新型原油破乳劑的研制

隨著油田開采的持續(xù)發(fā)展和各種收獲方法的應(yīng)用，原油破產(chǎn)剝皮問題變得越來(lái)越復(fù)雜。尤其是高比例、高粘度和高穩(wěn)定性原油的破產(chǎn)剝皮?，F(xiàn)在常用的聚醚類破乳劑往往無(wú)法達(dá)到預(yù)期效果。采油過(guò)程中加入的大量化學(xué)藥劑對(duì)原油的破乳脫水造成了一定的困難,不但使產(chǎn)出液乳化狀態(tài)多樣化,采出原油的相狀態(tài)不僅限于W/O型,還有O/W型,W/O和O/W兩種乳狀液合為一體的多重乳狀液,某些文獻(xiàn)上也稱為套圈乳狀液,而且增強(qiáng)了界面膜強(qiáng)度,從而增加了脫水的難度。破乳劑對(duì)油水界面膜強(qiáng)度和乳狀液相狀態(tài)的影響與破乳劑在界面上吸附的量和性質(zhì)有關(guān),本研究采用了陽(yáng)離子有機(jī)胺酯作為破乳劑,該種結(jié)構(gòu)的破乳劑更易于聚集在油水界面上,取得了很好的效果。研制的新型原油破乳劑——CR破乳劑,對(duì)高比重、高粘原油特別有效,經(jīng)山東省化工信息中心對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)的檢索,未發(fā)現(xiàn)文獻(xiàn)報(bào)道。1實(shí)驗(yàn)1.1cr-u型合成1.1.1原材料混合脂肪酸、羥基胺及其他試劑均為工業(yè)純1.1.2cr破乳劑的合成將混合脂肪酸與羥基胺按摩爾比1∶1～1.2,投入四口燒瓶中,燒瓶配攪拌器、溫度計(jì)、氮?dú)馊肟?、回流冷凝?開啟攪拌,通氮?dú)?0min后,在一定溫度下反應(yīng)3～4h,然后陽(yáng)離子化,配成溶液,即為CR破乳劑,胺值60mgKOH·g-1。反應(yīng)式如下:(1)有機(jī)胺酯的合成R1—CO—OH+NR3R4—R2OH—→R1—CO—O—R2—NR3—R4(2)陽(yáng)離子有機(jī)胺酯的合成R1—CO—O—R2—NR3—R4+R5X—→R1—CO—O-R2—+R3R5N—R4X-1R1=C6～C20烷基;R2=C2～C4亞烷基;R3,R4,R5=H,C1～C3烷基或C2H4OH;X=有機(jī)或無(wú)機(jī)陰離子。1.2破乳脫水實(shí)驗(yàn)采用SY5281-1991破乳劑使用性能檢測(cè)方法進(jìn)行破乳脫水實(shí)驗(yàn)。采用GB/T8929-88蒸餾法測(cè)原油含水率,根據(jù)SY/T5329-1994的方法步驟測(cè)定污水含油率。2結(jié)果與討論2.1cr-u型涂料分析2.1.1cr破乳劑與反應(yīng)物的吸收?qǐng)D譜用756MCUV分光光度計(jì)對(duì)CR破乳劑及其反應(yīng)物在紫外光譜區(qū)分別進(jìn)行掃描,所得譜圖如圖1所示。從圖中可以看出,反應(yīng)物有機(jī)酸在270nm和370nm處有吸收峰,羥基胺在290nm處有吸收峰,而CR破乳劑在270nm、290nm和370nm處均無(wú)吸收峰。說(shuō)明某些特征基因確實(shí)在反應(yīng)中進(jìn)行了徹底的轉(zhuǎn)換。2.1.2離子化分離器用SP-502氣相色譜儀對(duì)CR破乳劑進(jìn)行分析,采用填充柱色譜柱,氫火焰離子化檢測(cè)器,所得譜圖如圖2所示?；钚晕锉Ａ魰r(shí)間為2.415min,游離胺保留時(shí)間為4.973min。根據(jù)峰面積歸一化法計(jì)算出活性物含量為85%,游離胺含量為10%。2.2破乳劑和破乳液的脫水試驗(yàn)2.2.1破乳劑篩選結(jié)果勝利煉油廠的氯烴油,密度為1.136～1.90g·mL-1,因皂化作用形成穩(wěn)定的W/O乳狀液,經(jīng)篩選實(shí)驗(yàn)多種破乳劑均無(wú)效果,采用CR破乳劑進(jìn)行破乳脫水處理后,脫出水中含油小于質(zhì)量分?jǐn)?shù)50×10-6,油中含水1.3%,已滿足了生產(chǎn)要求。結(jié)果見表1。由表1看出,聚醚破乳劑及反相破乳劑(CW-01)對(duì)這種高比重高穩(wěn)油均無(wú)作用,而CR破乳劑效果明顯,油水界面清晰,脫出水清,達(dá)到了預(yù)期效果。2.2.2界面清清率孤島集輸站原油含水高達(dá)90%,采用CR破乳劑進(jìn)行破乳,脫水速度快,界面清晰,脫出水清。結(jié)果見表2。該種原油采用聚醚破乳劑進(jìn)行破乳脫水雖然有效果,但存在著脫水時(shí)間長(zhǎng),油不界面不清晰,脫出水渾等不同的缺點(diǎn),CR破乳劑克服了這些不足,是一種理想的破乳劑。2.2.3cr破乳劑的破乳機(jī)理遼河油田特油公司的稠油屬超稠油,粘度(50℃)13000mPa·s,膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量為48%,含水40～50%,脫水難度較大?，F(xiàn)場(chǎng)脫水工藝要求為:脫水溫度85～90℃,脫水時(shí)間72h,加藥量500～600mg·L-1,凈化油含水≤5%,要求脫出水清?，F(xiàn)場(chǎng)結(jié)果證明,CR破乳劑具有脫水清、界面齊、配伍性好的特點(diǎn),結(jié)果見表3。使用聚醚破乳劑BCO雖然也有一定效果,但是脫出水渾,給污水排放、回注及進(jìn)一步水處理帶來(lái)了困難,在日益強(qiáng)調(diào)環(huán)保的形勢(shì)下,這是一個(gè)嚴(yán)重的問題。CR破乳劑的顯著特點(diǎn)是脫出水清,與聚醚破乳劑復(fù)配后使用,仍然保持著這個(gè)特點(diǎn)。從以上實(shí)驗(yàn)可看出,CR破乳劑對(duì)高比重、高粘、高穩(wěn)原油的破乳脫水效果明顯,這與CR破乳劑的結(jié)構(gòu)有關(guān)。在合成CR破乳劑的過(guò)程中,考慮采用不是易溶于油相或水相,而是在油相、水相中分散,更易于聚集在油水界面上的結(jié)構(gòu),更有效、快速地破壞油水界面膜,減少了破乳劑的用量。CR破乳劑的陽(yáng)離子中和了表面電荷,改變油水界面活性,克服雙電層的排斥作用,促使油水分離,防止膠質(zhì)瀝青石蠟的沉積,使脫出水清。而CR破乳劑本身活性較低,由于帶有相同的陽(yáng)離子電荷而相互排斥,在油水界面上形成低強(qiáng)度的、疏松的界面膜,油珠聚集在一起,達(dá)到油水分離的目的。3原油乳狀液破乳脫水效果CR破乳劑是一種非聚醚類陽(yáng)離子有機(jī)胺