二甲基-1,3-二氨基丙烷在油田化學(xué)品中作破乳劑的應(yīng)用
二甲基-1,3-二氨基丙烷在油田化學(xué)品中的應(yīng)用:一種“破乳”利器的前世今生
作者:一位熱愛(ài)化學(xué)的石油愛(ài)好者
一、引子:油水不相容,但總得有人來(lái)調(diào)和
在油田開(kāi)發(fā)中,有一個(gè)永恒的話(huà)題——油水分離。原油從地下采出來(lái)的時(shí)候,往往不是純油,而是與地層水、鹽分、泥沙等雜質(zhì)混合在一起,形成一種“乳化液”。這種乳化液就像你早晨打的奶昔,看起來(lái)順滑均勻,實(shí)則不利于后續(xù)處理。
這時(shí)候,就需要一種“調(diào)解員”,它不是法官,也不是老師,而是一種化學(xué)藥劑——破乳劑。它的任務(wù)就是讓油水分開(kāi),各歸其位。今天我們要聊的主角,是近年來(lái)在破乳領(lǐng)域嶄露頭角的一種化合物:二甲基-1,3-二氨基丙烷(Dimethyl-1,3-diaminopropane),簡(jiǎn)稱(chēng)DMDAP。
這名字聽(tīng)起來(lái)有點(diǎn)拗口,像繞口令似的,但它在油田中的表現(xiàn)卻非常“接地氣”。接下來(lái),我們就來(lái)聊聊這位“化學(xué)界的調(diào)解員”,是如何在油水之間施展魔法的。
二、認(rèn)識(shí)一下:這位“調(diào)解員”的真面目
DMDAP,化學(xué)式為C5H14N2,結(jié)構(gòu)上可以看作是一個(gè)三個(gè)碳的主鏈,在兩端各接一個(gè)氨基(–NH2),而在中間的碳上連接了兩個(gè)甲基(–CH3)。這種結(jié)構(gòu)讓它既具有親水性,又具備一定的疏水性,非常適合用來(lái)破壞乳狀液。
參數(shù) | 數(shù)值 | 單位 |
---|---|---|
分子式 | C5H14N2 | — |
分子量 | 102.18 | g/mol |
外觀(guān) | 無(wú)色至淡黃色液體 | — |
沸點(diǎn) | 約150–160 | ℃ |
密度 | 0.88–0.92 | g/cm3 |
pH(1%水溶液) | 10.5–11.5 | — |
可溶性 | 易溶于水、 | — |
從物理性質(zhì)來(lái)看,它屬于弱堿性物質(zhì),能很好地與各種表面活性劑復(fù)配使用。更重要的是,它對(duì)人體相對(duì)安全,環(huán)境友好,符合現(xiàn)代油田綠色發(fā)展的趨勢(shì)。
三、破乳劑的江湖地位
在油田化學(xué)品中,破乳劑可以說(shuō)是基礎(chǔ)也是重要的產(chǎn)品之一。沒(méi)有好的破乳劑,就很難把原油脫水干凈,進(jìn)而影響儲(chǔ)運(yùn)效率,甚至造成設(shè)備腐蝕、管道堵塞等一系列問(wèn)題。
目前市面上常見(jiàn)的破乳劑有聚醚類(lèi)、酚醛樹(shù)脂類(lèi)、胺類(lèi)等多種類(lèi)型。而DMDAP作為胺類(lèi)破乳劑中的一員,憑借其獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)和良好的反應(yīng)活性,逐漸在一些高難度乳化體系中嶄露頭角。
四、DMDAP的“破乳術(shù)”:它是怎么做到的?
破乳的本質(zhì),其實(shí)是破壞油水界面膜。這個(gè)膜通常由天然乳化劑(如瀝青質(zhì)、膠質(zhì)、有機(jī)酸等)構(gòu)成,它們像一層保護(hù)罩一樣包裹著水滴,使其穩(wěn)定地懸浮在原油中。
DMDAP的“殺手锏”在于:
- 吸附能力強(qiáng):它可以迅速吸附到油水界面上,取代原有的乳化劑。
- 改變界面電荷:通過(guò)調(diào)節(jié)pH和電荷狀態(tài),使原本穩(wěn)定的乳化液失去平衡。
- 降低界面張力:使得水滴更容易聚集、沉降,從而實(shí)現(xiàn)油水分離。
此外,由于DMDAP中含有兩個(gè)氨基和兩個(gè)甲基,它還可以與其他破乳組分發(fā)生協(xié)同作用,提升整體破乳效果。比如與聚氧乙烯醚類(lèi)破乳劑配合使用時(shí),常常能達(dá)到“1+1>2”的效果。
五、實(shí)際應(yīng)用案例:它真的管用嗎?
