范文一：原油破乳剂

原油破乳剂 Crude oil demulsifier

原油乳液在油品的生产和炼制中经常出现。世界上主要的粗品油都以一种乳液的形态产出。一种乳液由至少两种不相混溶的液体组成。其中之一是以一种极细的分散体如大约1mm直径的液滴悬浮于另一液体上，这些液体的其中之一通常为水，而另一个经常是油。油有可能极细地分散于水中。在这种情况下，乳液是一种水包油型。水被称作连续相，而油被称作分散相。相反地，如果油为连续相而水是分散相，乳液就称作油包水型。大多数的原油乳液属于这种类型 水分子之间相互吸引，同样地，油分子之间也是如此。但是在单个的水分子和油分子之间存在排斥力。排斥力在油和水的界面发生作用。表面张力将此界面面积降到一个最低值。所以，水滴在油包水乳液中是球形的。此外，单个的水滴倾向于形成聚集体，聚集体的总面积比所有液滴面积总和小。因此，一种由纯水和纯油组成的乳液是不稳定的。分散相趋于凝集，而两个分离的层面因此而形成，界面上的排斥力抵消，如通过特种化学品在界面上的累积可降低表面张力。在技术上，许多情形通过加入熟知的乳化剂以生产稳定的乳液而开发利用这种作用。任何以这种方式起稳定作用的物质必须具有能使其同时与水分子和油分子互相作用化学组成，即它应含有一个亲水基团和一个疏水基团，原油乳液因油中含有的天然物质而稳定。这些物质通常含有极性基团如羧基或酚基。它们可能以一种溶液或一种胶态分散体的形态存在。特别的影响是附着于末端。在此情形下，绝大多数的微粒分散于油相中并在油水界面累积，在此界面上，它们并排排列，极性基

团指向水中。所以最后形成了一种物理稳定的界面层。像微粒层或石蜡结晶体似的固体包。以肉眼通常认识到的结果包覆在界面层中。这个机理解释了原油乳液的陈化和难于破除的事实。

编辑本段原油破乳剂的破乳机理

近些年来，原油乳状液破乳机理研究多集中在液滴聚结过程的精细考察和破乳剂对界面流变性质的影响等方面。但由于破乳剂对乳状液的作用非常复杂，尽管在这个领域进行了大量的研究工作，目前对破乳机理尚无统一论断。

以下几种目前公认的破乳机理:?增溶机理。使用的破乳剂一个或少数几个分子即可形成胶束，这种高分子线团或胶束可增溶乳化剂分子，引起乳化原油破乳。?褶皱变形机理。显微镜观察结果表明，W,O型乳状液具有双层或多层水圈，两层水圈之间是油圈。液滴在加热搅拌和破乳剂的作用下，液滴内部各层相互连通，使液滴发生凝聚而破乳。

此外，国内在对O,W型乳化原油体系的破乳机理研究方面也有一些研究工作，认为理想的破乳剂必须具备下列条件:较强的表面活性;良好的润湿性能;足够的絮凝能力;较好的聚结效果。 原油破乳剂的种类

破乳剂的种类繁多，按表面活性剂的分类方法可分为:阳离子型、阴离子型、非离子型、两型离子型破乳剂。阴离子型破乳剂有羧酸盐类、磺酸盐类和聚氧乙烯脂肪硫酸酯盐等，具有用量大、效果差、易受电解质影响而减效等缺点;阳离子型破乳剂主要有季铵盐类，其对

稀油有明显效果，但不适合稠油及老化油;非离子型主要有以胺类为起始剂的嵌段聚醚，以醇类为起始剂的嵌段聚醚，烷基酚醛树脂嵌段聚醚，酚胺醛树脂嵌段聚醚，含硅破乳剂，超高相对分子质量破乳剂，聚磷酸酯，嵌段聚醚的改性产物和以咪唑啉原油破乳剂为代表的两型离子型破乳剂。

原油破乳剂的性能评定指标

原油乳状液的破乳是一个很复杂的问题，它既与原油的组分、性质、乳状液的类型及稳定因素有关，也与破乳剂的分子结构及性质有关，故选择破乳剂需综合考虑以下因素:脱水率、脱水速度、油一水界面状态、脱出水的含油量、破乳剂的最佳用量、低温脱水性能。 展望

针对我国目前原油破乳剂的使用和研究现状以及越来越严格的环保要求，对新型高效破乳剂的研究和应用显得愈来愈紧迫。比较国内外破乳剂的发展:? 在具有新的化学结构的破乳剂研究方面，国内研究的比较少，非聚醚型聚合物破乳剂有望逐渐取代聚醚型破乳剂。?尽管已意识到聚醚型破乳剂在生产和应用中的不足，但由于单剂品种少，新类型破乳剂开发难;而复配破乳剂由于能低温破乳，用量少，节省热能，快速破乳，提高设备处理效率，扩大破乳剂对原油的适用范围，克服破乳剂专业性过强这一弱点，正日益受到重视;因此各科研单位仍将以复配破乳剂研究为主，而且(目前情况下复配也是解决破乳剂专一性的最有效办法之一。?对污水(o,w型乳液)的破乳处理，还未引起足够的重视，在此领域国内应投入较大力量进行研

究。

范文二：原油破乳剂

BNT 和AFTNC 系列破乳剂的合成及性能测试

摘要：以伯胺为起始剂，氢氧化钾为催化剂合成了BNT 系列环氧丙烷、环氧乙烷多嵌段聚醚和AFTNC 系列环氧丙烷、环氧氯丙烷多嵌段季铵盐型破乳剂。在一定温度下对陕北子长和河庄坪原油进行脱水实验。实验发现BNT2020脱水速度快、脱水率高、脱出水清、界面较齐。

关键词：伯胺；原油；破乳剂；乳状液；乳化水；环氧丙烷；环氧乙烷 Synthesis and pe rformance testing of BNT and AFTNC

Demulsifie rs

Abstract: To start with primary amine agent, potassium hydro xide as a catalyst of the BNT series of propylene oxide, ethylene oxide and multi-block polyether AFTNC series o f propylene oxide, the multi-b lock quaternary ep ichlorohydrin - Demulsifier. Under certain temperature and the Zi Chang in northern Shaanxi He Zhuang P ing crude o il for dehydratio n experiment. It was fo und that BNT2020 dehydration speed, high rate of dehydration, emerge water clearness, interface more homo geneous.

Key word: Primary Amine; crude oil; Demulsifier; emulsion; emulsified water, propylene oxide, ethylene oxide

前 言

破乳剂是当今油田和炼油厂必不可少的化学试剂之一，随着石油化工

的发展，破乳剂的需求量增加，对其性能要求也更为苛刻，为此，国内外的科研工作者投入了大量的时间和精力进行研究，使破乳剂的发展进入了一个暂时的阶段。

原油中所含的水分是以乳化状态存在的, 水和油之间形成了稳定的乳

化液，其中的水很难自动沉降下来，为了破坏它们这种稳定的乳化状态，在脱水工艺中采用了加入原油破乳剂的方法。

原油开采过程中，由于存在油水两相间的剧烈搅动，采出的原油多以

乳化水的形式存在，目前世界上开采出的原油有近80%是以原油乳状液形式存在。由于原油乳状液含水会增加泵、管线和储罐的负荷，引起金属表面腐蚀和结垢，因此原油乳状液在外运之前都要破乳脱水。原油破乳脱水的方法很多，比如超声波法、微孔过滤法、微生物法、超滤法、研磨法等，

