原油缓蚀技术的应用现状和发展趋势
张清
（天津东方华泽能源科技有限公司北京2011）
【摘要】：从缓蚀剂的缓蚀基团和分子结构方面概述了缓蚀剂的发展过程，阐述了缓蚀剂的电化学和物理化学缓蚀
机理，运用分子结构理论分析了缓蚀效果的影响因素
介绍了缓蚀技术的应用现状，讨论了缓蚀剂的发展方向。
【关键词】：腐蚀机理；缓蚀剂；缓蚀基团；缓蚀机理；影响因素
The oil corrosion inhibition technology application status
and development trend
Zhang Qing
（Tianjin Oriental Wise Energy Sci-Tech Co.,Ltd.Beijing2010）
Abstract:Development of inhibitor was overviewed from the aspects of inhibiting group and molecular structure.The inhibition mechanisms of electrochemistry and physical
chemistry were demonstrated,and the factors affecting the inhibition effect were analyzed by molecular structure theory.Finally the application and developing directions of inhibitor were discussed.
Key words:corrosion mechanism;inhibitor;inhibiting group;inhibition mechanism;effect factors
石油加工业在我国国民经济中占据着重要的地位。石油开采和加工过程中设备的腐蚀问题直接影响着企业的安全生产和运转周期。因设备腐蚀造成的事故及装置被迫停工，使石化企业在经济上蒙受巨大的损失。设备防腐蚀工作已成为石油加工生产中的重要工作。本文针对以上情况，对石油开采、运输和加工设备的防腐蚀做相关研究。
由于大部分油井采出液的含水率为90%以上,油井管柱结垢严重。加之水质未能全面达标,注入设备、油水井管线及地面集输管网腐蚀现象严重,甚至造成穿孔和报废,严重地影响了油田的正常生产,经济损失巨大。目前,注入法加液体缓蚀剂是油田常用的一种防腐措施。但存在以下问题:(1).液体缓蚀剂的加注需要加药泵等设备,使用不方便,投加工作量大;(2).液体缓蚀剂在油管壁上易粘附,药剂消耗量大。(3).间歇注入加药不均匀,有效保护时间短。此外,对一些产水量较大的井、高水位井、边远井及加有封隔器的井,液态缓蚀剂的使用也存在一些不便。
输油管道的腐蚀主要是由原油的沉积水造成的，我国原油综合含水率日益升高，高达80％一90％，水质特性日趋复杂，甚至有时伴有高浓度CO2、H2S的产生，致使管道的腐蚀问题加剧。因此，添加高效的缓蚀剂可有效地减轻腐蚀减少损失。目前，缓蚀剂技术正向着低毒环保的植物型方向发展。
一、原油设备的腐蚀机理
1，原油中的杂质
原油设备接触的主要介质是石油，此外还有水蒸气、空气、烟气、酸气等。原油的主要组成是各种烷烃、环烷烃和芳香烃，它们并不腐蚀金属设备，但石油中含有杂质，如无机盐、硫化物、氮化物、有机酸、氧、二氧化碳和水份等，这些杂质含量虽少，但危害很大，因为它们在加工过程中有些自身就是腐蚀性介质，而另外一些虽然自身无腐蚀性但在加工过程中会转化为腐蚀性介质，此外在石油开采和加工过程中加入的水分、氢气及酸碱化学药品也会形成腐蚀介质，这些腐蚀介质在加工过程高温、高压环境中会和金属材料发生较强的腐蚀反应，从而导致生产装置的设备腐蚀。
2，硫腐蚀
原油中的硫包括元素硫、硫化氢、硫醇、硫醚、二硫化物、咪吩类化合物，以及分子量大、结构复杂的含硫化合物。一般将原油中存在的硫分为活性硫和非活性硫，元素硫、硫化氢和低分子硫醇等能直接与金属作用而引起设备的腐蚀，统称活性硫；其余不能直接与金属作用的硫化物统称为非活性硫。研究发现，活性硫产生腐蚀是受环境因素制约的，特别是受温度的影响较大。在含硫原油的加工过程中，由于非活性硫不断向活性硫转变，使硫腐蚀不仅存在于一次加工装置，也存在于二次加工装置，甚至延伸到下游化工装置。可以说硫腐蚀贯穿于炼油的全过程。硫腐蚀的分类方法很多，根据温度对硫腐蚀的影响，可将硫腐蚀分为两类：低温部位的腐蚀和高温部位的腐蚀。
低温部位的腐蚀：通常把炼油装置温度在120℃以下，有液相水存在的部位，称为低温部位。这些部位的腐蚀也称湿硫化氢或硫化氢水溶液状态下发生的腐蚀。随着温度的升高，水已完全汽化，由于氯化氢和硫化氢在无液态水状况下，即使温度高至240℃对设备也不会产生明显的腐蚀，因此，为了与高温部位相呼应，有时会把低温部位泛指到240℃以下的部位。
高温部位的腐蚀：高温部位的腐蚀主要是指炼制含硫或高硫原油时发生在常减压装置240℃以上的高温重油部位以及催化裂化、延迟焦化、热裂化等装置及相应管线等部位的腐蚀。
3，炼油装置腐蚀环境
石油开采和加工中的腐蚀环境是比较复杂的，主要取决于所加工的原油性质、加工过程的产物、温度、压力、加工工艺以及设备部位等因素。通常可以从环境温度和腐蚀介质角度出发对腐蚀环境进行分类，这种分类方法总体上将腐蚀环境分为低温型和高温型两大类。所谓低温型腐蚀环境，在炼油厂通常是指温度低于230℃且有液体水存在的部位，而高温型腐蚀环境则是指环境温度在240～500℃的部位。
二、影响原油腐蚀因素
石油中的酸性物质统称为石油酸,包括脂肪酸、环烷酸、芳香酸和其它物质如酚类硫醇、硫化氢、无机酸等,约占原油的1-2%。石油酸中环烷酸的含量通常在90%左右,环烷酸是一类十分复杂、有着宽沸程范围的羧酸混合物的总称。在金属表面出现特征的蚀坑或者在流体动区域发生冲击腐蚀是典型的环烷酸腐蚀[1]。它以惊人的高腐蚀速率破坏通常用抑制硫化物腐蚀的合金材料,许多情况下,即使是高合金材料（如12Cr、奥氏体不锈钢316和317)也出现了被腐蚀现象。主要影响环烷酸腐蚀的因素有以下几点：
1，酸值
目前原油的总酸值是衡量环烷酸腐蚀的要参数。最初的研究认为原油的酸值达到
0.5mgKOH/g油时,即可引起环烷酸腐蚀。无数实验表明,在一定的温度范围内,环烷酸含量和酸值之间并无确定的关系,同时也说明腐蚀速率与酸值之间无确定的关系。由于在原油蒸馏过程中,酸的组分是和它相同沸点的油类共存的,因此只有馏分油的酸值才真正决定环烷酸腐蚀速率。
2.硫化物
除了C、H以外,S是石油中含量最多的元素。它以元素硫、硫化氢、硫醇、硫化物、多硫化物形式存在。总硫一般采用ASTMD4294法通过X-射线荧光仪来测定,卤化物和重金属对测定有干扰。
众所周知,硫含量超过0.2%,就会在230—455℃温度范围内引起碳钢和低合金钢的腐蚀。当只存在硫腐蚀时,可根据腐蚀因子预测原油的腐蚀,馏分油的硫含量及特定硫化物的分析结果能更好地预测原油腐蚀硫化氢析出实验也能预测原油腐蚀。早在1953年,就发现析出的硫化氢能很好地与腐蚀经验式关联,只是现在标准方法已不使用罢了[2]。
高温下,尤其在炉管和转油线内,由于环烷酸的存在可加速硫化物的腐蚀。这些有机酸能破坏金属或合金表面的硫化物保护膜例如在侧线馏分管线,由硫化氢作用生成的硫化物膜被环烷酸腐蚀。
3，温度
一般来说,所有金属的腐蚀速率随着温度的升高而增加,环烷酸腐蚀主要出现在220—400℃之间的原油蒸馏区域。低于220℃,油中环烷酸含量非常少,而高于400℃,环烷酸在气相中的脱羧基速率明显提高,可能是环烷酸发生了分解或在金属表面形成的焦碳起到了保护作用[3~4]。
4，流体流速
流速是影响环烷酸腐蚀的主要参数,由于流体流动速度缺乏预测腐蚀的能力,所以使用与流体流动速度参数相关的壁剪切应力和雷诺数显得更为准确,因为它们包含了管路中液体和蒸汽的密度、粘度、汽化程度和管径。腐蚀速率与壁剪切应力直接成比例关系。一般地,酸值越高,对流速的敏感度越大。在高温高流速条件下,即使量非常低的环烷酸也可导致高的腐蚀速率。
