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界面张力法评价原油破乳剂的性能吴涛;刘玉民;李家俊【摘要】基于原油乳状液的稳定性与油水之间的界面张力息息相关,提出了一种破乳剂的性能评价方法.该方法通过测定油水相之间的界面张力来评定多种原油破乳剂的用量及性能;同时,通过瓶试法考察了这几种破乳剂产品的脱水性能,实验结果与界面张力法一致.该方法适宜于破乳剂的初期筛选,可以快速、高效的筛选出一批性能比较优异的破乳剂.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2014(014)032【总页数】3页(P165-167)【关键词】界面张力;瓶试法;破乳剂【作者】吴涛;刘玉民;李家俊【作者单位】中海油天津化工研究设计院,天津正达科技有限责任公司,天津300131;中海油天津化工研究设计院,天津正达科技有限责任公司,天津300131;中海油天津化工研究设计院,天津正达科技有限责任公司,天津300131【正文语种】中文【中图分类】TE39原油破乳剂是指用于破坏油水乳化液的表面活性剂。
原油的组成和结构极其复杂，不同的油田、同一油田的不同油井，甚至同一油井在不同的时期采出的原油乳状液，对破乳剂的反应都不一致。
对原油脱水的破乳剂评定一般采用瓶试法［1］，再辅以微库仑法测定原油的含盐量。
采用这套评选方法可靠性高，但比较费时，实际工作量大，所以人们一直在研究简便的破乳剂评定方法［2］。
由于原油中胶质沥青质、石蜡等天然乳化剂和驱油表面活性剂的存在，降低了油水的界面张力，使形成的原油乳状液更加稳定［3］。
而不同破乳效果的破乳剂，加入后对油水界面张力的影响不同。
脱水脱盐效果好的破乳剂加入原油乳状液后其相应的油水界面张力比不加破乳剂的原油乳状液油水界面张力低，而脱水脱盐效果差的破乳剂加入原油乳状液后，其相应的油水界面张力高。
界面张力小说明乳状液的界面能低，根据热力学原理，系统总是要从能量高的状态向能量低的状态过渡。
所以破乳剂通过界面吸附并顶替界面膜中天然的成膜物质而发挥破乳作用［4，5］，测定原油乳状液的油水界面张力与加入破乳剂后的原油乳状液的油水界面张力，可以评定出合适的破乳剂及破乳剂用量。
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，并造成容器管道内壁结垢等现象。
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张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，从而大大降低表面张力。
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是一类能破坏乳状液的稳定性，使分散相聚集起来并从乳状液中析出的化合物。
在化工生产中，用破乳剂可回收乳状液里没有参加反应的原料或产品等。
原油破乳剂的应用研究进展摘要：原油破乳剂是一种用于原油脱水和脱色的化学试剂，它能够将原油中的油包水型乳状液中的水分离出来。
随着原油开采技术的不断发展，原油破乳剂在油田开采、炼油工业、石油化工等领域得到了广泛的应用。
本文主要对原油破乳剂的筛选方法、改进、发展趋势等方面进行分析，探讨原油破乳剂在油田开采、炼油工业、石油化工等领域具有广泛的应用和发展前景。
关键词：原油;破乳剂;研究进展引言石油是国家发展的战略资源，是经济发展的关键。
然而，随着我国对石油资源的开发利用，原油中的水分含量也在不断增加。
