破乳剂概述
摘要：原油化学破乳剂的应用范围广泛，具有很好的发展前景。本文对各种类型的破乳剂性能和作用机理进行了概括的说明，介绍了破乳剂的选用原则和影响因素，并指出了目前破乳剂研究的总趋势。
关键词：破乳剂机理种类选用原则影响因素应用发展方向1．引言
随着三次采油（尤其是碱驱、表面活性剂驱）在油田的广泛使用，采出的乳化原油多是O/W乳化原油。形成稳定乳状液的主要因素是原油中含有沥青质、胶质等天然表面活性剂物质，他们吸附在油-水界面上形成具有一定强度的界面膜。由于乳化原油含水会增加泵、管线和储罐的负荷，引起金属表面腐蚀和结垢，因此乳化原油外输前，都要破乳，将水脱出。
破乳的方法[1]有电法、热法和化学法，这几种方法常常联合起来使用。但是使用最多的是化学法。化学破乳法需要的化学剂即破乳剂，目前我国油田年需破乳剂大约2万吨。
2．原油乳状液
乳状液是一种液体分散于另一种不相混溶液体形成的多分散体系，分散的液珠一般大于0.1μm。通常把乳状液以液珠形式存在的一相称为分散相(亦称为不连续相)，另一相称为分散介质(或连续相)。
油和水形成乳状液必须具备三个条件[2]：
(1)存在两个不相溶液体，即原油和水。
(2)存在一种乳化剂，以形成和稳定乳状液。形成乳状液的类型依赖于存在的乳化剂。若乳化剂在油中具有比在水中更好的溶解性、分散性或润湿性，会有利于油作为连续相的形成，即有利于形成W/O型乳状液。反之，则有利于形成O/W型乳状液。原油乳状液中发现的乳化剂[3]有沥青质、树脂类物质、油溶性有机酸(如环烷酸)、晶态石蜡、微型碳酸盐、硅石、粘土、磺酸盐、硫酸盐或因开采过程加入的化学添加剂，如表面活性剂和碱等。
(3)应具有使油水混合物中一种液体分散到另一种液体充足的混合能(mixing energy)或搅拌。亿万年形成的原油在地层是油水分离的[4]，只有开采、集输过程
的原油和水湍流运动时，强烈混合才生成不同稳定性的原油乳状液。
从热力学观点看，最稳定的乳状液也是要破坏的，只是方式和时间上的差别而已。乳状液的不稳定性[5]表现为分层、变型、絮凝。
破坏油包水乳状液需要一定的条件，促使水滴碰撞，使分散在原油中的小水滴结合成较大的水滴，从原油中分离出来。无论是水滴受上述影响相互靠近，还是水滴从乳状液中分离出来，都和它们在具有一定粘度的原油介质中的迁移和阻碍这种迁移的因素有关。在一定力的作用下，当作用力超过静摩擦力时，水滴开始加速运动。随着运动速度增加，静摩擦力急速增加，达到一定速度时两力平衡，水滴处于等速运动状态。增大油水密度差和减小分散介质的粘度均有利于水滴沉降，而沉降速度又与水滴半径平方成正比，所以在原油脱水过程要力图控制各因素，创造条件使微小的水滴聚结变大，加速水滴沉降的油水分离过程，例如:增大水滴尺寸和油水密度差、减小原油粘度等。其主要方法有:加热乳状液(热处理)、加入破乳剂(化学处理)、施加电场(电处理)。此外还有混合、振动、微波[6]、超声[7]、离心、过滤以及新近出现的微生物破乳等。用这些方法能使水滴变大。油田原油破乳过程同时要采用上述两种或数种方法。
3.破乳机理
近些年来已有许多科技工作者进行了关于破乳剂作用机理的研究探讨。这些研究结果证实了早先提出的一些假说。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，目前对破乳剂的作用机理尚无统一意见。一般认为，乳状液的破坏需经历分层、絮凝、膜排水、聚结、破乳等过程[8]，而且多数研究者把破乳机理集中在研究原油乳状液的界面膜[9]上，并得出了一些假设。乃曼等人认为[10]，破坏乳化液是胶体物理过程，因而起决定作用的不是破乳剂的化学结构，而是它的胶体性质。破乳剂吸附在界面上改变了乳化剂的润湿性，促使它们从相界面转移到油相或水相中。kotsaridou等人[11]比较水溶性和油溶性破乳剂的作用后认为:水溶性破乳剂是通过取代界面粗乳化剂，破坏乳液界面层，或改变界面层的润湿行为，产生界面非活性配合物而引起破乳；而油溶性破乳剂，除取代天然粗胶体外，其机理是基于通过加入破乳剂的中和作用，造成界面膜破坏，使乳液破坏。目前公认的破乳机理有以下几点：
3.1相转移反向变型机理
加入破乳剂，发生了相转化。即能够生成与乳化剂形成的乳状液类型相反(反相破乳剂)的表面活性剂可以作为破乳剂。此类破乳剂与憎水的乳化剂生成络合物使乳化剂失去了乳化性。
3.2碰撞击破界面膜机理
在加热或搅拌的条件下，破乳剂有较多的机会碰撞乳化液的界面膜，或吸附于界面膜上，或排替部分表面活性物质，从而击破界面膜，使其稳定性大大降低，发生了絮凝、聚结而破乳。
3.3增溶机理
使用的破乳剂一个分子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[12]。
3.4褶皱变型机理
显微镜观察结果表明，W/O型乳状液均有双层或多层水圈，两层水圈之间是油圈。因而提出褶皱变型机理，液珠在加热搅拌和破乳剂的作用下，液珠内部各层水圈相连通，使液滴凝聚而破乳[13]。
4．破乳剂的种类
4.1按离子的类型分类
破乳剂一般按离子的类型分为阴离子型、阳离子型和非离子型三大类(破乳剂一般不采用二性表面活性剂).