其中热化学方法是最常用的方法之一。其基本方法是在一定温度下向原油

乳状液中添加破乳剂，破坏其乳化状态，使油水分离成两层将水分离除去。

目前破乳剂的研究有两个方面：一是合成或寻找全新结构的单剂破乳剂，

二是用现有破乳剂及其添加剂按不同比例进行混合搭配组成复配破乳剂。

破乳剂的研究方法，因目前理论指导有限，主要通过大量尝试性实验筛选。

破乳剂的研究目标是：1. 用量少、价格低、经济效益好。2. 脱水率高、脱水

速度快、脱水后油净水清。3. 无污染、无毒害、无腐蚀作用[1] 。

我国油田使用效果较好的破乳剂是以聚醚为主体的破乳剂，按引发剂

不同, 环氧乙烷、环氧丙烷的加成数及比例的不同, 可得到不同的聚醚破乳

剂[2, 3]。我国对于非离子型聚氧乙烯嵌段聚合物的研究思路可以概括为“改

头、换尾、加骨、交聚、复配”10个字[4] 。

中国原油贮量丰富，由其是陕北原油，开采历史悠久，每年需要上千

百万吨破乳剂，价值数千万。但是，针对陕北原油破乳剂的理论和试验研

究却很少，不仅现有破乳剂不是自己合成，而且就是买回的破乳剂哪些对

陕北原油更有效更合适等问题上无解答。本课题主要是测试我们自己合成

的破乳剂筛选出对陕北原油破乳脱水效果较好的破乳剂，以便解决陕北乃

至全国原油破乳剂的破乳脱水效果差的问题[5]。

近阶段，根据新发展的有机合成技术产生出了特殊表面活性剂及各种

均聚物。有机合成技术的广泛应用，使破乳剂在品种数量上迅速发展，复

配共聚等平稳手段的应用，使破乳剂的应用范围越来越宽。

1 原油破乳剂作用机理[6, 7]

原油乳化液是两种互不溶解或溶解度很小的液体，在乳化剂的作用下，

经过一定的物理作用形成的稳定分散体系，也称乳状液。形成原油乳状液

的物质，可分为两类：一类是极性物质水；另一类是非极性物质油。根据

液体存在的形态和性质，可把乳状液分为“水包油型”(O/W)和“油包水型”

(W/O)两种形态。乳状液具有热力学不稳定性，倾向于聚结。但体系中有乳

化剂存在时，由于乳化剂是一种表面活性剂，分子结构上有极性端和非极

性端，具有两亲性，极性端亲水，非极性端亲油，能够在油水界面间定向

排列，尤其当乳化剂的量足够时，这种排列相当紧密，形成有一定机械强

度的界面膜，阻止同类液滴碰撞, 减小了聚结作用; 同时在油水两相界面间吸

附和沉集，降低了分散相和分散介质界面自由焓，使它们的聚结倾向降低，

增加了乳状液稳定性。

原油含有大量的起乳化剂作用的有机酸(主要是环烷酸) 及其盐类、胶质、

沥青质以及微晶蜡等表面活性物质。由于原油在地下本来与水共存，又在

强化采油过程中大量采用注水、乳化剂及碱水等措施, 根据Gibbs 吸附定理，

这些表面活性剂必然在水滴界面产生吸附，形成界面膜，形成稳定的乳状

液。界面膜的形成与强度是乳化液稳定性的主要影响因素破乳剂的作用，

与乳化剂作用恰恰相反，顶替原来吸附于油-水界面的保护层，形成由原有

表面活性剂与破乳剂组成的混杂的新型膜，该膜强度大大降低，有利于破

乳。从结构上讲，破乳剂同时具有亲水亲油两种基团，比乳化剂具有更小

的表面张力，更高的表面活性。HLB 值反映了破乳剂分子中亲油亲水基团

在数量上的比例关系，范围在0~20之间。

HLB =亲水基团量

亲水基团量+亲油基团量?20

不同原油的乳化形态、界面膜不同，需要的HLB 值是不同的；相同

HLB 值的破乳剂并不一定适合同类原油，这是由于破乳剂作用的方式是不

同的，如有些起反乳化剂作用, 有些起润湿增溶剂的作用。破乳实验技术复

杂，影响因素繁多，使得原油破乳机理仍停留在较低水平。经典研究破乳

机理的理论是热力学稳定性，即“顶替”学说, 破乳剂通过界面吸附替代原

乳化膜中天然的成膜物质，发生破乳作用。但有人在研究中发现，随着破

乳剂浓度增加，首先是破乳剂吸附量不断增加，当达到一定量时，又有所

减少，这一现象究竟是何原因, 尚未见报道。

与“热力学稳定”学说相矛盾的是界面张力学说。该学说指出, 破乳剂

的破乳能力与其改变油水界面张力的能力有关，取决于降低界面张力的能

力。

目前, 几种破乳剂作用机理学说并存, 应在研究中根据原油乳化状态和

破乳剂性质, 综合考虑几种机理, 才不至片面理解问题, 研究思路狭隘

由于原油性质差异较大, 一种破乳剂一般只能适合少数几种原油破乳,

因此目前国内外的一些破乳剂开发机构, 已经着手研究开发应用范围广泛的

破乳剂, 以期能满足多种原油破乳的需要。

2 实验部分

2.1 原油

本实验所用原油是直接取自陕北河庄坪、子长的天然原油, 从产地取回

后存放在塑料桶中备用。

2.2 试剂

(1) 用本实验合成的BNT 系列及AFTNC 系列破乳剂配成一定浓度存

放于容量瓶中待用。

(2) 带水剂 已用无水氯化钙干燥过的97汽油

(3) 甲醇（分析纯）天津化工厂

(4) 环氧丙烷(PO)、环氧乙烷(EO)为工业品, 纯度>99%。起始剂伯胺,

氢氧化钾等均为分析纯试剂。

(5) 破乳剂：YT-100 — 长庆油田现在使用的破乳剂

2.3仪器

反应釜：威海祥威化工机械厂制造；JJ-2组织捣碎匀浆机：最大转速

8000 r/min，常州国华仪器厂；HY-6双层多用振荡器：最大振荡频率250

r/min，往复振荡振幅40 mm，常州国华仪器厂；76-1型玻璃恒温水浴：300

mm ×300 mm ，上海标本模型厂；具塞量筒：容积100mL ，其分度值为1mL ；

N 2；2XZ －2型旋片真空泵； 501A型超级恒温器：上海仪器有限公司； 98-1-C

型数字控温电热套：天津市泰斯特仪器有限公司；JJ-1精密电动搅拌器:

国华仪器厂；电子天平：北京赛多利斯仪器系统有限公司。

3 实验内容

3.1破乳剂的合成[6, 7]

(1)亲油头制备 将起始剂和催化剂加入0.5升高压反应釜中, 用N 2充

分吹扫管路及釜, 搅拌并升温至90℃, 抽真空并继续升温, 至120℃时(约0.5

小时) 停止抽真空, 滴加PO, 在135±5℃、≤0.4 MPa 下反应, 直到起始剂与

PO 之比达到1∶(180—240), 得到亲油头。

(2)嵌段聚醚制备 将亲油头和催化剂投入高压反应釜, 按制备亲油头

的相同操作步骤升温至120℃, 停止抽真空后滴加EO, 在125±5℃、≤0.3

MPa 下反应, 加完EO 后在125±5℃再反应0.5小时, 冷却、出料, 得到二嵌

段聚醚。重复上述反应, 得到三嵌段、多嵌段聚醚。

1下为BN T 系列聚醚 ○#

／(C 3H 6O ) m -(C 2H 4O ) n -(C 3H 5O ) p H

R —N

﹨(C 3H 6O ) m -(C 2H 4O ) n -(C 3H 5O ) p H

2下为AF TNC 的加聚物 ○

N C l (C H 2C H 2O H ) 3 +-

︱

／(C 3H 6O ) m -(C 3H 5O ) n H

R —N

﹨(C 3H 6O ) m -(C 3H 5O ) n H

︱

N C l (C H 2C H 2O H ) 3 +-

3.2 天然原油中乳化水的测定[8]