这将极大地影响到原油的品质。
因此，在开采石油的时候，一定要注意石油中水分的变化，尽量减少石油中的水分。
为实现减少原油中水分含量的目标，我们必须对原油破乳剂展开研究，找到最符合我国地质特点的原油破乳剂，以最大限度地减少原油水分含量，提升我国原油的产量，进而促进我国经济的发展[1]。
本文着重对原油破乳剂的工作原理和筛选方法进行了分析，并对当前国内使用较为广泛的原油破乳剂进行详细的介绍，并预测我国今后原油破乳剂的研究开发方向，以期为我国石油工业的进一步发展提供一定的理论依据。
1破乳剂的筛选方法选择合适的破乳剂是一个关键的问题，破乳剂的效果和性能不仅影响到原油的品质和产量，也关系到工艺的安全、环保和经济性等方面。
需要注意的是，选择破乳剂时需要考虑到原油的特性、破乳要求、应用环境等因素，以及破乳剂的经济性、环保性等方面的综合性能，不能仅仅从破乳效果出发进行选择。
以下是一些常用的原油破乳剂筛选方法：1.1 瓶试法目前，国内外对破乳药物的筛选主要采用瓶内试验，具有操作简便的优势，但是这种方法存在着工作量大、费时费力、筛选效率低等问题。
为了减轻工作负担，还可以采用其它的初步筛选方法。
1.2 介电常数法为了实现对原油的脱水，乳化液的介电常数要高于破乳试剂。
随着介质常数的降低，破乳效果也随之提高。
因此，在进行筛选之前，将各种破乳剂的介电常数进行对比，可以极大地减轻工作强度，并有效地选出最优的破乳剂。
毕业设计（论文）题目：超声波破乳技术在原油脱水处理中的应用学习中心：年级专业：学生姓名：学号：指导教师：职称：导师单位：摘要胜利采油厂已进入高含水开发期，三次采油技术逐渐被应用，采出液多为水包油乳状液或水包油与油包水交替出现的复杂乳状液，其界面膜强度高，乳状液非常稳定，采用常规和各种新的合成破乳剂均难以达到满意的破乳效果，加大了采出液处理的难度，困扰着油田生产。
超声波可在一定程度上解决各种乳化原油的破乳问题。
超声波作用于油水乳状液后，由于油、水的物性不同，对超声波的响应不同，出现油、水粒子各自集聚的现象，称之为位移聚集效应，此效应能促使乳状结构破坏，从而促进同种物质微粒凝聚，使得油、水分离加快。
超声波破乳脱水技术具有能耗低和对原油无污染的特点，为解决特种乳化油（如稠油、助聚油）脱水提供了有效、经济的途径。
目录摘要 (i)目录 (ii)第1章前言 (1)第2章坨六站原油脱水工艺现状 (2)2.1概况 (2)2.2油品性质 (3)2.3粘温曲线 (3)2.4原油脱水系统运行情况 (3)2.5原油破乳剂现场应用效果评价 (4)第3章超声波破乳技术研究 (7)3.1超声波破乳机理和特性 (7)3.2影响超声波破乳效果的因素分析试验 (10)3.3综合分析 (18)第4章超声波破乳技术试验 (19)4.1实验条件及方法 (19)4.2试验情况 (20)4.3结果分析 (24)第5章研究结论 (26)致谢 (27)第1章前言在油田开发过程中，一次采油和二次采油采出的乳化原油多是油包水型，采用常规电化学联合破乳的方法就可以实现油水分离。
目前，胜利采油厂已进入高含水开发期，三次采油技术逐渐被应用，采出液多为水包油乳状液或水包油与油包水交替出现的复杂乳状液，其界面膜强度高，乳状液非常稳定，采用常规和各种新的合成破乳剂均难以达到满意的破乳效果，加大了采出液处理的难度，困扰着油田生产。
超声波可在一定程度上解决各种乳化原油的破乳问题。
收稿日期：２０１８－０７－１９作者简介：吴 倩（１９８１—），女，江苏南京人，工程师，主要从事炼油助剂研究。