4.1.1.阴离子型
(l)脂肪酸钠盐，RCOONa。R为烷基，碳原子数一般在16以上。因为分子量较小，一般加药量较大。
(2)烷基磺酸钠(AS)，R一SO3Na;烷基苯磺酸钠(ABS)。
(3)烷基奈磺酸钠(拉开粉)
阴离子破乳剂使用最早，品种甚多，以上三种是我国常用的品种。后二种是大庆油田初期电化学脱水用的破乳剂，有一定效果，但是加药量较大，且污水带油严重，已逐渐被淘汰。
4.1.2.阳离子型
阳离子型破乳剂主要用于水包油型原油乳状液的破乳，或作为含油污水处理
剂。一股兼具杀菌破乳双重效果。如十二烷基二甲基苄基氯化胺
既能进一步除去污水中的油，又具有相当强的杀菌能力，只要5ppm即可杀死水中的好氧菌。
4.1.3.非离子型
这类破乳剂分子不含有离子键，不能形成离子，其破乳效果比离子型破乳剂有明显提高、目前国内外大量生产与应用这类破乳剂。
(l)聚氧乙烯烷基醇醚(例如平平加，，JFC等)，RO(CH2CH2O)n H
(2)聚氧乙烯烷基苯酚醚(OP型)
(3)聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚(SP169)，C13H37O(CH3CHCH2O)a一(CH2CH2O)b一(CH3CHCH2O)c一H。为便于工厂生产，聚合度a、b、C通常以原料的重地比表示。
4.2按乳状液的形态分类
由于乳状液有两种形态，因此发展了相应的破乳剂，W/O型破乳剂和O/W 型破乳剂。
4.2.1.W/O乳化原油破乳剂
a.第一代破乳剂
羧酸盐型，如：环烷酸盐脂肪酸盐
硫酸酯盐型，如：烷基硫酸酯盐
磺酸盐型，如：烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐、丁二酸二烷基酯、磺酸盐；
b.第二代破乳剂
O P型，平平加型，土温型；
c.第三代破乳剂
这代破乳剂一般由引发剂（如丙二醇、丙三醇、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、酚醛树脂、酚胺树脂等）和环氧化合物（如环氧乙烷、环氧丙烷等）
组成。有些还有扩链剂（如二异氰酸酯、二元羧酸等）和封尾剂（如松香酸、羧酸、硫酸等）。
此外，第三代破乳剂[14]还包括一些高分子非离子-阳离子型两性表面活性剂如聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚与二[聚氧乙烯基]二烷基氯化铵的二元羧酸扩链
产物和含氧烷基化季铵基硅氧烷。
4.2.2.O/W乳化原油破乳剂
这类破乳剂是随着三次采油的发展而发展起来的。由于三次采油大规模的矿场试验是从2 0世纪5 0年代开始的，因此O/W乳化原油破乳剂也是从这个年代起越来越为人们所重视。
a．电解质
如盐酸、氯化钠、氯化镁、氯化钙、硝酸铝、氧氯化锆等；
b．低分子醇
可分为水溶性醇（如甲醇、乙醇、丙醇等）和油溶性醇（如己醇、庚醇等）；
c．表面活性剂
包括阳离子型表面活性剂和阴离子型表面活性剂；
d．聚合物
包括阳离子型、阴离子型和非离子型聚合物。
5．破乳剂选用原则
自1972年以来，大庆油田已发现破乳效果与破乳剂结构、原油性质之间有以下规律。
1.石蜡基原油宜用多段结构的破乳剂。一般可选用SP型或AP型破乳剂。石蜡基原油含沥青质、胶质等亲油性表面活性物质少，比重较小，容易破乳。但是微小珠状原油容易被带入水中。多段结构的破乳剂因分子量大，破乳速度较慢，可充分发挥絮凝、聚结作用，减少污水带油。
2.沥青基原油宜用二段结构的破乳剂。沥青基原油中亲油的表面活性剂含量较多，粘度大，水油比重差小，油水不易分离。因此，须选用破乳速度快的二段结构破乳剂。例如，AE型破乳剂能用于山东胜利油田、华北油田、辽河油田等沥青基原油的破乳;虽然也能用于大庆石蜡基原油的破乳，但污水带油较多，与多段结构破乳剂复配能取得较好的效果。
3.含环烷酸原油的破乳应采用AE型破乳剂再加少量有机酸。环烷酸的钠盐是亲水性表面活性剂，在它存在下可以形成很稳定的水包油型乳状液，加下少量有机酸可使环烷酸钠盐转化为环烷酸，破乳就比较容易。胜利孤岛油田使用AE 型破乳剂与醋酸复配，达到了破乳和常温输送的目的。
4.多段结构的破乳剂，如亲油头大亲油尾小，则破乳速度快，破乳效果好，但污水含油较多;反之，破乳速度较慢，效果较差，但污水含油少。
6.影响破乳剂质量的因素
影响破乳剂质量的主要因素是合成破乳剂的原料料纯度、含水量、含醛量以及聚合时的操作温度。
6.1环氧丙烷、环氧乙烷的纯度
非离子型表面活性剂属嵌段聚合物，亲油疏水基团由环氧丙烷聚合而成，亲水基团则由环氧乙烷聚合而成，亲油疏水末端则又由环氧丙烷聚合而成。要求纯度为98%以上。
6.2.环氧丙烷、环氧乙烷的含醛量
原料环氧丙烷、环氧乙烷中的含醛量，原石化部标准规定应小于0.15%，否则易发生醛的缩合反应。当合成温度高于120℃，有KOH催化剂存在时，乙醛缩合生成丁烯一2一醛，并可继续与乙醛发生缩合反应，最后生成棕褐色树脂状产物，增加破乳剂的色度，并影响破乳剂合成主反应的顺利进行。提高反应温度会使不饱和双键值增大，降低活性，影响环氧丙烷或环氧乙烷聚合。
6.3.含水量
水在破乳剂的合成反应中是极为重要的一个因索。极微量的水份也会影响聚醚的分子量。各种原料中的微量水均要严格控制。原石化部规定环氧丙烷、环氧乙烷含水量应小于0.1%。反应过程中生成的水可在聚合后期采取加热抽真空方法除去。
7.破乳及其它功能
破乳剂是一种表面活性剂，因此除了能破乳外，还兼具有其他功能。
1.原油低含水阶段(含水20%以下)可以选择水溶性较强(即亲水基较大)的破乳剂，例如SP169，这类破乳剂既能破乳，又能降低原油乳状液的摩阻。
2.原油含水量较高时可以选择亲水基较小而亲油基较大的破乳剂，例如
APll3，这样可以减少加药量，破乳温度也可降低。
3.当脱出水是正指数过饱和不稳定水时(分离出的水容易结垢)，可以采用AP 型，AE型破乳剂。这两类破乳剂的起始剂都是多乙烯多胺。胺基氮可以提供一对电子与铁离子生成配价键，因此含氮化合物与钢管吸附能力佼强，能在钢管表面形成表面活性剂膜，起到防垢的作用。
4.当要求既能破乳又能防蜡、降凝、降凝时，可选用AP型、AE型破乳剂，且最好将药剂注入井底。药剂在油骨内起防蜡作用，在地面集输管网中起降凝、降粘作用，至脱水站时可以起破乳作用，发挥所谓“一剂多效”的作用。
5.在破乳后水溶性破乳剂大部分留在含油污水中。这种污水经净化后可作为注水的水源。
8.破乳剂应用和发展方向
目前使用的破乳剂大部分是水溶性，破乳速度较油溶性的稍慢。而且凝固点为－15℃到－18℃，高寒地区冬季使用不方便，而国外破乳剂的凝固点一般为－40℃。在低温时，脱出水含油量超过0.5%，加重污水处理负担，使污水达不到回注标准。
8.1.如何合理应用现有的破乳剂
如何合理应用现有的破乳剂是一个十分重要的问题。
