一种破乳剂、稻草秆的处理方法和应用
阅读说明：本技术 一种破乳剂、稻草秆的处理方法和应用 (Demulsifier, and treatment method and application of straw stalk ) 是由 米远祝 杨莹 赵庆美 曲宝龙 于 2021-06-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种破乳剂、稻草秆原料的处理方法和应用,属于油田化学品技术领域。该稻草秆的处理方法,包括将稻草秆原料与酸溶液按照物料比(1.5-3)g:(100-150)mL进行反应,之后过滤干燥即可。本发明还提出一种破乳剂,包括上述处理方法处理得到的稻草秆。此外,本发明还提出一种上述破乳剂在处理W/O原油乳状液中的应用。本发明提出的破乳剂可短时间内实现高效破乳,破乳率高达89％以上。(The invention discloses a demulsifier, a treatment method and application of straw stalk raw materials, and belongs to the technical field of oilfield chemicals. The straw stalk treatment method comprises the steps of reacting a straw stalk raw material with an acid solution according to a material ratio of (1.5-3) g (100-. The invention also provides a demulsifier, which comprises the straw stalk treated by the treatment method. In addition, the invention also provides an application of the demulsifier in treating the W/O crude oil emulsion. The demulsifier provided by the invention can realize high-efficiency demulsification in a short time, and the demulsification rate is up to more than 89%.)
技术领域
本发明涉及油田化学品技术领域，具体涉及一种破乳剂、稻草秆原料的处理方法和应用。
背景技术
稳定乳状液的处理是采油过程中一个非常棘手的问题。表面活性剂的加入和原油中天然表面活性剂的存在是乳状液稳定存在的主要原因。乳化水的存在会引起原油输送管道的腐蚀，增加原油的粘度和运输成本。此外，在精炼过程中还会导致催化剂中毒。因此，在原油运输和精炼之前，必须将乳化水进行分离。
石油工业中有多种破乳技术，其中化学破乳是应用最为广泛的一种技术。近年来，TiO2、SiO2、磁性纳米粒子、碳基纳米材料(氧化石墨烯、碳纳米管等)以及超支化聚合物等均被用作破乳剂对油水乳液进行破乳，它们具有传统破乳剂所缺乏的许多优势。尽管上述破乳剂对油水乳液的分离效果良好，但是仍然存在一些缺点。例如，制备过程特别复杂，而且具有潜在的风险。在制备的过程中，一般需要使用多种化学药剂。此外，在碳基材料的制备过程中还采用了强氧化性的硫酸和硝酸。
因此，有必要开发一种制备方法简单、性能优良的原油破乳剂。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种破乳剂、稻草秆的处理方法和应用，解决现有技术中用于破乳的物质制备过程复杂且破乳效果较差的技术问题。
为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种破乳剂、稻草秆的处理方法和应用。
本发明提出一种稻草秆的处理方法，包括将稻草秆原料与酸溶液按照物料比(1.5-3)g:(100-150)mL进行反应，之后过滤干燥即可。
进一步地，在进行所述反应之前还包括将稻草秆原料粉碎成粉末并过筛。
进一步地，所述酸溶液为乙酸溶液或者盐酸溶液。
进一步地，所述乙酸溶液或者所述盐酸溶液的浓度为0.1-1mol/L。
进一步地，将所述稻草秆原料与所述酸溶液进行搅拌反应的搅拌速度为500-1500转/min。
进一步地，进行所述搅拌反应的搅拌时间为12-24h。
进一步地，在进行所述干燥之前还包括将反应后的所述稻草秆原料用水清洗至中性。
进一步地，将所述稻草秆原料粉碎成粉末之前还包括将收割的新鲜稻草秆自然风干得到所述稻草秆原料。
