本發(fā)明涉及一種用于油田污水處理的除油劑，具體涉及一種聚合物驅(qū)采出污水的除油劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

聚合物驅(qū)油技術(shù)目前已經(jīng)取得了較好的增油效果。聚合物驅(qū)油中含有聚丙烯酰胺(PAM)，由于PAM與乳化劑分子具有相似性，使得PAM存在體系中分子集中在油水界面上，與乳化分子一起形成較大強(qiáng)度和良好彈性的復(fù)合膜?；谏鲜鎏攸c(diǎn)，聚合物驅(qū)油產(chǎn)出污水的含油指標(biāo)較高。

隨著聚合物驅(qū)油應(yīng)用規(guī)模的擴(kuò)大，隨之而來(lái)的問(wèn)題是聚驅(qū)污水處理。聚合物驅(qū)油的污水中不僅含油量高，而且含有大量的聚合物。聚合物的存在增加了水相的黏度，使水相攜油能力增強(qiáng)，增加了油水分離的難度；微觀測(cè)試結(jié)果顯示，聚合物使油水界面強(qiáng)度增大，界面電荷增強(qiáng)，導(dǎo)致采出水中小油珠穩(wěn)定存在于水體中，增加了處理難度；此外，聚合物的存在還干擾了絮凝劑的使用效果，使絮凝作用變差，大大增加了藥劑的用量；由于聚合物的吸附作用，聚合物的吸附性較強(qiáng)，攜帶的泥沙量增大，大大縮短了反沖洗周期。

目前常采用的措施主要有：①物理手段處理含聚污水。此類技術(shù)主要包括電脫水工藝技術(shù)、“兩級(jí)沉降、兩次壓力過(guò)濾”處理技術(shù)、以及射流氣浮技術(shù)等；②化學(xué)方法處理含聚污水。此類技術(shù)首先進(jìn)行破乳處理，然后再優(yōu)選合適的除油劑等藥劑進(jìn)行凈化工藝。

隨著聚合物驅(qū)的深入進(jìn)行，含聚污水的處理量越來(lái)越大，成分也越來(lái)越復(fù)雜，這不僅使污水處理的難度增大，還會(huì)造成處理設(shè)備的加速老化，由此可見(jiàn)，含聚污水的處理是油田高效健康穩(wěn)產(chǎn)的保障。但是由于地面實(shí)施作業(yè)方式復(fù)雜多變，造成污水成分具有明顯的地域性及時(shí)效性。

專利ZL201410455664.7“一種用于油田二元復(fù)合驅(qū)產(chǎn)出污水的除油劑”采用了丙烯酰氧乙基二甲基胺、氯代烷、丙烯酰胺、N，N’-亞甲基雙丙烯酰胺、過(guò)硫酸銨和亞硫酸鈉反應(yīng)而成，該除油劑具有用量少，成本低，除油率高的特點(diǎn)，除油效率高，制備簡(jiǎn)單，成本低等特點(diǎn)，但是該除油劑屬于反向破乳劑，對(duì)于水包油型乳液的破乳效果較差，同時(shí)，該除油劑不適用于含聚污水的除油處理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)目前現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種聚合物驅(qū)采出污水的除油劑及其制備方法，該除油劑具有制備工藝簡(jiǎn)單、成本低廉、適應(yīng)性強(qiáng)，且除油效果好的特點(diǎn)。

本發(fā)明的目的在于提供一種聚合物驅(qū)采出污水的除油劑，該除油劑是由正癸醛在三氟化硼乙醚溶液的催化下與環(huán)氧溴丁烷反應(yīng)生成中間體，然后與吡咯烷酮反應(yīng)生成陽(yáng)離子型除油劑，其分子式如下：

所述的正癸醛、環(huán)氧溴丁烷和吡咯烷酮的摩爾比為1.0∶0.5～1.25∶0.5～1.5，優(yōu)選為1.0∶1.0∶1.1。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種聚合物驅(qū)采出污水的除油劑的制備方法，該除油劑的制備方法具體包括以下步驟：

