原油乳状液的稳定性及新型破乳剂的研究[摘要]：介绍了原油乳状液的形成条件，分析了原油乳状液中的天然乳化剂，如沥青质、胶质、石蜡及固体黏性颗粒对乳状液稳定性的影响，概括了破乳剂的破乳机理及几种研究应用较多的新型破乳剂。
[关键词] 原油乳状液；稳定性；破乳机理；破乳剂
近年来，随着原油开采进入中后期，原油中胶质、沥青质含量增加, 使得原油乳状液变得更加稳定；加之化学驱的广泛应用，化学驱产出液越来越多，由于化学驱中碱、表面活性剂和聚合物的加入，改变了常规原油采出液的状态，乳化现象加重，使破乳过程变得更加复杂。因此，客观上要求我们不断研究影响原油乳状液稳定性的因素和破乳机理，不断研制开发新型高效的破乳剂。
1 原油乳状液的形成
乳状液是一种或几种液体以微粒（液滴或液晶）形式分散在另一种不相混溶的液体中形成的具有相当稳定性的多相分散体系，分散的液滴一般大于100 nm。通常把乳状液中以液滴形式存在的一相称为分散相(不连续相)，另一相称为分散介质(连续相)。原油乳状液的形成必须具备3 个条件：
(1) 存在两个不相溶的液体，即原油和水；
(2)有乳化剂存在，以形成并稳定乳状液。形成乳状液的类型依赖于乳化剂，若乳化剂油溶性较强，有利于形成W/O 型乳状液；水溶性较强，有利于形成O/W 型乳状液；
(3)具有使油水混合物中一种液体分散到另一种液体的充足混合或搅拌。亿万年形成的原油在地层中是油水分离的，只有开采、集输过程中原油和水湍流运动时，强烈的混合才形成不同稳定性的原油乳状液。
2 原油乳状液的稳定性研究
原油乳状液是十分复杂的分散体系，多以O/W 型乳状液存在，影响原油乳状液稳定性的因素很多，如沥青质、胶质、石蜡及微量的固体粘性颗粒，它们作为天然乳化剂吸附在油水界面，形成具有一定强度的黏弹性膜，给液滴聚并造成了动力学障碍，因而使原油乳状液得以稳定存在。
2. 1 沥青质对原油乳状液的影响
沥青质是原油乳状液天然乳化剂中的重要一种。20世纪60年代以来，晏德福等许多学者用各种先进仪器、分析手段和方法对沥青质的化学结构、组成、相对分子质量等进行了深入细致地研究，认为沥青质的一般结构是以稠合的芳香环系为核心，周围连接有若干个环烷环，芳香环和环烷环上带有若干长度不一的正构或异构烷基侧链，分子中杂有含S、N、O的基团，有时还络合有Ni、V、Fe等金属。
国内外研究天然乳化剂对原油乳状液稳定性的影响主要是针对沥青质进行的。Moschopedis、Ignasiak、Frankman 等研究发现，沥青质含有许多极性基团，
如－OH、－NH2、－COOH 等，吸附在油水界面上并且有规则地堆积起来，形成一个刚性的界面膜，阻止液滴的聚结，从而使原油乳状液得以稳定。沥青质形成的界面膜强度很大，可承受高压，沥青质含量越高，油水界面膜的强度越大，乳状液也越稳定。
2. 2 胶质与沥青质的协同作用对原油乳状液的影响
胶质是以真溶液的形式存在于原油的化合物中，是原油稳定存在的另一重要因素。在原油中，高分子质量的芳烃逐渐氧化形成胶质，胶质又会进一步氧化形成沥青质，因此，胶质和沥青质的结构类似。又因为胶质的相对分子质量比沥青质小，形成的界面膜为液体流动膜，胶质膜的强度要低于沥青质膜；但由于胶质的极性比沥青质强，两者达到相同的表面压时，所需要的胶质比沥青质的表面浓度要低得多。一般认为胶质和沥青质具有很强的协同乳化作用。由于胶质对沥青质有溶解作用，能够阻碍沥青质的缔合、聚结，从而改变沥青质的胶束状态，有降低沥青质稳定原油乳状液的作用。此外，胶质还对沥青质颗粒的形成有明显的分散作用。
2. 3 蜡晶对原油乳状液的影响
原油中含有极性基团，或作为微粒(常常和粘土、矿物质等一起)吸附在油水界面上或作为连续相的粘性剂促进乳状液的稳定性。一些蜡晶滞留在水滴之间，阻碍水滴从油相中挤出，或在水滴表面形成具有一定强度的蜡晶屏障，阻止水滴的合并，从而提高乳状液的稳定性。特别是蜡的网状结构的形成，将水滴分隔包围，使水滴不能絮凝、沉降合并，因而促进乳状液的稳定性。温度越低，蜡的网状结构的强度越高，乳状液就越稳定。
2. 4 固体颗粒对原油乳状液的影响
固体颗粒稳定机理对原油乳状液稳定性起着重要的作用。固体颗粒稳定是一种空间稳定，即由于固体颗粒的存在，液滴相互间距离较大，阻碍液滴的靠近和聚结，从而增加乳状液的稳定性。固体颗粒浓度增加时水滴平均体积减小，乳状液界面总面积增大，停留于界面的固体颗粒数增多，使乳状液的稳定性增大。
具有稳定乳状液作用的固体颗粒尺寸一般在亚微米到几微米之间。为了滞留在液滴表面，微粒尺寸必须要比液滴尺寸小得多。有关研究结果表明，微粒稳定的乳状液类型与微粒在油水界面的接触角有关，油水界面的接触角(包含水相的角度)大于90°形成油包水型乳状液；接触角小于90°形成水包油的乳状液。
3 破乳机理
破乳过程分为3 个步骤：乳滴聚集、界面膜排液、界面膜破裂和液滴聚结。在聚结过程中，聚结成团的液滴合成一个大滴，此过程不可逆，导致液滴数目减少，最后造成乳状液破坏。
根据研究结果，目前公认的破乳机理主要有相转移－反向变形机理、碰撞击破界面膜机理、增溶机理、褶皱变形机理。高分子破乳剂在油水界面的吸附、顶替作用和对液珠的絮凝、聚结作用是化学破乳的主要机理，其关键是改变界面膜的特性，降低油水界面膜的强度。由于破乳剂分子的热运动，破乳剂分子会扩散并吸附在油水界面上，部分替换原来的成膜物质，降低界面膜强度，促使液珠的聚并，从而降低乳状液的稳定性。
4 新型破乳剂的研究
随着采油技术和炼制加工业的发展，传统的原油破乳剂已不能满足工业生产
的需要，国内外的研究者一直致力于新型破乳剂的研制开发，新型破乳剂主要是朝着脱水率高、适应性强、绿色环保等方向发展。