本发明还提出一种破乳剂，包括上述处理方法处理得到的稻草秆。
此外，本发明还提出一种上述破乳剂在处理W/O原油乳状液中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：稻草秆原料与酸溶液按照物料比(1.5-3)g:(100-150)mL进行的反应为水解反应，水解反应使稻草秆的表面富含大量亲水性含氧基团，由于稻草秆本身含有较大量的二氧化硅，大量新增的亲水性含氧基团使得稻草秆具有高的界面活性能，使其快速地迁移到油水界面并破坏或替换界面膜中的表面活性物质，促使界面膜破裂，达到油水分离的目的，短时间内可实现高效破乳，破乳率高达89％以上。
附图说明
图1是本发明实施例1处理后的稻草秆的FT-IR图。
图2是本发明实施例1处理前的稻草秆原料的扫描电镜图。
图3是本发明实施例1处理后的稻草秆的扫描电镜图。
具体实施方式
本具体实施方式提供了一种稻草秆原料的处理方法，包括将稻草秆原料粉碎成粉末并用100-200目的筛网过筛，将过筛后的稻草秆粉末与酸溶液按照物料比(1.5-3)g:(100-150)mL在室温下按照搅拌速度500-1500转/min进行搅拌反应12-24h，将反应后的所述稻草秆粉末过滤并用水清洗至中性，之后在60-70℃下干燥即可；进一步地，所述酸溶液优选为乙酸溶液或者盐酸溶液，所述乙酸溶液或者所述盐酸溶液的浓度优选为0.1-1mol/L。
本具体实施方式还提出一种破乳剂，包括上述处理方法处理得到的稻草秆。
本具体实施方式还包括一种上述破乳剂在处理W/O原油乳状液中的应用。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本实施例提出一种破乳剂，由以下处理方法得到：将稻草秆原料粉碎成粉末并用200目的筛网过筛，将过筛后的稻草秆粉末1.5g与浓度为0.25mol/L的乙酸溶液100mL于250mL的锥形瓶中混合，在室温下按照搅拌速度1000转/min进行搅拌反应24h，将反应后的所述稻草秆原料过滤并用蒸馏水清洗至中性，之后在70℃干燥24h即可。
从图1可以看出在482cm-1处有SiO2的Si-O-Si和Si-O-C特征峰，在3420cm-1、1635cm-1、1062cm-1处出现了羟基的特征峰，说明处理后的稻草秆同时存在Si-O-Si、Si-O-C和羟基。
从图2可以看出没有经过处理的稻草秆的表面较为光滑，从图3可以看出经过酸处理后的稻草秆的表面不平整，且多孔，这也可能影响破乳效率。
实施例2
本实施例提出一种破乳剂，由以下处理方法得到：包括将稻草秆原料粉碎成粉末并用200目的筛网过筛，将过筛后的稻草秆粉末1.5g与浓度为0.25mol/L的乙酸溶液100mL于250mL的锥形瓶中混合，在室温下按照搅拌速度1000转/min进行搅拌反应12h，将反应后的所述稻草秆原料过滤并用蒸馏水清洗至中性，之后在70℃干燥24h即可。
实施例3
本实施例提出一种破乳剂，由以下处理方法得到：包括将稻草秆原料粉碎成粉末并用100目的筛网过筛，将过筛后的稻草秆粉末1.5g与浓度为0.25mol/L的乙酸溶液100mL于250mL的锥形瓶中混合，在室温下按照搅拌速度1000转/min进行搅拌反应12h，将反应后的所述稻草秆原料过滤并用蒸馏水清洗至中性，之后在70℃干燥24h即可。
实施例4
本实施例提出一种稻草秆，由以下处理方法得到：包括将稻草秆原料粉碎成粉末并用100目的筛网过筛，将过筛后的稻草秆粉末3g与浓度为0.5mol/L的乙酸溶液100mL于250mL的锥形瓶中混合，在室温下按照搅拌速度500转/min进行搅拌反应18h，将反应后的所述稻草秆原料过滤并用蒸馏水清洗至中性，之后在70℃干燥24h即可。
实施例5
本实施例提出一种破乳剂，由以下处理方法得到：包括将稻草秆原料粉碎成粉末并用200目的筛网过筛，将过筛后的稻草秆粉末2g与浓度为1mol/L的乙酸溶液150mL于250mL的锥形瓶中混合，在室温下按照搅拌速度1500转/min进行搅拌反应24h，将反应后的所述稻草秆原料过滤并用蒸馏水清洗至中性，之后在70℃干燥24h即可。
实施例6
本实施例提出一种破乳剂，由以下处理方法得到：包括将稻草秆原料粉碎成粉末并用200目的筛网过筛，将过筛后的稻草秆粉末3g与浓度为0.1mol/L的乙酸溶液150mL于250mL的锥形瓶中混合，在室温下按照搅拌速度1500转/min进行搅拌反应12h，将反应后的所述稻草秆原料过滤并用蒸馏水清洗至中性，之后在70℃干燥24h即可。
实施例7