1.将破乳剂加入油水乳状液时要有适当的搅拌。搅拌速度太小，达不到使破乳剂与乳状液均匀混合的目的，太快则会使乳状液珠破碎成更细小的微液滴。按照Stokes公式，油珠浮升速度与油珠直径的平方成正比关系。生成微小的油珠后，乳状液体系将变得更稳定而不易被破坏分离。
2.原油乳状液含水量大于20%后，一般应该用油溶性破乳剂。因为：
a.油溶性破乳剂可以由油包水型乳状液的油连续相较快地进入油水界面膜;
b.油溶性破乳剂的大部有效成份溶于油相中，油相内破乳剂浓度相对较大，用量可以比水溶性破乳剂减少;
c.在油相中仍有较大量的破乳剂，因此在长输管线输送时，仍保持一定的破乳功能。
3.所选择的破乳温度一般以破乳剂的浊点左右较好。如选择低温破乳剂，应
选择亲水基较小的破乳剂。因为破乳剂的浊点正是氢键开始破坏、亲油端的作用开始变强时的温度，此时破乳剂在乳状液的油相中还呈溶解状态。当温度高于浊点较多时，破乳剂大部分变为悬浮颗粒留存于油相中，一与油水界面接触机会减少，破乳能力降低。
4.线型结构的高分子量或超高分子量破乳剂的分子，在油连续相的乳状液中呈卷曲状，尤其在乳状液粘度稍大时，破乳剂不易分散，难以接触油水界面，因此要与分散剂复配使用。
5.破乳剂最好能加入井底，随油气流体由油管返出。大部分油气流体在油井油管中的流态是紊流，因此破乳剂在油管中能得到充分混合。破乳剂同时也是表面活性剂，对油管有润湿作用，在油管表面形成一层水膜，往往可以起到防蜡作用。破乳剂加入油水乳状液后，可使乳状液脱水和防止继续乳化，因此能起降粘作用。破乳剂在地面集输管道中能继续使油水分离。尤其是在较大压力下，气体和轻质油尚溶解在原油之中，水、油重度差大，油水容易分离。在胜利油田曾用显微镜观察到井口油样中有油水乳状液，而在管道进入小站前的油样中极大部份乳状液已分离成游离水与油。
如按照上述要求使用油溶性破乳剂，并且采用粗粒滤料的密闭脱水沉降罐，即使原油含水超过20%，脱水中存在的问题仍可以基本得到解决，并且能在大部分地区实现常温输送、低温脱水，从而节省大量能耗，并收回大量轻质油。8.2.如何开发最新破乳剂
随着原油开采中重稠油比例的不断增加以及三次采油采出的原油乳液愈来愈复杂、愈来愈稳定，原油破乳剂的研究开发也不断地向提高破乳能力，降低破乳温度，减少破乳剂使用浓度和增强适应性方向发展[15]。
8.2.1.超高分子量聚醚破乳剂的开发
近年逐步发展起来的超高分子量聚醚分子量高达5 0-300万，其主要类型有三种，①用烯烃类的聚合物为起始高分子聚合物做破乳剂；②环氧化物自聚物，包括单一环氧化物的自聚体和不同环氧化物的嵌段共聚物。高聚物合成采用的催化剂多为烷基金属-鳌合剂-水组成的多元催化剂；③用二元活泼基团化合物交联制备超高分子量破乳剂，最常用的交联剂是二异氰酸酯类。
这些高分子量破乳剂用量小，适应性好，破乳能力强，是一类比较有前途的
破乳剂。
8.2.2.O/W型破乳剂的开发
随着三次采油的开展，如表面活性剂驱、聚合物驱等，使得采出的原油中会混入表面活性剂和聚合物，采出液多为O/W型乳状液，其破乳脱水问题日益突出。
国内外均在研制O/W型原油的有效破乳剂。美国采用五亚乙基六胺衍生物与丁基酚醛树脂聚醚的复配物对O/W型原油乳状液进行破乳已获得成功。国内的C W-0 1破乳剂也收到了不错的效果。
8.2.3复配型破乳剂的开发
目前，国外广泛应用的破乳剂多为复配型产品，品种单一组分的破乳剂都可以作为复配单体使用，往往多个组分复配之后会产生协同效应。寻找最佳的配比可以得到效果更好的破乳剂。在开发新结构的高效破乳剂的同时，应该进一步加强破乳剂的复配应用研究。
一般除了破乳剂与破乳剂的复配外，还可以将破乳剂与其它功能的表面活性剂、有机或无机添加剂进行复配，以提高破乳效果，节约破乳剂用量。
8.2.4生物破乳剂
随着油田产出的原油含水升高，大多数破乳剂多为油溶性破乳剂。但油溶性破乳剂有很大的缺点：对人体毒害较大，特别是用作溶剂的苯毒害更大，与目前推行的H S E安全管理模式相抵触，对现场施工人员的伤害也较大。因此人们开始了研究生物环保型的破乳剂[16]。它是利用非连续相的乳状液液滴在具有活性的细菌细胞表面接触、润湿、铺展，进而聚结的原理破乳的。
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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
几类常用原油破乳剂的作用机理 荐 661 常治辉原创 | 2010/3/13 18:19 | 投票 关键字：原油破乳剂 、相破乳机理 早期使用的破乳剂一般是亲水性强的阴离子型表面活性剂，因此早期的破乳机理认为，破乳作用的第一步是破乳剂在热能和机械能作用下与油水界面膜相接触，排替原油界面膜内的天然活性物质，形成新的油水界面膜。 这种新的油水界面膜亲水性强，牢固性差，因此油包水型乳状液便能反相变型成为水包油型乳状液。外相的水相互聚结，当达到一定体积后，因油水密度差异，从油相中沉降出来。 Salager用表面活性剂亲合力差值SAD(Surfactant affinity–difference)定量地表示阴离子破乳剂的反相点： SAD将所有影响破乳剂的诸因素归纳在一起，当SAD=0时，乳状液的稳定性最低，最容易反相破乳。 2、絮凝–聚结破乳机理 在非离子型破乳剂问世后，由于其相对分子质量远大于阴离子破乳剂，因此，出现了絮凝-聚结破乳理论。这种机理并没有完全否定反相排替破乳机理，而是认为：在热能和机械能的作用下，即在加热和搅拌下相对分子质量较大的破乳剂分散在原油乳状液中，引起细小的液珠絮凝，使分散相中的液珠集合成松散的团粒。在团粒内各细小液珠依然存在，这种絮凝过程是可逆的。随后的聚结过程是将这些松散的团粒不可逆地集合成一个大液滴，导致乳状液珠数目减少。当液滴长大到一定直径后，因油水密度差异，沉降分离。 对于非离子型破乳剂，SAD定义为： 研究表明：在低温下，非离子型原油破乳剂中环氧乙烷链段以弯曲形式掉入水相，环氧丙烷链段以多点吸附形式吸附在油水界面上。在高温下，环氧乙烷链段从水相向油水界面转移，而环氧丙烷链段则脱离界面进入油相。