用于高含水高含盐原油的破乳剂的实验室筛选与评价吴 倩，戴泽青，葛圣才（金浦新材料股份有限公司，江苏南京 ２１００４７）摘要：通过考察高含盐、高含水原油的电脱盐现状及存在问题，影响电脱盐效果的主要因素是原油性质、电脱盐的注水量、破乳剂型号、油水混合强度、脱盐温度、电场强度等。
本文通过调整破乳剂及电脱盐温度等措施提高脱盐率，改善脱盐效果。
关键词：高含盐高含水原油；破乳剂；常减压蒸馏；电脱盐中图分类号：ＴＥ６２４．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０１８）１９－００３８－０４ＬａｂｏｒａｔｏｒｙＳｃｒｅｅｎｉｎｇａｎｄＥｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆＥｍｕｌｓｉｆｙｉｎｇＡｇｅｎｔｆｏｒＨｉｇｈＷａｔｅｒａｎｄＨｉｇｈＳａｌｔＣｒｕｄｅＯｉｌＷｕＱｉａｎ，ＤａｉＺｅｑｉｎｇ，ＧｅＳｈｅｎｇｃａｉ（ＧｐｒｏＮｅｗＭａｔｅｒｉａｌｓＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００４７，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｅｌｅｃｔｒｏ－ｄｅｓａｌｔｉｎｇｏｆｃｒｕｄｅｏｉｌｗｉｔｈｈｉｇｈ－ｓａｌｔａｎｄｈｉｇｈ－ｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔｉｎａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ－ｖａｃｕｕｍｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎｕｎｉｔｗｅｒｅｃｏｎｄｕｃｔｅｄ．Ｔｈｅｃｒｉｔｉｃａｌｆａｃｔｏｒｓｏｎｄｅｓａｌｔｉｎｇａｒｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｃｒｕｄｅｏｉｌ，ｗａｔｅｒｉｎｊｅｃｔｉｏｎ，ｄｅｍｕｌｓｉｆｉｅｒｓｍｏｄｅｌｓ，ｍｉｘｉｎｇｉｎｔｅｎｓｉｔｙ，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆｄｅｓａｌｔｉｎｇ，ａｎｄｅｌｅｃｔｒｉｃｆｉｅｌｄｓｔｒｅｎｇｔｈ．Ｉｎｈｅｒｅ，ｗｅｓｅｌｅｃｔａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅｄｅｍｕｌｓｉｆｉｅｒａｎｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆｄｅｓａｌｔｉｎｇｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｄｅｓａｌｉｎａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈ－ｓａｌｔａｎｄｈｉｇｈ－ｗａｔｅｒｃｒｕｄｅｏｉｌ；ｄｅｍｕｌｓｉｆｉｅｒ；ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ－ｖａｃｕｕｍｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ；ｅｌｅｃｔｒｏ－ｄｅｓａｌｔｉｎｇ 随着很多油田进入开发后期，强化采油措施的采用也是越来越普遍，开采过程中经常采取注水及加入化学驱油剂等措施，这使得原油的含盐量含水量越来越高，且原油乳化现象日趋严重。