三、缓蚀剂
缓蚀剂是一种以适当的浓度和形式存在于环境（介质）中的，可以防止或减缓腐蚀的化学物质或几种化学物质的混合物。缓蚀剂技术由于具有操作简单、见效快、能保护整个系统等优点，而广泛应用于石油品生产加工、化学清洗、大气环境、工业用水、仪表制造等生产过程[5]。近年来缓蚀剂和缓蚀技术的研究和应用发展很快，如多功能通用缓蚀剂、高效低毒型缓蚀剂（如环保型精细化学品HA-1气相缓蚀剂[6]）、杂环型缓蚀剂、低聚型缓蚀剂已相继研制成功。
1，单功能型缓蚀剂
二战时期，使用的缓蚀剂（如氨水、乌洛托品）只含有某个缓蚀基团，它们仅对钢铁类黑色金属材料制品具有缓蚀性能，而对多种非铁金属，尤其是两种金属的连接处，则有不同程度的腐蚀以至于对多种金属组合件机械制品中的铜、锌、镉等有色金属部件，往往需要采取隔离保护措施或放弃使用缓蚀剂技术[7]。
2，多功能型缓蚀剂
20世纪60年代初，多功能通用型缓蚀剂初步研究成功，如苯并三氮唑（BTA）及其衍生物、三氮唑系列化合物、邻硝基化合物、巯基苯丙噻唑（MBT）、肟类化合物等缓蚀剂[8-16]，
它们分子中都含有两个或两个以上的缓蚀基团，如8-羧基喹啉中就有—OH、两个缓蚀
基团，各种实验结果表明，这些基团不仅能对铜及铜合金具有良好的缓蚀性能，而且对铁、锌、镉、银等金属具有良好的缓蚀效果；1992年，柴田芳对丹宁酸的缓蚀性能进行测试!结果表明，丹宁酸的缓蚀性能极广，可作为中性介质中低温、低压、高温、高压等苛刻条件下的高效缓蚀剂；目前在美、日等国报道的缓蚀剂中，约有以上为通用型多功能的缓蚀剂[17]。
3，低毒高效型缓蚀剂
在可持续发展战略的推动下，开发低公害、无污染的缓蚀剂是当务之急。自20世纪90年代末以来，低毒高效缓蚀剂的研究和应用取得了丰硕的成果。如国外报道：从松香中提出的松香胺衍生物、咪唑及其衍生物作为高稳定性的钢铁用低毒型缓蚀剂代替亚硝酸二环己胺（剧毒），从奶油中提取的吲哚酪酸对铁等黑色金属有较好的缓蚀效果[18]，我国科学工作者在这方面也做了大量工作：如陶映初[19]、许涛[20]等从茶叶、花椒、果皮、芦苇等天然植物中成功提取了缓蚀剂的有效成分，这类缓蚀剂具有变废为宝、成本低廉、低毒或无毒等特点。
4，低聚型或缩聚型缓蚀剂
随着有机合成技术的进步，科学工作者已能根据缓蚀剂的分子结构与缓蚀性能的关系，控制缓蚀剂的聚合度，设计合成许多新型结构的低聚物（分子量在2000以下和分子长度不超过500nm的聚合物）缓蚀剂，这种缓蚀剂具有低毒（一般而言，聚合物的毒性比单体低得多）、多个缓蚀基团（通过聚合反应引入）、高效多功能（缓蚀基团之间的协同效应产生的）等特点，如近几年开发的含水吗啉单元的低聚型缓蚀剂[21~22]，不仅克服常用缓蚀剂毒性大的缺点，而且缓蚀性能好，已在机械内腔、精密刀具、汽车零件等方面使用，FQ-C、FA-C 两种聚氮杂环季铵盐[5]是由喹啉、吖啶氮杂环等聚合而成，但它们对碳钢的缓蚀效果远比喹啉、吖啶好；冯辉霞[24]等合成了一系列的苯胺缩聚物，对A3钢具有优良的缓蚀性能；
B.Müller[25]等用三种不同的丙烯酸酯和两种异丁烯酸酯合成的低聚型聚酯，对锌有良好的缓蚀性。
5，杂环型缓蚀剂
含O，N，S，P等原子的杂环型缓蚀剂[26~34]具有多个活性吸附中心（缓蚀基团），对多种金属具有较强的吸附作用并形成稳定的配合物或螯合物；而且分子内或分子间极易形成大量的氢键[27]而使吸附层增厚，形成阻滞H+接近金属表面的屏障，因而具有多功能、高效性（通过分子内不同极性基团的协同作用）、适应性强（环境的温度和pH值变化对其缓蚀性能影响较小）、低毒性等优点，一般属混合型缓蚀剂（既能抑制阴极反应，又能抑制阳极反应）。如3-醋酸基-吲哚在10%的HCl溶液中对碳钢的缓蚀率高达98%[18]；高立新、张大全[21]等人合成的4-（N，N二环己基）-胺甲基吗啉（DCHAM），是一种优良的黑色金属缓蚀剂，对铜、铝等有色金属也有较好的防锈能力；巯基苯丙噻唑（MBT）、巯基苯并咪唑在pH值变化范围内很稳定，是一种对铜及铜合金最有效的缓蚀剂之一，对碳钢产品也有保护作用。
四、缓蚀机理
金属在电解质或潮湿空气形成的水膜中的腐蚀过程是由两个共轭的电化学反应（阳极反应和阴极反应）组成。缓蚀剂吸附在金属的表面后，能分别或同时抑制阳极、阴极反应，从而减小腐蚀过程中的腐蚀电流，达到缓蚀的目的。根据抑制的电极过程不同，缓蚀剂可分为三大类：（1）阳极抑制型缓蚀剂，其作用机理：使阳极极化增大，腐蚀电位向正方向移动，降低了阳极反应速度，与阴极反应无关；（2）阴极抑制型缓蚀剂，其作用机理：使阴极极化5增大，提高阴极反应的析氢过电位；（3）混合型缓蚀剂，其作用机-理：缓蚀剂与介质中或阳极反应生成的离子生成不溶物或胶体物质而沉积在阳极区和阴极区，既阻碍阳极金属的溶解，又阻碍氧接近阴极发生还原。
从物理化学角度分析，缓蚀剂对腐蚀电池的电极过程的抑制，是由于缓蚀剂或缓蚀剂与电解质作用于金属的表面，使金属表面发生变化的结果。这种表面的变化表现为氧化膜或沉淀膜的吸附，或者是离子、分子在金属表面的吸附[34]。
（1）氧化膜型缓蚀剂使金属表面发生了特征吸附，阻滞了金属的离子化过程，或者使金属表面氧化，生成了极薄而致密的保护性氧化膜，如肉桂酸及其衍生物就属此类型缓蚀剂。
（2）沉淀膜型缓蚀剂缓蚀剂分子上的反应基团和腐蚀过程5中生成的金属离子相互作用而形成沉淀膜或不溶性配合物膜；还有些气相缓蚀剂先通过吸附作用，然后在金属表面进一步聚合而形成沉淀保护膜，从而阻滞腐蚀过程。这类缓蚀剂多含O,N,S,P等原子基团，如8-羟基喹啉在碱性介质中对铝或铜的腐蚀缓蚀作用，是由于8-羟基喹啉与铝或铜离子生成不溶性配合物沉淀膜[5]；苯并三氮唑（BTA）、巯基苯基四氮唑（PMTA）对铜的缓蚀作用就是与铜反应生成不溶性聚合物沉淀保护膜[1]。
（3）吸附膜型缓蚀剂缓蚀剂对金属表面有良好的吸附，一方面缓蚀剂中含电负性高的O，N，P，S等元素的亲水性极性基团吸附于金属表面活性点或整个表面，改变了金属表面的电荷状态和界面性质，使金属表面的能量状态趋于稳定，增加腐蚀反应的活化能，减缓腐蚀速度；另一方面，缓蚀剂中非极性基团在金属表面形成一层疏水性保护层，阻碍与腐蚀反应有关的电荷或物质的转移，也使腐蚀速度减小。根据缓蚀剂吸附于金属表面上作用力的性质和强弱不同，可分为物理吸附和化学吸附两大类。当吸附的作用力是缓蚀剂分子与金属表面产生的电荷之间的静电引力或范德华力时，属物理吸附，这种吸附速度快且具有可逆性，缓蚀剂与金属之间没有特定的化学组合，只改变金属表面的电荷状态；当吸附的作用力是缓蚀剂分子中含N，O，S，P为中心原子（具有孤对电子）的极性基团，与过渡金属原子具有未占据的空d道形成配位键[35]时，并在金属界面通过界面转化、聚合（缩聚）、螯合等[7~30]作用P形成保护膜而抑制金属腐蚀，属于化学吸附。
五、影响因素
缓蚀剂的缓蚀性能（效率）与缓蚀剂所处的环境、金属表面的本质特点、缓蚀剂本身的结构和性质，包括缓蚀剂的缓蚀基团及其数目，分子的大小、吸附的方式、与金属结合的形式、覆盖在金属表面的范围、金属与缓蚀剂的界面的电压等因素有关[5,36]。
1,水溶性
缓蚀剂的水溶性与吸附性是一对矛盾的统一体：水溶性太好，致使吸附在金属表面的缓蚀剂分子过少，而不能形成有效的吸附性保护膜；水溶性太差，水介质中所能溶解的缓蚀剂也不能在金属表面形成有效的、完整的吸附膜，有时不但达不到缓蚀的目的，反而加速腐蚀。例如：咪唑酮分子中因其亲水基团-NHC(O)NH-在整个分子中的比重太大，致使水溶性太大，李和平[10]等在其分子中引入长链烷烃，使水溶性降低，同时利用长链的疏水作用，合成了缓蚀性能优良的咪唑酮衍生物气相缓蚀剂；B.Müller发现：高聚物（分子量大于100000）几乎没有缓蚀性能，或许与其水溶性太差有关；D.W.Deberry[37]等认为，长链的羧基基团对缓蚀剂的缓蚀性能没什么贡献，其主要作用就是改变其水溶性，从而影响缓蚀剂的缓蚀性能。