从油井直接取原油样品, 装在洗净的塑料桶中。带回实验室后, 将其充

分摇匀, 然后将原油倾倒入烧杯中, 加盖, 室温下静置, 让游离水和原油乳状液

充分分离, 将上层原油分出后置于另一干燥烧杯中搅匀。然后用容积为

100mL 的注射器从烧杯中吸取100mL 原油乳状液, 注入洗净干燥的普通磨

口蒸馏装置的圆底烧瓶中, 注入50mL 已用无水氯化钙干燥过的97#汽油, 再

加入几粒沸石摇匀。蒸馏装置用套管式直形冷凝器。加热蒸馏到120℃时

停止加热。等到装置冷却后, 拆开蒸馏装置, 将直形冷凝管和弯头中的残留水

全部收集到与弯头连接的锥形瓶中，静置后将锥形瓶中上层大部分汽油倒

出, 将剩余汽油和下层水倒入带精细刻度的玻璃量器(如水分测定器的接受

器) 中测量水的体积(下层水和上层汽油界面清晰可辨) 。因为原油乳状液样

品体积为100mL, 所以所得水的体积即为原油乳状液中乳化水的体积百分

含量。做三次平行实验, 取三次的平均值作为实验的最终结果。实验测得每

百毫升原油含乳化水量(mL)河庄坪1.57mL 、子长7.08mL 。

3.3 搅水原油乳状液人工配制方法

原油中分去游离水后，天然乳化水含量较低, 在试验不同破乳剂脱水

性能时, 脱出的水体积很小, 难以准确读数[9]。为此, 需要在天然原油中另外加

入一定量的蒸馏水, 并在高速搅拌下配制成含水量更高的搅水原油乳状液,

简称搅水油。搅水原油的配制方法是将放在烧杯中分离掉游离水的天然原

油在恒温下预热1h, 把烧杯中的原油搅匀, 用注射器抽取200mL 原油注入

JJ-2型组织捣碎匀浆机中, 然后将预热到60℃左右的蒸馏水500 mL 分两次

加入匀浆机中, 在5000r/min以上转速下搅拌40min [10]。然后将此搅水油倾

入干净烧杯中, 在室温下静置陈化24h 左右, 待用。

3.4 破乳剂破乳脱水性能测试

将陈化24 h的搅水油在55℃恒温预热2h, 将搅水油用玻璃棒搅匀, 用注

射器各吸取100mL, 加入不同编号的100mL 具塞量筒中, 然后将具塞量筒置

于温度为55℃玻璃恒温水浴中, 预热30min, 用吸量管吸取一定体积的破乳

剂溶液加入到恒温水浴中不同的具塞量筒内, 用手快速剧烈振荡具塞量筒

15次, 然后水平夹放在HY-6振荡机上在最大振速下水平振荡3min, 恒温

55℃, 静置观察记录不同时间脱出水的体积、水色、油水界面情况、挂壁情

况等。时间从手振荡具塞量筒开始记录[11]。

整个试验过程要确保不同具塞量筒中样品温度相同，破乳剂作用时间

相同。用平行试验中不同时间脱出水的体积，计算不同时间的脱水率, 然后

取三组平行试验同一时间脱水率的平均值，做为该时间脱水率的最终实验

值。

4 数据处理

所有实验数据在计算机中用Excel2003处理。每个搅水油样品和破乳

剂的平行试验结果可在Excel2003中建立一个工作簿，工作簿的名称应反

映出所用的破乳剂种类和原油产地。每个工作簿中包含七个工作表。前三

个工作表记录三次平行试验中不同时间脱出水的体积(mL)，工作表标签可

标记为“第一次”、“第二次”、“第三次”, 第四至第六个工作表记录由第一

至第三个工作表换算出的脱水率，工作表标签可分别标记为“脱水率1”、

“脱水率2”、“脱水率3”, 第七个工作表记录由三次平行试验脱水率计算

得到的平均脱水率，工作表标签可标记为“平均脱水率”。

(1)脱水率计算公式为： R=V out

V total 100%

式中R —脱水率, (V/V) %

V o ut —每100mL 搅水油所脱出水的体积(mL)

V tot al —每100mL 搅水油所含水的总体积(mL)

R av er age =R 1+R2+R3

3

式中R av er age —平行试验平均脱水率

R 1、R 2、R 3—平行试验各次脱水率

(2)每V ' mL 搅水油所含水的总体积(mL)计算公式为：

V =2

7?V ' ?v %+5

7?V '

V —体积为V ' 的搅水油所含水的总体积

V ' —注入具塞量筒中搅水油的实际总体积

v %—每100mL 天然原油中乳化水的含量(mL)

2

7, 57———搅水油体积比为：油：水=2：5

5 结果与讨论

表1 BN T 系列破乳剂对河庄坪油的脱水率（%）（5h,55℃，破乳剂浓

度100mg/L）破乳时间(min)

Tab le 1 BNT demulsifiers pairs He Zhuang Ping of oil dehydration rate

(%) (5 h, 55 ℃, demulsifier co ncentration o f 100 mg / L) emulsion break ing

time (min)

破乳剂 30 60 90 120 150 180 240 300 水色 界面 挂壁情况

BNT2005 60.4 65.4 66.3 67.2 70.0 71.8 75.9 78.2 水清 较齐 挂壁

BNT2010 70.0 84.0 86.7 89.0 90.8 92.6 93.9 95.7 水清 较齐 微挂

BNT2015 67.3 82.3 84.6 85.5 87.8 89.2 89.2 92.9 水清 较齐 微挂

BNT2020 63.3 85.6 90.6 91.5 94.7 95.6 95.6 96.5 水清 较齐 略挂

YT-100 98.1 98.6 98.6 98.6 98.6 98.6 98.6 98.6 水清 较齐 略挂

表2 BNT 系列破乳剂对子长油的脱水率（%）（10h,65℃，破乳剂浓

度200mg/L）破乳时间(min)

Tab le 2 BNT Demulsifier pairs Zi Chang of oil dehydration rate (%) (10 h,

65 ℃, demulsifier concentration of 200 mg / L) emulsion breaking time (min)

破乳剂 60 120 180 240 300 360 480 600 水色 界面 挂壁情况

BNT2005 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.9 1.3 2.0 乳白 齐 挂壁

BNT2010 0.0 0.0 4.9 4.9 4.9 7.6 8.1 15.3 乳白 齐 挂壁 BNT2015 20.2 28.5 31.0 39.5 43.1 47.6 51.7 57.0 乳白 齐 挂壁

BNT2020 0.2 16.8 27.4 38.0 55.7 61.0 62.7 63.6 乳白 齐 略壁 YT-100 0.7 0.7 0.7 0.9 0.9 1.3 1.8 2.2 乳白 齐 不挂

表3同种系列破乳剂脱水率（%）（5h-10h,55℃-65℃，破乳剂浓度

100-200mg/L）

Tab le 3 Of the same series Demulsifier dehydratio n rate (%) (5 h-10h,

55 ℃ -65 ℃, demulsifier concentratio n of 100-200 mg / L) emulsion breaking time (min)

破乳剂 BNT2005 BNT2010 BNT2015 BNT2020 YT-100

河庄坪原油 78.2 95.7 92.9 77.3 98.6

子长原油 1.8 15.3 57.0 63.6 2.2

表4 AFTNC 系列破乳剂对河庄坪油的破乳脱水率（%）（5 h,55℃，破乳剂浓度100mg/L）破乳时间(min)