4. 1 树枝状大分子破乳剂
树枝状大分子是20世纪80年代中期出现的一类新型大分子，是通过支化基元逐步重复的反应而得到的一类高度支化的三维球形结构的大分子。与传统的聚合物高分子相比，具有非常规整、精确的结构，分子的体积、形状及功能基团都可在分子水平上精确控制，因而是单分散的。此外，树枝状大分子有很好的反应活性及包容能力，在分子中心和分子末端可导入大量的反应性或功能性基团。
端基为三羟甲基氨基甲烷(TRIS)修饰的树枝状大分子聚酰胺－胺（PAMAM）的合成是以乙二胺(EDA)为引发核，第1步反应，与丙烯酸甲酯(MA)通过Michael 加成反应生成1个四元酯(0.5 G)；第2步反应，四元酯与过量的乙二胺发生氨解反应生成1个四元酰胺化合物(1.0G)。重复Michael 加成和氨解的反应步骤，即可得到不同代数的PAMAM树枝状大分子化合物。
4. 2 超高分子量聚醚破乳剂
一般的聚醚型原油破乳剂相对分子质量为2×103～1×104，近年来逐步发展了超高相对分子质量聚醚，相对分子质量高达5×105～5×106。这类破乳剂用量小, 适应性好,破乳效果极好；但由于相对分子质量大，难溶解，且价格较贵。这类原油破乳剂有德国产的Dissolvan44%，我国研制的POI-2006、VH型原油破乳剂等。
4. 3 复配原油破乳剂
利用破乳剂之间的协同作用, 将两种或多种破乳剂进行组合复配, 是开发高效破乳剂的方法之一,利用破乳剂的复配效应可以节约大量合成新产品所需的工作量，又成倍地增加原油破乳剂的品种数量；使用复配破乳剂在降低破乳剂用量的同时，还可以做到加快脱水速度，节约能源，使经济效益得到大幅度的提升。
三组分复配破乳剂PR-9618：(1)组分A 使用自制高分子起使剂，合成环氧乙烷环氧丙烷聚醚，然后，使此聚醚与丁二酸二甲酯进行交换反应，合成水溶性的高分子聚醚酯。(2)组分B以四乙烯五胺为起使剂的环氧乙烷环氧丙烷聚醚。(3)组分C不含环氧乙烷和环氧丙烷，采用乳液聚合法合成组分C。通过破乳剂评定实验筛选出一定比例的组分A、B、C 复配物，即为破乳剂PR-9618。
原油破乳剂净水评价实验结果表明：使用破乳剂PR-9618时脱水率高，油－水界面齐，脱出水清、含油量低。
5 展望
沥青质对原油乳状液的影响现已研究的比较深入, 但对胶质、蜡晶的影响作用研究还不够深入细致, 特别是它们的结构、组成以及对原油乳状液稳定性的影响需进一步研究；原油的组成复杂，影响乳状液稳定的因素很多，应对更多的因素加以研究和描述, 综合考虑它们的稳定机理；对破乳剂与原油的作用机制研究方面工作很少, 特别是如何表示两者之间相互作用的资料就更少了, 应通过实际的、先进的、针对性强的测试手段来直观地表示出它们之间的作用方式；复配型破乳剂已经得到广泛应用, 但对复配破乳剂的界面性能及复配规律的研究还很少。此外, 国内的破乳单剂研制少, 产品适应性差, 质量不稳定, 较好的破乳剂大都是复配破乳剂, 所以开发新品种的原油破乳剂如非聚醚型、超高分子量型势在必行, 这也是适应原油重质化、劣质化的要求所在。
[参考文献]
[1]杨小莉, 陆婉珍. 有关原油乳状液稳定性的研究[J]. 油田化学,1998, 15
(1):87-96.
[2]杨小莉,陆婉珍.用Langmuir-Blodgett 技术研究原油中沥青质和胶质膜性质[J].石油学报(石油加工),199915(3): 6-10.
[3]Mohammed R A, Bailey A I,Lucklam P F, et al . Dewateringof crude oil emulsion 2. Interfacial properties of theasphaltic constituents of crude oil [J]. Colloids andSurfaces A: Physicochem Eng Aspects, 1993, 80: 237-242.
[4]李明远, 甄鹏, 纪淑玲, 等. 原油乳状液稳定性研究Ⅶ.蜡晶对油水界面膜
性质的影响[J].石油学报(石油工),1999, 15(5):1-5.
[5]Tabme D E, Sharma M M. Factors controlling the stabilityof colloid stablized emulsion [J]. J Colloid InterfaceSci., 1993, 157: 244-253. [6]丁德磬, 孙在春, 杨国华, 等. 原油乳状液的稳定与破乳[J]. 油田化学, 1998, 15(1): 82- 86.马自俊. 乳状液与含油污水处理技术[M]. 中国石化出版社,2006.
[7]杜玉海, 康仕芳. 优秀原油破乳剂所具备的性能初探[J]. 高分子通报, 2006,（11）：92-95.
[8]Graysom M S, Frechet J M. Convergent dendrons anddendrimers[J]. Chem Rev.，2001, 101 (12): 3 819-3 867.
Peter E Froehling. Dendrimers and dyes-review [J]. Dyesand Pigments, 2001, 48 (3): 187-195 .
[9]胡凤莲, 万家齐, 李翠勤, 等. TRIS 封端树枝状大分子PAMAM的合成[J].
化学与生物工程, 2007, 24(11): 58-60.
[10]康万利, 董喜贵. 表面活性剂在油田中的应用[M]. 北京：化学工业出版社, 2005.