原油破乳剂技术研发概述(上) 2009年09月17日星期四 10:13 从油田送往炼油厂的原油往往含盐、带水，且盐分主要存在于水中，而水则与原油形成了一种相对稳定的乳化液，如果不能通过破乳就很难达到脱水脱盐的目的，也就必然导致生产设备的腐蚀，并造成容器管道壁结垢等现象。油品乳化问题可以说在原油储运和加工过程中经常出现，尤其是随着日益明显的原油劣质化趋势，因此如何高效解决原油乳化问题已经成为提高炼油厂工艺运行效率的一个首要问题。 原油破乳最常用的办法是加破乳剂和水，使油中的水集聚，并从油中分出，而盐份溶于水中，再加以高压电场配合，使形成的较大水滴顺利除去。在原油生产过程中，首先就是找到一种适合所加工原油性质的破乳剂，当然最好是广谱型的高效破乳剂。 1.原油乳化的理化实质 一种乳化液由至少两种不相混溶的液体组成，其中最为常见的一相通常为水。油有可能极细地分散于水中，这种情况称为水包油型乳化液。反之如果油为连续相而水是分散相，就称之为油包水型乳化液。原油中的乳化液就属于油包水型。 水分子之间相互吸引，油分子之间也是如此，但单个水分子与油分子之间则存在明显的排斥力，并在油和水的界面发生作用，此时油水便在各自表面力作用下将接触界面的面积降低到一个“最低值”，形成水滴、油滴或油包水、水包油等毫米级的液滴。实践证明，当往原油中加入某些特定的化学品之后，这种发生在界面上的排斥力就会在一定程度上得到抵消，从而大大降低表面力。 有些物质既含有亲水基团，也含有疏水基团，如果混合液中含有这类物质便极易发生乳化现象。原油乳化就是因为其中含有此类天然的乳化物质，如羧基或酚基等等极性基团就是原油中的乳化物质。与此相应，破乳过程就是反其道而行之。 2.原油破乳剂原理、类型与技术研发状况 2.1.原油破乳剂原理
破乳剂概述 摘要：原油化学破乳剂的应用范围广泛，具有很好的发展前景。本文对各种类型的破乳剂性能和作用机理进行了概括的说明，介绍了破乳剂的选用原则和影响因素，并指出了目前破乳剂研究的总趋势。 关键词：破乳剂机理种类选用原则影响因素应用发展方向1．引言 随着三次采油（尤其是碱驱、表面活性剂驱）在油田的广泛使用，采出的乳化原油多是O/W乳化原油。形成稳定乳状液的主要因素是原油中含有沥青质、胶质等天然表面活性剂物质，他们吸附在油-水界面上形成具有一定强度的界面膜。由于乳化原油含水会增加泵、管线和储罐的负荷，引起金属表面腐蚀和结垢，因此乳化原油外输前，都要破乳，将水脱出。 破乳的方法[1]有电法、热法和化学法，这几种方法常常联合起来使用。但是使用最多的是化学法。化学破乳法需要的化学剂即破乳剂，目前我国油田年需破乳剂大约2万吨。 2．原油乳状液 乳状液是一种液体分散于另一种不相混溶液体形成的多分散体系，分散的液珠一般大于0.1μm。通常把乳状液以液珠形式存在的一相称为分散相(亦称为不连续相)，另一相称为分散介质(或连续相)。 油和水形成乳状液必须具备三个条件[2]： (1)存在两个不相溶液体，即原油和水。 (2)存在一种乳化剂，以形成和稳定乳状液。形成乳状液的类型依赖于存在的乳化剂。若乳化剂在油中具有比在水中更好的溶解性、分散性或润湿性，会有利于油作为连续相的形成，即有利于形成W/O型乳状液。反之，则有利于形成O/W型乳状液。原油乳状液中发现的乳化剂[3]有沥青质、树脂类物质、油溶性有机酸(如环烷酸)、晶态石蜡、微型碳酸盐、硅石、粘土、磺酸盐、硫酸盐或因开采过程加入的化学添加剂，如表面活性剂和碱等。 (3)应具有使油水混合物中一种液体分散到另一种液体充足的混合能(mixing energy)或搅拌。亿万年形成的原油在地层是油水分离的[4]，只有开采、集输过程
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原油破乳剂筛选的研究 摘要：随着石油工业的发展，原油开采量不断增大，原油破乳剂的使用量也逐年增加，文章从破乳剂的性能评价、筛选办法及其发展趋势介绍了破乳剂的应用和发展，以期对行业中破乳剂的使用有一定的指导意义。 关键词：原油破乳剂评价指标筛选发展 随着世界石油工业的发展，石油开采量日益增加，特别是采用注水强化采油后，原油含水量明显增高，这种油水混合液经过喷油嘴、集输管道逐渐形成比较稳定的油水乳状液。其中原油含水量的增高不仅增大了油井采出液的体积，增加了管道输送的动力消耗和原油集输升温过程中的燃烧消耗；同时原油中所含的地层水有一定的矿化度，引起金属管道和设备的结垢和腐蚀以及炼油加工过程中产生不良影响。所以必须清除这些乳状液，使油水分离，使原油含水<0.5%，含盐<50mg/L [1]。 原油破乳剂是针对石油采出液进行油水分离的油田化学剂，其破乳原理是破乳剂深入并粘附在乳化液滴的界面上，取代原乳化剂并破坏表面膜，将膜内包复的液滴释放并使之聚结，从而使油、水两相发生分离。而作为一理想原油破乳剂应需具有较强的表面活性、良好的湿润性能、足够的絮凝能力、较好的聚结效果。 一、破乳剂性能评价指标 1.HLB值 破乳剂同时具有亲油亲水两种基团，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，其范围一般在0～20之间。 2.脱水率 指一定实验条件下，原油中脱出水的水量与原油中总含水量之比，一般用体积百分数或质量百分数来表示。 3.出水速率 出水速率是指单位静置沉降时间里脱水的多少或脱水率的大小。一般呈三种情况：先快后慢；先慢后快；等速率。 4.油水界面 指含水原油沉降分出水后油水交界面处的状态，一般有整齐、水平、油水界面分明、界面有网状物、呈“油包水”或“水包油”的乳状液过渡层等。
CHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM 论文题目：原油乳化剂概述 所在院系：理学院 课程名称：精细有机合成与工艺 考生姓名：于欣 学号： S100061380 班级：应化10级研 指导教师：郑晓宇 完成日期：2011年6月24日
原油破乳剂的概述 摘要：对目前常用的非离子破乳剂进行归类介绍，分析乳状液稳定的影响因素，概述破乳剂的破乳机理，并对目前常用的聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚类破乳剂的合成原理和破乳剂改性的研究思路进行介绍，并举例说明梳型破乳剂的合成方法。最后概述破乳剂的发展趋势。 关键字：破乳剂；破乳机理；合成机理；梳型破乳剂 原油从地下采出多以油水乳状液状态出现。据了解，如今国内陆上多数油田原油综合含水率达80％以上，如果不及时脱水，会增加泵、管线和贮罐负荷，引起金属表面腐蚀和结垢；而排放水中含有的油也会造成环境污染和原油浪费，因此无论从经济角度，还是从环境保护角度，均需对原油进行破乳脱水。由于化学破乳剂具有活性高、见效快等优点，投加破乳剂是目前最常用的破乳方法。 一、油田常用破乳剂的种类 破乳剂的破乳效果与原油的性质有关，对某一种原油有效的破乳剂，对另一种原油就不一定有效，因此如何根据原油的性质去选择合适的破乳剂是一个非常重要的问题。 目前，国内外的原油破乳剂，品种繁多，但多是非离子型的破乳剂，破乳效果也各有千秋。但就其分子组成来说，主要是环氧乙烷与环氧丙烷的共聚物。目前油田中常用的非离子型破乳剂主要有以下几种[1]： l. SP型破乳剂 SP型破乳剂的主要组分为聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚，理论结构式为R(PO)x(EO)y(PO)z H，式中：EO-聚氧乙烯；PO-聚氧丙烯；R-脂肪醇；x、y、z-聚合度。 SP型破乳剂外观呈淡黄色膏状物质，HLB值为10~12，溶于水。SP型非离子型破乳剂对石蜡基原油具有较好的破乳效果。其疏水部分由碳12~18烃链组成，其亲水基是通过分子中的羟基（-OH）、醚基（-O-）与水作用形成氢键而达到亲水的目的。由于羟基、醚基亲水性较弱，所以只靠一两个羟基或醚基不能把碳12~18烃链疏水基拉入水中，必须有多个这样的亲水基，才能达到水溶的目的。