(1)在帶有攪拌棒的三口燒瓶中放入水浴鍋內(nèi)，加入上述摩爾比的正癸醛，然后加入溶劑，升溫至35～50℃，在攪拌速率為250～400rpm下攪拌15～40min，然后加入催化劑，將上述摩爾比的環(huán)氧溴丁烷放置到恒壓滴液漏斗中，控制滴速為3～4滴/min，升溫至60～65℃，攪拌速率為450～550rpm，恒溫反應(yīng)6～8h，反應(yīng)完成后冷卻至室溫，得到中間體2-壬基-4-溴乙基-1，3-二氧雜環(huán)戊烷溶液。

(2)將上述中間體2-壬基-4-溴乙基-1，3-二氧雜環(huán)戊烷溶液轉(zhuǎn)入到四口燒瓶中，通N₂，在N₂的保護(hù)下調(diào)節(jié)溫度至45～55℃，攪拌速率調(diào)節(jié)到250～450rpm，加入上述摩爾比的吡咯烷酮，恒溫6～12min，將碘化鈉倒入上述溶液中，升溫至65～90℃，攪拌速率為600～650rpm，恒溫反應(yīng)10～24h后自然降溫至室溫，隨后過(guò)濾除去溶劑，得到粗產(chǎn)品。

(3)用石油醚洗滌上述粗產(chǎn)品，洗滌3～6次，將所得產(chǎn)物干燥12～48h，得到粘稠產(chǎn)物，即本發(fā)明的除油劑。

所述的溶劑為乙腈，用量為正癸醛質(zhì)量的15～25倍；所述的催化劑為質(zhì)量濃度30％的三氟化硼乙醚溶液，用量為正癸醛質(zhì)量的0.1～0.5％；所述的碘化鈉的用量為正癸醛質(zhì)量的1.0～2.5％。

所述的反應(yīng)方程式如下：

一種聚合物驅(qū)采出污水的除油劑，其使用工藝過(guò)程如下：

根據(jù)油田聚合物驅(qū)產(chǎn)出污水中含油情況，向污水中加入本發(fā)明的除油劑，實(shí)現(xiàn)破乳和油水分離，回收石油類物質(zhì)后，供后續(xù)工藝進(jìn)一步處理。除油劑的具體加入量如下：

(1)含油α≥500mg/L時(shí)，加入除油劑使污水中除油劑的質(zhì)量濃度為40～100mg/L；

(2)500＞含油α≥200mg/L時(shí)，加入除油劑使污水中除油劑的質(zhì)量濃度為20～40mg/L；

(3)200＞含油d≥50mg/L時(shí)，加入除油劑使污水中除油劑的質(zhì)量濃度為5～20mg/L；

(4)含油α＜50mg/L時(shí)，加入除油劑使污水中除油劑的質(zhì)量濃度為0.5～5mg/L。

本發(fā)明提供的聚合物驅(qū)采出污水的除油劑，其屬于陽(yáng)離子型表面活性劑，由于吡咯烷酮基團(tuán)上的酮基的吸電子性，使得整個(gè)分子的正電性增強(qiáng)，導(dǎo)致靜電中和能力增強(qiáng)，油珠表面的ξ電位迅速下降，油珠之間碰撞聚結(jié)的幾率增大，從而起到絮凝的作用；此外，該除油劑分子含有疏水長(zhǎng)鏈與雜環(huán)極性基團(tuán)，易于與污水中的油滴吸附，將水中帶負(fù)電的微小顆粒吸附到除油劑周圍，進(jìn)而導(dǎo)致W/O型乳液易于破乳；本發(fā)明的除油劑分子極易與油污吸附，進(jìn)而將包覆在油污表面的聚合物取代，打破了O/W型乳液的穩(wěn)定性，降低了聚合物驅(qū)采出污水的粘度，從而釋放了污水中攜帶的泥沙等雜質(zhì)。綜上所述，本發(fā)明所述的除油劑將凝聚、破乳和降低粘度三個(gè)作用有機(jī)結(jié)合起來(lái)，提高了除油效率。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