2,分子结构
（1）极性从缓蚀剂的缓蚀机理得知，缓蚀剂应在环境介质中离解出一个或几个保护基团的成分，并在金属表面吸附并发生一系列的物理化学变化。而这一系列的变化，起决定性作用的就是缓蚀基团及其极性，极性强的基团其吸附性强，而且不同的缓蚀基团对其所保护的金属具有选择性，如C6H5COO-对钢、铜、锌有缓蚀作用，而对铝和镁有不同程度的腐蚀性；F-对铝和镁有保护作用，而对钢、铜等腐蚀有促进作用[1]；荒牧国次根据元素的理化性
质及电化学性质，认为以N和P为中心的缓蚀基团对多种金属具有氧化、沉淀、吸附等成膜的作用，而以O和S为中心的缓蚀基团对金属只具有沉淀吸附成膜的作用。当然，缓蚀剂分子中，缓蚀基团的种类及它们之间的协同作用对其缓蚀效果也具有很大的影响，如吗啉及衍生物作为单一的吸附型缓蚀剂，其效果差，但Kim H.Janf J.把它们制成低聚物（控制分子量不超过1500），其缓蚀基团数目增加，吸附力增强，缓蚀效果优良。
烃基烃基是缓蚀剂的非极性部分，它的长短与结构对缓蚀剂的防锈性有影响，一方面，烃基的碳原子越多，分子体积增大，吸附层厚而紧密，其缓蚀效果好，另一方面，烃基加长，水溶性降低，分子运动阻力大，吸附的速度较慢，诱导期变长而影响缓蚀效果；烃基的结构即其支链的数目及大小，数目越多、支链越大，空间位阻也大，妨碍吸附致使缓蚀效率降低[1]。Sunder Ramachandran[38]等发现，烃基的碳原子数目在11~19之间较合适，咪唑啉及其衍生物的缓蚀率较高，可达以90%上，而当碳原子数目少于10或大于19时，其缓蚀率低于50%。
3，饱和蒸气压
对气相缓蚀剂而言，饱和蒸气压决定其挥发成缓蚀性气体的难易程度，其饱和蒸气压高，表示它挥发越快，在较短的时间内，金属表面就可以吸附足够的缓蚀剂而使金属得到保护；饱和蒸气压低，其挥发较慢，则具有持久的缓蚀效果[39]。但蒸气压不能太低，即缓蚀剂挥发过慢，诱导期太长，使金属表面还未达到足够的缓蚀剂浓度前，腐蚀因素起主要作用而使金属锈蚀。从分子结构与相对原子量来看：分子量小的缓蚀剂饱和蒸气压高，离子型缓蚀剂饱和蒸气压较低，分子内化学键共价性越高的，饱和蒸气压高；原子极性键增加，饱和蒸气压下降。因此，在使用气相缓蚀剂时，有时将两种或两种以上饱和蒸气压相差较大的缓蚀剂混合使用，或将饱和蒸气压较低的缓蚀预挥发或稍加热后再使用，就是考虑这个因素的影响。
六、结语和展望
随着工业和科学技术的进步，缓蚀剂科学技术也得到了发展，各种理论模型（如SAM 模型[38]）的建立、评价缓蚀性能公式的推导、阴阳极抑制反应系数f a和f b概念[5]的提出，使人们对缓蚀机理有了较深刻的认识；各种新的研究方法及其检测技术的发展，如光电化学法、电子自旋共振技术、扫描隧道显微镜技术、电化学阻抗（EIS）检测技术、表面化增强激光拉曼光谱（SERS）等，对科学工作者合成、评价新的缓蚀剂提供了可靠的研究手段。
我国近10年对缓蚀剂的研究和应用发展很快，部分产品性能达到国际领先水平，但总体水平与国外还有差距，部分防锈产品仍需进口，探索从天然植物、海产动植物中，提取、分离、加工新型缓蚀剂的有效成分；利用医药、食品、工农业副产品提取缓蚀剂组分，并进行复配或改性处理研制新的缓蚀剂；运用量子化学理论和分子设计等先进科学技术合成高效多功能环境保护型和低聚型缓蚀剂等，仍将是今后缓蚀剂研究方向的重点。
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石油炼化七种工艺流程 从原油到石油要经过多种工艺流程，不同的工艺流程会将同样的原料生产出不同的产品。 从原油到石油的基本途径一般为： ①将原油先按不同产品的沸点要求，分割成不同的直馏馏分油，然后按照产品的质量标准要求，除去这些馏分油中的非理想组分； ②通过化学反应转化，生成所需要的组分，进而得到一系列合格的石油产品。 石油炼化常用的工艺流程为常减压蒸馏、催化裂化、延迟焦化、加氢裂化、溶剂脱沥青、加氢精制、催化重整。 （一）常减压蒸馏 1.原料： 原油等。 2.产品： 2.石脑油、粗柴油（瓦斯油）、渣油、沥青、减一线。 3.基本概念： 常减压蒸馏是常压蒸馏和减压蒸馏的合称，基本属物理过程：原料油在蒸馏塔里按蒸发能力分成沸点范围不同的油品（称为馏分），这些油有的经调合、加添加剂后以产品形式出厂，相当大的部分是后续加工装置的原料。 常减压蒸馏是炼油厂石油加工的第一道工序，称为原油的一次加工，包括三个工序：a.原油的脱 盐、脱水；b.常压蒸馏；c.减压蒸馏。 4.生产工艺： 原油一般是带有盐份和水，能导致设备的腐蚀，因此原油在进入常减压之前首先进行脱盐脱水预处理，通常是加入破乳剂和水。 原油经过流量计、换热部分、沏馏塔形成两部分，一部分形成塔顶油，经过冷却器、流量计，最后进入罐区，这一部分是化工轻油（即所谓的石脑油）；一部分形成塔底油，再经过换热部分，进入常压炉、常压塔，形成三部分，一部分柴油，一部分蜡油，一部分塔底油；剩余的塔底油在经过减压炉，减压塔，进一步加工，生成减一线、蜡油、渣油和沥青。 各自的收率：石脑油（轻汽油或化工轻油）占1%左右，柴油占20%左右，蜡油占30%左右， 渣油和沥青约占42%左右，减一线约占5%左右。 常减压工序是不生产汽油产品的，其中蜡油和渣油进入催化裂化环节，生产汽油、柴油、煤油等成品油；石脑油直接出售由其他小企业生产溶剂油或者进入下一步的深加工，一般是催化重整生产溶剂油或提取萃类化合物；减一线可以直接进行调剂润滑油。 5.生产设备： 常减压装置是对原油进行一次加工的蒸馏装置，即将原油分馏成汽油、煤油、柴油、蜡油、渣油等组分的加工装置。原油蒸馏一般包括常压蒸馏和减压蒸馏两个部分。 a．常压蒸馏塔 所谓原油的常压蒸馏，即为原油在常压(或稍高于常压)下进行的蒸馏，所用的蒸馏设备叫做原油 常压精馏塔(或称常压塔)。 常压蒸馏剩下的重油组分分子量大、沸点高，且在高温下易分解，使馏出的产品变质并生产焦炭，破坏正常生产。因此，为了提取更多的轻质组分，往往通过降低蒸馏压力，使被蒸馏的原料油沸点范围降低。这一在减压下进行的蒸馏过程叫做减压蒸馏。
原油破乳剂的研究进展 肖稳发X (上海工程技术大学化学化工学院,上海200065) 摘 要:论述了原油破乳剂研究的新进展,包括破乳机理、复配破乳剂、稠油破乳剂、新型破乳剂、反相破乳剂、低温破乳剂。原油破乳剂未来的发展方向是原油的脱水温度将在25~35e 或更低的温度、高效低耗、一剂多用的高效破乳剂。 关键词:原油;破乳剂;破乳机理 Research Progress in Demulsifier for Crude O il XI AO Wen -f a (School of Chemistry &Chemical T echnolog y,Shanghai U niversity of Eng ineering Science,Shang hai 200065,China)Abstract:T he research trends of demulsifier for crude oil ar e discussed including demulsificatio n mechanism,built demulsifier ,demulsifier for highly viscous crude oil,new demulsifiers,reversed demulsifier and low temperature demelsif-i er.T he demelsifiers serv ing many purposes w ith hig h effect and less dosage or with dehydration temperature at 25~35e or mo re lower are the development trends. Key words:crude oil;demelsifier;demulsification mechanism 破乳剂的研究和应用已经有80多年的历史了。