本發(fā)明涉及石油脫鹽劑，具體而言，涉及一種普適性原油脫鹽劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、與常規(guī)原油相比，劣質(zhì)原油中金屬含量是常規(guī)原油的數(shù)倍。某些金屬元素的含量雖然不高，但它們?cè)谠鸵淮巍⒍渭庸み^(guò)程中危害很大。例如鈣、鐵等金屬鹽在換熱器和加熱爐管內(nèi)沉積、結(jié)垢，影響傳熱及產(chǎn)生腐蝕；鈣、鎂、鈉等無(wú)機(jī)鹽會(huì)造成蒸餾裝置塔頂冷凝冷卻系統(tǒng)的腐蝕；鎳、釩等金屬造成催化裂化催化劑活性降低，嚴(yán)重影響催化裂化的產(chǎn)品分布，另外可使加氫催化劑中毒及床層堵塞。因此，探索高效去除原油中重金屬的新方法，已成為石油化工領(lǐng)域面臨的一項(xiàng)緊迫挑戰(zhàn)。目前大部分的脫鹽劑僅針對(duì)鈣具有脫除效果，無(wú)法有效脫去其他金屬元素。另外，原油脫鹽的關(guān)鍵是脫水，脫水的關(guān)鍵是破乳，因此現(xiàn)有技術(shù)需要脫鹽劑和破乳劑聯(lián)合使用來(lái)提高脫水率，從而提高脫鹽率，而目前脫鹽劑和破乳劑的配伍性研究較少，難以發(fā)揮協(xié)同作用，因此脫水、脫鹽效率較低。
2、鑒于此，提出本發(fā)明。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明提供了一種普適性原油脫鹽劑及其制備方法，旨在對(duì)原油中的多種金屬元素進(jìn)行脫除，提高原油脫鹽率和脫鹽脫水效率。
2、本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：
3、本發(fā)明提供一種普適性原油脫鹽劑，包括以下組分：無(wú)機(jī)鹽、聚合物改性黏土礦物、聚醚，所述聚合物改性黏土礦物包括黏土礦物以及化學(xué)鍵合至所述黏土礦物表面的聚合物；所述聚合物為共聚物，并包括以下(a)～(c)的重復(fù)單元；
4、
5、其中，r1、r2獨(dú)立地選自h或ch3，r3為h或碳原子數(shù)為1～3的烷基；x為cl、br和oh中的一種，*為鏈接其他重復(fù)單元的位點(diǎn)。
6、本發(fā)明提供的脫鹽劑中，無(wú)機(jī)鹽的加入可以提高水相極性，從而有利于提高電脫水的脫水效率；聚合物改性黏土礦物同時(shí)具備黏土礦物和共聚物的優(yōu)點(diǎn)，兩者通過(guò)化學(xué)鍵合能夠發(fā)揮協(xié)同增效脫水和脫鹽。具體地，黏土礦物具有高比表面，通過(guò)吸附作用、電荷中和等機(jī)制降低油水界面膜的機(jī)械強(qiáng)度，從而實(shí)現(xiàn)破乳；接枝聚合物后，黏土礦物的親油性增強(qiáng)，有利于在原油乳液中分散，從而促進(jìn)油水界面膜的破裂；另外，聚合物鏈中接枝季銨鹽功能性基團(tuán)，通過(guò)電荷中和與疏水吸附協(xié)同破乳，并其帶有的正電荷在電脫鹽過(guò)程中可調(diào)節(jié)體系電導(dǎo)率，增強(qiáng)電場(chǎng)對(duì)水滴的極化作用，因此聚合物改性顯著地改善了黏土礦物的破乳能力和脫水能力。進(jìn)一步地，聚合物改性黏土礦物能夠同時(shí)發(fā)揮吸附絮凝和絡(luò)合的作用，隨著聚合物改性黏土礦物絡(luò)合金屬離子，能夠形成團(tuán)聚物從而沉降，提高脫鹽效果。
7、在一些實(shí)施方案中，聚合物還含有鄰苯二酚基團(tuán)；鄰苯二酚基團(tuán)能夠?yàn)榻饘匐x子提供穩(wěn)定的絡(luò)合結(jié)構(gòu)，從而提高對(duì)金屬離子的絡(luò)合能力，增強(qiáng)其脫鹽效果。
8、在一些實(shí)施方案中，普適性原油脫鹽劑還包括氧化劑和/或有機(jī)膦酸。
9、優(yōu)選地，氧化劑選自過(guò)氧化氫、過(guò)硫酸銨和過(guò)硫酸鈉中的至少一種。。
10、優(yōu)選地，有機(jī)膦酸選自氨基三亞甲基膦酸、乙二胺四亞甲基膦酸或其鹽、羥基亞乙基二膦酸、2-膦?；⊥?1，2，4-三羧酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸和二膦酸丙酸基膦酸鈉中的至少一種。
11、本發(fā)明提供的脫鹽劑中進(jìn)一步加入氧化劑，氧化劑可以將原油中的金屬離子氧化至更高價(jià)態(tài)，從而降低其與其他有機(jī)物的絡(luò)合能力，轉(zhuǎn)移至水相；有機(jī)膦酸相比于其他酸基(如磺酸基、羧基等)對(duì)鎳離子的絡(luò)合能力更強(qiáng)；因此加入氧化劑和/或有機(jī)膦酸有利于提高對(duì)鎳金屬的脫除率。
12、在一些實(shí)施方案中，無(wú)機(jī)鹽包括氯化銨、硝酸銨和硫酸銨中的至少一種。
13、在一些實(shí)施方案中，聚醚包括聚氧乙烯醚、聚氧丙烯醚或兩者的嵌段共聚物。