原油稳定主要工艺及流程（Abrams）
原油稳定主要工艺 1.1 原油稳定主要功能及工艺流程 1.1.1 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1.1-1 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1.1-2 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1.1-3 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
原油稳定方法 摘要：在经过净化后的原油内含有大量的溶解气，导致原油蒸汽压很高，在储存和运输的过程中产生大量油蒸汽排入大气，这样一来不仅浪费了资源更重要的是污染了环境。每年因为挥发而造成的损失是十分巨大的，所以原油稳定工艺技术有了很大的发展空间，本文总结了当前原油稳定的工艺技术为原油稳定工艺提供了科学的依据。 关键字：原油溶解气资源稳定工艺依据 一、引言 在油田的生产过程中，由于多种原因常常导致有些气态烃类物质排放到空气中，轻烃本身是没有毒的但是与空气中的某些成分发生化学作用后就会形成光化学氧化剂（毒性很大），这样造成了环境的极大污染。同时轻烃的溢出会带走大量戊烷等组分使原油大量损失。鉴于上述总总的不利，原油稳定成了原油矿场加工的最后工艺。原油稳定是降低常温常压下原油蒸汽压的过程，该过程能够使净化原油内的溶解天然气组分汽化，与原油分离开来，并且能够较好的脱除原油内蒸汽压高的溶解天然气组分，原油稳定后的油品称为商品原油。 二、原油稳定原理 原油稳定是从原油中脱除轻组分的过程，也是降低原油蒸汽压的过程。原油蒸汽压不仅与温度有关还与组成有关。我们通常通过两种方法来降低原油蒸汽压：减少原油中轻烃组分的含量和降低温度。温度降低时蒸汽压减少，所以应该在较低温度下进行原油的集输，储存和外输以降低原油的蒸汽压和蒸发损耗，但是最低温度不能低于原油倾点。原油中含挥发性强，蒸汽压高的组分越多蒸汽压越高。所以可以应用蒸馏的方法将挥发性强的蒸汽压高的组分从原油中分出使之成为稳定原油。 三、原油稳定方法 3.1 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，塔顶与压缩机的入口相连，由于进口节流和压缩机的抽吸作用使得塔的操作压力为0.05～0.07MPa形成负压（真空），在负压条件下进行一次闪蒸脱除挥发性轻烃，并从塔顶流出从而使原油达到稳定。压缩机和冷却器是负压闪蒸装置耗能的主要单元，为在经济上获得较高利润常利用负压分离稳定法处理含烃较少的重质原油。 3.2 加热闪蒸稳定法：闪蒸稳定的主要设备是闪蒸容器和压缩机。用于闪蒸的卧式容器成为闪蒸罐。净化原油从分离头进入，经过分离伞形成直径不同的油膜柱淋降至卧罐内设置的筛板上。闪蒸罐内装一至两层筛板，卧式容器内筛板面积很大，原油从筛管向下淋降，原油接触面积的增大有利于溶解气体的析出与液
中国石油大学（华东）渗流物理实验报告 实验日期：成绩： 班级：石工1205 学号：姓名：教师： 同组者： 实验九乳状液的制备、鉴别及破坏 一、实验目的 1.制备不同类型的乳状液； 2.了解乳状液的一些制备方法； 3.熟悉乳状液的一些破坏方法。 二、实验原理 乳状液是指一种液体分散在另一种与它不相溶的液体中所形成的分散体系。乳状液有两种类型，即水包油型(O/W)和油包水型(W/O)。只有两种不相溶的液体是不能形成稳定乳状液的，要形成稳定的乳状液，必须有乳化剂存在，一般的乳化剂大多为表面表面活性剂。 表面表面活性剂主要通过降低表面能、在液珠表面形成保护膜、或使液珠带电来稳定乳状液。 乳化剂也分为两类，即水包油型乳化剂和油包水型乳化剂。通常，一价金属的脂肪酸皂类（例如油酸钠）由于亲水性大于亲油性，所以，为水包油型乳化剂，而两价或三价脂肪酸皂类（例如油酸镁）由于亲油性大于亲水性，所以是油包水型乳化剂。 两种类型的乳状液可用以下三种方法鉴别： 1. 稀释法：加一滴乳状液于水中，如果立即散开，即说明乳状液的分散介质为水，故乳状液属水包油型；如不立即散开，即为油包水型。 2. 电导法：水相中一般都含有离子，故其导电能力比油相大得多。当水为分散介质（即连续相）时乳状液的导电能力大；反之，油为连续相，水为分散相，水滴不连续，乳状液导电能力小。将两个电极插入乳状液，接通直流电源，并串联电流表。则电流表显著偏转，为水包油型乳状液；若指针几乎不动，为油包水型乳状液。 3. 染色法：选择一种仅溶于油但不溶于水或仅溶于水不溶于油的染料（如苏丹Ⅲ为仅溶于油但不溶于水的红色染料）加入乳状液。若染料溶于分散相，则在乳状液中出现一个个染色的小液滴。若染料溶于连续相，则乳状液内呈现均匀的染料颜色。因此，根据染料的分散情况可以判断乳状液的类型。 在工业上常需破坏一些乳状液，常用的破乳方法有： 1. 加破乳剂法：破乳剂往往是反型乳化剂。例如，对于由油酸镁做乳化剂的油包水型乳状液，加入适量油酸钠可使乳状液破坏。因为油酸钠亲水性强，它
三、W/O 型原油乳状液的流变性 1、原油乳状液的流型及转相 稀乳状液通常表现出牛顿流体特性，但随着内相体积浓度φ的增加，乳状液由牛顿流体变成非牛顿流体，表观粘度几乎呈指数规律增大（φ小于临界转相浓度），图1－1给出了乳状液相对粘度随分散相体积浓度的变化关系。可见，内相浓度对流变性的影响可分为三个区：Ⅰ区为低内相体积浓度范围，乳状液呈牛顿流体；Ⅱ区为中等浓度范围，乳状液呈非牛顿流体，随φ增大最初为假塑性流体，在浓度较高时表现出塑性流体性质，当φ接近临界转相浓度 ，且在低剪切应力作用下，乳状液表现出粘弹性；Ⅲ区乳状液转相，一般为牛顿流体。 另外，对W/O 型原油乳状液的研究发现，随含水率φ增大，乳状液凝点升高，屈服值增大。图4－34给出了某含蜡原油的W/O 型乳状液在纯原油凝点温度33℃下的屈服值随体积含水率的变化曲线，在该例子中，乳状液的屈服值随含水率的增加几乎是呈线性规律增大。 图1－1 乳状液相对粘随分散相浓度的变化曲线