辽河油田原油采出液破乳实验报告 1、概述 辽河油田是全国第三大油田，也是我国最大的稠油(高黏度重质稠油，俗称稠油)生产基地，以稠油开采为主，其稠油产量占总产量的70％，其油区油层厚，储量丰度高，储量大，已探明稠油地质储量968 Mt，动用储量665 Mt。同时，辽河油田也是国内油藏类型多、开发难度大、工艺最复杂的开发试验区。 根据2012年上半年统计数据，目前辽河油田日产含油污水总量约l4.86×104 m3，其中稠油污水8.41×104m3，稀油污水4.7×104m3，高凝油污水1.75×104m3。稠油污水水量占整个辽河油田污水总量的56.6％。稀油和高凝油区块污水回注率接近100％，稠油污水回注率仅为22．3％，整个油田污水回注率约为62％。中石油要求各油田污水回注率不低于98％，显然不能达到要求，主要因素是稠油污水。在所有油气田污水处理中，稠油污水因其水质成分复杂、油水密度差小、乳化严重，处理难度最大，因此这些数量巨大的稠油污水的合理处置是摆在辽河油田面前的一个非常严峻的经济和技术问题，也是一个亟待解决的难题。 影响稠油污水处理效果的因素主要是：采油过程中加入的各种添加剂，使得污水含油量高，乳化严重，成分复杂，水质波动大；稠油是天然的高黏度、高分子复杂化学物质，且埋藏浅，多蕴藏在砾岩之中，开采时必然从地层中携带出大量矿物成分，水质硬度高，杂质含量大，进一步增加了稠油污水的处理难度；采出液在脱水沉降过程中，加入了破乳剂，大量的化学药剂形成了较稳定的乳状液，这种污水不仅含油量高，而且乳状液的稳定性极强；稠油黏度较大，使污水除油以及净化处理更加复杂，难度更大；由于稠油热采方式的改变及开采年限的增加，使得稠油污水水质变得不稳定，影响除油效果。 本实验所用的稠油污水就是辽河油田产生的此类污水。初步分析表明，该污水油含量：5.94g/L，pH=6.75，COD=15000，产地：辽河油田。针对该稠油污水，课题组首先筛选了几种破乳剂，然后在此基础上进行配合使用，以期达到较好污水处理效果。 2、污水处理实验 2.1药剂筛选部分： 本实验预选了几种常见破乳剂，与CYD-WU438同时实验，如表1为常用破乳剂及CYD-WU438处理辽河原油废水的破乳效果对比。 表1 破乳剂筛选表格 注：CYD-WU438为树枝状聚合物类破乳剂；CPAM为阳离子型聚丙烯酰胺类破乳剂； THG-A2、THG-A3为聚乙烯多胺类反相破乳剂； HB-TM为环氧丙烷聚醚类破乳剂。
润滑油破乳性的影响因素及解决方法 摘要：润滑油在机械中主要起降低摩擦和减缓磨损的作用，以保证机械有效和长久的工作。但是润滑油在使用过程中往往会进入少量的水，从而影响润滑油的性能，带来很多负面影响，工业需要的润滑油要有良好的破乳性。 关键词：润滑油；破乳性；影响因素；解决方法 两种互不相容的液体，其中一种液体以微小液滴分散在另一种液体中所形成的体系称为乳化液。破乳，即破坏一个乳化液，使它分成油水两层的过程。润滑油的破乳性指从润滑油与水形成的乳化液中彻底分离出水的能力，又称为分水性能。许多润滑油，如齿轮油、汽轮机油和船用油，在使用过程中，不可避免地混入冷却水、冲洗水、冷凝水及环境中其他形式的水及水汽。如果油钻不具备将混入油中的水迅速彻底分离的能力，油品就会乳化，从而降低甚至失去油品的润滑性能，加速油品的氧化变质，加剧机件的磨损和设备腐蚀。故润滑油的抗乳化性能是润滑油品质的一项重要指标。实际中影响润滑油破乳性的因素有很多种。 一、润滑油的成分因素 润滑油由基础油和添加剂两部分组成，基础油是润滑油的主要成分，决定着润滑油的基本性质，添加剂则可弥补和改善基础油性能方面的不足，赋予某些新的性能。 基础油由原油提炼而成，原油中本身含有天然乳化剂，所谓乳化剂是指有助于油和水形成稳定乳化液的物质，如沥青质、胶质、石蜡等，其在原油中的含量会对润滑油的稳定性产生一定的影响，含量越低，润滑油稳定性越高。对于发动机润滑油和大部分的工业润滑油都属于馏分润滑油，即都是从减压馏分油中抽取的，称为中性油。我国生产高质量中性油是采用“老三套”传统工艺，即溶剂精制—溶剂脱蜡—白土补充精制，只采用物理精制的方法，对于石蜡基原油效果较好，对于中间基和环烷基原油则效果不好。中石化做过研究表明，溶剂精制工艺是改善润滑油基础油抗乳化性能的一个重要步骤，且基础油精制深度越深，对抗乳化性能不利的胶质组分就脱除得越干净，相对的保留在基础油中的胶质组分对抗乳化性能的影响就越小。因此炼厂要想生产出高质量的基础油，提高润滑油的品质，增加市场竞争力，就必须改变现有的基础油的加工方法。 添加剂主要包括破乳剂、抗氧化剂、清洁分散剂、消泡剂、增粘剂、防锈剂、抗凝剂等，这保证了润滑油在使用中的稳定性。破乳剂就是通过改变油水的界面性质来达到油水分离的效果。对于乳化液而言，其稳定的主要因素界面膜的性质，而破乳剂都有良好的表面活性，可以置换出油水界面上的乳化剂，加入破乳剂后破乳剂吸附于油∕水界面膜上，可以改变油∕水界面张力，消除液珠外面的保护膜，使液珠容易结合在一起而实现相转变，从而达到分水目的。 但是很多添加剂是有乳化效果的，比如清洁分散剂，抗氧化剂、防锈剂都具有降低
原油破乳剂安全技术说明书 第一部分：化学品名称及企业标识 化学品中文名称：原油破乳剂 产品型号：WD22-401-Y203 化学品英文名称Demulsifier 第二部分：成分/组成信息 有害物成分: 含量CAS No 聚醚 甲醇 第三部分：危险性概述 危害性类别： 侵入途径：吸入、食入、经皮吸收 健康危害：吸入后引起上呼吸道刺激、头痛、恶心、呕吐。一般吸入和在工业操作过程中不会引起中毒危害。 燃爆危险：本品易燃。 第四部分：急救措施 眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗。 皮肤接触：脱去污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。 吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道畅。通呼吸困难时给输氧。 食入: 用水漱口，给饮牛奶或蛋清。就医。 第五部分：消防措施 危险特性:其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸 有害燃烧产物：一氧化碳二氧化碳水 灭火方法:消防人员须佩戴防毒面具、穿全身消防服，在上风向灭火。尽可能将容器从火场移至空旷处。喷水保持火场容器冷却，直至灭火结束。处在火场中的容器若已变 色或从安全泄压装置中产生声音，必须马上撤离。灭火剂：雾状水、泡沫、干粉、 二氧化碳、砂土。 第六部分：泄漏应急处理 应急行动：建议应急处理人员穿防护工作服，严格限制人员出入。尽可能切断泄漏源。防止进入下水道、排洪沟等限制性空间。