Tab le 4 AFTNC series Demulsifier o n the o il He Zhuang P ing demulsificatio n dehydratio n rate (%) (5 h, 55 ℃, demulsifier concentratio n of 100 mg / L) emulsion breaking time (min)

编号 破乳剂 10 60 120 180 240 300 水色 界面 挂壁情况 1 AFTNC2005 0.2 57.2 76.4 81.9 81.9 82.8 清 不齐 挂壁 2 AFTNC2010 0.0 45.0 58.3 61.5 62.0 62.4 清 不齐 挂壁 3 AFTNC2015 0.1 52.7 66.4 69.6 69.6 70.5 清 不齐 挂壁 4 AFTNC2020 0.0 25.2 32.9 34.3 34.3 34.3 清 不齐 挂壁 5 AFTNC2025 0.0 26.5 52.1 54.0 56.3 57.2 清 不齐 挂壁

6 AFTNC2040 0.0 0.1 0.1 1.4 1.4 10.4 清 不齐 挂壁 7 AFTNC204010 0.0 0.0 0.0 40.8 40.8 47.6 清 不齐 挂壁 8 AFTNC204020 0.0 0.0 1.3 1.3 1.3 1.3 不 明 显 9 AFTNC204030 0.0 0.0 0.7 0.7 0.7 0.7 不 明 显 10 AFTNC204040 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 无 出 水 11 AFTNC204060 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 无 出 水 12 AFTNC20406020 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 无 出 水 13 AFTNC20406040 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 无 出 水 14 AFTNC20406060 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 无 出 水 15 YT-100 92.3 98.6 98.6 98.6 98.6 98.6 水清 齐 微挂

表5 AFTNC 系列破乳剂对子长油的破乳脱水率（%）（10 h,65℃，破乳剂浓度200mg/L）破乳时间(min)

Tab le 5 AFTNC Demulsifier pairs Zi Chang oil demulsification

dehydratio n rate (%) (10 h, 65 ℃, demulsifier concentration of 200 mg / L) emulsion breaking time (min)

编号 破乳剂 120 240 360 480 600 水色 界面 挂壁情况 1 AFTNC2005 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 无 出 水

2 AFTNC2010 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 无 出 水

3 AFTNC2015 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 无 出 水

4 AFTNC2020 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 无 出 水

5 AFTNC2025 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 无 出 水

6 AFTNC2040 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 无 出 水

7 AFTNC204010 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 无 出 水

8 AFTNC204020 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 无 出 水

9 AFTNC204030 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 无 出 水

10 AFTNC204040 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 无 出 水

11 AFTNC204060 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 无 出 水

12 AFTNC20406020 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 无 出 水

13 AFTNC20406040 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 无 出 水

14 AFTNC20406060 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 无 出 水

15 YT-100 0.5 0.5 1.7 4.7 18.6 水清 不齐 挂壁

6 结论

(1)对河庄坪油来说BN T 系列破乳剂在亲油头相等的情况下亲水基增长时脱水能力增强，对子长油也呈增长趋势。但BNT 系列破乳剂对河庄坪油的总体脱水率比子长油高。YT-100对河庄坪油的脱水快、脱出水清、界面清晰并齐，但对子长油不如BN T 系列。

(2)BNT2020破乳剂无论对子长油还是河庄坪油效果都较其它同系列破乳剂好。已经基本满足了商品破乳剂的要求。

(3)AFTNC系列2010、2015、2020对河庄坪油脱水快、水色清，但有严重挂壁现象。而对子长油没有任何效果，与BNT 系列相比还是有一定差距。

(4)同一产地的原油，不同破乳剂脱水率、脱水速率不同；同一破乳剂，对不同产地的原油脱水率、脱水速率不同。

参 考 文 献：

[1] 王彪. 原油破乳剂的研究新进展[J]. 油田化学,1994, 11(3):266～272.

[2] Du Zhip ing,Yao Jie,Wang,Gongying.Transesterific ation of ethylene c arbonate and

dimethyl terephthalate over various c atalysts [J]. Chinese Journal of Catalysis, 2005, 26(8):637-638.

[3] 刘程. 表面活性剂应用手册[M]. 化学工业出版社,1992.

[4] 魏国晟, 张宗愚. 原油破乳剂的研究与应用[J]. 油田化学,1995, 12(2):188～190.

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transesterific ation of dimethyl terephthalate with ethy-lene glycol [J].Polymer,1973, 14(2):55-60.

[10] 苏秀君, 赵庆蜂.PO-EO-PO 嵌段聚醚的合成及破乳作用[J]. 沈阳化工学院学报

1994, 9(8):3.

谢 辞

本论文是在我的导师张谋真教授的亲切关怀和悉心指导下完成的。张老师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。不仅使我树立了远大的学术目标、掌握了基本的研究方法，还使我明白了许多待人接物与为人处世的道理。本论文从选题到完成，每一步都是在导师的指导下完成的，倾注了张老师大量的心血。在此，谨向导师表示崇高的敬意和衷心的感谢！

在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的老师、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意! 最后我还要感谢含辛茹苦培养我长大的父母，谢谢你们!

10

范文三：原油破乳和原油破乳剂

原油破乳和原油破乳剂

1 乳化和乳化液

一种液体以一定大小的液滴形式分散于另一种液体中，这一过程就叫乳化；形成的新液体就是乳化液。常见乳化液如牛奶，原油。

在乳化液中，处于内部被包围状态的液滴叫分散相，又叫内相；处于外部的液体叫连续相，又叫外相。内相为水外相为油的叫油包水型乳化液，记为W/O；内相为油外相为水的叫油包水型乳化液，记为O/W。内外相的结合面叫界面。

乳化液的形成条件：

1) 两种互不相溶的液体；

2) 提供能量的条件，如搅拌；

3) 活性物质如乳化剂的存在，这是形成稳定乳化液的必要条件。

乳化剂的作用：扩散和分布在油水界面上，形成定向排列，降低界面张力，并与其他活性物质一起构成界面膜，从而稳定乳化液。

W/O乳化液和O/W乳化液的形成：

1) 油水比例。

2) 乳化剂种类。乳化剂是促进乳化发生并使乳化液更为稳定的一类表面活性剂。乳化剂分子有亲油基团和亲水基团构成。主要根据亲水基团的电离情况不同，可将乳化剂分为非离子、阴离子和阳离子三种类型。亲水基团不电离的是非离子型，亲水基团电离后带负电的是阴离子型，亲水基团电离后带正电的是阳离子型。但无论何种类型，亲水基/亲油基的大小、特性和能力决定了乳化剂分子的亲油性亲水性有强弱之分。另外离子型乳化剂在界面膜上的排列，显然会使界面膜具有正电性或负电性，这样也会使液滴间产生电性排斥，阻止液滴合并，增加乳化液稳定性。

3) 温度和混合方式等。

一般油多水少容易形成W/O乳化液，水多油少容易形成O/W乳化液。存在亲油性或油溶性强的乳化剂，容易形成W/O乳化液，存在亲水性或水溶性强的乳化剂，容易形成O/W。实际上生成何种乳化液受以上三种因素的综合影响。而且一定条件下W/O乳化液和O/W乳化液可相互转换