(1)本發(fā)明的除油劑的原料來(lái)源廣泛，合成工藝簡(jiǎn)單，適應(yīng)性強(qiáng)和用量少的特點(diǎn)；

(2)本發(fā)明的除油劑不含有無(wú)機(jī)絮凝成分，具有凝聚、破乳和降低粘度三效合一的作用；

(3)本發(fā)明的除油劑具有除油效率高的特點(diǎn)，聚合物驅(qū)采出污水的除油率達(dá)97％以上，較現(xiàn)有的藥劑提高50％以上，滿足了聚合物驅(qū)采出污水的除油預(yù)處理的要求。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體的實(shí)施例，并參照數(shù)據(jù)進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例只是為了舉例說(shuō)明本發(fā)明，而非以任何方式限制本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例1：除油劑C₁及其制備方法

(1)除油劑C₁的組成及組份如下：

除油劑是由正癸醛在三氟化硼乙醚溶液的催化下與環(huán)氧溴丁烷反應(yīng)生成中間體，然后與吡咯烷酮反應(yīng)生成陽(yáng)離子型除油劑，其分子式如下：

其中，正癸醛、環(huán)氧溴丁烷和吡咯烷酮的摩爾比為1.0∶0.5∶0.5。

(2)除油劑C₁的制備方法如下：

①在帶有攪拌棒的三口燒瓶中放入水浴鍋內(nèi)，加入1mol的正癸醛，然后加入2340g乙腈，升溫至35℃，在攪拌速率為350rpm下攪拌25min，然后加入0.156g質(zhì)量濃度30％的三氟化硼乙醚溶液，將0.5mol環(huán)氧溴丁烷放置到恒壓滴液漏斗中，控制滴速為3滴/min，升溫至60℃，攪拌速率為450rpm，恒溫反應(yīng)6h，反應(yīng)完成后冷卻至室溫，得到中間體2-壬基-4-溴乙基-1，3-二氧雜環(huán)戊烷溶液；

②將上述中間體2-壬基-4-溴乙基-1，3-二氧雜環(huán)戊烷溶液轉(zhuǎn)入到四口燒瓶中，通N₂，在N₂的保護(hù)下調(diào)節(jié)溫度至50℃，攪拌速率調(diào)節(jié)到250rpm，加入0.5mol的吡咯烷酮，恒溫6min，將1.56g碘化鈉倒入上述溶液中，升溫至65℃，攪拌速率為620rpm，恒溫反應(yīng)10h后自然降溫至室溫，隨后過(guò)濾除去溶劑，得到粗產(chǎn)品；

③用石油醚洗滌上述粗產(chǎn)品，洗滌3次，將所得產(chǎn)物干燥12h，得到粘稠產(chǎn)物，即本發(fā)明的除油劑C₁。

實(shí)施例2：除油劑C₂及其制備方法

(1)除油劑C₂的組成及組份如下：

除油劑是由正癸醛在三氟化硼乙醚溶液的催化下與環(huán)氧溴丁烷反應(yīng)生成中間體，然后與吡咯烷酮反應(yīng)生成陽(yáng)離子型除油劑，其分子式如下：

其中，正癸醛、環(huán)氧溴丁烷和吡咯烷酮的摩爾比為1.0∶1.0∶1.1。

(2)除油劑C₂的制備方法如下：

①在帶有攪拌棒的三口燒瓶中放入水浴鍋內(nèi)，加入1mol的正癸醛，然后加入3250g乙腈，升溫至40℃，在攪拌速率為250rpm下攪拌15min，然后加入0.54g質(zhì)量濃度30％的三氟化硼乙醚溶液，將1.0mol環(huán)氧溴丁烷放置到恒壓滴液漏斗中，控制滴速為3滴/min，升溫至62℃，攪拌速率為500rpm，恒溫反應(yīng)7h，反應(yīng)完成后冷卻至室溫，得到中間體2-壬基-4-溴乙基-1，3-二氧雜環(huán)戊烷溶液；

②將上述中間體2-壬基-4-溴乙基-1，3-二氧雜環(huán)戊烷溶液轉(zhuǎn)入到四口燒瓶中，通N₂，在N₂的保護(hù)下調(diào)節(jié)溫度至45℃，攪拌速率調(diào)節(jié)到320rpm，加入1.1mol的吡咯烷酮，恒溫8min，將2.45g碘化鈉倒入上述溶液中，升溫至75℃，攪拌速率為600rpm，恒溫反應(yīng)18h后自然降溫至室溫，隨后過(guò)濾除去溶劑，得到粗產(chǎn)品；