小量泄漏：尽可能将溢漏液收集在密闭容器，用锯末、砂子或其它具有吸附能力的物质充分吸收。 大量泄漏: 构筑围堤或挖坑收容。用泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置。 第七部分：操作处置与储存 操作注意事项：密闭操作，注意通风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。穿防静电工作服，戴橡胶耐油手套。远离火种、热源，工作场所严禁吸烟。防止蒸气泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂接触。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。 储存注意事项：按易燃化学品储存, 储存于阴凉、通风的库房。应与氧化剂、食用化学品分开存放，切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。 第八部分：接触控制/个体防护 职业接触限值 中国MAC（mg/m3）未制定标准 监测方法： 工程控制：密闭操作局部通风 呼吸系统防护： 眼睛防护：必要时，戴化学安全防护眼镜。 身体防护：穿防静电工作服。 手防护：戴橡胶手套 其他防护要求：工作场所禁止吸烟、进食和饮水，饭前要洗手。工作完毕，淋浴更衣。保持良好的卫生习惯。 第九部分：理化特性 外观与性状：黄色或棕色均相液体 相对密度(水=1)：0.800～1.000 主要用途：用于原油的破乳、脱水 其它理化性质：相对脱水率≥90% 第十部分：稳定性和反应活性 稳定性：常温和一般储存条件下稳定。 禁配物：强氧化剂
Q/TQF 油气集输用破乳剂 环氧丙烷环氧乙烷嵌段聚合物（水溶）TQF—Ⅰ 台安县泉沣化工有限公司企业标准发布
Q/L TQF 001—2015 前言 本标准依据GB/T 1.1-2009给出的规则起草。 本标准由台安县泉沣化工有限公司负责起草。 本标准由台安县泉沣化工有限公司提出。 本标准由台安县泉沣化工有限公司归口管理。 本标准起草人：刘德强、张良、魏国。
油气集输用破乳剂环氧丙烷环氧乙烷嵌段聚合物（水溶）TQF-Ⅰ1范围 本标准规定了油气集输用破乳剂环氧丙烷环氧乙烷嵌段聚合物（水溶）TQF—Ⅰ的分类与命名、要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存与保质期。 本标准适用于油气集输用破乳剂环氧丙烷环氧乙烷嵌段聚合物（水溶）TQF—Ⅰ。 下列文件中对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 261—2008 闪点的测定宾斯基-马丁闭口杯法 GB/T 265—1988 石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法 GB/T 510—1983 石油产品凝点的测定方法 GB/T 6680—2003 液体化工产品采样通则 GB/T 16483-2008 化学品安全技术说明书内容和项目顺序 SY/T 5281—2000 原油破乳剂使用性能检测方法（瓶试法） SY/T 5329—2012 碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法 SY/T 5797—1993 水包油乳状液破乳剂使用性能评定方法 JJF 1070-2005 定量包装商品净含量计量检验规则 3 分类与命名 产品型号为： 现场生产作业环境 4 要求 4.1 性能指标 产品技术性能指标见表1
破乳剂 Demulsifier 由于一些固体难溶于水，当这些固体一种或几种大量存在于水溶液中，在水力或者外在动力的搅动下，这些固体可以以乳化的状态存在于水中，形成乳浊液。 理论上讲这种体系是不稳定的，但如果存在一些表面活性剂(土壤颗粒等）的情况下，使得乳化状态很严重，甚至两相难于分离，最典型的是在油水分离中的油水混合物以及在污水处理中的水油混合物，在此两相中形成比较稳定的油包水或者水包油结构，其理论基础是“双电层结构”。 在此情况下，投入一些药剂，以破坏稳定的双电层结构，以及稳定乳化体系，从而达到两相分离的目的。使用的这些为了达到破坏乳化作用的药剂称之为破乳剂。 2主要用途 破乳剂是一种表面活性物质，它能使乳化状的液体结构破坏，以达到乳化液中各相分离开来的目的。原油破乳是指利用破乳剂的化学作用将乳化状的油水混合液中油和水分离开来，使之达到原油脱水的目的，以保证原油外输含水标准。 有机相与水相的有效分离，一种最简单的有效方法是采用破乳剂，消除乳化形成具有一定强度的乳化界面，达到两相分离。然而不同的破乳剂对有机相破乳能力是不同的，破乳剂的性能直接影响两相分离效果。青霉素生产过程中，一个重要程序是用有机溶剂（如醋酸丁酯）从青霉素发酵液中萃取青霉素，由于发酵液中含有蛋白质、糖类、菌丝体等的复杂物，萃取时有机相与水相的界面不清，呈一定强度的乳化区，对成品得率影响很大。为此必须使用破乳剂破乳，消除乳化现象，达到两相快速有效分离。 3常见破乳剂 目前油田中常用的非离子型破乳剂主要有以下几种： 1. SP型破乳剂 SP型破乳剂的主要组分为聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚，理论结构式为R(PO)x(EO)y(PO)zH，式中：EO-聚氧乙烯；PO-聚氧丙烯；R-脂肪醇；x、y、z-聚合度。SP型破乳剂外观呈淡黄色膏状物质，HLB值为10~12，溶于水。SP型非离子型破乳剂对石蜡基原油具有较好的破乳效果。其疏水部分由碳12~18烃链组成，其亲水基是通过分子中的羟基（-OH）、醚基（-O-）与水作用形成氢键而达到亲水的目的。由于羟基、醚基亲水性较弱，所以只靠一两个羟基或醚基不能把碳12~18烃链疏水基拉入水中，必须有多个这样的亲水基，才能达到水溶的目的。 非离子型破乳剂的分子量越大，分子链越长，所含的羟基和醚基越多，它的拉力越大，对原油乳状液的破乳能力越强。SP型破乳剂适应于石蜡基原油的另一个原因是石蜡基原油不含或极少含胶质和沥青质，亲油性表面活性剂物质较少，相对密度较小。对含胶质和沥青质较高（或含水大于20%）的原油，SP型破乳剂的破乳能力较弱，原因是分子结构单一，无支链结构和芳香结构。
石油破乳剂项目 可行性研究报告 编制单位：北京中投信德国际信息咨询有限公司编制时间：https://www.doczj.com/doc/418613023.html, 高级工程师：高建