即使在原油的储运过程中添加原油预处理剂，进入炼厂的原油依然存在含盐高、含水高及其他杂质多的情况。
这对炼厂的常减压蒸馏装置或者是常减压催化联合装置都会有巨大影响。
常减压蒸馏是石油加工中第一道必不可少的工序，原油电脱盐又是常减压蒸馏装置的第一道工序。
通过电脱盐，可以将原油中的盐和水分脱除，从而缓解盐在三塔顶水解后对设备的腐蚀，并为下游装置提供优质原料。
电脱盐操作的好坏，对装置的安全生产都会产生影响。
电脱盐的最终脱盐效果会对原油加工企业的经济利润以及产品质量、安全生产造成一定的影响。
当前的高含盐、高含水原油的脱盐效果不非常理想，其普遍呈现最终产品含盐、含水量超标，脱盐罐内的乳化层过厚，乳化现象较为泛滥。
同时，油水界面浑浊不清，导致脱水、脱盐效果不理想，脱后原油的盐水含量超标，电脱盐排水中带油严重。
如果经过脱盐工序之后，原油当中仍然有较高的含盐量，将使三塔顶腐蚀加剧，三顶Ｆｅ２＋明显上升，同时会对后续的多个加工设备造成一定的腐蚀影响，还导致原油换热器结垢加热炉结焦，从而严重影响企业的经济利益。
在脱水工序之后，原油中仍含较高水分时，将提高蒸馏环节的能源消耗。
对此，有效的提升高含盐高含水原油的脱盐效果既能够提升产品质量，还能够保护相关设备的安全，而电脱盐排水含油现象严重提了升污油回收以及环保的压力［１－４］。
本文参考各大石化炼厂的常减压装置的操作条件，筛选并评价出了适用于高含水高含盐原油的破乳剂，能有效提高原油的脱盐率和脱水率。
１ 实验部分１．１ 实验仪器及原料１．１．１ 实验仪器（１）ＤＰＹ－２Ｅ破乳剂及电脱盐性能测试仪，江苏姜堰市分析仪器厂；（２）ＰＨＩＬＩＰＳＨＲ１７０４型搅拌机，飞利浦有限公司；（３）ＬＣ－６盐含量测定仪，江苏姜堰市分析仪器厂；（４）ＸＷ－８０Ａ旋涡混合器，上海医科大学仪器厂；（５）８０－２离心机，上海手术器械厂；（６）５ｍＬ具塞锥形试管。
１．１．２ 实验原料脱前原油，某石化炼厂提供；破乳剂，自制；去离子水。
１．２ 实验步骤本试验确定以电场法进行筛选和评价，具体步骤如下：取油样放入７０～９０℃的恒温水浴中，保温预热１ｈ，倒入到高速混合器（ＰＨＩＬＩＰＳＨＲ１７０４型搅拌机），加入一定量的水，通过控制搅拌速度和搅拌时间调节乳化强度，转速从２０００～１５０００ｒ／ｍｉｎ，搅拌时间为３～９ｓ。
将混合好的油样倒入电脱盐罐中，再把预先配制好的破乳剂样品分别加入电脱盐罐。
待破乳剂及电脱盐性能测试仪温度升到试验温度后，将电脱盐罐放入加热槽中盖上盖子，启动预热开关，听到蜂鸣声后取出上下震荡２０次。
将震荡后电脱盐罐重新放入加热槽并盖上盖子，打开电源启动工作按扭，进行低、高压脱盐。
听到结束提示音后，关掉电源开关，取出电脱盐器。
将取出的电脱盐罐水冷至约６０～７０℃，打开下端微型开关放出水，并记录出水量，然后放出脱盐后原油进行分析。
１．３ 电脱盐条件的选择参考国内各大炼厂的常减压装置的操作条件，电脱盐的温度为１１０～１４０℃，注水量为４％～８％，电脱盐过程为二脱或三脱，破乳剂的加注根据所用破乳剂的不同，有不同的加入量和加入次数。
电脱盐过程的温度不同脱盐效果也不同，但是操作温度受装置设计和能源负荷的影响，不能一味追求高温。
根据各原油性质的不同合理选择注水量，含盐量高的原油最好进行三脱。
破乳剂的种类和加注量根据破乳效果进行调整。
２ 结果与讨论按以下操作条件进行实验室静态电脱盐试验，电脱盐的温度为１１０、１２０、１３０、１４０℃，注水量为６％，电脱盐过程为三脱，破乳剂仅在一脱过程中加入，加剂量为１０ｐｐｍ或１６ｐｐｍ［５］。
然后将电脱盐之后的原油进行盐含量分析［６］。