破乳剂的分子结构由最初的阴离子表面活性剂发展到20世纪40年代以后的环氧丙烷和环氧乙烷为单体的嵌段共聚物以及现在的特种表面活性剂和各种均聚物,破乳剂的研究取得了巨大的进展。但随着三次采油技术、重质油的开采技术和海洋石油开采技术的使用,破乳剂除了要满足传统破乳剂的基本性能外,还要具有快速、高效且低温条件下也能满足脱水工艺的要求,因此,研究新型原油破乳剂非常必要。 1 破乳机理研究 原油乳状液的破乳脱水有着较强的针对性,至今人们还没找到一种能够适合各种原油破乳的破乳剂。研究破乳剂的破乳机理,首先必须研究乳状液稳定的界面膜特性及在破乳剂作用下界面膜的变化情况,而膜的改变会直接影响到原油的油-水界面张力,因此对界面张力的研究是了解界面膜变化的最 直接方法。 长期以来,通过系统地研究原油乳化液的油-水界面张力与破乳剂的分子结构及破乳效果之间的关系,结果显示:破乳剂的破乳效果与原油乳化液的油-水界面张力密切相关,破乳剂降低界面张力能力越强,破乳效果越好。破乳剂的破乳过程包括顶替作用和胶溶作用,在低破乳剂用量下,以顶替作用为主,界面张力随破乳剂用量的增加而降低,较高破乳剂用量下,以胶溶作用为主,界面张力随破乳剂用量的增加而升高。同一原油的油-水界面膜对破乳剂HLB 值的要求有一定的确定性,只有当破乳剂的HLB 值处于或接近最佳值时,才能形成最大的界面吸附,此时界面张力下降得最低。 2复配型破乳剂 由于原油的组成复杂,其中的天然乳化剂和稳定剂含量变化大,特性不尽相同,加之原油物性的影响,不同原油形成的油包水乳状液界面膜的组成、结构和强度有很大不同。一般针对某一含水原油筛选 # 18#X 收稿日期:2004-10-28 基金项目:上海市教委重点资助项目。 作者简介:肖稳发(1963-),男,教授,主要从事精细化学品的合成与应用,已公开发表论文45篇。 Vol.12,No.24精细与专用化学品第12卷第24期Fine and Specialty Chemicals 2004年12月21日
580万/年原油常减压蒸馏装置工艺设计 (年处理量250+33*10=580万吨/年) 一．总论 1.1概述 石油加工是国民经济的主要产业以及国民经济的支柱产业之一，在国民经济中有着重要的地位。石油产品应用在国民经济中的各行各业，涉及到民用以及军用。石油已是一个国家懒以生存产品，是一个国家能否兴旺发达的有力支柱。 目前，国际原油供不应求，价格高居不下，原油供应紧张，并由原油所引发起不少主要产油地区的不稳定。我国是一个人口大国，石油的需求在近年来尤其紧张，并随着经济的发展，市场需求越来越大，石油产品利润很高。 本设计是以大港原油为加工原油，采用常减压蒸馏装置蒸馏加工（580万吨/年）原油，而分离出以汽油，煤油，轻柴油，重柴油以及重油为主要产品的各种油产品。本方法简单实用，处理量大，技术成熟，是目前国内外处理原油最主要的方法。 1.2文献综述 本设计是以课程设计、化工设计为基础，以课程中指导老师给出的数据为依据，参考《化工原理》、《化工设计》、《石油练制工艺学》、《石油化工工艺计算图表》《工程制图》等资料。采用原油常减压蒸馏装置工艺设计以生产重整原油，煤油，轻柴油，重柴油，重油等产品。所采用的方法是目前国内外最实用，最普遍，最成熟的原油加工方法。适用国内大中小企业等使用。 1.3设计任务依据 所设计任务是以指导老师给出的原油数据为依据。 所设计的设备参数是以一些权威书籍为参考。 1.4主要原材料 本设计主要的原材料主要有大港原油、水、电 1.5其它 本设计应设计应用在一些交通运输方便，市场需求大的附近。同时，生产过程中应与环境相给合，注重“三废”的处理，坚持国家可持续发展的战略，坚持和谐发展的道路，与时俱进。同时应注意到，废品只是一种放在待定时间与空间中的原材料，在另一些场所，它们又是一种原材料，因而，在生产过程中，应把“三废”综合利用。
油气集输处理工艺及工艺流程 学院：延安职业技术学院 系部：石油工程系 专业：油田化学3班 姓名：王华乔 学号：52
油气集输处理工艺及工艺流程 摘要：油气集输工程要根据油田开发设计、油气物性、产品方案和自然条 件等进行设计和建设。油气集输工艺流程要求做到：①合理利用油井压力，尽量减少接转增压次数,减少能耗；②综合考虑各工艺环节的热力条件,减少重复加热次数，进行热平衡，降低燃料消耗；③流程密闭，减少油气损耗；④充分收集和利用油气资源，生产合格产品，净化原油，净化油田气、液化气、天然汽油和净化污水（符合回注油层或排放要求）；⑤技术先进，经济合理，安全适用。 油气集输，作为油田生产油气整体过程中的一个环节，在整体操作过程中，有着 极其重要的作用。油气集输主要负责的任务有四个方面：（1）将开采出来的石 油气、液混合物传输到处理站，将油气进行分离以及脱水，使原油达到国家要求 标准；（2）将合格的原油通过管道输送到原油储存库进行储存；（3）将分离出 来的天然气输送到再加工车间，进行进一步的脱水，脱酸，脱氢等处理；（4） 分别把经过处理，可以使用的原油和天然气输送给客户。由于油气集输涉及到整 个油田的各户钻井，因此相较于其它环节，油气集输铺设范围广，注意部位多等 诸多相关难题，因此，一个油田油气集输环节技术水平的高低，可能会直接波及 到整个油田的整体开发水平和能力。下面笔者对油气集输进行相关介绍，希望对 读者有所帮助。 一、油气收集包括集输管网设置、油井产物计量、气液分离、接转增压和油罐烃蒸气回收等，全过程密闭进行。 1、集输管网用钢管、管件和阀件连接油井井口至各种集输油气站的站外 管网系统（图1）。管线一般敷设在地下，并经防腐蚀处理。 油田油气集输集输管网系统的布局须根据油田面积和形状，油田地面的地形和地物，油井的产品和产能等条件。一般面积大的油田，可分片建立若干个既独立而又有联系的系统；面积小的油田，建立一个系统。系统内从各油井井口到计量站为出油管线；从若干座计量站到接转站为集油管线。在这两种管线中，油、气、水三相介质在同一管线内混相输送。在接转站，气、液经分离后，油水混合物密闭地泵送到原油脱水站，或集中处理站。脱水原油继续输送到矿场油库或外输站。从接转站经原油脱水站（或集中处理站）到矿场油库（或外输站）的原油输送管线为输油管线。利用接转站上分离缓冲罐的压力，把油田气输送到集中处理站或压气
油气处理工艺简介 海上油气处理工艺设计海上油气处理工艺设计概述海上油(气)田开发中井流必须经过处理，即进行油、气、水等分离、处理和稳定、才能满足储存、输送或外销的要求。为了达到这一目的，设置了一系列生产设备将井流混合物分成单一相态，其中分离器是一主要设备，其他还包括换热器、泵、脱水器、稳定装置等设备。井流混合物是典型的多组分系统。油气的两相分离是在一定的操作温度和压力下，使混合物达到平衡，尽量使油中的气析出、气中的油凝析，然后再将其分离出来。油、气、水三相分离，除将油气进行分离外，还要将其中的游离水分离出来。油、气、水分离一般是依靠其密度差，进行沉降分离，分离器的主要分离部分就是应用这个原理。液滴的沉降速度和连续相的物性对分离
效果具有决定性的影响。下面就基本分离方法、影响因素、分离器的类型、系统流程和参数的选取等方面进行介绍。一、基本分离方法流体组分的物理差别主要表现在密度、颗粒大小和黏度三个方面，这些差别也会受到流速、温度等的影响。根据这些影响因素，油、气、水分离的基本方法主要有三种。 1.重力分离重力分离是利用流体组分的密度差，较重的液滴从较轻的流体连续相中沉降分离来。对于连续相是层流状态的沉降速度可以按斯托克斯定律计算:式中W一油滴或水滴沉降速度，油滴或水滴直径，—重、轻组分密度，—连续相的黏度， 1 / 22 海上油气处理工艺设计 2.离心分离当一个两相流改变运动方向时，密度大的更趋于保持直线运动方向，结果就和容器壁碰撞，使其与密度小的流体分开。气体分液罐的人口一般根据此原理设计，使气体切线进人，
