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文檔簡介

1、原油凈化化學(xué)破乳劑脫水法一破乳劑的形成及類型二化學(xué)破乳劑的破乳機(jī)理三化學(xué)破乳劑的分類四化學(xué)破乳劑的選擇和應(yīng)用1原油乳狀液的形成當(dāng)油、氣、水混合物由井底沿井筒油管舉升到井口,經(jīng)過油管線、閥件、離心式油泵以及油嘴的節(jié)流等的強(qiáng)烈攪拌,使水滴充分破碎成極小的顆粒,并為原油存在的環(huán)烷酸、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、石蠟、粘土和砂粒乳化劑所穩(wěn)定、均勻地分散在原油中,從而形成穩(wěn)定W/O型乳狀液。2原油乳狀液的兩種類型一種是水以極微小的顆粒分散于原油中,稱為:“油包水”型乳狀液,用符號(hào)W/ O表示,水是內(nèi)相或稱分散相,油是外相或稱分散介質(zhì),因外相液體是相互連接的,故又稱連續(xù)相; 另一種是油以極微小顆粒分散于水中,稱為;“水

2、包油”型乳狀液,用符號(hào)O/W表示,此時(shí)油是內(nèi)相,水是外相。 3O/W型乳狀液保護(hù)膜分散相聯(lián)系相4 W/O型乳狀液保護(hù)膜分散相連續(xù)相5原油脫水方法原理、適用條件和優(yōu)缺點(diǎn)6二、化學(xué)破乳劑的破乳機(jī)理 油、水分離的基本原理:破壞乳化液油水界面膜的穩(wěn)定性,使其破裂,促進(jìn)水顆粒碰撞凝聚成大水滴,使水從原油中沉降下來。 1.表面活性作用 2.反相作用 3.“潤濕”和“滲透”作用 4.反離子作用71. 表面活性作用 乳化液:兩種(或兩種以上)不互溶(或微量互溶)的液體,其中一種以極小的液滴分散于另一種液體中,這種分散物系稱為乳狀液 破乳劑都具有高效能的表面活性物質(zhì),它們很容易吸附在油水界面上,降低界面膜的表面

3、自由能,使形成W/O型乳狀液變得很不穩(wěn)定,界面膜在外力作用下極易破裂,從而使乳狀液微粒內(nèi)相的水突破界面膜進(jìn)入外相,從而使油水分離。 8 2. 反相作用 原油乳狀液是在原油中憎水的乳化劑作用下形成的,稱W/O型乳狀液。采用親水型的破乳劑可以將乳狀液轉(zhuǎn)化為O/W型乳狀液,借乳化過程的轉(zhuǎn)換以及水包油型乳狀液的不穩(wěn)定性而使油水分離。93. “潤濕”和“滲透”作用破乳劑可以溶解吸附在油水界面的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等天然乳化劑,降低原油粘度,透過薄膜與水飽和,形成親水的吸附層,有利于水滴碰撞時(shí)的合并,達(dá)到水滴沉降分離。潤濕性:液體在分子作用力下在固體表面的流散現(xiàn)象。104. 反離子作用由于原油乳狀液中分散相的水滴

4、表面上吸附了一部分正離子,使分散相往往帶正電,分散相的水滴之間互相排斥,水滴難于合并。如果在原油中加入離子型的破乳劑,它們吸附在水滴表面上并將正電荷中和,使水滴間的靜電斥力減弱,破壞受同性電保護(hù)的界面膜,使水滴合并沉降下來。 11三、化學(xué)破乳劑的分類 國內(nèi)外生產(chǎn)的化學(xué)破乳劑已達(dá)1000多種?;瘜W(xué)破乳劑可以按分子結(jié)構(gòu)、分子量大小、鑲嵌方式、聚合段數(shù)、起始劑具有活潑氫官能團(tuán)的數(shù)量、溶解性能等進(jìn)行分類。12按分子結(jié)構(gòu)可把破乳劑分為離子型和非離子型兩大類。破乳劑溶于水時(shí),凡能形成電解質(zhì)的稱為離子型破乳劑;凡在水溶液不形成電解質(zhì)的,稱為非離子型破乳劑。二、化學(xué)破乳劑的分類131. 離子型破乳劑 離子型破