2 破乳和破乳剂

破乳是乳化的逆过程。从物理学上讲，乳化液是一种不稳定状态，有液相分离的趋势；但实际上许多乳化液室温下放置几年也不会分层，比如一些含水原油。为什么呢？这是因为乳化液中的分散液滴一直在做无规则的运动（布朗运动），而且温度越高运动越快，液滴间的碰撞时时发生，由于同种液体间的引力较大，如果没有弹性界面膜的存在，必然发生液滴的结合，小液滴逐渐变成大液滴，然后因油水密度的差异而分层破乳。界面膜的牢固程度、液滴的大小和温度条件的不同造成了乳化液的稳定程度不同。

所以乳化液的破乳同乳化液的形成一样也需要一定的条件，如温度的变化，酸碱盐的加入，破乳剂的使用，外加电场等。

1) 温度的影响：升温可使布朗运动加快，增加液滴碰撞频率，促进液滴结合；升温还可使两种液体的密度差发生变化，从而影响液体分层；降低液相粘度，利于水的沉降。

2) 电解质的影响：主要也有两方面，一是中和界面膜所带电荷，降低液滴间排斥力，二是增加油水密度差，加快破乳。

3) 破乳剂的影响：破乳剂与乳化剂类似，其分子都是由亲油基团和亲水基团构成的，这一类物质都容易吸附到油水界面上，由于分子引力的变化使得界面张力降低，所以这些物质有统称为表面活性剂。一般认为，破乳剂吸附到油水界面上后，会替代原有活性物质，降低膜的稳定性，加快破乳。破乳剂与乳化剂在一定条件下功能可以转换。

4) 电场的影响：乳化液外加电场后，分散的液滴会发生变形和极化，从而使液滴间电性引力加强，这种引力往往远大于同性液体间的吸引力，会大大促进液滴合并速度，促进破乳。 3 原油乳化液和原油破乳

3.1 原油乳化液的形成和稳定

在地层中, 通常油和水是分离的。采油过程中泵的剪切、油嘴的节流、管线和容器内的搅拌混合等，为乳化液的形成提供了动力。而原油中存在的环烷酸、天然脂肪酸、酚及它们的盐类等天然表面活性剂，蜡的晶体，沥青质颗粒，胶质，岩屑，黏土颗粒，未溶解的盐类等多种物质都使乳化液变得稳定。一般高黏度重质原油形成的乳化液更为稳定，尤其是在老化后，由于轻烃的挥发使原油黏度增加、某些成分的氧化和沥青质胶质等的聚结都会使界面膜更加牢固，乳化液更加稳定。

3.2原油破乳

油田采用的破乳脱水方式主要有三种：热沉降，化学法，电场法。对应的设备是沉降罐、游离水分离器、热处理器和电脱水器，其对应关系如下：

沉降罐------热沉降或热化学沉降；

游离水分离器------热化学沉降；

热处理器------热化学沉降；

电脱水器------热、电化学沉降。

3.3设备参数调节

与原油脱水有关的最重要设备参数有两个：流程温度和油水界面。

加热升温除前述影响（布朗运动加快，液体的密度差变化）外，还可增加石蜡胶质沥青等在原油中的溶解度，降低油水界面膜强度，使原油乳化液黏度降低，进一步提高脱水速度。 有些原油在室内试验中，温度升高5度，15分钟的脱水速度可提高1~3倍。所以，在实际生产中，尤其对于高粘稠油，只要条件允许，提高系统温度会使破乳脱水难度大大降低。 合适的油水界面是脱水设备正常工作的基本保障之一。在其它条件不变时，油水界面升高，会使容器内油相空间减少而水相空间增加，这就使油相停留时间减少而水相停留时间增加，结果是流出原油含水升高而排出的污水含油下降。油水界面降低则会造成相反的结果。因此在生产中可根据对原油含水和污水含油的具体要求调节设备的油水界面。对于电脱水器还应考虑油水界面对电极的影响，不可过高。

3.4消泡剂的使用

简单讲，使用消泡剂会提高三相分离器（游离水分离器、热处理器）液气分离效率；提高天然气系统工作安全性；增大分离设备有效容积，增加液相停留时间，提高油水分离效率。 4 原油破乳剂

4.1 原油破乳剂的组成

溶剂：水溶性破乳剂一般为甲醇、乙醇和水，个别有异丙醇等；油溶性破乳剂一般为甲苯、二甲苯和重芳烃。有机溶剂的选择要考虑活性物的溶解性和药剂生产的特殊要求，以及对药剂毒性和安全性的要求。

活性物或有效成分：这是破乳剂作用的主体。目前商品化的药剂主要有两类活性物：一是聚醚及其衍生物，二是聚酯。其中又以前者更多。

添加剂：许多供应商根据药剂的具体用途和对象，会采用各具特点的添加剂。

4.2 原油破乳剂的生产

合成：1）聚醚的合成：有机起始剂与环氧丙烷（氧化丙烯）、环氧乙烷（氧化乙烯）在碱的催化和一定温度压力条件下，按一定比例和次序反应生成聚环氧丙烯环氧乙烯醚，简称聚醚。

2）聚酯的合成：有机二元酸或其酐与二元醇在酸性催化剂的催化下，生成以酯键连接的大分子，称为聚酯。

后处理：一般有两类方式，一是两个或两个以上的聚醚或聚酯分子与一个或多个小分子反应，形成连接在一起的更大分子；二是用其它分子与聚醚或聚酯分子的端基反应，使反应产物发生性能上的改进。这两种方法都可使破乳剂更具适用性和针对性。

稀释：前述聚醚或聚酯一般黏度很大，在原油中的分散性也不好，所以需要用恰当的溶剂稀释。选择稀释剂时，要考虑其对聚醚或聚酯的溶解性及其本身的安全性。

4.3原油破乳剂的作用过程

分散：破乳剂必需在溶剂的帮助下通过原油的搅动充分分散。

扩散和替代：分散均匀的要通过进一步扩散到达界面膜，并替代原有的活性物质。

界面膜的破坏：破乳剂替代原有的活性物质后，界面膜局部表面张力发生变化而使界面膜变得不稳定。

液滴合并/凝聚：由于布朗运动或其它力量使液滴碰撞时，液滴间合并并逐渐形成大液滴，此过程又称为凝聚。

水相沉降（油相上浮）：小液滴凝聚成大液滴后，在重力作用下，水相沉降，油相上浮，两相分层，完成破乳。

4.4 原油破乳剂的性能评价

脱水速度：一般讲，只要在流程热化学沉降阶段的停留时间内，破乳剂的脱水率能达到60%以上，这种破乳剂就能满足现场脱水要求。

终脱水量：如果电脱水器不能将原油含水降至要求值，破乳剂的终脱水量才显得重要。，一般终脱水量记录时间：轻质原油不超过60分钟；重质原油（稠油）90~120分钟；超重油可达24小时以上。终脱水量记录时间的确定也要参考油田的具体情况。

脱出水质：“油水两净”是油田脱水要达到目的，有些时候，尤其是油田开采后期高含水阶段，甚至比脱水速度和终脱水量更为重要。目测评价脱出水水质主要有两个指标，颜色顺序是：无色，浅黄色，黄色，褐色，黑色；透明性次序为：透明，半透明，不透明。

油水界面：油水界面对油田脱水设备的运行至关重要，室内瓶试试验时对油水界面的描述一般为：整齐（即所谓一条线），不整齐，拖尾，严重拖尾。油水界面不好对现场脱水的影响主要有二：使各级分离器排出的污水严重带油；使电脱水器电场不稳。

4.5 原油破乳剂的现场应用

现场稀释：破乳剂现场加药时，水溶性药剂可以稀释，稀释比例一般不低于1：3（药:水），而且要先加水后加药，边加边搅拌。油溶性药剂一般不稀释。

药剂的配合使用：油田使用的化学药剂与破乳剂影响最大的是反相（向）破乳剂（清水剂）和缓蚀剂（防腐剂）。反相（向）破乳剂使用得当，可弥补破乳剂性能不足；反之会降低破乳剂的脱水速度和脱水率。缓蚀剂通常会使破乳剂的脱水速度和脱水率降低。