离心分离;离心油水分离机也是据此原理设计。如果离心分离的流态是层流，也可用斯托克斯定律计算其离心分离速度。式中的重力加速度g用离心力产生的加速度a代替。因此，增加进口流速，离心力产生的加速度加大，分离效果就提高。 3.碰撞和聚结分离流体如果在正常流道内碰到障碍物，其夹带的液滴就会碰撞附着在障碍物上，被分离出来，然后再与其他颗粒聚结从连续相中分离出来，这个过程即是碰撞和聚结分离。气体分液罐出口的捕雾网、分离器中设置填料都是根据这个原理设计考虑的。其中分离器中的填料还根据其放在气、液相位置的不同而选用亲油型或亲水型的材料来提高碰撞和聚结分离的效果。二、影响分离的主要因素 1.液滴或颗粒的直径公式(2 —3一2)可以看出，液滴或颗粒的直径是影响分离效率的重要因素之一。直径越大，沉降速度越大，分离效率越高。 2.介质的密度公式(2
PPT 演讲 组员：姚圣南刘首超邹炎指导老师：李晓晨老师
石油废水处理The Treatment of Petroleum Wastewater As the demand of environment protection to petroleum wastewater is more and more critical ,the normal and traditional treatment techniques can not meet the request .According to the current research situation ,the trend of the treatment to petroleum wastewater is reviewed. *石油废水主要包括石油开采废水、炼油废水和石油化工废水三个方面。油田开采出的原油在脱水处理过程中排出含油废水，这种废水中还含有大量 溶解盐类，其具体成分与含油地层地质条件有关。 炼油厂排出的废水主要是含油废水、含硫废水和含碱废水。含油废水是炼油 厂最大量的一种废水，主要含石油，并含有一定量的酚、丙酮、芳烃等；含 硫废水具有强烈的恶臭，对设备具有腐蚀性；含碱废水主要含氢氧化钠，并 常夹带大量油和相当量的酚和硫，pH可达11～14。 石油化工废水成分复杂。裂解过程的废水基本上与炼油废水相同，除含油外 还可能有某些中间产物混入，有时还含有氰化物。由于产品种类多且工艺过 程各不相同，废水成分极为复杂。总的特点是悬浮物少，溶解性或乳浊性有 机物多，常含有油分和有毒物质，有时还含有硫化物和酚等杂质。
炼化公司的各个装置工艺的流程图大全及其简介 从油田送往炼油厂的原油往往含盐(主要是氧化物)带水（溶于油或呈乳化状态），
可导致设备的腐蚀，在设备内壁结垢和影响成品油的组成，需在加工前脱除。电脱盐基本原理： 为了脱掉原油中的盐份，要注入一定数量的新鲜水，使原油中的盐充分溶解于水中，形成石油与水的乳化液。 在强弱电场与破乳剂的作用下，破坏了乳化液的保护膜，使水滴由小变大，不断聚合形成较大的水滴，借助于重力与电场的作用沉降下来与油分离，因为盐溶于水，所以脱水的过程也就是脱盐的过程。 CDU装置即常压蒸馏部分 常压蒸馏原理：
精馏又称分馏，它是在精馏塔内同时进行的液体多次部分汽化和汽体多次部分冷凝的过程。 原油之所以能够利用分馏的方法进行分离，其根本原因在于原油内部的各组分的沸点不同。 在原油加工过程中，把原油加热到360～370℃左右进入常压分馏塔，在汽化段进行部分汽化，其中汽油、煤油、轻柴油、重柴油这些较低沸点的馏分优先汽化成为气体，而蜡油、渣油仍为液体。 VDU装置即减压蒸馏部分
减压蒸馏原理： 液体沸腾必要条件是蒸汽压必须等于外界压力。 降低外界压力就等效于降低液体的沸点。压力愈小，沸点降的愈低。如果蒸馏过程的压力低于大气压以下进行，这种过程称为减压蒸馏。 轻烃回收装置是轻烃的回收设备，采用成熟、可靠的工艺技术，将天然气中比甲烷或乙烷更重的组分以液态形式回收。
RDS即渣油加氢装置，渣油加氢技术包含固定床渣油加氢处理、切换床渣油加氢处理、移动床渣油加氢处理、沸腾床渣油加氢处理、沸腾床渣油加氢裂化、悬浮床渣油加氢裂化、渣油加氢一体化技术及相应的组合工艺技术。
原油蒸馏的工艺流程精 编W O R D版 IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】
原油蒸馏的工艺流程 第一节石油及其产品的组成和性质 一、石油的一般性状、元素组成、馏分组成 （一）石油的一般性状 石油是一种主要由碳氢化合物组成的复杂混合物。世界各国所产石油的性质、外观都有不同程度的差异。大部分石油是暗色的，通常呈黑色、褐色或浅黄色。石油在常温下多为流动或半流动的粘稠液体。相对密度在0.8～0.98g/cm3之间，个别的如伊朗某石油密度达到1.016，美国加利福尼亚州的石油密度低到0.707。 （二）石油的元素组成 石油的组成虽然及其复杂，不同地区甚至不同油层不同油井所产石油，在组成和性质上也可能有很大的差别。但分析其元素，基本上是由碳、氢、硫、氧、氮五种元素所组成。其中碳、氢两中元素占96%～99%，碳占到83%～87%，氢占11%～14%。其余的硫、氧、氮和微量元素含量不超过1%～4%。石油中的微量元素包括氯、碘、磷、砷、硅等非金属元素和铁、钒、镍、铜、铅、钠、镁、钛、钴、锌等微量金属元素。 （三）石油的馏分组成 石油的沸点范围一般从常温一直到500℃以上，蒸馏也就是根据各组分的沸点差别，将石油切割成不同的馏分。一般把原油从常压蒸馏开始镏出的温度（初馏点）到180℃的轻馏分成为称为汽油馏分，180℃～350℃的中间馏分称为煤柴油馏分，大于350℃的馏分称为常压渣油馏分。 二、石油及石油馏分的烃类组成
石油中的烃类包括烷烃、环烷烃、芳烃。石油中一般不含烯烃和炔烃，二次加工产物中常含有一定数量的烯烃。各种烃类根据不同的沸点范围存在与对应的馏分中。 三、石油中的非烃化合物 石油的主要组成使烃类，但石油中还含有相当数量的非烃化合物，尤其在重质馏分油中含量更高。石油中的硫、氧、氮等杂元素总量一般占1%～4%，但石油中的硫、氧、氮不是以元素形态存在而是以化合物的形态存在，这些化合物称为非烃化合物，他们在石油中的含量非常可观，高达10%～20%。 （一）含硫化合物（石油中的含硫量一般低于0.5%） 含硫化合物在石油馏分中的分布一般是随着石油馏分的沸点升高而增加，其种类和复杂性也随着馏分沸点升高而增加。石油中的含硫化合物给石油加工过程和石油产品质量带来许多危害。 1、腐蚀设备 在石油炼制过程中，含硫化合物受热分解产生H 2 S、硫醇、元素硫等活性硫化物，对 金属设备造成严重的腐蚀。石油中通常还含有MgCl 2、CaCl 2 等盐类，含硫含盐化合物相互 作用，对金属设备造成的腐蚀将更为严重。石油产品中含有硫化物，在储存和使用过程中 同样腐蚀设备。含硫燃料燃烧产生的SO 2、SO 3 遇水后生成H 2 SO 3 、H 2 SO 4 会强烈的腐蚀金属 机件。 2、影响产品质量 硫化物的存在严重的影响油品的储存安定性，是储存和使用中的油品容易氧化变质，生成胶质，影响发动机的正常工作。
