吡啶釜残与天然聚合物为原料制备油田污水破乳剂开题报告

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1. 研究目的与意义

破乳剂是一种表面活性物质，它能使乳化状的液体结构破坏，以达到乳化液中各相分离开来的目的。原油破乳是指利用破乳剂的化学作用将乳化状的油水混合液中油和水分离开来，使之达到原油脱水的目的，以保证原油外输含水标准。

原油含水是油田开发中的普遍现象和正常状态，而原油含水的危害也非常严重。在石油开采时，油水混合物由井底向地面流动时，随着压力的降低，溶解在原油中的油田气会不断析出，气体的不断膨胀会对油、水进行剧烈的搅拌，从而形成比较稳点的乳状液。原油乳状液的稳定性给原油的脱水处理带来了严重危害。而且原油乳状液的稳定性还会随着含水率的上升，稳定性逐渐增强。由于破乳剂破乳效果不佳等原因造成的。这给生产带来了很多危害，原油乳状液的不断循环处理增大了原油处理负荷，增大了站内回压，造成许多低压油井产量降低或不出油等现象的发生。

我国是一个油田开采大国，所以，破乳剂的优良与否关系到油田开采的效率。因此，新型破乳剂的开发研究在提高油田开采效率，减小原油含水的危害等方面意义重大。而本课题就是提供有效的研究方案，研究利用吡啶来制备优良性能的新型破乳剂。

2. 国内外研究现状分析

在石油开采和集输用化学剂中,破乳剂的用量最大。全世界每天大约生产860万吨原油,至少采出同等数量的水^[1]。 破乳剂用量如按100ppm计算,则全世界破乳剂的年消耗量约63万吨。巨额用量引起了油田化学工作者的极大兴趣,从事破乳剂研究的人员逐渐增多。随着竞争的日益加剧,对破乳剂质量的要求不断提高,价格则要求尽可能低,在环境保护方面要求也越来越严。一些常规破乳剂已不能满足原油生产的多种需要。进入80年代后,破乳剂的研究有了长足进步,新型高效破乳剂不断被开发出来。破乳剂的研究和应用可追朔到本世纪20年代当时所用的破乳剂都是阴离子型的,如脂肪酸盐、环烷酸盐等。1940年环氧乙烯的生产工业化, 破乳剂的研究和应用发生了一次飞跃,出现了环氧乙烷和环氧丙烷嵌段共聚物,非离子型破乳剂正式投入工业应用,原油脱水效率明显提高,用量大幅度减少。进入80年代后,聚酯胺类、聚合物型、两性离子型等破乳剂相继开发出来,破乳剂的最低用量降到1-20ppm。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：1.选取甲基纤维素为主链，利用甲基纤维素上的活性羚基，通过四种不同分子量的聚乙二醇单甲醚接枝到甲基纤维素上，得到聚乙二醇单甲醚接枝的甲基纤维素破乳剂。

2.壳聚糖具有吸保湿性和絮凝能力等良好的性质。但壳聚糖溶解性较差，通过壳聚糖上的羚基和氨基对壳聚糖进行羧甲基化，以增强其溶解性。同时羧甲基化使合成的破乳剂变成阴离子型破乳剂，在破乳过程中降低界面膜上的电荷作用，提高破乳性能。

3.在壳聚糖分子链上同时引入的羧甲基和季铰盐基团，对原油中的金属阳离子、环烷酸根等带负电的离子及表面呈负电性的颗粒有很强的结合能力，破坏原油液滴相互间的静电排斥作用，从而降低原油乳化液的稳定性。

研究计划：（1）1个月用时，通过控制反应取代度可以制得不同用途的甲基纤维素；（2）1个月用时，通过壳聚糖上的羚基和氨基对壳聚糖进行羧甲基化，以增强其溶解性；（3）1个月用时，对羧甲基壳聚糖进一步改性，在壳聚糖分子链上同时引入的羧甲基和季铰盐基团。

4. 研究创新点

在碱性和碘化钾催化条件下，将四种不同分子量的聚乙二醇单甲醚接枝到甲基纤维素上，制备具有特殊的梳型结构和超高分子量的破乳剂。

在碱性和碘化钾催化条件下，通过羧甲基化试剂乙醛酸，使得壳聚糖上的氨基上反应羧甲基，得到羧甲基壳聚糖，从而改变壳聚糖的溶解性。

在碱性条件下，通过缩水甘油基二甲基烷基氯化铰对羧甲基壳聚糖改性。并将聚乙二醇单甲醚接枝到季按化羧甲基壳聚糖上，得到聚乙二醇单甲醚接枝的季铰化羧甲基壳聚糖破乳剂。