注入量和注入点选择：油田情况不同，药剂性能特点也不相同。要根据流程特点和流程变化，通过现场试验进行最低加药量和最佳加药量的确定和调整。

4.6 使用原油破乳剂的安全要求

毒性：原油破乳剂都具有毒性，其毒性主要来自使用的甲苯、二甲苯、重芳烃和甲醇等有机溶剂。

燃烧危险性：原油破乳剂无论是水溶性还是油溶性，均可燃烧，其闪点10℃~50℃不等。破乳剂油田一般存放在生产区，满足防明火、防静电等基本的安全要求，燃烧爆炸的危险性很小，但也不可大意。

范文四：德国巴斯夫原油破乳剂

Basorol 系列产品:

促进原油乳液或凝析油乳液的分离,也用于在精馏塔中除去原油中的微量杂质水和盐份。

原油乳液在油品的生产和炼制中经常出现。世界上主要的粗品油都以一种乳液的形态产出。一种乳液 由至少两种不相混溶的液体组成。其中之一是以一种极细的分散体如大约 1mm 直径的液滴悬浮于另一液体 上。

这些液体的其中之一通常为水,而另一个经常是油。油有可能极细地分散于水中。在这种情况下,乳 液是一种水包油型。水被称作连续相,而油被称作分散相。相反地,如果油为连续相而水是分散相,乳液 就称作油包水型。大多数的原油乳液属于这种类型。

水分子之间相互吸引,同样地,油分子之间也是如此。但是在单个的水分子和油分子之间存在排斥力。 排斥力在油和水的界面发生作用。表面张力将此界面面积降到一个最低值。所以,水滴在油包水乳液中是 球形的。此外,单个的水滴倾向于形成聚集体,聚集体的总面积比所有液滴面积总和小。因此,一种由纯 水和纯油组成的乳液是不稳定的。分散相趋于凝集,而两个分离的层面因此而形成。

界面上的排斥力抵消,如通过特种化学品在界面上的累积可降低表面张力。在技术上,许多情形通过 加入熟知的乳化剂以生产稳定的乳液而开发利用这种作用。任何以这种方式起稳定作用的物质必须具有能 使其同时与水分子和油分子互相作用化学组成,即它应含有一个亲水基团和一个疏水基团。

原油乳液因油中含有的天然物质而稳定。这些物质通常含有极性基团如羧基或酚基。它们可能以一种 溶液或一种胶态分散体的形态存在。特别的影响是附着于末端。在此情形下,绝大多数的微粒分散于油相 中并在油水界面累积,在此界面上,它们并排排列,极性基团指向水中。所以最后形成了一种物理稳定的 界面层。像微粒层或石蜡结晶体似的固体包。以肉眼通常认识到的结果包覆在界面层中。这个机理解释了 原油乳液的陈化和难于破除的事实。

以这种方式稳定的原油乳液可通过加入我们的 Basorol 品种之一破乳,它们是非离子物质累积在油水 界面上。它们置换(原油中)天然的乳化剂,结果是界面层破裂且单个的水液滴结合在一起。

原油乳液的稳定性:

原油乳液的稳定性取决于一系列的因素:原油的类型,原油中水的数量,原油的粘度,天然乳化剂的 存在,天然乳化剂的类型,原油的固含量,水相中的含盐量等。

炼油厂的脱盐过程→用于炼油厂脱盐的破乳剂的性能特征:

在低添加率下的高功效,在脱盐装置中即使较短的停留时间也能快速作用,应对经常变更的不同原产 地的原油有较大的适用性,油和水可洁净分离而不会带有任何残留的乳液层,在电气脱盐中的高功效,排 放水中最小的残留,处理后的原油的最小灰份,完全脱除盐份,即便在低于 100℃下的优良的性能和功效。

最合适的 Basorol 牌号的选择:

Basorol 是在炼油厂特别突出地适合于脱盐过程。在此,也必须应对在炼油厂相关的特有的运行情况 挑选破乳剂以确保最佳功效。 BASF 的应用专家团队将乐意在这方面提供帮助。第一步是实施实验室试验。

实验室试验:

实验室专门地用取自炼油厂的样品进行试验。采用动态方法。(cf.. 在现场的脱水)。油品在适当的 温度下与 3~15%的新鲜的工艺水或稍咸的水混合并在 300~2000 r.P.s转速下加入 3~25 ppm破乳剂剧烈 搅拌 5分钟。随后,让其在常温下在一量筒中静置,在间隔一时间后可观察到分离出的水、油量。通过一 电气实验室脱盐装置可以促进脱水。盐份用在 77/72中描述的方法进行测定。(炼制油)的规格通常许可 最高 3或 10 ppm 的盐份残留。通常用 Basorol 达到或改进这些数据没有遇到任何困难。实验室试验证实化 学和电气脱盐的并用优于电气脱盐本身。在此情形下破乳剂的消耗为 3~25 ppm,而且,再一次(说明) 在实际中使用的实际数量明显低。实验室试验给出了有关最合适破乳剂,脱盐温度和停留时间的信息。

注入点:

Basorol 既可以以浓缩形态也可以以稀释形态注入到油或工艺水中。混合阀和在线混合装置用于炼油 厂以彻底混合。炼油中标准做法的高的脱盐温度(高达 140℃)不会对 Basorol 的性能产生任何负面影响。 事实上,他们可以证实有益于在脱除吸藏于油中的盐份。破乳剂的加入点可以与工艺水一起在注入泵和换 热器之间从原油注入泵逆流加入,或从换热器后顺流加入。何种选择取决于炼油厂的工艺条件,原油型号 和设计的脱盐度。

工艺水的质量:

考虑到高的脱盐温度,建议用去离子水以阻垢。

固体物的除去:

组成中的钻井泥浆、砂子和灰石,运输和贮存中产生的锈,以及其他固体物通常悬浮原油中。 Basorol 通常能保证这些杂物从原油中的水除去而且由此提高了功效并延长精馏塔的寿命。此外,重油中的灰份也 会减少。

Basorol 的应用:

Basorol 适用于所有类型的装置,包括电气和热脱盐器和洗槽。在脱盐器中的停留时间很少超过 30分 钟。即便在此困难条件下,用 Basorol 也能得到理想质量的油和无油的排放物。通过另外的手段,如:脱 盐器温度的调整,水量的精确测定,给水点的精密定位和脱盐器中油 – 水液位的降低或升高可以确保最 佳的效果。

化学分析和脱盐器通向炉子一侧的压力为正确操作给出了可信的指示。压力的明显升高表明原油中的水份 太高。这可能带来流通量减少的后果并会在炉子和精馏塔中导致问题。

Basorol 破乳剂有单官能团、双官能团(EO/PO嵌段共聚物计 16种 ),三官能团(甘油乙烷氧基化物、 TMP 烷氧基化物 [TMP --- 三羧甲基丙烷 ]计 12种)、四官能团(乙二胺的乙氧基化物计 8种 )、六官能团 (山梨醇烷氧基化物 ) 、 多功能团 (PEL 烷氧基化物 、 烷基酚乙氧基化物甲醛树脂计 11种 ) 等几类。 Basorol HP 是一种高性能的破乳剂,专利技术,优于标准产品的性能以及能单独作为产品使用。

毒性:

由于它们的低投加量, Basorol破乳剂不会产生任何毒性危害。少量残留的 Basorol 将主要溶解于已 处理的原油中;基于所有的 Basorol 破乳剂都生物降解的现实,有可能溶于分离出的水中的极少量的 Basorol 不会造成任何毒性问题。有关单独的 Basorol 破乳剂的毒性性质的详细信息可以从各自的数据单 和安全数据手册上获得。

Basorol 系列产品牌号详见下表:

范文五：原油破乳剂的发展现状_吴利春

日用化学品科学

DETERGENT &COSMETICS

第 31卷第 11期 2008年 11月

Vol. 31No. 11Nov. 2008

收稿日期 :2008-09-29作者简介 :吴利春 (1971-) ,男,黑龙江人,工程师 。 联系电话:0459-5379406。

石油是我国重要的能源和化工基础原料,在国民

经济中有着举足轻重的地位 。 目前,我国石油产量已 位居世界第 4位 。 石油工业的钻井 、 采油 、 集输和储 存等一系列作业均要使用油田化学品 。 自 20世纪 70年代以来,我国油田化学的研究应用得到迅速发展, 主要开发研制的油田化学品有增稠剂 、 堵水剂 、 破乳 剂和缓蚀剂等 [1]。 在众多的油田化学品中,以破乳剂 的用量为最大,因此,研究破乳剂的发展颇为重要 。

1

破乳剂

1.1

破乳剂的用途

目前,全世界每天大约生产 860万 t 原油,至少 采出同等数量的水 。 在各油田开发过程中,油井一般 都会经历不含水期 、 含水期和高含水期 3个开采阶 段 。 油井见水后,采出的原油发生乳化,黏度和凝固 点升高,引起结蜡,严重时发生油井事故,甚至导致 停产,使原油产量下降,生产成本大幅度增加 。 除此 之外,由于原油中含有大量水,同时含有树脂 、 胶 质 、 沥青质和有机酸等天然表面活性剂,它们吸附在 油水界面,形成具有一定强度的界面膜,使水珠难以 聚结 。 因此,绝大部分水以极其微小的颗粒分散在原 油中形成稳定的原油乳液,给油水分离带来巨大困 难 。 原油若不脱水,除带来采油困难以外,同时也不 能直接进炼油厂加工,在输送和储存过程中还会腐蚀 管道和油罐等设备,污水带油又会造成环境污染,因 此,原油脱水是原油开采中必须进行的生产环节 。 多 种除水方法中,添加破乳剂是快速高效脱去原油中的 水的最有效的方法 。 1.2破乳方法

破乳方法大致可分为物理机械方法和物理化学方

法 [2]。

物理机械法常用的有电沉降 、 超声和过滤等方 法 。 电沉降采用高压静电场使原油中的水珠聚结 。 超 声破乳是使用强度不大的超声波进行破乳 。 通过多孔 材料 (分散相能优先湿润 ) 的过滤也可以破乳 。 此 外,加热乳状液也可达到破乳目的 。

物理化学方法主要是通过改变乳状液体系统的界 面性质,使之由稳定变为不稳定,从而易于发生破 乳 。 加入某些表面活性剂,如对于 W/O 型的原油乳 状液,加入 O/W 型乳状液的乳化剂,或在 O/W 型原 油乳状液中加入 W/O 型乳状液的乳化剂,均可达到 破乳的目的 。

1.3破乳剂应具备的条件

破乳过程的实质是破乳剂分子渗入并黏附在乳状 液界面上,取代天然乳化剂并破坏表面膜,将膜内包 覆的水释放出来,水滴互相聚结形成大水滴并沉降到 底部,油水两相发生分离 。 根据上述作用机理,理想 的破乳剂必须具备以下条件:

1) 较强的表面活性 。 只有表面活性高于天然乳 化剂的破乳剂分子,才能很快优先吸附在油水界面 上,取代天然乳化剂分子,降低液滴的界面张力和界 面膜强度 。 通常在质量分数为 0.01%时,能将油水界 面张力降低到 15mN/m 左右,就具备了优良破乳剂 的基本条件 。

2) 良好的湿润性能 。 有良好润湿能力的破乳剂 分子向乳化液扩散并渗透过固体粒子之间的保护层 时,易吸附在固体粒子,如沥青胶质粒子 、 石蜡晶 粒 、 黏土粒子 、 金属盐粒子和水滴表面,降低其表面 能,改变表面润湿性能,破坏保护层上粒子间的接 触,使界面膜强度剧烈降低而破裂 。

原油破乳剂的发展现状

吴利春 1, 刘松涛 1, 刘雪娟 2

(1.大庆油田有限责任公司第二采油厂第二作业区 4-4队,黑龙江

大庆 163414; 2.大庆油田有限责任公司第二采油厂中心化验室,黑龙江 大庆

163414)

摘要:评述了国内外破乳剂研究开发的现状 。 介绍了破乳方法 、 破乳剂应具备的条件及破乳剂的种类和用 途 。 探讨了今后破乳剂的发展方向和破乳剂研究工作的现实意义 。 关键词:原油破乳剂;发展;现状 中图分类号:TQ314

文献标识码:A

文章编号:1006-7264(2008) 11-0008-03

·8DOI:10.13222/j.cnki.dc.2008.11.012

第 11期

商品名称 主要组成或化学名称

主要用途 (适应范围 ) 或国别 (生产厂家 )

AE-169, -8051, -669, -21, -1910多乙烯多胺聚氧丙烯聚氧 乙烯醚

原油脱水

AP-221, AP-17, -113四乙烯五胺聚氧丙烯聚氧 乙烯醚 、 酚醛树脂聚醚 原油脱水 (大庆 、 克拉玛 依油田 ) BP-169, -199丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯 醚 原油脱水

PEA-1031, -3052, -851聚醚

原油脱水

SP-169十八烷醇聚氧丙烯聚氧乙 烯醚

原油脱水 (大庆 、

大港 、 辽 河 、 吉林油田原油 ) SPX-8603, -8602, -9011聚氨酯 、 聚醚及聚醚磷酸 酯 原油脱水 (胜利 、 任邱联

原油 ) UH 超高分子量聚醚 原油脱水 (大庆 、

大港原 油 ) CNPZ

丙三醇与合成脂肪酸 、 苯 二甲酸氧化物和环氧乙 烷的加聚产物

原苏联

DemulsifierF-, R-聚醚类

杜邦 (日本 ) 公司 IgepalC0-880, -88壬基酚聚氧乙烯醚 美国 GAF 公司

PluronicF68丙二醇聚氧丙烯-聚氧乙 烯醚 美国 BASFWyandotte

公司 Tetronic

乙二胺聚氧丙烯-聚氧乙 烯醚 原联邦德国 BASF Wyandotte 公司

表 2目前国内外应用的主要原油破乳剂 Tab.2Main crude oil demulsifier

3) 足够的絮凝能力 。 破乳剂的絮凝能力是指吸 附在乳化液界面的破乳剂分子吸附其他液滴的能力 。 具有足够絮凝能力的破乳剂会使乳化液滴相互吸引, 形成一束束鱼卵状 “ 聚集体 ” 悬浮在原油中,促使乳 化液滴的碰撞和液膜的破裂,增加聚结的机会 。

4) 较好的聚结效果 。 乳化液滴的直径在几微米 至几百微米的大范围变化 。 只有当破乳剂具有足够的 聚结能力时,乳化液滴表面膜破坏后,小滴才能立即 聚结成大滴,在重力作用下沉降,达到原油脱水的目 的 。