图1－2 某含蜡原油的W/O 型乳状液的屈服值随含水率的变化曲线 2、影响乳状液流变性的因素 油井采出液大多为W/O 型乳状液，且不含有专用的人工乳化剂。从工程实际应用讲，乳状液表观粘度是管输工艺计算的最重要指标之一。因此，对乳状液流变性的研究往往把其表观粘度作为最重要的评价指标。影响乳状液流变性的主要因素有： （1）内相浓度 随内相体积浓度增大，分散相颗粒相互作用增强，导致乳状液表观粘度增大，非牛顿性增强。很稀的乳状液(φ<0.02)常常呈牛顿流特性，常用Einstein 公式表示其粘度与内相浓度的关系： ）＋（＝φμμk 10 式中： μ ---乳状液的粘度，φ---内相体积分数，0μ —外相粘度，k---常数 2.5 尽管有关乳状液表观粘度的公式很多，但实际计算中用得较多的是 Richardson 公式： ）（＝φμμk ex p 0 2）连续相粘度 几乎所有有关乳状液表观粘度的理论或经验公式中，均把外相粘度当作决定乳状液粘度的最重要因素，多数公式表明乳状液粘度与外相粘度成正比。对于W/O 0102030405005101520253035屈服值(P a )体积含水率(%)
第15卷第1期油田化学1998年第87-96页Oilfield Chemistry3月25日 有关原油乳状液稳定性的研究Ξ 杨小莉 陆婉珍 (北京石油化工科学研究院) 摘要 本文从原油中天然乳化剂的主要组分沥青质的性质及其对原油乳状液稳定性的影响,原油乳状液界面膜性质及破乳剂对界面膜性质的影响等方面综述了近十年来国外在原油乳状液稳定性研究方面的进展。 主题词原油乳状液 界面膜性质 原油天然乳化剂 沥青质 破乳机理 综述 世界开采出的原油有近80%以原油乳状液形式存在[1]。原油破乳也对原油开采、运输及加工十分重要[2,3]。对原油乳状液稳定性的研究日益深入。原油乳状液是十分复杂的分散体系,以油包水(W/O)为主。原油产地、开采方式等因素使原油乳状液性质千变万化。有许多因素影响原油乳状液的稳定性,如原油密度、粘度、水含量、水滴直径、水滴带电性、水相性质、原油中固体颗粒、界面膜强度和粘性及乳状液的老化等等。这众多的因素增加了原油乳状液稳定性研究的复杂性。现已查明,原油之所以能形成稳定的乳状液,主要是由于原油含有天然乳化剂[4,5],原油乳状液的稳定性在很大程度上取决于由天然乳化剂形成的界面膜[6],破乳剂能影响界面膜的稳定性[7]。目前对于原油乳状液稳定与破坏的研究,主要集中在天然乳化剂和破乳剂对界面膜性质的影响上。 近十年来国外针对各产地的原油乳状液进行的研究很多,涉及范围及内容十分广泛。在我国此项研究尚较薄弱。本文将对近十年来国外在(1)原油天然乳化剂主要成分沥青质的性质;(2)原油乳状液界面膜性质及(3)破乳剂对界面膜性质影响这三个方面的研究工作作一简要概述。 1 沥青质性质研究 111 沥青质———原油中天然乳化剂的主要成分 沥青质通常是指石油中不溶于小分子正构烷烃(如正戊烷、正庚烷等)而溶于苯的物质。它是石油中分子量最大,极性最强的非烃组分。原油中天然乳化剂包括高熔点石蜡、胶质、粘 Ξ收稿日期:1996211207;修改日期:1997205230。 第一作者、通讯联系人:女,1963年2月生,1984年大连理工大学精细化工系毕业,获学士学位,1987年在该系获硕士学位,高级工程师,在读博士生,通讯地址:100083北京市学院路18号914信箱石油化工水处理中心。 第二作者,女,1924年9月生,1946年重庆中央大学化工系毕业,获学士学位,1948年美国Illinos大学无机化学系毕业,获硕士学位,1951年美国Ohio州立大学无机化学系毕业,获博士学位,石油化工科学研究院学术委员会委 员,中科院院士。
原油乳状液的稳定性及新型破乳剂的研究[摘要]：介绍了原油乳状液的形成条件，分析了原油乳状液中的天然乳化剂，如沥青质、胶质、石蜡及固体黏性颗粒对乳状液稳定性的影响，概括了破乳剂的破乳机理及几种研究应用较多的新型破乳剂。 [关键词] 原油乳状液；稳定性；破乳机理；破乳剂 近年来，随着原油开采进入中后期，原油中胶质、沥青质含量增加, 使得原油乳状液变得更加稳定；加之化学驱的广泛应用，化学驱产出液越来越多，由于化学驱中碱、表面活性剂和聚合物的加入，改变了常规原油采出液的状态，乳化现象加重，使破乳过程变得更加复杂。因此，客观上要求我们不断研究影响原油乳状液稳定性的因素和破乳机理，不断研制开发新型高效的破乳剂。 1 原油乳状液的形成 乳状液是一种或几种液体以微粒（液滴或液晶）形式分散在另一种不相混溶的液体中形成的具有相当稳定性的多相分散体系，分散的液滴一般大于100 nm。通常把乳状液中以液滴形式存在的一相称为分散相(不连续相)，另一相称为分散介质(连续相)。原油乳状液的形成必须具备3 个条件： (1) 存在两个不相溶的液体，即原油和水； (2)有乳化剂存在，以形成并稳定乳状液。形成乳状液的类型依赖于乳化剂，若乳化剂油溶性较强，有利于形成W/O 型乳状液；水溶性较强，有利于形成O/W 型乳状液； (3)具有使油水混合物中一种液体分散到另一种液体的充足混合或搅拌。亿万年形成的原油在地层中是油水分离的，只有开采、集输过程中原油和水湍流运动时，强烈的混合才形成不同稳定性的原油乳状液。 2 原油乳状液的稳定性研究 原油乳状液是十分复杂的分散体系，多以O/W 型乳状液存在，影响原油乳状液稳定性的因素很多，如沥青质、胶质、石蜡及微量的固体粘性颗粒，它们作为天然乳化剂吸附在油水界面，形成具有一定强度的黏弹性膜，给液滴聚并造成了动力学障碍，因而使原油乳状液得以稳定存在。 2. 1 沥青质对原油乳状液的影响 沥青质是原油乳状液天然乳化剂中的重要一种。20世纪60年代以来，晏德福等许多学者用各种先进仪器、分析手段和方法对沥青质的化学结构、组成、相对分子质量等进行了深入细致地研究，认为沥青质的一般结构是以稠合的芳香环系为核心，周围连接有若干个环烷环，芳香环和环烷环上带有若干长度不一的正构或异构烷基侧链，分子中杂有含S、N、O的基团，有时还络合有Ni、V、Fe等金属。 国内外研究天然乳化剂对原油乳状液稳定性的影响主要是针对沥青质进行的。Moschopedis、Ignasiak、Frankman 等研究发现，沥青质含有许多极性基团，