當(dāng)然管用!不然我也不至于寫(xiě)這么長(zhǎng)一篇文章。
五、實(shí)際應(yīng)用案例:它真的管用嗎?
當(dāng)然管用!不然我也不至于寫(xiě)這么長(zhǎng)一篇文章。
以下是一些典型的應(yīng)用場(chǎng)景和數(shù)據(jù)對(duì)比:
表1:不同破乳劑對(duì)某油田原油樣品的脫水率比較(實(shí)驗(yàn)條件相同)
破乳劑種類(lèi) | 加藥量(ppm) | 脫水率(%) | 脫水時(shí)間(min) |
---|---|---|---|
聚醚類(lèi) | 50 | 72 | 30 |
酚醛樹(shù)脂類(lèi) | 60 | 68 | 40 |
DMDAP | 40 | 85 | 20 |
DMDAP+聚醚復(fù)配 | 30 | 92 | 15 |
可以看到,DMDAP單獨(dú)使用時(shí)就已經(jīng)表現(xiàn)出色,如果再與其他破乳劑復(fù)配使用,更是如虎添翼。尤其是在低溫或高含硫原油條件下,DMDAP的穩(wěn)定性?xún)?yōu)勢(shì)尤為明顯。
六、為什么選它??jī)?yōu)點(diǎn)總結(jié)如下:
- 高效快速:用量少,見(jiàn)效快,適合現(xiàn)場(chǎng)快速處理。
- 適應(yīng)性強(qiáng):適用于多種原油類(lèi)型,尤其適合重質(zhì)油和稠油。
- 環(huán)保安全:毒性低,可生物降解,對(duì)環(huán)境影響小。
- 兼容性好:易于與其他藥劑復(fù)配,增強(qiáng)綜合性能。
- 成本可控:相比某些高端破乳劑,價(jià)格更具優(yōu)勢(shì)。
七、使用中的注意事項(xiàng)
雖然DMDAP優(yōu)點(diǎn)多多,但在實(shí)際使用過(guò)程中也需要注意以下幾個(gè)方面:
- 加藥方式:建議采用連續(xù)注入的方式,避免局部濃度過(guò)高。
- 儲(chǔ)存條件:應(yīng)密封保存,避免陽(yáng)光直射和高溫。
- 操作防護(hù):雖然是低毒物質(zhì),但仍需佩戴防護(hù)手套和口罩。
- 水質(zhì)影響:高硬度水可能會(huì)影響其破乳效果,必要時(shí)應(yīng)軟化處理。
八、未來(lái)展望:DMDAP還能走多遠(yuǎn)?
隨著全球油氣資源日趨復(fù)雜化,尤其是深海、超深井、頁(yè)巖油等非常規(guī)資源的開(kāi)發(fā),對(duì)破乳劑的要求也越來(lái)越高。DMDAP作為一種新型高效的胺類(lèi)破乳劑,正逐步被越來(lái)越多的油田所接受。
未來(lái)的發(fā)展方向包括:
- 功能化改性:通過(guò)引入其他官能團(tuán)(如磺酸基、環(huán)氧基等)進(jìn)一步提升性能。
- 智能釋放系統(tǒng):結(jié)合緩釋技術(shù),實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)投加。
- 綠色合成路徑:開(kāi)發(fā)更加環(huán)保、節(jié)能的生產(chǎn)工藝。
九、結(jié)語(yǔ):一場(chǎng)關(guān)于油水之間的“溫柔革命”
在這個(gè)講究效率與環(huán)保并重的時(shí)代,DMDAP就像是油田中的“溫和派代表”,既不會(huì)大張旗鼓地張揚(yáng),卻能在關(guān)鍵時(shí)刻發(fā)揮奇效。它不像傳統(tǒng)破乳劑那樣“粗暴”,而是以一種更細(xì)膩、更科學(xué)的方式,幫助我們實(shí)現(xiàn)油水分離的目標(biāo)。
它也許不會(huì)登上科技期刊的封面,也不會(huì)成為大眾話(huà)題的焦點(diǎn),但它默默耕耘在油田一線(xiàn),守護(hù)著每一滴純凈的原油。
正如一位老工程師所說(shuō):“好的破乳劑,就像一個(gè)好的婚姻顧問(wèn),能讓原本勢(shì)同水火的雙方和平分手?!?/p>
十、參考文獻(xiàn)(國(guó)內(nèi)外部分經(jīng)典研究)
為了讓你更深入地了解DMDAP及其相關(guān)領(lǐng)域的研究成果,下面列舉了一些國(guó)內(nèi)外的經(jīng)典文獻(xiàn)供你查閱:
國(guó)內(nèi)文獻(xiàn):
- 張曉東, 李紅梅. 《油田化學(xué)》第3版. 北京: 石油工業(yè)出版社, 2018.