5、乳劑按其在水溶液中具有表面活性作用的離子的電性,可分為陰離子、陽離子和兩性離子等類別。烷基磺酸鈉、烷基苯磺酸鈉等屬于對原油脫水效果較好的陰離子型破乳劑。142. 非離子型破乳劑非離子型破乳劑是以環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷等基本有機(jī)合成原料為基礎(chǔ),在具有活潑氫的起始劑的引發(fā)下,有催化劑存在時(shí)按照一定反應(yīng)程序聚合而成的。15非離子型破乳劑的分子量多在100010000之間,具有較高的活性和較好的脫水效果。例如聚氧烷基醇(SP169、BP2420)、聚氧烷基多胺(AP221、9901、AE8051)等破乳劑。2. 非離子型破乳劑16(1)非離子型化學(xué)破乳劑的優(yōu)點(diǎn)用量少。每噸原油的用量約為2050ppm(質(zhì)量

6、);不產(chǎn)生沉淀。脫出的水中含油少。脫水成本低。 17(2)非離子型破乳劑的類型根據(jù)溶解性能,非離子型破乳劑可分為水溶性、油溶性和部分溶解于水、部分溶解于油三類。本平臺(tái)選用水溶性藥劑18水溶性破乳劑 水溶性破乳劑,可根據(jù)需要配制成任意濃度的水溶液;而油溶性破乳劑必須用昂貴的甲苯、二甲苯等溶劑油稀釋從投入費(fèi)用方面較高。原油破乳脫水后,剩余的破乳劑仍留在生產(chǎn)污中,從而可以在海管中防止乳狀液的進(jìn)一步生成.19油溶性破乳劑 油溶性破乳劑如RA-101、XJ-420、L-8521、POI2420等,其特點(diǎn)是不會(huì)被原油中脫出水帶走,且隨著水的不斷脫出,原油中破乳劑的濃度逐漸提高。這有利于凈化原油含水率的繼續(xù)

7、下降。油溶性破乳劑的分子量一般較水溶性的大,凈化油的能力比水溶性的高,但脫出水含油率稍高。20部分溶于水、部分溶于油的化學(xué)破乳劑部分溶于水、部分溶于油的化學(xué)破乳劑,如AP、AE等,能增加使用的靈活性。根據(jù)現(xiàn)場使用經(jīng)驗(yàn):原油含水率超過40%時(shí),油溶性破乳劑使用效率高,水溶性破乳劑使用效率略差。21四、化學(xué)破乳劑的選擇和應(yīng)用對化學(xué)破乳劑的基本要求;化學(xué)破乳劑的優(yōu)選;熱化學(xué)脫水的加藥部位選擇 ;破乳劑的加入方式 。221. 對化學(xué)破乳劑的要求 (1)較強(qiáng)的表面活性 化學(xué)破乳劑的表面活性應(yīng)比原油中天然乳化劑的活性大得多(環(huán)烷酸、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、石蠟、粘土和砂粒等乳化劑),有的文獻(xiàn)認(rèn)為應(yīng)大1001000倍

8、,使化學(xué)破乳劑能迅速占據(jù)油水界面,降低乳化水滴的界面張力和界面膜的強(qiáng)度,破壞原油乳狀液、防止進(jìn)一步乳化,降低粘度和加速油水分離的作用。231. 對化學(xué)破乳劑的要求(2)良好的潤濕能力化學(xué)破乳劑對原油中的固體乳化劑應(yīng)有較好的潤濕能力,以便吸附在固體粉末上,把砂、粘土等粉塵拉入水相,把石蠟晶粒拉入油相,破壞固體粉末界面膜的作用,使油水分離。241. 對化學(xué)破乳劑的要求(3)很高的絮凝和聚結(jié)能力吸附在水滴界面上的破乳劑,應(yīng)對鄰近水滴具較大的吸引力,使水滴聚集,這一過程稱為絮凝。絮凝能力強(qiáng),就能增加水滴碰撞和聚結(jié)的機(jī)率。絮凝在一起的水滴應(yīng)能迅速合并成大水滴從油相中沉降分出,即破乳劑還應(yīng)有較強(qiáng)的聚結(jié)能力