从原油到石油，一字之差，却象征着背后一道道繁复的工艺流程的。这些流程凝结了人类化工行业数百年的精华结晶，扑克投资家将给带大家一探其中的奥妙。 ▌本文转载自公众号美华石油 从原油到石油的基本途径一般为： ①将原油先按不同产品的沸点要求，分割成不同的直馏馏分油，然后按照产品的质量标准要求，除去这些馏分油中的非理想组分； ②通过化学反应转化，生成所需要的组分，进而得到一系列合格的石油产品。 石油炼化常用的工艺流程为常减压蒸馏、催化裂化、延迟焦化、加氢裂化、溶剂脱沥青、加氢精制、催化重整。 01 常减压蒸馏 1.原料：原油等。 2.产品：石脑油、粗柴油（瓦斯油）、渣油、沥青、减一线。 3.基本概念： 常减压蒸馏是常压蒸馏和减压蒸馏的合称，基本属物理过程：原料油在蒸馏塔里按蒸发能力分成沸点范围不同的油品（称为馏分），这些油有的经调合、加添加剂后以产品形式出厂，相当大的部分是后续加工装置的原料。 常减压蒸馏是炼油厂石油加工的第一道工序，称为原油的一次加工，包括三个工序：a.原油的脱盐、脱水；b.常压蒸馏；c.减压蒸馏。 4.生产工艺： 原油一般是带有盐份和水，能导致设备的腐蚀，因此原油在进入常减压之前首先进行脱盐脱水预处理，通常是加入破乳剂和水。 原油经过流量计、换热部分、沏馏塔形成两部分，一部分形成塔顶油，经过冷却器、流量计，最后进入罐区，这一部分是化工轻油（即所谓的石脑油）；一部分形成塔底油，再经过换热部分，进入常压炉、常压塔，形成三部分，一部分柴油，一部分蜡油，一部分塔底油；剩余的塔底油在经过减压炉，减压塔，进一步加工，生成减一线、蜡油、渣油和沥青。 各自的收率：石脑油（轻汽油或化工轻油）占1%左右，柴油占20%左右，蜡油占30%左右，渣油和沥青约占42%左右，减一线约占5%左右。 常减压工序是不生产汽油产品的，其中蜡油和渣油进入催化裂化环节，生产汽油、柴油、煤油等成品油；石脑油直接出售由其他小企业生产溶剂油或者进入下一步的深加工，一般是催化重整生产溶剂油或提取萃类化合物；减一线可以直接进行调剂润滑油。 5.生产设备： 常减压装置是对原油进行一次加工的蒸馏装置，即将原油分馏成汽油、煤油、柴油、蜡油、渣油等组分的加工装置。原油蒸馏一般包括常压蒸馏和减压蒸馏两个部分。 a．常压蒸馏塔
石油炼制的主要过程和工艺简介 石油、天然气是不同烃化合物的混合物， 简单作为燃料是极大的浪费，只有 通过加工处理，炼制出不同的产品，才能充分发挥其巨大的经济价值。 石油经过 加工，大体可获得以下几大类的产品：汽油类（航空汽油、军用汽油、溶剂汽油）； 煤油（灯用煤油、动力煤油、航空煤油）；柴油（轻柴油、中柴油、重柴油）；燃 料油；润滑油；润滑油脂以及其他石油产品（凡士林、石油蜡、沥青、石油焦炭 等）。有的油品经过深加工，又获得质量更高或新的产品。 石油加工，主要是指对原油的加工。世界各国基本上都是通过一次加工、 次加工以生产燃料油品，三次加工主要生产化工产品。原油在炼厂加工前，还需 经过脱盐、脱水的预处理，使之进入蒸馏装置时，其各种盐类的总含盐量低于 5mg/L ,主要控制其对加工设备、管线的腐蚀和堵塞。 原油一次加工，主要采用常压、减压蒸馏的简单物理方法将原油切割为沸点 范围不同、密度大小不同的多种石油馏分。各种馏分的分离顺序主要取决于分子 大小和沸点高低。在常压蒸馏过程中，汽油的分子小、沸点低（50?200C ）,首 先馏出，随之是煤油（60?5C ）、柴油（200?0C ）、残余重油。重油经减压蒸 馏又可获得一定数量的润滑油的基础油或半成品 （蜡油），最后剩下渣油（重油）。 一次加工获得的轻质油品（汽油、煤油、柴油）还需进一步精制、调配，才可做 为合格油品投入市场。我国一次加工原油， 20%左右的蜡油。 原油二次加工，主要用化学方法或化学 转化，以提高某种产品收率，增加产品品种， 艺很多，要根据油品性质和设计要求进行选择。主要有催化裂化、催化重整、焦 化、减粘、加氢裂化、溶剂脱沥青等。如对一次加工获得的重质半成品（蜡油） 进行催化裂化，又可将蜡油的40%左右转化为高牌号车用汽油，30%左右转化为 柴油，20%左右转化为液化气、气态烃和干气。如以轻汽油（石脑油） 为原料， 采用催化重整工艺加工，可生产高辛烷值汽油组分（航空汽油）或化工原料芳烃 （苯、二甲苯等），还可获得副产品氢气。 石油三次加工是对石油一次、二次加工的中间产品（包括轻油、重油、各种 石油气、石蜡等），通过化学过程生产化工产品。如用催化裂化工艺所产干气中 的丙稀生产丙醇、丁醇、辛醇、丙稀腈、腈纶；用丙稀和苯生产丙苯酚丙酮；用 碳四（C4）馏分生产顺酐、顺丁橡胶；用苯、甲苯、二甲苯生产苯酐、聚脂、 只获得25%?40%的直馏轻质油品和 -物理方法，将原油馏分进一步加工 提高产品质量。进行二次加工的工
原油破乳剂的应用现状综述 课题名称：原油破乳剂的应用现状综述学院：化学化工学院 专业：化学工程与工艺 姓名：禹荣飞 学号：33 指导老师：王治红 二零一五年十一月二十五号
目录
摘要 本文回顾了原油破乳剂的发展历程，综述了国内外原油破乳剂的产品类型、结构、国内外现状及研发情况, 提出了目前原油破乳剂存在的问题，探讨了破乳剂的发展趋势以及今后的研发情况。 关键词：乳状液；破乳剂；发展历程；新进展；发展方向 前言 近年来，随着原油的不断开发，原油储量越来越低，促使采油技术和合成乳化液技术不断发展，大量高级乳化液的应用，使原油乳状液变得更加稳定，导致采出的原油含水量逐年上升，加重了乳化原油破乳脱水的任务，这也加大了原油存储、运输、精炼过程中的设备负荷，增大了加热过程中的燃料消耗量，含有盐类、硫化物和其它物质的水会对管线设备造成腐蚀和结垢，这使得原油的破乳脱水任务大大加重。所以，这就要求我们要更加深入地研究和考察影响原油乳状液稳定的原因及破乳机理，并不断开发新的破乳剂。
1原油乳状液与原油破乳剂 1.1原油乳状液 乳状液性质 乳状液是一种或多种液体以液滴形式分散在与它不相溶的液体中形成的多分散体系，分散的小液滴一般在～100μm 之间，以液滴形式存在的一相称为分散相（内相或不连续相）；另一种相称为分散介质（外相或连续相）。 原油中含有沥青质、胶质、石蜡、脂肪酸、环烷酸、有机氮和硫、粘土等天然乳化剂，其中大部分乳化剂对形成油-水乳状液有促进作用。原油在地层内是油水分离的，当油-水混合物沿油管向地面流动时，压力不断降低，原油中溶解的气体陆续析出，导致气体体积膨胀得越来越大，进一步对油、水产生混合和搅拌作用。通过井口的油水气混合物，压力迅速下降，而流速急剧飙升，使油和水充分混合，形成稳定的乳状液。此外，随着采油技术的发展，聚合物驱、三元复合驱等技术的广泛应用，原油乳化现象更加严重。 原油乳状液具有一定的物理性质、热力学性质、流变学性质、电性质和稳定性，其中原油乳状液的稳定性对于破乳剂的研究显得尤为重要。而影响原油乳状液稳定性的因素主要有界面张力、界面膜的强度、界面电荷、原油粘度与分散度、原油中的天然表面活性剂、固体颗粒、温度、无机盐、pH 值等。原油乳状液中含有的水、有机物、无机盐等对原油的开采、原油输送、存储和精炼过程有很大影响，具体表现如下： （1）使液流的体积增加，存储设备和输送管道的有效利用率降低； （2）使加热过程中的燃料消耗大量增大； （3）使输送过程中的动力消耗大幅增加； （4）对金属管道、换热器等设备造成腐蚀和结垢； （5）影响炼化加工过程 因此在实际生产中必须对原油进行破乳脱水处理，而且越彻底越好，以保证油田开发和后续炼化加工过程的正常进行。 乳状液类型 原油乳状液是指以原油作为分散相或分散介质的乳状液，分为油包水型乳状液
一、多选题（共 10 道试题，共 50 分。）V 1. 热化学处理优点有哪些（）。 A. 减容效果好（80～90％） B. 消毒彻底 C. 减轻或消除后续处置过程对环境的影响(浸滤液、恶臭) D. 回收资源和能量（如热解生产燃料油、焚烧发电等。） E. 处理费用低 满分：5 分 2. 固体废物处理方法中下面属于物理处理方法的有（）。 A. 氧化 B. 分选 C. 中和 D. 吸附 E. 破碎 满分：5 分 3. 固体废物通过哪些处理过程可以实现减量化。（） A. 压实 B. 分选 C. 焚烧 D. 固化 E. 破碎 满分：5 分 4. 热化学处理是通过对固体废物进行高温分解和深度氧化，改变其物理、化学、生物特性或组成的处理方法。常用的热化学处理技术包括（）。 A. 焚烧 B. 热解 C. 熔融 D. 湿式氧化 E. 氧化还原 满分：5 分 5. 在焚烧炉的操作运行过程中，固体废物焚烧效果的最重要的影响因素为（），通常称为“3T1E原则”。 A. 物料尺寸 B. 停留时间 C. 湍流程度 D. 焚烧温度 E. 过剩空气 满分：5 分 6. 采用焚烧方法处理含有一定水分的固体废物时，一般都要经过（）三个阶段，最终生成气相产物和惰性固体残渣。 A. 干燥 B. 热分解 C. 燃烧 D. 蒸发
