括采自地下原油开采层的采出油和采出水。
10、如权利要求5的方法，其中回收至少一部分所述烃相，并处理至少一部分所述水相。
11、如权利要求10的方法，其中所述油水乳液包括采自地下原油开采层的采出油和采出水。
12、如权利要求11的方法，其中所述油水乳液在近海破乳化并且所述至少一部分所述水相在近海进行处理。
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