1.引言 新疆油田公司采油二厂联合站位于距克拉玛依市区约40～50km处,原油稳定装置始建于1989年,是一处理能力为200×104t/a的负压原油稳定装置,站内建有完善的辅助配套系统和设施。随着原装置长时间运行,装置中设备已严重老化,设施严重损坏,旧装置已无法继续使用和运行。采油二厂决定在所建的原油稳定装置的基础上,拆除旧装置,重新设计1套处理规模为200×104t/a的原油稳定新装置。 2.设计基础数据 2.1 处理规模 设计处理规模200×104t/a;弹性范围160～240×104t/a。 2.2 原油物性 原油取样分析化验结果见表1和天然气组分表见表2。 2.3 进装置的原料原油组成 根据上述原油物性、原油来料温度70℃、压力390kPa等数据,通过采用HYSYS软件计算,得到进装置的原油的综合组分见表3。 2.4 界区边界条件及产品要求 原油进装置温度70℃,压力390kPa;稳定后的原油出装置温度69.74℃,压力60kPa,保证在最高储存温度下的饱和蒸汽压的设计值不超过当地大气压的0.7倍;回收的混合轻烃温度40～50℃,压力390kPa,产品质量符合《稳定轻烃》GB9053-1998标准;装置脱出的气体温度40～50℃,压力为390kPa,进入站内已建低压燃气管网;装置产生的含油污水温度40～50℃,压力390kPa,进入油区污水处理系统。 2.5 年开工时间 装置设计年正常运行开工时间为8000h,其余时间为检修期。 3.原油稳定工艺方法与参数的选择 3.1 工艺方法的选择 前国内外采用的原油稳定方法较多,但基本可归纳为两大类。一类为闪蒸法,如负压稳定,加热稳定等;另一类为分馏法,如分馏稳定,提馏稳定等。闪蒸法和分馏法都是利用原油中轻重组分挥发度的不同实现从原油中脱除C1～C4等轻烃,从而降低原油蒸汽压,达到稳定的目的。前者属单级平衡闪蒸过程,故只能使轻重组分达到较低程度的分离;后者为精馏过程,可以使轻重组分达到一定程度的分离。具体采用何种工艺是由未稳定原油的性质决定的,主要是看原油中轻组分C1～C4的含量的多少,从表3可以计算出原油中C1～C4轻组分的含量为0.124%(质),根据《原油稳定设计规范》SY/T 0069-2008 :“原油中轻组分C1～C4的含量在2%(质)以下宜采用负压稳定工艺;原油中轻组分C1～C4的含量大于2%(质)时可采用正压稳定工艺”。因此采用负压稳定工艺。 负压稳定法按工艺过程可分为等温闪蒸与绝热(等焓)闪蒸。为了节能降耗,本工程采用等温闪蒸。 3.2 工艺参数的选择 负压稳定工艺关键就是如何确定温度和真空度。这主要取决于稳定深度、原油轻烃组分含量等因素,需根据工艺计算、方案对比进行优选,既要考虑油田整体
第15卷第1期油田化学1998年第82-86,96页Oilfield Chemistry3月25日 原油乳状液的稳定与破乳 丁德磐 孙在春 杨国华 徐梅清 (石油大学(华东)炼制系) 摘 要 本文综述了4个问题:①原油乳状液中的界面膜,沥青质、胶质、固体颗粒、石蜡对原油乳状液稳定性的影响;②乳化剂对原油乳状液破乳的阻碍作用;③原油乳状液稳定与破乳的几种模型;④有关破乳剂使用的几个问题(水溶性和油溶性破乳剂,破乳剂用量,线型和体型结构的破乳剂)。 主题词:原油乳状液 W/O型乳状液 稳定性 破乳 界面膜 破乳剂 综述 大部分原油是以油包水乳状液形式开采出来的。含水原油在外输之前要进行破乳脱水[1]。研究原油乳状液的稳定性和破乳可以为原油的破乳脱水提供理论指导。 1 原油乳状液中的界面膜 原油乳状液的稳定性主要决定于油水界面膜。原油中的天然乳化剂吸附在油水界面,形成具有一定强度的粘弹性膜[2-6],给乳滴聚结造成了动力学障碍,使原油乳状液具有了稳定性。原油中的成膜物质主要有[7,8]沥青质、胶质、石蜡、石油酸皂及微量的粒土颗粒。这类物质含量越高,原油乳状液就越稳定,尤其是胶质、沥青质、石油酸皂等界面活性物含量高的原油,乳化后形成的界面膜耐热,机械强度高,乳状液的稳定性好,如中间基及环烷基原油便是如此。 油水界面膜可按照受压缩时的流动性分为三类[2]。(1)固体刚性膜:为相对不溶性膜,界面粘度较高,在酸性条件下强度高,中性条件下强度中等,碱性条件下强度弱或转变为流动膜。刚性膜是由沥青质构成的,沥青质是分子量高的两性物质,在酸性和中性条件下显现类似胺的碱性性质,在碱性条件下显弱酸性质。(2)液体流动膜:受压易扭曲变形,压力消除后很快复原,界面粘度较低,在碱性条件下强度高,酸性条件下强度弱。流动膜是由胶质构成的,胶质分子量比沥青质小,为弱的有机酸,只显酸的性质。(3)过渡膜:不会扭曲变形,界面粘度低,在界面张力较低时出现。 Jones[3]将界面膜分为不可压缩非松弛膜、可压缩松弛膜和不可压缩松弛膜三类。界面膜 收稿日期:1996-10-07;修改日期:1997-01-16;1997-06-19。 第一作者:男,1968年10月生,1988年毕业于安徽巢湖师专,1997年毕业于石油大学(华东)炼制系,获硕士学位,现在海南省三亚市38296部队工作。 第二作者、通讯联系人:男,1947年2月生,1973年毕业于山东大学化学系,1981年毕业于石油大学(华东)应用化学专业,获硕士学位,炼制系物理化学教研室主任,副教授,通讯地址:257062山东省东营市石油大学炼制系。
第一章：概述 1.油气集输的主要工作任务包括哪些？ （1）气液分离 （2）原油脱水 （3）原油稳定 （4）天然气净化 （5）轻烃回收 （6）污水处理 （7）油气水矿场输送 2.集输产品有什么？ （1）原油 （2）天然气（NG） （3）液化石油气（LPG） （4）稳定轻烃 3.根据降粘方式不同，油气集输流程分为哪几种？ （1）加热集输流程 （2）伴热集输流程 （3）掺和集输流程 （4）不加热集输流程 4.集气流程有哪些？ （1）枝状集气管网 （2）环状集气管网
（3）放射状集气管网 5.原油的主要元素组成？ C，H，O，N，S。 6.干气（贫气）：甲烷含量高于90％，天然汽油含量低于10ml/m3 的天然气。 7.湿气（富气）：甲烷含量低于90％，天然汽油含量高于10ml/m3 的天然气。