9、。251. 對化學(xué)破乳劑的要求(4)破乳溫度低,破乳效果好在較低溫度下就能使原油乳狀液破乳,破乳后原油中殘存的水量少,脫出水中的含油量少。做到油凈、水清。26(5)成本低,用量少。(6)對金屬管路和設(shè)備不產(chǎn)強(qiáng)烈的腐蝕和結(jié)垢,破乳劑對人體應(yīng)無毒、無害,不易燃、不易爆。(7)破乳劑應(yīng)有一定的通用性,即原油乳狀液性質(zhì)改變時(shí)仍能保持較高的脫水效果。1. 對化學(xué)破乳劑的要求27 一種化學(xué)破乳劑要完全滿足上述要求往往是極為困難的。為取長補(bǔ)短,可將兩種或兩種以上的破乳劑以一定比例混合構(gòu)成一種新的破乳劑,其脫水效果可能高于任何一種單獨(dú)使用時(shí)的效果。這種現(xiàn)象稱為破乳劑的協(xié)同效應(yīng)或復(fù)配效應(yīng)。復(fù)配效應(yīng)為尋找脫水效果

10、更好的化學(xué)破乳劑開辟了新的途徑?;瘜W(xué)破乳劑的復(fù)配效應(yīng)1+12282. 化學(xué)破乳劑的優(yōu)選 通過實(shí)驗(yàn)室篩選,結(jié)合生產(chǎn)系統(tǒng)的特點(diǎn)和要求,推薦現(xiàn)場工業(yè)性試驗(yàn)的破乳劑品種。 在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)應(yīng)采用通用滴瓶試驗(yàn)法,參照石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)破乳劑使用性能檢驗(yàn)方法中的規(guī)定進(jìn)行。本平臺(tái)使用的是采技服推薦的AE-8031型。(中閃點(diǎn)易燃液體)物性如下:顏色及性狀:微黃至紅棕色有烴的氣味的透明液體;組分:聚醚、甲醇和水的化合物;相對密度:0.91.0g/cm3(20oC);閃點(diǎn):大于或等于15oC;溶解性:易溶于水;傾點(diǎn):25oC;其它暫無資料。29評價(jià)破乳劑的性能指標(biāo) (1)脫水率 在一定的靜置沉降時(shí)間內(nèi)原油中脫出水量與原有

11、含水量之比。 (2)出水速度 在單位靜置沉降時(shí)間內(nèi)脫水率的大小。根據(jù)化學(xué)破乳劑品種的不同,出水速度可能有先快后慢、先慢后快等速度出水況。 30(3)油水界面狀態(tài) 原油乳狀液油水分層后,由于所用化學(xué)破乳劑的不同,油水界面可能呈不同的狀態(tài)。有的油水分明,有的油水間存在油包水或水包油型乳狀渡過渡層。隨著時(shí)間的持續(xù),有的過渡層能自行減薄或消失,即為暫時(shí)性過渡層;有的則很難消失,成為永久性過渡層。 評價(jià)破乳劑的性能指標(biāo)31(4)脫出水的含油率 單位質(zhì)量脫出水中所含原油的質(zhì)量稱脫出水含油率。脫出水含油率愈小愈好,一般應(yīng)小于0. 05。 (5)最佳用量 在脫水溫度下,達(dá)到規(guī)范要求的原油脫水率所需破乳劑的最小

12、用量稱為最佳用量(本平臺(tái)所用濃度ppm)。顯然,破乳劑的最佳用量愈小愈好。評價(jià)破乳劑的性能指標(biāo)32 (6)低溫脫水性能 若在較低溫度下,化學(xué)破乳劑有較好的脫水性能,則可降低集輸管路和脫水設(shè)備的工作溫度,從而節(jié)省燃料并降低原油集輸過程中的蒸發(fā)損耗。評價(jià)破乳劑的性能指標(biāo)333. 加藥部位選擇 破乳劑加入部位要注意藥劑效能的發(fā)揮和管理方便。加入部位可在井口、計(jì)量站、集中處理站等集輸流程各個(gè)環(huán)節(jié)。從發(fā)揮藥劑效能來說,在井口加入最好(本平臺(tái)注藥點(diǎn)為SDV-121出口、H-100入口),可從根本上抑制油包水型乳狀液的生成;在計(jì)量站或接轉(zhuǎn)站加藥可起破乳降粘作用。344. 破乳劑的加入方式 破乳劑的加入方式應(yīng)操作方便、連續(xù)均勻、濃度配制準(zhǔn)確、并有計(jì)量設(shè)施。水溶性破乳劑的配制濃度宜稀釋到1%10%,其溶液溫度宜為3545。配液罐宜采用封閉容器。采用計(jì)量柱塞泵將破乳劑直接加入原油流程中。35 謝謝36 把那

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