E. 传质传热 满分：5 分 7. 固体废物热化学处理技术存在的问题主要包括：（）。 A. 投资和运行费用高 B. 操作运行复杂 C. 当废物成分变化较大时，对设备和运行条件要求严格，稳定性差 D. 存在二次污染 E. 容易引起负面的公众反应 满分：5 分 8. 以固体废物为对象的热化学处理系统通常应该包括哪几部分：（）。 A. 处理部分 B. 能量回收部分 C. 物质回收部分 D. 尾气净化部分 E. 废水、废渣处理部分 满分：5 分 9. 根据对废物移送方式的不同，炉排可以分为多种形式，目前常用的炉排形式主要有以下几种：（）。 A. 往复式炉排 B. 转动式炉排 C. 摇动式炉排 D. 逆动式炉排 E. 互动式炉排 满分：5 分 10. 固体废物焚烧效果的影响因素包括（）。 A. 物料尺寸 B. 停留时间 C. 湍流程度 D. 焚烧温度 E. 过剩空气 满分：5 分 二、判断题（共 10 道试题，共 50 分。）V 1. 二次空气除了为燃烧供氧以外另一个作用是防止炉排过热。 A. 错误 B. 正确 满分：5 分 2. 固体废物热化学处理的最显著的优点是运行费用低。 A. 错误 B. 正确 满分：5 分 3. 一个完整的热解工艺包括进料系统、反应器、回收净化系统、控制系统几个部分。其中回收净化系统是整个工艺的核心。 A. 错误
原油破乳剂的应用现状综述课题名称：原油破乳剂的应用现状综述学院：化学化工学院 专业：化学工程与工艺 姓名：禹荣飞 学号： 指导老师：王治红 二零一五年十一月二十五号
目录 摘要 本文回顾了原油破乳剂的发展历程，综述了国内外原油破乳剂的产品类型、结构、国内外现状及研发情况, 提出了目前原油破乳剂存在的问题，探讨了破乳剂的发展趋势以及今后的研发情况。 关键词：乳状液；破乳剂；发展历程；新进展；发展方向 前言 近年来，随着原油的不断开发，原油储量越来越低，促使采油技术和合成乳化液技术不断发展，大量高级乳化液的应用，使原油乳状液变得更加稳定，导致采出的原油含水量逐年上升，加重了乳化原油破乳脱水的任务，这也加大了原油存储、
运输、精炼过程中的设备负荷，增大了加热过程中的燃料消耗量，含有盐类、硫化物和其它物质的水会对管线设备造成腐蚀和结垢，这使得原油的破乳脱水任务大大加重。所以，这就要求我们要更加深入地研究和考察影响原油乳状液稳定的原因及破乳机理，并不断开发新的破乳剂。 1原油乳状液与原油破乳剂 1.1原油乳状液 乳状液性质 乳状液是一种或多种液体以液滴形式分散在与它不相溶的液体中形成的多分 散体系，分散的小液滴一般在～100μm 之间，以液滴形式存在的一相称为分散相（内相或不连续相）；另一种相称为分散介质（外相或连续相）。 原油中含有沥青质、胶质、石蜡、脂肪酸、环烷酸、有机氮和硫、粘土等天然乳化剂，其中大部分乳化剂对形成油-水乳状液有促进作用。原油在地层内是油水分离的，当油-水混合物沿油管向地面流动时，压力不断降低，原油中溶解的气体陆续析出，导致气体体积膨胀得越来越大，进一步对油、水产生混合和搅拌作用。通过井口的油水气混合物，压力迅速下降，而流速急剧飙升，使油和水充分混合，形成稳定的乳状液。此外，随着采油技术的发展，聚合物驱、三元复合驱等技术的广泛应用，原油乳化现象更加严重。 原油乳状液具有一定的物理性质、热力学性质、流变学性质、电性质和稳定性，其中原油乳状液的稳定性对于破乳剂的研究显得尤为重要。而影响原油乳状液稳定性的因素主要有界面张力、界面膜的强度、界面电荷、原油粘度与分散度、原油中的天然表面活性剂、固体颗粒、温度、无机盐、pH 值等。原油乳状液中含有的水、有机物、无机盐等对原油的开采、原油输送、存储和精炼过程有很大影响，具体表现如下： （1）使液流的体积增加，存储设备和输送管道的有效利用率降低； （2）使加热过程中的燃料消耗大量增大； （3）使输送过程中的动力消耗大幅增加； （4）对金属管道、换热器等设备造成腐蚀和结垢； （5）影响炼化加工过程 因此在实际生产中必须对原油进行破乳脱水处理，而且越彻底越好，以保证油田开发和后续炼化加工过程的正常进行。 乳状液类型
原油蒸馏工艺流程 原油是一种多种烃的混合物，是粘稠的、深褐色的液体。直接使用原油非常浪费，所以就需要把原油中各组分分离出来，通常是使用精馏的方法，即精确控制温度，使特定沸点的组分挥发出来。工艺过程包括原油预处理、常压蒸馏和减压蒸馏三部分。 原油预处理: 应用电化学分离或加热沉降方法脱除原油所含水、盐和固体杂质的过程。主要目的是防止盐类（钠、钙、镁的氯化物）离解产生氯化氢而腐蚀设备和盐垢在管式炉炉管内沉积。 采用电化学分离时，在原油中要加入几到几十ppm破乳剂（离子型破乳剂或非离子型聚醚类破乳剂）和软化水，然后通过高压电场（电场强度1.2～ 1.5kV/cm），使含盐的水滴聚集沉降，从而除去原油中的盐、水和其他杂质。电化学脱盐常以两组设备串联使用（二级脱盐，图1）以提高脱盐效果。 常压蒸馏: 预处理后的原油经加热后送入常压蒸馏装置（图2）的初馏塔，蒸馏出大部分轻汽油。初馏塔底原油经加热至360～370℃，进入常压蒸馏塔（塔板数36～48），该塔的塔顶产物为汽油馏分（又称石脑油），与初馏塔顶的轻汽油一起可作为催化重整原料，或作为石油化工原料，或作为汽油调合组分。常压塔侧线出料进入汽提塔，用水蒸气或再沸器加热，蒸发出轻组分，以控制轻组分含量（用产品闪点表示）。通常，侧一线为喷气燃料（即航空煤油）或煤油馏分，侧二线为轻柴油馏分，侧三线为重柴油或变压器油馏分（属润滑油馏分），塔底产物即常压渣油（即重油）。 减压蒸馏: 也称真空蒸馏。原油中重馏分沸点约370～535℃， 在常压下要蒸馏出这些馏分，需要加热到420℃以上，而在此温度下，重馏分会发生一定程度的裂化。因此，通常在常压蒸馏后再进行减压蒸馏。在约2～8kPa的绝对压力下，使在不发生明显裂化反应的温度下蒸馏出重组分。常压渣油经减压加热炉加热到约380～400℃送入减压蒸馏塔。减压蒸馏可分为润滑油
原油稳定主要工艺及流程Last revision on 21 December 2020
原油稳定主要工艺及流程 （Abrams）
原油稳定主要工艺 原油稳定主要功能及工艺流程 原油稳定主要作用 1）主要功能 原油在集输过程中由于蒸发将会损失一部分轻质组分，为了降低损耗和回收这部分轻质组分。一个有效的方法就是讲原油中挥发性强的轻组分比较完全地脱除，降低原油的蒸汽压，以利于常温常压下储存。原油稳定站的主要功能是通过原油稳定设备将原油处理以到储存要求。 2）主要工艺流程 脱水原油原油预热器原油稳定塔稳定原油与未稳定原油换热 轻烃去气处理装置 目前常见的原油稳定的工艺主要有：负压分离稳定法、加热闪蒸稳定法、分馏稳定法和多级分离稳定法等。 （1）负压分离稳定法。原油经油气分离和脱水之后，再进入原油稳定塔，在负压条件下进行一次闪蒸脱除挥发性轻烃，从而使原油达到稳定。负压分离稳定法主要用于含轻烃较少的原油。 图原油负压闪蒸稳定工艺流程 （2）正压分离稳定法。这种稳定方法是先把油气分离和脱水后的原油加热，然后在微正压下闪蒸分离，使之达到闪蒸稳定。 图原油正压闪蒸稳定工艺流程 （3）分馏稳定法。经过油气分离、脱水后的原油通过分馏塔，以不同的温度，多次气化、冷凝，使轻重组分分离。这个轻重组分分离的过程称为分馏稳定法。这种方法稳定的原油质量比其它几种方法都好。此种稳定方法主要适用于含轻烃较多的原油（每吨原油脱气量达10m3或更高时使用此法更好）。
图原油分馏稳定工艺流程（不含脱水设施）（4）多级分离稳定法。此稳定法运用高压下开采的油田。一般采用3～4级分离，最多分离级达6～7级。分离的级数多，投资就大。多级分离实质上是利用若干次减压闪蒸使原油达到一定程度的稳定。 图原油多级（3级）分离稳定工艺流程