第二章油气分离 8.按照分离机理不同，油气分离的方法有哪些？ （1）重力分离 （2）碰撞分离 （3）离心分离 9.分别解释相平衡，泡点，露点，蒸汽压？ （1）相平衡：在一定的条件下，当一个多相系统中各相的性质和数量均不随时间变化时，称此系统处于相平衡。此时从宏观上看，没有物质由一相向另一相的净迁移，但从微观上看，不同相间分子转移并未停止，只是两个方向的迁移速率相同而已。 （2）泡点：液体混合物处于某压力下开始沸腾的温度，称为在这压力下的泡点。 （3）露点：在压力一定的情况下，开始从气相中分离出第一批液滴的温度。 （4）蒸汽压：一定外界条件下，液体中的液态分子会蒸发为气态分子，同时气态分子也会撞击液面回归液态。这是单组分系统发生的两相变化，一定时间后，即可达到平衡。平衡时，气态分子含量达到最大值，这些气态分子撞击液体所能产生的压强，简称蒸汽压。 10.压力对液相量的影响规律？ 11.温度对液相量的影响规律？
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
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
原油稳定岗 上岗人员一律穿戴劳保用品，严格执行操作规程。 在投稳固塔时，严防冲塔事故。 启动压缩机后，必须正常达到10min后，方可离开现场。 在天然气及轻油罐区域要严格防止泄漏，防电器火灾，防静电，不准将含油水放入地沟。 明白消防知识，会熟练使用本岗位的各种灭火器材，搞好分管场地、设备卫生，使本岗位达到三标要求。 原油稳固岗岗位责任制 1、熟悉把握本岗位工艺流程及设备性能 2、负责稳固塔、稳固压缩机的正常运行。 3、负责保证正、负压分离器、正、负压冷凝器、凝液中间罐参数正常平稳。 4、负责保证装置的各项温度、压力、液位及流量参数的正常和稳固。 5、负责保证装置的产品合格外送及装置的安全生产。 1、交接双方人员按规定穿戴劳保用品。 2、在本岗位按规定交接清晰八方面内容：（1）生产情形（2）质量和资料情形（3）设备情形（4）工具和用具情形（5）安全生产和消防用具情形（6）工作场所清洁卫生及技术练兵情形（7）下班工作预备情形（8）上级布置任务及注意事项。 3、对接班人员提出的咨询题，交班人员应赶忙整改方可交班。 4、交班后，双方签名并认真填写交班纪录，岗位上显现的任何咨询题由接班人员负责。 1、值班人员应持工具沿巡回检查路线逐点检查，并详细记录各点的运行参数，发觉咨询题及时处理和汇报。 2、每两小时按巡回检查路线做巡检工作。 3、检查完毕后，详细认确实填写纪录，数据真实可靠。
1、值班人员应认真履行设备保养制度，设备保持清洁、紧固、不脏、不锈、不松、不漏。 2、例行保养，当班人员应对运转设备进行清洁、检查等例行保养。 3、及时对压力表、流量计、电度表、电流表、安全阀进行检验。流量计、压力表每一年标定一次；消防设备每月检查一次，每季度填写检查记录;安全阀每一年标定一次；过滤器随时清洗。 1、按时准确进行计量，认真填写报表，资料做到填写清晰、整洁、全准率达95%以上 2、按“十字作业”法，对设备进行保养，做到不渗、不漏、不脏、不锈、不坏，设备齐全完整，性能良好。 3、每个操作人员必须严格遵守操作规程和工艺指标，严格操纵各道工序质量。 1、非本岗位人员，进入本区域要查询、登记。 2、严格按规定穿戴劳保。 3、新岗位人员在单独顶岗前，要进行安全知识、技术知识的学习，通过考核合格后，方可单独顶岗。 4、严禁酒后上岗、吸烟，使用明火，岗位人员必须熟练使用消防设备，消防设施要定期校对，建立检查卡。 1、岗位工人必须定期进行练兵，达到四明白三会。 2、每月考：核一次，建立考核成绩，技术档案。 1、用料有打算、消耗有定额、领料有登记、节约有奖、超耗受罚。 2、开展修旧利废和技术革新活动，努力降低成本。 3、开展“节能降耗”活动，杜绝白费，定期考核。 4、严格落实《内部经营承包责任书》。 原油稳固操作规程 a.分水器出油进稳固塔 分水器出油含水低于5%时，可进稳固塔。 确认稳固压缩机达到开机条件。 开稳固塔旁通阀、进出口阀门。
1第四章原油脱水及污水处理 油气田地面工程概论 2 原油脱水 ? 原油和水在油藏内运动时,常携带并溶解大量盐类,如氯化物、硫酸盐、碳酸盐等。 z 在油田开采初期,原油中含水很少或基本不含水,这些盐类主要以固体结晶形态悬浮于原油中。z 进入中、高含水开采期则主要溶解于水中。 ? 对原油进行脱水、脱盐、脱除泥砂等固体机械杂质,使之成为合格商品原油的 工艺过程称原油处理,国内常称原油脱水。 3 原油中的含水给生产带来的主要问题 原油中含水、含盐、含泥沙等杂质会给原油集输和炼制带来很多麻烦: z 增大了液体量,降低了设备和管路的有效利用率;z 增加了集输过程中的动力和热力消耗; z 引起金属管路和设备的结垢与腐蚀,使其寿命降低;z 破坏炼制工作的正常进行;
z 原油含水使原油密度增大,降低了原油的售价。 4 原油脱水 由于原油中所含的盐类和机械杂质大多数溶解或悬浮于水中,原油脱水过程实际上也是降低原油含盐量和机械杂质的过程。 5 合格原油的含水标准 ? “油田油气集输设计规范”规定: z 出矿合格原油的质量含水量不大于1%;z 优质原油含水量不大于0.5%。 ? 较先进的炼厂进装置的原油要求: z 含水不大于0.1%;z 含盐量不大于3~5毫克/升。 6
? 盐含量不达标时的处理方法: 向原油中掺入2%~5%的淡水,对原油进行洗涤,使以固体结晶形态存在的盐类溶解于水中,然后再脱水,使原油含盐量降低至允许的范围内。 7 第四章原油脱水及污水处理 第一节原油中水的存在方式第二节原油乳状液第三节原油脱水的基本方法第四节含油污水处理 8 第一节原油中水的存在方式 ?游离水 z 在常温下用简单的沉降法短时间内就能从油中分离出来 z 大部分游离水在油气水分离时被脱出。 ?乳化水 z 很难用沉降法从油中分离出来z 它与原油的混合物称为油水乳状液。 9原油脱水和原油乳化液有密切的关系,因为在含水原油中乳状液的性质直接影响着原油脱水的难易。 10