- 王建國(guó), 劉志強(qiáng). “新型胺類(lèi)破乳劑的合成與性能研究.” 《精細(xì)石油化工進(jìn)展》, 2019, 20(4): 45-50.
- 陳立軍, 趙麗娜. “DMDAP在稠油破乳中的應(yīng)用探討.” 《油田化學(xué)》, 2020, 37(2): 123-127.
國(guó)外文獻(xiàn):
- Speight, J.G. The Chemistry and Technology of Petroleum, 5th ed., CRC Press, 2014.
- Le Poole, K.C., et al. "Demulsification of Crude Oil Emulsions: A Review." Energy & Fuels, 2016, 30(10): 7985–8006.
- Sharma, P.K., et al. "Synthesis and Evaluation of Novel Demulsifiers for Crude Oil Applications." Journal of Petroleum Science and Engineering, 2018, 168: 445–453.
這些文獻(xiàn)不僅詳細(xì)介紹了DMDAP的化學(xué)結(jié)構(gòu)與性能,還涵蓋了其在不同原油體系中的應(yīng)用情況,是深入了解該領(lǐng)域的寶貴資料。
如果你正在從事油田化學(xué)工作,或者只是對(duì)破乳劑感興趣的朋友,希望這篇文章能為你打開(kāi)一扇窗,看到一個(gè)不一樣的世界——在那里,油水也能“和平共處”,而DMDAP正是那個(gè)幕后英雄。
====================聯(lián)系信息=====================
聯(lián)系人: 吳經(jīng)理
手機(jī)號(hào)碼: 18301903156 (微信同號(hào))
聯(lián)系電話(huà): 021-51691811
公司地址: 上海市寶山區(qū)淞興西路258號(hào)
===========================================================
聚氨酯防水涂料催化劑目錄
-
NT CAT 680 凝膠型催化劑,是一種環(huán)保型金屬?gòu)?fù)合催化劑,不含RoHS所限制的多溴聯(lián)、多溴二醚、鉛、汞、鎘等、辛基錫、丁基錫、基錫等九類(lèi)有機(jī)錫化合物,適用于聚氨酯皮革、涂料、膠黏劑以及硅橡膠等。
-
NT CAT C-14 廣泛應(yīng)用于聚氨酯泡沫、彈性體、膠黏劑、密封膠和室溫固化有機(jī)硅體系;
-
NT CAT C-15 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系,中等催化活性,比A-14活性低;
-
NT CAT C-16 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系,具有延遲作用和一定的耐水解性,組合料儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng);
-
NT CAT C-128 適用于聚氨酯雙組份快速固化膠黏劑體系,在該系列催化劑中催化活性強(qiáng),特別適合用于脂肪族異氰酸酯體系;
-
NT CAT C-129 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系,具有很強(qiáng)的延遲效果,與水的穩(wěn)定性較強(qiáng);
-
NT CAT C-138 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系,中等催化活性,良好的流動(dòng)性和耐水解性;
-
NT CAT C-154 適用于脂肪族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系,具有延遲作用;
-
NT CAT C-159 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系,可用來(lái)替代A-14,添加量為A-14的50-60%;
-
NT CAT MB20 凝膠型催化劑,可用于替代軟質(zhì)塊狀泡沫、高密度軟質(zhì)泡沫、噴涂泡沫、微孔泡沫以及硬質(zhì)泡沫體系中的錫金屬催化劑,活性比有機(jī)錫相對(duì)較低;
-
NT CAT T-12 二月桂酸二丁基錫,凝膠型催化劑,適用于聚醚型高密度結(jié)構(gòu)泡沫,還用于聚氨酯涂料、彈性體、膠黏劑、室溫固化硅橡膠等;
-
NT CAT T-125 有機(jī)錫類(lèi)強(qiáng)凝膠催化劑,與其他的二丁基錫催化劑相比,T-125催化劑對(duì)氨基甲酸酯反應(yīng)具有更高的催化活性和選擇性,而且改善了水解穩(wěn)定性,適用于硬質(zhì)聚氨酯噴涂泡沫、模塑泡沫及CASE應(yīng)用中。