老化油脱水技术 1、前言 老化油是，亦称老化原油，指原油生产、处理过程中，在药剂、机械杂质、胶质沥青质、细菌、空气、循环剪切等因素的作用下形成的，其乳化状态日趋稳定的，采用常规药剂和 处理方法无法处理的，对原油脱水系统有较大影响的原油乳状液。 老化油的产生受诸多因素的影响，可归纳为以下几个方面： （1）三次采油形成的乳化液颗粒；（2）钻井、作业及原油输送过程中形成的乳化液；（3）污水处理回收的污油；（4）回收的落地油；（5）细菌作用下产生的含油悬浮物。 上述各种途径产生的老化油大都集中在沉降罐、污油池、污水站内，以油-水中间过渡层 等形式存在，并且在站内不定期地循环，给联合站的运行管理带来了很大的困难，具体影 响如下： 首先，大量的老化油在站内循环，占用了沉降罐、电脱水器等脱水设备的有效容积，降 低了原油脱水设备的利用率；其次，增大了原油沉降脱水的难度；影响了原油电脱水器的 安全运行及其脱水效果。老化油使电脱水器的脱水效果急剧下降，甚至出现电场不稳定和 倒电场的现象，使电脱水器无法运行，为了保证外输原油的含水指标，不得不把净化油罐 底部达不到外输标准的含水原油排到污油池，或者回掺到一次罐，使油品性质进一步恶化，形成恶性循环；最后，增大原油脱水成本。由于回掺老化油使脱水难度增大，导致热化学 沉降后的原油含水上升、脱水温度和加药量都迅速增大。以胜利油田某联合站为例，该站 老化油主要由以下三部分组成：净化油罐底部不合格的回掺原油、污水系统回收的污油以 及二次沉降罐的放水，并且以前两部分为主，仅前两项的循环液量达到了4100t/d。由于 老化油对系统原油有污染作用，使得站内油品性质变差，电脱水器建立不起稳定的电场， 净化油罐被迫作为沉降罐使用。不仅使得外输原油含水升高，而且造成站内原油脱水温度 升高，破乳剂用量逐年上升。 2、老化油的特性、根据实验和相关资料可以总结老化油形成的原因有如下几个方面： 1）细菌的影响。在油田生产中，如果不进行杀菌或杀菌措施不当时，细菌(腐生菌TGB 和硫酸盐还原菌SRB)就会在生产系统中滋生。细菌呈絮状或团状，吸附有乳化颗粒、机械 杂质等细小物质，进入脱水和污水处理系统后，与其它絮状物一起浮于油水层之间，而且 随着时间的延续而增多。 2）三次采油的影响。随着三次采油技术在大庆油田的试验和推广，聚合物、碱、表面活性剂等驱油剂的影响也较严重。在聚合物驱采出液中，含聚合物浓度越高，中间过渡层越 顽固，稳定性越好，厚度也越厚，而且延长沉降时间也很难减薄或消失。测试表明，在含 聚合物浓度较高时，中间过渡层约占液相总体积的6％～15％。 3）老化油的影响。污水站的回收污油和落地原油等老化油，在系统中停留时间较长，轻组份过于挥发，油水乳化较严重，乳化颗粒已老化，不易破乳，极易形成稳定的乳状液， 在油水处理系统中循环。
原油的蒸馏 &Nbsp; 石油是由分子大小和化学结构不同的烃类和非烃类组成的复杂混合物，通过本章所讲述的预处理和原油蒸馏方法，可以根据其组分沸点的差异，从原油中提炼出直馏汽油、煤油、轻重柴油及各种润滑油馏分等，这就是原油的一次加工过程。然后将这些半成品中的一部分或大部分作为原料，进行原油二次加工，如以后章节要介绍的催化裂化、催化重整、加氢裂化等向后延伸的炼制过程，可提高石油产品的质量和轻质油收率。 一、原油的预处理 一预处理的目的 从地底油层中开采出来的石油都伴有水，这些水中都溶解有无机盐，如NACl、MgCl2、CaCl2等，在油田原油要经过脱水和稳定，可以把大部分水及水中的盐脱除，但仍有部分水不能脱除，因为这些水是以乳化状态存在于原油中，原油含水含盐给原油运输、贮存、加工和产品质量都会带来危害。 原油含水过多会造成蒸馏塔操作不稳定，严重时甚至造成冲塔事故，含水多增加了热能消耗，增大了冷却器的负荷和冷却水的消耗量。 原油中的盐类一般溶解在水中，这些盐类的存在对加工过程危害很大。主要表现在： 1、在换热器、加热炉中，随着水的蒸发，盐类沉积在管壁上形成盐垢，降低传热效率，增大流动压降，严重时甚至会堵塞管路导致停工。 2、造成设备腐蚀。CaCl2、MgCl2水解生成具有强腐蚀性的HCl：MgCl2 + 2H2O Mg(OH)2 + 2HCl如果系统又有硫化物存在，则腐蚀会更严重。Fe + H2S FeS + H2 FeS + 2HCl FeCl2 + H2S 3、原油中的盐类在蒸馏时，大多残留在渣油和重馏分中，将会影响石油产品的质量。根据上述原因，目前国内外炼油厂要求在加工前，原油含水量达到0.1%～0.2%，含盐量<5毫克/升～10毫克/升。 二基本原理 原油中的盐大部分溶于所含水中，故脱盐脱水是同时进行的。为了脱除悬浮在原油中的盐粒，在原油中注入一定量的新鲜水(注入量一般为5%)，充分混合，然后在破乳剂和高压电场的作用下，使微小水滴逐步聚集成较大水滴，借重力从油中沉降分离，达到脱盐脱水的目的，这通常称为电化学脱盐脱水过程。 原油乳化液通过高压电场时，在分散相水滴上形成感应电荷，带有正、负电荷的水滴在作定向位移时，相互碰撞而合成大水滴，加速沉降。水滴直径愈大，原油和水的相对密度差愈大，温度愈高，原油粘度愈小，沉降速度愈快。在这些因素中，水滴直径和油水相对密度差是关键，当水滴直径小到使其下降速度小于原油上升速度时，水滴就不能下沉，而随油上浮，达不到沉降分离的目的。 三工艺过程 我国各炼厂大都采用两级脱盐脱水流程。原油自油罐抽出后，先与淡水、破乳剂按比例混合，经加热到规定温度，送入一级脱盐罐，一级电脱盐的脱盐率在90%～95%之间，在进入二级脱盐之前，仍需注入淡水，一级注水是为了溶解悬浮的盐粒，二级注水是为了增大原油中的水量，以增大水滴的偶极聚结力。 二、原油的蒸馏 一原油蒸馏的基本原理及特点 1、蒸馏与精馏蒸馏是液体混合物加热，其中轻组分汽化，将其导出进行冷凝，使其轻重组分得到分离。蒸馏依据原理是混合物中各组分沸点(挥发度)的不同。 蒸馏有多种形式，可归纳为闪蒸(平衡汽化或一次汽化)，简单蒸馏(渐次汽化)和精馏三种。
第三节原油蒸馏工艺流程 一、原油蒸馏工艺流程的类型 原油蒸馏工艺流程，就是用于原油蒸馏生产的炉、塔、泵、换热设备、工艺管线及控制仪表等按原料生产的流向和加工技术要求的内在联系而形成的有机组合。将此种内在的联系用简单的示意图表达出来，即成为原油蒸馏的流程图。 现以目前燃料一润滑油型炼油厂应用最为广泛的初馏一常压一减压三段汽化式为例，对原油蒸馏的工艺流程加以说明，装置的工艺原则流程如图2.3.1所示。 图2.3.1 三段汽化的常减压蒸馏原理工艺流程图 经过严格脱盐脱水的原油换热到230－240℃，进入初馏塔，从初馏塔塔顶分出轻汽油或催化重整原料油，其中一部分返回塔顶作顶回流。初馏塔侧线不出产品，但可抽出组成与重汽油馏分相似的馏分，经换热后，一部分打入常压塔中段回流入口处（常压塔侧一线、侧二线之间），这样，可以减轻常压炉和常压塔的负荷；另一部分则送回初馏塔作循环回流。初馏塔底油称作拔头原油（初底油）经一系列换热后，再经常压炉加热到360－370℃进入常压塔，它是原油的主分馏塔，在塔顶冷回流和中段循环回流作用下，从汽化段至塔顶温度逐渐降低，组分越来越轻，塔顶蒸出汽油。常压塔通常开3－5根侧线，煤油（喷汽燃料与灯煤）、轻柴油、重柴油和变压器原料油等组分则呈液相按轻重依次馏出，这些侧线馏分经汽提塔汽提出轻组分后，经泵抽出，与原油换热，回收一部分热量后经冷却到一定温度才送出装置。 常压塔底重油又称常压渣油，用泵抽出送至减压炉，加热至400℃左右进入减压塔。塔顶分出不凝气和水蒸气，进入冷凝器。经冷凝冷却后，用二至三级蒸气抽空器抽出不凝气，维持塔内残压 0.027－0.1MPa，以利于馏分油充分蒸出。减压塔一般设有 4－5根侧线和对应的汽提塔。经汽提后与原油换热并冷却到适当温度送出装置。减压塔底油又称减压渣油，经泵升压后送出与原油换热回收热量，再经适当冷却后送出装置。 润滑油型减压塔在塔底吹入过热蒸汽汽提，对侧线馏出油也设置汽提塔，因为塔内有水蒸气而称为湿式操作。对塔底不吹过热蒸汽、侧线油也不设汽提塔的燃料型减压塔，因塔内无水蒸气而称为干式操作。它的优点是降低能耗和减少含油污水量，它的缺点是失去了水蒸气汽提降低油气分压的作用，对减少减压渣油＜500℃馏分含量和提高拔出率不利，对这一点