关于编制石油破乳剂项目可行性研究报告 编制说明 （模版型） 【立项 批地 融资 招商】 核心提示： 1、本报告为现代模板形式，客户下载后，可根据报告内容说明，自行修改，补充上自己项目的数据内容，即可完成属于自己，高水准的一份可研报告，从此写报告不在求人。 2、客户可联系我公司，协助编写完成可研报告，可行性研究报告大纲（具体可跟据客户要求进行调整） 编制单位：北京中投信德国际信息咨询有限公司 专 业 撰写节能评估报告资金申请报告项目建议书 商业计划书可行性研究报告
目录 第一章总论 (1) 1.1项目概要 (1) 1.1.1项目名称 (1) 1.1.2项目建设单位 (1) 1.1.3项目建设性质 (1) 1.1.4项目建设地点 (1) 1.1.5项目主管部门 (1) 1.1.6项目投资规模 (2) 1.1.7项目建设规模 (2) 1.1.8项目资金来源 (3) 1.1.9项目建设期限 (3) 1.2项目建设单位介绍 (3) 1.3编制依据 (3) 1.4编制原则 (4) 1.5研究范围 (5) 1.6主要经济技术指标 (5) 1.7综合评价 (6) 第二章项目背景及必要性可行性分析 (7) 2.1项目提出背景 (7) 2.2本次建设项目发起缘由 (7) 2.3项目建设必要性分析 (7) 2.3.1促进我国石油破乳剂产业快速发展的需要 (8) 2.3.2加快当地高新技术产业发展的重要举措 (8) 2.3.3满足我国的工业发展需求的需要 (8) 2.3.4符合现行产业政策及清洁生产要求 (8) 2.3.5提升企业竞争力水平，有助于企业长远战略发展的需要 (9) 2.3.6增加就业带动相关产业链发展的需要 (9) 2.3.7促进项目建设地经济发展进程的的需要 (10) 2.4项目可行性分析 (10) 2.4.1政策可行性 (10) 2.4.2市场可行性 (10) 2.4.3技术可行性 (11) 2.4.4管理可行性 (11) 2.4.5财务可行性 (11) 2.5石油破乳剂项目发展概况 (12)
原油破乳剂配方成分分析，破乳机理技术生产技术工艺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。 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
原油破乳剂的研究进展 肖稳发Ξ (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25～35℃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 R esearch Progress in Demulsif ier for Crude Oil X IA O Wen 2f a (School of Chemistry &Chemical Technology ,Shanghai University of Engineering Science ,Shanghai 200065,China )Abstract :The research trends of demulsifier for crude oil are discussed includin g demulsification mechanism ,built demulsifier ,demulsifier for highly viscous crude oil ,new demulsifiers ,reversed demulsifier and low tem perature demelsifi 2er.The demelsifiers serving many purposes with high effect and less dosage or with dehydration temperature at 25～35℃or more lower are the development trends. K ey w ords :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2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2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2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2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 ? 81?Ξ 收稿日期:2004210228 基金项目:上海市教委重点资助项目。 作者简介:肖稳发(19632),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
原油乳状液的破乳机理及破乳方法 摘要：归纳了近年来对原油乳状液破乳机理和破乳方法的研究进展，介绍了各种方法的特点、破乳机理和发展现状，对今后乳状液破乳工作的发展提出了建议。 关键词：原油乳状液破乳机理破乳方法 原油乳状液的稳定性主要取决于油水界面膜，近年来，随着原油开采进入中后期，采油技术的不断开发和应用，大量的表面活性剂用来驱油，使得原油组成变得更加复杂，因此不断深入研究原油乳状液的破乳机理及新的破乳方法对油田的持续开发具有重要意义。下面对原油乳状液的破乳机理及破乳方法的研究情况做了归纳，希望对广大油田科研工作者提供参考。 一、原油乳状液的破乳机理 目前，由于原油乳状液的形成及稳定性的因素复杂，以及影响原油乳状液破乳的因素众多，以致原油乳状液破乳的机理没有完全弄清楚。破乳就是破坏乳状液的稳定性，将其从稳定体系变成不稳定体系，最终达到脱水目的。人们在长期的实践中，总结了一些破乳剂的作用机理： 1.顶替或置换机理 这种机理认为：破乳剂加入到原油乳状液后，由于破乳剂比乳状液的成膜物质具有更高的表面活性，所以能迅速吸附到油水界面上，将部分原成膜化合物顶替出来，形成新界面膜强度比原来界面膜强度低，减弱了界面膜的稳定性，从而促进原油乳状液的破乳。这种机理已经被大多数学者认可。 2.反相作用机理 这种机理认为，向乳状液中加入破乳剂，发生了相转变，即使原来的稳定油包水型乳状液类型转变为与其相反的乳状液类型，破乳剂的作用是充当水包油型乳化剂，在发生相转变的时候水由于受重力的作用而脱出。 3.润湿增溶机理 这种机理认为破乳剂分子对乳状液的乳化膜有很强的溶解能力，从而破坏界面膜。破乳剂分子可以润湿成膜物质，这种润湿包括水湿和油湿，分别使成膜物质向水中或油中溶解，从而破坏界面膜。这类破乳剂也可被称作增溶剂。 3.絮凝-聚结机理 絮凝作用是指分子量较大的破乳剂分子可将原油乳状液中的分散水滴聚集