本实施例提出一种破乳剂，由以下处理方法得到：将稻草秆原料粉碎成粉末并用200目的筛网过筛，将过筛后的稻草秆粉末1.5g与浓度为0.25mol/L的盐酸溶液100mL于250mL的锥形瓶中混合，在室温下按照搅拌速度1000转/min进行搅拌反应24h，将反应后的所述稻草秆原料过滤并用蒸馏水清洗至中性，之后在70℃干燥24h即可。
对比例1
本对比例中的稻草秆为没有经过酸处理的稻草秆，仅由稻草秆原料粉碎成粉末并用200目的筛网过筛制得。
对比例2
本对比例以稻壳为原料，按照实施例1的方法处理稻壳制得破乳剂，具体步骤为：将稻壳原料粉碎成粉末并用200目的筛网过筛，将过筛后的稻壳粉末1.5g与浓度为0.25mol/L的乙酸溶液100mL于250mL的锥形瓶中混合，在室温下按照搅拌速度1000转/min进行搅拌反应24h，将反应后的所述稻壳原料过滤并用蒸馏水清洗至中性，之后在70℃干燥24h即可。
应用例1
将实施例1-7的破乳剂配制成不同浓度的破乳剂并在原油乳状液中的应用
准确称量不同重量份(0、0.004、0.008、0.012、0.016、0.02)实施例1～7制备的破乳剂，分别加入到1重量份的乙醇中，超声2～4分钟使它们混合均匀形成悬浊液，再将19重量份的22wt％的W/O原油乳液加入其中，即得到破乳剂在W/O原油乳液中的浓度依次为0、200mg/L、400mg/L、600mg/L、800mg/L、1000mg/L。再将混合液放置于70℃水浴中加热3min，然后剧烈振荡200次左右，使其混合均匀，再放置于70℃水浴中静置120min，最后计算它们的破乳效率，结果如表1所示。
表1实施例1-7不同浓度的破乳剂的破乳效率
从表1数据可以看出，本发明提供的破乳剂在合适的加量条件下，能达到良好的破乳效果，且破乳效率随着破乳剂在原油乳状液中浓度的增大而有所提高。另外盐酸溶液处理得到的稻草秆的破乳效率略低于乙酸处理的稻草秆。
相同浓度的实施例1-7及对比例1-2的破乳剂在原油乳状液中的应用
另外按照上述处理方法将对比例1和对比例2中的稻草秆原料和稻壳用于破乳，两者在W/O原油乳液的浓度为600mg/L，结果如表2所示，为了方便比较，将实施例1-7浓度为600mg/L的破乳的结果也放入表2。
表2浓度相同的实施例1-7及对比例1-2的破乳剂的破乳效率
样品
破乳效率
实施例1
89.52％
实施例2
82.24％
实施例3
85.59％
实施例4
84.87％
实施例5
83.79％
实施例6
84.16％
实施例7
81.51％
对比例1
48.15％
对比例2
0
从表2可以看出，没有经过任何处理的稻草秆具有一定的破乳效果，但破乳效率较低；经过乙酸处理的稻壳不具有破乳效果，说明稻壳虽然与稻壳杆都属于水稻的组成部分，但不可替代稻草秆的破乳性能。
应用例2：破乳剂在高盐度的原油乳状液中的应用
将氯化钠按重量份(0、0.1、0.2、0.3、0.4)依次加入到22wt％的W/O原油乳液中，得到原油乳液的盐度分别为0、5000mg/L、10000mg/L、15000mg/L、20000mg/L。准确称量0.012重量份实施例1～6制备的破乳剂加入到1重量份的乙醇中，超声2～4分钟使它们混合均匀形成悬浊液。再将19重量份的上述W/O原油乳液加入其中，稻草秆粉末破乳剂在W/O原油乳液中的浓度为600mg/L。然后将混合液放置70℃后剧烈振荡200次左右，使其混合均匀，再继续放置于70℃水浴水浴中加热3min，然中静置120min，最后计算它们的破乳效率，结果如表3所示。
表3实施例1-7的破乳剂在不同盐度下的破乳效率
从表3的数据可以看出，加了盐之后，稻草秆粉末破乳剂对原油乳液的破乳效率变得更高，说明稻草秆破乳剂具有良好的耐盐性，而且盐度对它的破乳有一定的促进作用，但提高盐度对破乳效果没有明显的促进作用。
应用例3
不同破乳时间对破乳剂在原油乳状液中的影响
准确称量0.012重量份实施例1～3制备的破乳剂加入到1重量份的乙醇中，超声2～4分钟使它们混合均匀形成悬浊液，再将19重量份的22wt％的W/O原油乳液加入其中，即得到稻草秆粉末破乳剂在W/O原油乳液中的浓度为600mg/L，再将混合液放置70℃水浴中加热3min，然后剧烈振荡200次左右，使其混合均匀，再放置于70℃水浴中静置，分别在1、30、60、90、120min时计算其破乳效率，结果如表4所示。
表4实施例1-3的破乳剂在不同破乳时间下的破乳效率
从表4的数据可以看出，破乳剂对原油乳液的破乳在极短的时间内就可以发生，说明稻草秆粉末破乳剂的破乳效果对时间依赖性不高，破乳速度快。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。
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