③用石油醚洗滌上述粗產(chǎn)品，洗滌4次，將所得產(chǎn)物干燥24h，得到粘稠產(chǎn)物，即本發(fā)明的除油劑C₂。

實(shí)施例3：除油劑C₃及其制備方法

(1)除油劑C₃的組成及組份如下：

除油劑是由正癸醛在三氟化硼乙醚溶液的催化下與環(huán)氧溴丁烷反應(yīng)生成中間體，然后與吡咯烷酮反應(yīng)生成陽(yáng)離子型除油劑，其分子式如下：

其中，正癸醛、環(huán)氧溴丁烷和吡咯烷酮的摩爾比為1∶1.25∶1.5。

(2)除油劑C₃的制備方法如下：

①在帶有攪拌棒的三口燒瓶中放入水浴鍋內(nèi)，加入1mol的正癸醛，然后加入3900g乙腈，升溫至50℃，在攪拌速率為400rpm下攪拌40min，然后加入0.78g質(zhì)量濃度30％的三氟化硼乙醚溶液，將1.25mol環(huán)氧溴丁烷放置到恒壓滴液漏斗中，控制滴速為4滴/min，升溫至65℃，攪拌速率為550rpm，恒溫反應(yīng)8h，反應(yīng)完成后冷卻至室溫，得到中間體2-壬基-4-溴乙基-1，3-二氧雜環(huán)戊烷溶液；

②將上述中間體2-壬基-4-溴乙基-1，3-二氧雜環(huán)戊烷溶液轉(zhuǎn)入到四口燒瓶中，通N₂，在N₂的保護(hù)下調(diào)節(jié)溫度至55℃，攪拌速率調(diào)節(jié)到450rpm，加入1.5mol的吡咯烷酮，恒溫12min，將3.9g碘化鈉倒入上述溶液中，升溫至90℃，攪拌速率為650rpm，恒溫反應(yīng)24h后自然降溫至室溫，隨后過(guò)濾除去溶劑，得到粗產(chǎn)品；

③用石油醚洗滌上述粗產(chǎn)品，洗滌6次，將所得產(chǎn)物干燥48h，得到粘稠產(chǎn)物，即本發(fā)明的除油劑C₃。

實(shí)施例4除油劑C₁的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

聯(lián)合站M₅的來(lái)水為聚合物驅(qū)產(chǎn)出水，試驗(yàn)處理規(guī)模為70m³/d，來(lái)水含油量476mg/L，污水礦化度18525mg/L，利用本發(fā)明的除油劑C₁對(duì)聯(lián)合站M₅的污水進(jìn)行除油處理，保持污水中除油劑的濃度為38mg/L，處理后含油量降低到11.9mg/L，含油量降低97.5％，達(dá)到工藝要求。

實(shí)施例5除油劑C₂的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

聯(lián)合站M₇的來(lái)水為聚合物驅(qū)產(chǎn)出水，試驗(yàn)處理規(guī)模為60m³/d，來(lái)水含油量635mg/L，污水礦化度18523mg/L，利用本發(fā)明的除油劑C₂對(duì)聯(lián)合站M₇的污水進(jìn)行除油處理，保持污水中除油劑的濃度為50mg/L，處理后含油量降低到10.8mg/L，含油量降低98.3％，達(dá)到工藝要求。

實(shí)施例6除油劑C₃的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

聯(lián)合站M₁₂的來(lái)水為聚合物驅(qū)產(chǎn)出水，試驗(yàn)處理規(guī)模為50m³/d，來(lái)水含油量538mg/L，污水礦化度21530mg/L，利用本發(fā)明的除油劑C₃對(duì)聯(lián)合站M₁₂的污水進(jìn)行除油處理，保持污水中除油劑的濃度為45mg/L，處理后含油量降低到10.2mg/L，含油量降低98.1％，達(dá)到工藝要求。