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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。