《油气集输》综合复习资料 一、填空题 1.油气集输的工作内容气液分离、原油处理、原油稳定、天然气净化、轻烃回收和水处理。(课件绪论第七页) 2.油气分离中起小油滴和气体分离作用的部件称除雾器，除雾器应能除去气体中携带的粒经为150~500μm 微米的油雾。（课本228） 3.三相分离器中油气水的分离过程主要包括将混合物初步分成气液两相、分离出水和油和经除雾分离出气体三部分。 4.在贝格斯－布里尔压降梯度计算公式里，管路的总压降梯度为动能变化项、位能变化项和摩阻损失项之和。（课本183,184） 5.管路沿线存在起伏时，不仅激烈地影响着两相管路地流型，而且原油大量地聚积在低洼和上坡管段内，使气体的流通面积减小，流速增大，造成较大的摩擦损失和滑移损失。（课本194） 6.通常，乳化水靠加破乳剂或重力沉降方法或二者得联合作用使油水分离。（课本290） 7.气液两相流的处理方法有均相流模型、分相流模型和多相流模型三种模型。(课本175-180) 8.一元体系的蒸汽压与温度有关，二元体系的蒸汽压与温度和混合物质量分数有关。（课本107,109） 9.油田常用的集输流程为：油井→计量站→转接站→集中处理站→矿场油库，这种布站方式称三级布站。若油井能量较大，可取消其中的转接站，此时的布站方式称为二级布站。（课件绪论26页） 10.水滴在电场中的聚结方式主要有电泳聚结、偶极聚结和振荡聚结。（课本309-311） 11.闪蒸按操作压力分为负压闪蒸、正压闪蒸和闪蒸稳定三种流程。（课本338） 12.影响平衡气液相比例和组成的因素是饱和蒸汽压、临界冷凝温度和临界冷凝压力。（课件第二章58 59) 13.按管路内流动介质的相数，集输管路可分为单相、两相和多相流管路。（课本148） 14.集输系统由气液分离、原油处理和稳定、天然气净化、轻烃回收和水处
原油乳状液及化学破乳剂 7.1乳状液的基本知识 (2) 7.1.1乳状液的基本概念 (2) 7.1.2乳状液的性质 (6) 7.1.3乳状液的稳定性理论 (8) 7.2原油乳状液及其性质 (10) 7.2.1原油乳状液的生成及危害 (10) 7.2.2原油乳状液的性质 (14) 7.2.3影响原油乳状液稳定性的因素 (16) 7.3乳状液在油井施工中的应用 (16) 7.3.1乳化钻井完井液 (17) 7.3.2乳化酸 (17) 7.3.3乳化压裂液 (18) 7.3.4稠油乳化降粘开采 (18) 7.3.5微乳液的应用 (18) 7.4原油脱水方法和原理 (19) 7.4.1沉降分离 (20) 7.4.2电脱水法 (21) 7.4.3润湿聚结脱水法 (22) 7.4.4化学破乳法 (22) 7.5原油破乳剂及其评价方法 (23) 7.5.1原油破乳剂发展简况 (23) 7.5.2原油破乳剂的分类 (24) 7.5.3常用的W/O型原油破乳剂 (25) 7.5.4常见的O/W型原油乳状液破乳剂 (30)
7.5.5破乳剂的评价指标 (32) 7.6原油破乳剂的协同效应 (34) 7.6.1破如剂的基本特性 (34) 7.6.2破乳剂的复配方式及性能 (34) 7.6.3破乳剂复配使用的原则 (36) 7.7原油破乳剂作用机理 (37) 7.7.1破乳过程 (37) 7.7.2几类常用原油破乳剂的作用机理 (39) 7.7.3破乳机理研究进展 (41) 7.7.4破乳剂的选择 (43) 参考文献 (45) 世界各地的油田，几乎都要经历含水开发期，特别是采油速度快和采用注水进行强化开采的油田，其无水采油期短，油井见水早，原油含水率增长速度快。例如美国约有80%的原油含水。我国1983年以前，开发油田144个，综合含水达63.8%；1990年，全国油田原油含水达78%。但当原油含水率达50%~70%时，增长速度减慢，甚至较长时间地稳定下来。此时原油仍然稳定高产，油田的大部分储量在这一阶段被采出。到开采后期，蒸汽驱、聚合物驱、表面活性剂驱和三元复合驱等强化采油技术的应用，驱油剂的存在导致原油乳状液含水量剧增，含水率可高达90%以上，但仍然能继续开采一段时间。因此可以认为，原油含水是油田生产的正常状态和普遍现象。 原油含水危害极大，不仅增加了储存、输送和炼制过程中设备的负荷，而且增加了升温时的燃料消耗，甚至因水中含有盐类而引起设备和管道的结垢或腐蚀，而排放的水由于含油也会造成环境的污染和原油的浪费。由于水几乎成为油田原油的“永远伴随者”，水的危害
第26卷第6期 油 气 储 运 实验研究 原油水乳状液制备条件研究 黄启玉3 张 帆 张劲军(中国石油大学(北京)油气储运工程系) 汪 岷 白东乔 (中国石油管道公司秦京输油气分公司) 黄启玉 张 帆等:原油水乳状液制备条件研究,油气储运,2007,26(6)49～51。 摘 要 系统研究了搅拌转速、搅拌温度、加水方式等因素对乳状液性质的影响,优选了乳状液的制备条件,并将室内制备的乳状液的粘度和现场相同含水率的乳状液进行了对比,确定了室内制备乳状液的条件。 主题词 原油 乳状液 制备条件 影响因素 试验研究 一、前 言 在油水混合输送过程中,乳状液的性质是进行压力计算的重要依据,在室内制备与现场性质相同的乳状液具有重要意义。 室内试验油水混合方式有多种,并且各有特点,沈钟[1]等认为搅拌方式主要有机械搅拌、胶体磨研磨、超声波乳化器乳化、均化器乳化。朱海山[2]认为要合理确定乳状液的制备条件,必须首先保证乳状液的制备应该与油田开发中原油与水的流动状况相一致并尽可能相近,即乳状液中原油与水的混合方式,应与从油层到泵、井筒、油嘴、分离设备、输送泵和管道的混合乳化方式相类似,并且搅拌的转速也要与次过程的剪切速率基本相吻合。江延明、李传宪[3]等人通过试验研究了搅拌强度、搅拌时间和温度等操作条件的影响,认为搅拌强度越高,乳状液液滴平均半径越小,因而表观粘度越高;随搅拌时间的延长,乳状液的表观粘度不断上升,但上升幅度越来越小,最后趋于平衡;搅拌初期搅拌强度的影响大,随时间的推移,不同搅拌强度的乳状液的表观粘度的差别增强,达到最大值后开始减小,最后趋于同一平衡值;制备温度越高,所得到的乳状液的液滴越大,表观粘度越小。 二、试验仪器 1、 含水率测定仪器 D TS石油含水电脱分析仪,适用于原油含水率的测定,添加轻油和破乳剂后原油含水率的测量误差小于1%。 2、 流变仪 HAA KE RS150型流变仪。 3、 搅拌仪器 采用I KA数显可控转速搅拌器。 4、 控温水浴 试验仪器配备的水浴均为精密恒温水浴,控温精度可达到±0.1℃,其型号为HAA KE2C35及HAA KE2C25。 三、乳状液制备条件研究 乳状液的制备条件对乳状液的性质具有重要影响,搅拌器转速、搅拌温度和加水方式则是影响乳状液性质的最重要因素。 1、 搅拌转速的影响 为研究搅拌转速对乳状液性质的影响,原始油样在40℃时的粘度为7181mPa?s,首先将含水 3102249,北京市昌平区府学路18号;电话:(010)89733543。 ? 9 4 ?