1.4破乳剂种类

1) 按使用于不同原油对象,破乳剂分为油包水 乳化原油破乳剂和水包油乳化原油破乳剂 [3]。 前一种 破乳剂适用于以原油为分散介质的乳状液,即油包水 乳化原油 。 而以水做分散相的乳状液为水包油乳化原 油,相应地采用后一种破乳剂 。 现今所使用的大部分 属于油包水型乳化原油破乳剂 。

2) 按破乳剂溶解性能,破乳剂分为油溶性和水 溶性两种 。 油溶性破乳剂以分子状态处于油相中,它 向乳化液滴界面的移动是纯粹的分子扩散移动,而水 溶性破乳剂则经历从水相到油相进行再分配后,才能 扩散到乳化液滴界面,它应完成两种扩散运动,即分 子扩散和对流扩散 。 因此,油溶性破乳剂脱水速度较 快 。

2国内外破乳剂的发展概况

2.1

破乳剂的发展历史

破乳剂的研究和应用可追溯到 20世纪 20年代, 当时所用的大多是阴离子型表面活性剂 。 1940年出 现了环氧乙烷和环氧丙烷的嵌段共聚物,非离子型破 乳剂正式投入工业应用 。 进入 20世纪 80年代后,聚 酯胺类等破乳剂相继开发出来,破乳剂的最低用量 降到 1mg/L ~20mg/L [4]。 表 1概述了破乳剂的发展 史 。 目前,国内外所广泛应用的原油破乳剂种类列于 表 2[5]。

2.2破乳剂的研究现状及发展方向

目前,研究工作比较集中在以下几个方面:1) 新型破乳剂的开发 。 聚合物型破乳剂是近年 来发展较快的一类破乳剂 。 同时,两性破乳剂的研究 也取得了一定的进展 。 此外,环氧乙烷和环氧丙烷因 储存麻烦,国外近年在研制不含环氧乙烷和环氧丙烷 的破乳剂方面取得了一定的成功 。 近年来,三次采油 逐步开展,为此开发出一种薄膜扩展剂型破乳剂,其 在地层内既能破乳,又能提高原油的采收率 。

2) 破乳剂的复配使用 。 一个高效破乳剂必须具 表 1

破乳剂的发展史

Tab.1Development history of demulsifier

时

期

使用浓度 /mg ·L -1

推出的主要破乳剂类型 20世纪 20年代

1000

脂肪酸盐 、 环烷酸盐 、 芳烃和

烷基芳烃磺酸 、 土耳其红油和 蓖麻油硫酸盐

20世纪 30年代 1000

石油磺酸盐 、 氧化蓖麻油和磺 化丁二酸酯

1935年 ~1950年 100~500脂肪酸 、 脂肪醇和烷基酚乙氧

基化合物 1950年以后

100

环氧乙烷和环氧丙烷的共聚物 、 酚醛树脂的环氧乙烷和环氧丙 烷聚醚及其改性物 1965年以后 30~50胺类的环氧烷聚醚

1976年以后 10~30烷氧基化合物 、 烷基苯酚甲醛 树脂及其改性物的混合物 1986年以后 5~20聚酯胺及其复配物

20世纪 90年代

1~20

多元线型或体型聚合物 、 两性 离子聚合物及其复配物

行 业 经 纬

吴利春, 刘松涛, 刘雪娟:原油破乳剂的发展现状

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日用化学品科学 第 31卷

备较强的表面活性 、 良好的润湿性能 、 足够的絮凝能 力和优良的聚结效果 。 单一的破乳剂往往难以完全满 足这些要求,因此,采用多种破乳剂的复合使用,或 与其他功能的表面活性剂 、 有机或无机添加剂进行复 配,以提高破乳剂效果,并可节约用量 [6]。

3) 破乳剂的改性研究 。 自 20世纪 50年代以环 氧丙烷和环氧乙烷嵌段共聚物为主体的非离子型破乳 剂问世以来,国内外对此类破乳剂作了大量的研究开 发工作 。 据统计,全世界有关破乳剂申请的专利已超 过 3000项,但其主体结构仍无太大改变 。 众多破乳 剂中,聚醚型非离子破乳剂的使用效果较好,因而被 广泛应用于原油破乳脱水 。 相应地,对其的改性研究 也在进行,常使用封尾剂,如与松香酸和硫酸等反应 生成相应的酯类;或利用交联剂,如异氰酸酯等进行 交联反应,合成分子量大的高分子破乳剂 。

3破乳剂的发展趋势

1) 分子量继续增高 。 各种扩链剂的使用表现出 这一趋势 。

2) 由水溶性转向油溶性 。 由于油田采液中水含 量越来越高,油溶性破乳剂主要分配在油中,因而能 延长作用时间,提高破乳效果 。

3) 由直链线型转向支链线型 。 如从羟基系列的 引发剂发展到用酚醛树脂,从氨基系列的引发剂发展 到用多乙烯基多胺 。

4) 开发低温时效果好 、 适应性强并用于重质原 油和副产中间层乳浊液的破乳剂 。

5) 复配使用 。

6) 破乳剂趋向系列化 。

4研究工作的现实意义

绝大多数原油都含有水,在发运前必须将大部分 水脱除 。 进入输油管线的原油含水量一般限制在 1%以下 。 各国对于原油含水量都有一定的标准 。 我国大 庆油田规定管线原油和外运原油含水量低于 0.5%。 因此,必须选用合适的破乳剂来对原油中的水进行处 理 。

破乳剂的针对性很强,很难找到一种通用型的原 油破乳剂 。 不同性质的原油应选用不同的药剂,这是 由于油品不同,含有的天然极性物质也不同,故不同 油质对破乳剂的选择性也不同 。 如大庆原油大部分是 石蜡基原油,也有少量是沥青基原油,其相对密度较 小 、 黏度小 、 胶质沥青质含量低以及含蜡量高 。 从 1964年 开 始 使 用 破 乳 剂 以 来 , 曾 先 后 用 过 OP 、 AP113、 SP169、 AE910和 DL-1等型号药剂,发现 这些破乳剂加量少,破乳剂效果好,但专一性强,广 泛适应性差 。

目前,国内生产的破乳剂产品多达几十种,这些 破乳剂主要是高分子非离子型表面活性剂 。 其优点是 用量少 (5mg/L ~50mg/L ) ,效果较好 。 缺点是专一 性强,即一种破乳剂只适合某些地层 、 某些区域乳化 原油的破乳 。 不同的油田,甚至油田内部的不同油 井,应根据现场实际情况选择合适的破乳剂,这便增 加了破乳剂的研究难度,同时也突显了研究的迫切 性 。

参考文献:

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[2]赵 国 玺 . 表 面 活 性 剂 物 理 化 学 [M]. 北 京 :大 学 出 版 社 , 1991,400.

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[4]王彪. 原油破乳剂研究新进展[J]. 油田化学,1994,11(3) : 266-271.

[5]刘程. 表面活性剂应用大全[M]. 北京:工业大学出版社, 1992,540-543.

[6]王东生,李胜华,李巍. 破乳剂与净水剂复配用于原油破乳 脱水[J]. 油田化学,1991,6(1) :55-58.

Current situation of the development of crude oil demulsifier WU Li-chun 1, LIU Song-tao 1, LIU Xue-juan 2

(1. The Second Oil Recovery Factory of Daqing Oil Field Co., Ltd, Daqing 163414, China ;

2. The Second Oil Recovery Factory of Daqing Oil Field Co., Ltd, Daqing 163414, China )

Abstract :The states of research and development of demulsifi er were discussed. The methods for demulsification, the conditions that demulsifier should possessed, and the category and usage of demulsifier had been introduced. It also discussed the developing direction of demulsifier in the future, and the practical meaning of the research work of demulsifier.

Key words :crude oil demulsifier;development;status

行 业 经 纬

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