８ 科技创新导报 Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ ２０１０ ＮＯ．０７ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ 研 究 报 告 科技创新导报１ 概述 原油含水是油田开发中的普遍现象和正常状态，而原油含水的危害也非常严重。在石油开采时，油水混合物由井底向地面流动时，随着压力降低，溶解在原油中的油田气会不断析出，气体的不断膨胀会对油、水进行剧烈的搅拌，从而形成比较较稳定的乳状液。原油乳状液的稳定性给原油的脱水处理带来了严重危害。而且原油乳状液的稳定性还会随着含水率的上升，稳定性逐渐增强。经过初步统计马北试采作业区２００７年～２００８年原油含水率由之前的３０％增加到目前的５５％。 柴达木盆地马北试采作业区在原油处理过程中曾经多次出现处理、沉降后原油含水率在０．５％（马北合格原油外运的最高含水率）以上的情况，经过实验室化验显示是由于破乳剂破乳效果不佳等原因造成的。这给生产带来了很多危害，原油乳状液的不断循环处理增大了原油处理负荷，增大了站内回压，造成许多低压油井产量降低或不出油等现象的发生。这也是目前马北原油产量下降的一个重要影响因素。 目前，马北试采作业区原油乳状液性质为Ｗ／Ｏ型，但由于马北油田原由综合含水率由刚投产时到目前急剧增加，此时油可能以微小的颗粒分散到水中，这样就会产生Ｏ／Ｗ型原油乳状液，那么目前使用的非离子、水溶性破乳剂破乳效果就会受到很大影响。另外，破乳剂破乳温度在４２℃左右，破乳剂用量１００ｇ／ｔ，也存在着破乳剂破乳温度、用量不够准确等问题。 破乳剂温度、用量的选择不仅关系到原油脱水效率，还与原油脱水成本，热能消耗，生产负荷存在着密切的关系。为了提高破乳剂破乳效率，降低脱水成本，减少能量消耗。我们应该对破乳剂进行实验室内的分析优选。 ２ 原油乳状液 ２．１原油乳状液的类型 乳状液通常由水（或水溶液）和有机液体（常称为“油”）组成，它们两者可分别为分散相或分散介质，所以乳状液有两种类型，一种是以油为分散相，水为分散介质，简称水包油型，以Ｏ／Ｗ表示。牛奶即为Ｏ／Ｗ型 乳状液；另一种是以水为分散相，油为分散 介质，简称油包水型，以Ｗ／Ｏ表示。油田生产的原油即为Ｗ／Ｏ型乳状液。 两类乳状液在外观上并无多大的区别，但表现出的性质是不相同的。Ｏ／Ｗ型乳状液，外相（分散介质）是水，故往往显示出水溶液的性质，而Ｗ／Ｏ型乳状液的外相为油，故往往显示出油溶液的性质。例如：Ｗ／Ｏ型乳状液能像油类那样使橡胶溶胀，而Ｗ／Ｏ型乳状液则不会使橡胶溶胀。因此，在选用和制备乳状液时必须弄清它是属于哪一类乳状液。 ２．２原油乳状液的鉴定 滴混和法：在玻璃上滴上一滴原油乳状液，在它的旁边再滴上一滴水，如果是Ｏ／Ｗ型乳状液，则水滴一碰到乳状液，两者就能很快混和，如果是Ｗ／Ｏ型乳状液，则两者混和较慢。 奥斯特沃德（Ｏｓｔｗａｌｄ）根据立体几何学分析，当含水率小于２６％时，只可以形成Ｗ／Ｏ型乳状液；当含水率在２６％～７４％时，即可以形成Ｗ／Ｏ型乳状液，也可以形成Ｗ／Ｏ型乳状液。 通过鉴定马北各单井原油既存在Ｏ／Ｗ型乳状液又存在Ｗ／Ｏ型乳状液，但进站原油的综合乳状液性质经鉴定主要表现为Ｗ／Ｏ型。 ２．３原油乳状液的形成条件 在石油开采时，油水混合物由井底向地面流动时，随着压力降低，溶解在油中的油田气会不断析出，气体的不断膨胀会对油、水起到破碎和搅拌作用。当油、气、水混合物通过油嘴时，流速猛增，压力急剧下降使油水充分破碎，发生剧烈搅拌，从而形成比较稳定的乳状液。 原油乳状液的形成三要述：（１）油田采出物油和水，二者互不相溶；（２）是原油中有足够的胶质、沥青质、石蜡等，他们都是天然的高性能乳化剂；（３）油田开发和油气输送过程中，油、水、乳化剂三者共聚一体，在井筒、油嘴、管道、阀件、机泵中充分接触混合，特别在伴生气参与下，搅拌更为激烈，使油水乳化液的乳化程度逐渐加深。２．４减轻原油乳化程度的措施 在油田开发过程中，要完全避免原油 乳状液的形成是困难的。但采取措施减轻乳化程度却是可能的。在马北我认为能采取的措施有以下三点： （１）合理控制各单井油、套压，使用大小适当的油嘴，尽量减少油嘴前后压降。 （２）因为油井和原油集中处理站的位置固定不变，所以我们能做到的就是在条件允许的情况下，对于高含水油井尽量采取进单井罐的方式，在罐中充分沉降后排掉游离水，再由罐车倒运进站，这样由于游离水少了，便可以减轻脱水处理设备的负荷，同时还可以减少破乳剂的用量，尽而节省一定的成本。 （３）车倒进站的原油要用离心泵输送至加热炉，最好选用低转数、排量和扬程都比较适当的转油泵，以免因扬程过高而使泵的出口阀节流严重，或因排量过大而在泵的进出口造成不必要的循环，因为这样都能造成原油乳状液受搅拌次数及激烈程度的加大，从而增加乳状液的稳定性，加大了原油脱水处理难度。 ３ 破乳剂破乳的初步认识 ３．１破乳剂的破乳机理 因为破乳剂是在一种表面活性物质，具有很强的活性，能使原油乳化液界面膜强度减弱或破裂使水珠相撞，接触并合，从原油中沉将下来，破乳剂的破乳机理有以下四种： （１）正相吸附作用：破乳剂是高效能的表面活性剂，其活性一般随相对分子质量增加而增加，它可以聚集在乳化液的水界面上，最大限度地降低界面自由能，因而使水滴很容易从“油包水”型的界面膜中解脱出来实现破乳。当乳化液加入含水原油中时，能降低油水界面张力，使表面自由能减少，油膜内小水珠很容易从油包水界面膜解脱出来，合并成大水珠沉降出来。 （２）反相乳化作用：“油包水”型乳化液是原油中憎水的乳化剂形成的，如环烷酸、沥青质等。采用亲水的破乳剂可以将“油包水”型的乳化液改变成“水包油”型的乳化液，借乳化液的转化过程及“水包油”型乳化液的不稳定性可以实现破乳。有些破乳剂可以促使油包水转相形成水包油，水在外面则碰撞很容易聚集合并成大水滴沉降下来。 （３）反离子作用：在石油乳化剂中呈分散相的细水滴几乎总是带负电荷，并在自己表面吸附正离子，因而石油乳化液相应的带有负电荷。因为所带电荷相同，分散相的粒子互相排斥，这使他们不能汇合成更大的聚合体，因而保持乳化液的稳定性。向乳化液中加入电解质后，使离子发生根本改变，乳化液的离子开始吸附符号相反的电解质离子，这样一来，带电荷的分散相吸附电解质阴离子，阴离子自然会把这种颗 表１ 破乳剂１００（ｇ／ｔ）加入量各温度下原油含水率 原油破乳剂破乳的认识浅谈 张含明 王英军 宋源 （中石油青海油田公司冷湖油田管理处 青海海西州 ８１６３００） 摘 要：原油乳状液的稳定性越强，破乳难度越大，给原油的脱水处理带来了很多问题。原油乳状液破乳的问题得到许多专家的分析研究，目前化学破乳剂破乳法被全国各大油田所广泛应用。但对于马北试采作业区而言破乳剂的研究还不够深入，仍然存在破乳剂种类单一，破乳剂破乳温度、用量不够准确等诸多问题。 关键词：乳状液 稳定性 破乳剂 用量 温度中图分类号：ＴＥ３９文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４－０９８Ｘ（２０１０）０３（ａ）－０００８－０２ 表２ 温度为４２℃时不同破乳剂用量下原油含水率