14、在一些實(shí)施方案中，普適性原油脫鹽劑，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)算，包括以下組分：5～10份氧化劑、6～10份有機(jī)膦酸、4～10份無(wú)機(jī)鹽、10～20份聚合物改性黏土礦物、20～40份聚醚、20～50份溶劑1。
15、在一些實(shí)施方案中，溶劑1為水和乙醇中的至少一種。
16、在一些實(shí)施方案中，黏土礦物為凹凸棒黏土、蒙脫石或膨潤(rùn)土中的至少一種。
17、在一些實(shí)施方案中，聚合物改性黏土礦物的粒度為50～150μm；在此粒度下有利于平衡聚合物改性黏土礦物的分散性和沉降性，粒度過(guò)大導(dǎo)致沉降過(guò)快，粒度過(guò)小導(dǎo)致難以沉降且容易團(tuán)聚。
18、在一些實(shí)施方案中，聚合物改性黏土礦物的制備方法，包括以下步驟：
19、(1)合成小分子raft劑
20、往甲醇鈉的乙醇溶液中滴加2-巰基乙基三乙氧基硅烷進(jìn)行攪拌反應(yīng)1，然后滴加二硫化碳進(jìn)行攪拌反應(yīng)2，最后滴加4-(溴甲基)鄰苯二甲酸甲酯或芐溴進(jìn)行攪拌反應(yīng)3，經(jīng)純化、干燥后得到小分子raft劑；
21、(2)合成小分子raft劑修飾黏土礦物
22、將黏土礦物進(jìn)行酸處理，然后分散于醇水溶液中，加入小分子raft劑和堿劑進(jìn)行攪拌反應(yīng)4，過(guò)濾、洗滌、干燥后得到小分子raft劑修飾黏土礦物；
23、(3)制備聚合物改性黏土礦物
24、將小分子raft劑修飾黏土礦物分散于溶劑2中，加入聚合物單體、引發(fā)劑進(jìn)行攪拌反應(yīng)5，過(guò)濾、洗滌、干燥得到中間體；將中間體季銨化后，過(guò)濾、洗滌、干燥、破碎得到聚合物改性黏土礦物。
25、在一些實(shí)施方案中，步驟(1)所述攪拌反應(yīng)1的反應(yīng)溫度為10～25℃，反應(yīng)時(shí)間為2h；
26、在一些實(shí)施方案中，所述攪拌反應(yīng)2的反應(yīng)溫度為10～25℃，反應(yīng)時(shí)間為4h；
27、在一些實(shí)施方案中，所述攪拌反應(yīng)3的反應(yīng)溫度為10～25℃，反應(yīng)時(shí)間為12h；
28、在一些實(shí)施方案中，所述甲醇鈉、2-巰基乙基三乙氧基硅烷、二硫化碳、4-(溴甲基)鄰苯二甲酸甲酯的摩爾比為1：1：1：1；
29、在一些實(shí)施方案中，所述純化是指將攪拌反應(yīng)3所得反應(yīng)液揮干溶劑后，以二氯甲烷溶解，并加入水洗滌，重復(fù)三次，收集有機(jī)相；
30、在一些實(shí)施方案中，所述干燥是指將純化得到的有機(jī)相用硫酸鎂干燥后，減壓蒸餾揮干溶劑。
31、在一些實(shí)施方案中，步驟(2)所述酸處理是指將黏土礦物分散于0.2mol/l的鹽酸中攪拌12h，然后過(guò)濾用水洗滌并干燥后得到；
32、在一些實(shí)施方案中，醇水溶液為20vt％的乙醇水溶液；
33、在一些實(shí)施方案中，堿劑選自氫氧化鈉或氫氧化鉀；
34、在一些實(shí)施方案中，攪拌反應(yīng)4的反應(yīng)溫度為40～60℃，反應(yīng)時(shí)間為10～12h；
35、在一些實(shí)施方案中，黏土礦物選自凹凸棒黏土、蒙脫石或膨潤(rùn)土中的至少一種。
36、在一些實(shí)施方案中，步驟(3)所述所述溶劑2選自n,n-二甲基甲酰胺、甲苯和二氧六環(huán)中的至少一種；
37、在一些實(shí)施方案中，聚合物單體包括4-乙烯基苯甲酸、甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸二甲氨基乙酯和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯中的至少一種；
38、在一些實(shí)施方案中，引發(fā)劑選自偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈和偶氮二異丁酸二甲酯中的至少一種；
39、在一些實(shí)施方案中，攪拌反應(yīng)5的反應(yīng)溫度為60～80℃，反應(yīng)時(shí)間為24～48h，反應(yīng)氣氛為無(wú)氧環(huán)境；
40、在一些實(shí)施方案中，季銨化是指將中間體與鹵代烷進(jìn)行攪拌反應(yīng)。
41、本發(fā)明具有以下有益效果：
42、本發(fā)明提供一種原油脫鹽劑，同時(shí)基于絡(luò)合法和沉淀法發(fā)揮結(jié)合金屬離子的作用，能夠?qū)υ椭械亩喾N金屬元素(包括ni、ca、fe等)進(jìn)行脫除，另外脫鹽劑還提高了水相的極性從而提高原油的脫水率，應(yīng)用于電脫鹽系統(tǒng)能夠提高脫水的速度和脫水程度。