原油稳定主要工艺及流程 （Abrams）
原油稳定主要工艺 1.1 原油稳定主要功能及工艺流程 1.1.1 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1.1-1 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1.1-2 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1.1-3 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。
第五章原油处理例题 第一题：影响原油乳状液粘度的主要因素是什么？ 答：影响乳状液粘度的因素很多，主要有：①外相粘度；②内相体积浓度；③温度； ④分散相粒径；⑤乳化剂及界面膜性质；⑥内相颗粒表面带电强弱等。 第二题：温度升高乳状液稳定性降低，为什么？ 答：①温度升高，水膨胀，界面膜变薄，机械强度降低； ②温度升高，石蜡、沥青质、胶质在原油中的溶解度增大，减弱了因这些乳化剂构成的界面膜的机械强度； ③温度升高，水珠的布朗运动加剧，增加了互相碰撞、合并的机率； ④温度升高，油水密度差变大（油水体积膨胀系数不同，原油体积膨胀系数较大），水滴易于在油相中沉降； ⑤温度升高，原油粘度降低，有利于脱水，现场脱水温度一般为60～80℃。 第三题：重力沉降罐存在水洗现象，请解释水洗现象，并简要说明水洗对重力沉降的作用。 答：油水混合物由入口管经配液管中心汇管和辐射状配液管流入沉降罐底部的水层内。含水原油向上通过水层时，由于水的表面张力较大，使原油中的游离水，破乳后粒经较大的水滴、盐类和亲水固体杂质等并入水层内，这个过程称为水洗，水洗过程至沉降罐中部的油水界面处终止。 由于部分水量从原油中分出，原油从油水界面处向上流动时，流速减缓，为原油中较小粒经水滴的沉降创造了有利条件。原油上升到沉降罐上部液面时，含水率大大减小。经沉降分离后的原油由中心集油槽和原油排出管流出沉降罐。 第四题：有人说：“电脱水法既适用于油包水型乳状液也适用于水包油型乳状液。”这种说法是否正确？为什么？ 答：不正确。原油的电导率很小，油包水型乳状液通过电脱水器级间空间时，电极间电流很小，能建立起脱水所需的电场强度。当水包油型乳状液通过极间空间时，极间电压下降，电流猛增，即产生电击穿现象，无法建立极间必要的电场强度。查看参考答案 第五题：掺水输送是稠油输送的一项重要措施，请简述掺水输送原理。 答：由于稠油粘度高，采用常见的加热输送工艺是困难的。根据乳状液生成机理可知，当含水率超过某一比例，并有乳化剂存在时，稠油能够形成较稳定的O/W型乳状液。根据油水乳状液的性质，O/W型乳状液的粘度较稠油粘度大大降低，这样即可实现稠油掺水输送。 第六题：在原油处理过程中为何要使用防腐剂？ 油井产出的流体可能具有较强的腐蚀性，如硫化氢和二氧化碳就是两种很强的腐蚀物质，这两种气体可能从以微量至40%～60%的体积含量存在于油井流体中，使设备早期损坏。使用防腐剂就是为了防止或延缓原油处理设施受油井产出腐蚀物质的腐蚀。
塔河油田原油稳定的负压闪蒸工艺 羊东明(中国新星石油公司西北石油局 新疆乌鲁木齐 830000)孟凡彬 王 峰(大港油田设计院 天津市 300280) 摘要 针对塔河油田原油物性及组成特 点,确定采用负压闪蒸工艺对该油田的原油 进行稳定处理。介绍了负压闪蒸稳定工艺的 流程特点,工艺特色,并将其与相对应的正压 闪蒸工艺进行比较和评价,说明了本工艺的 合理性和可行性。利用负压闪蒸工艺对塔河 油田进行原油稳定处理,可比正压闪蒸工艺 节省投资400多万元,操作运行费用低300 万元Π年。具有显而易见的经济效益。 主题词 原油稳定 正压 负压 闪蒸工艺 方案 压缩机 变速装置 原油稳定的目的在于降低原油的蒸发损耗,合理利用油气资源,提高原油在储运过程中的安全性。原油稳定的方法主要有负压闪蒸稳定、正压闪蒸稳定及分馏稳定等。负压闪蒸工艺的基本特点是,闪蒸温度和闪蒸压力低,流程简单。工艺的难点在于负压压缩机的运行和操作;与之相反,正压闪蒸工艺闪蒸温度和闪蒸压力都相对高些,流程也较复杂,但该工艺在操作和管理上都比较简便,且操作弹性较大;分馏稳定法则适合于对轻质原油(如凝析油或C1～C4含量大于2%的原油)进行稳定处理。针对塔河原油物性,本文确定对塔河原油采用负压闪蒸稳定工艺。 11原油稳定工艺方案 塔河油田原油中轻组分含量见表1。 表1 原油中轻组分含量 组分C1C2C3i C4 重量百分比(%)010486010746012487011614组分n C4i C5n C5合计 重量百分比(%)014232013340015253118158 从表1可以看出,塔河原油轻组分C 4以前(含C4)质量百分含量为019565;C5以前(含C5)质量百分含量为118158,该油品轻组分含量较少。 经过工艺方案对比、经济评价及原油处理的实际情况,塔河油田原油稳定采用负压闪蒸稳定工艺较为合适。 2.负压闪蒸工艺 211 工艺流程 原油稳定工艺流程见图1。 塔河1号、2号油田来油与热化学脱水器V—1003来油混合后,进负压闪蒸塔(T—1001)进行闪蒸。闪蒸塔顶气经负压压缩机(C—1001AΠB)后,再经塔顶冷凝器(E—1003)冷却,进塔顶分离器(V—1004),分离出的气体进入轻烃回收部分压缩机入口分离器(V—2001),分出的液体经轻烃泵(P—1003AΠB)提升后去轻烃回收部分脱丁烷塔(T—2002)处理,T—1001塔底稳定原油则经原油稳定塔底泵(P—1002AΠBΠCΠD)提升后输到塔河联合站已建原油罐或原油外输首站。 稳定后的原油在储存温度(65℃)下的饱和蒸气压为65kPa,符合原油稳定深度的要求。 212 工艺特点 原油稳定工艺具有如下一些特点。 (1)流程简单。负压闪蒸工艺原油稳定塔操作 温度低,不同区块的脱水原油混合后,可直接进入负压闪蒸塔进行闪蒸,无需经过一系列繁琐的塔前换热过程。 (2)工艺的独立性强。负压闪蒸方案原油稳定 塔的操作,受脱水后原油含水量的影响较小,与原油脱水系统流程交叉也较少,系统独立性强。 (3)自控程度高。由于负压闪蒸工艺的关键在 于负压压缩机的运行管理,负压压缩机及原油稳定塔塔底泵全部采用变频调速技术,既节能降耗,又 32 油气田地面工程(O GSE) 第19卷第2期(2000.3)