２．１ 不同温度时电脱盐评价实验根据各大炼厂的实际电脱盐温度，考察在１１０、１２０、１３０、１４０℃时的脱盐脱水的不同（表１～４）。
本实验所用原油的脱前盐含量为４９８．７ｍｇＮａＣｌ／Ｌ，脱前原油含水为４．１％。
表１ 电脱盐实验结果（１１０℃）Ｔａｂｌｅ１ Ｒｅｓｕｌｔｏｆｔｈｅｔｈｉｒｄｅｌｅｃｔｒｙｃａｌｄｅｓａｌｔｉｎｇｔｅｓｔ（１１０℃）破乳剂种类加剂量／ｐｐｍ出水量／ｍＬ水质油水界面脱后盐含量／（ｍｇＮａＣｌ／Ｌ）ＢＫ－０１１６４．８清齐１０６．４ＮＳ－８７Ａ１６４．４清齐２３０．８ＮＳ－８７Ｄ１６４．８清齐１４６．４０５０２Ａ１６４．９清齐１３２．３０５０３Ａ１６４．９清齐１０７．５０５０３Ｂ１６４．７清齐３１７．９表２ 电脱盐实验结果（１２０℃）Ｔａｂｌｅ２ Ｒｅｓｕｌｔｏｆｔｈｅｔｈｉｒｄｅｌｅｃｔｒｙｃａｌｄｅｓａｌｔｉｎｇｔｅｓｔ（１２０℃）破乳剂种类加剂量／ｐｐｍ出水量／ｍＬ水质油水界面脱后盐含量／（ｍｇＮａＣｌ／Ｌ）ＢＫ－０１１６５．０清齐９６．９ＮＳ－８７Ａ１６４．５清齐２１７．１ＮＳ－８７Ｄ１６４．９清齐１２３．７０５０２Ａ１６５．０清齐１０２．７０５０３Ａ１６５．０清齐９０．５０５０３Ｂ１６４．８清齐３０４．０表３ 电脱盐实验结果（１３０℃）Ｔａｂｌｅ３ Ｒｅｓｕｌｔｏｆｔｈｅｔｈｉｒｄｅｌｅｃｔｒｙｃａｌｄｅｓａｌｔｉｎｇｔｅｓｔ（１３０℃）破乳剂种类加剂量／ｐｐｍ出水量／ｍＬ水质油水界面脱后盐含量／（ｍｇＮａＣｌ／Ｌ）ＢＫ－０１１６５．０清齐７６．４ＮＳ－８７Ａ１６４．６清齐２００．１ＮＳ－８７Ｄ１６５．０清齐１２０．３０５０２Ａ１６５．０清齐１０２．３０５０３Ａ１６５．０清齐８０．５０５０３Ｂ１６５．０清齐２９７．３表４ 电脱盐实验结果（１４０℃）Ｔａｂｌｅ４ Ｒｅｓｕｌｔｏｆｔｈｅｔｈｉｒｄｅｌｅｃｔｒｙｃａｌｄｅｓａｌｔｉｎｇｔｅｓｔ（１４０℃）破乳剂种类加剂量／ｐｐｍ出水量／ｍＬ水质油水界面脱后盐含量／（ｍｇＮａＣｌ／Ｌ）ＢＫ－０１１６５．０清齐８１．３ＮＳ－８７Ａ１６４．４清齐２１１．２ＮＳ－８７Ｄ１６４．９清齐１２７．３０５０２Ａ１６４．９清齐１２２．００５０３Ａ１６５．０清齐９２．１０５０３Ｂ１６４．７清齐３００．７２．２ 实验室三次电脱盐评价实验根据２．１的实验结果，选择电脱盐温度为１３０℃，在此温度下脱盐效果最好。
２．２．１ 一次电脱盐实验原油脱前盐含量４９８．７ｍｇＮａＣｌ／Ｌ，脱前原油含水为４．１％。
注水量：６％（ｗｔ）；油水混合时间：６ｓ；恒温：１３０℃；弱电场：３５０Ｖ／ｃｍ，３ｍｉｎ；强电场：８５０Ｖ／ｃｍ，２ｍｉｎ；沉降：１５ｍｉｎ。
结果见表５。
表５ 电脱盐实验结果Ｔａｂｌｅ５ Ｒｅｓｕｌｔｏｆｔｈｅｆｉｒｓｔｅｌｅｃｔｒｙｃａｌｄｅｓａｌｔｉｎｇｔｅｓｔ破乳剂种类一脱加剂量／ｐｐｍ出水量／ｍＬ水质油水界面脱后盐含量／（ｍｇＮａＣｌ／Ｌ）ＢＫ－０１１０５．０清齐９４．６１６５．０清齐７６．４ＮＳ－８７Ａ１０４．４清齐２７９．４１６４．６清齐２００．１ＮＳ－８７Ｄ１０４．９清齐１６０．５１６５．０清齐１２０．３０５０２Ａ１０５．０清齐１４６．６１６５．０清齐１０２．３０５０３Ａ１０５．０清齐９１．９１６５．０清齐８０．５０５０３Ｂ１０４．９清齐３５８．５１６５．０清齐２９７．３２．２．２ 二次电脱盐实验取２．２．１中加入破乳剂后的各脱后原油进行第二次电脱盐实验。
注水量：６％（ｗｔ）；油水混合时间：６ｓ；恒温：１３０℃；弱电场：３５０Ｖ／ｃｍ，３ｍｉｎ；强电场：８５０Ｖ／ｃｍ，２ｍｉｎ；沉降：１５ｍｉｎ。
结果见表６。
表６ 电脱盐实验结果Ｔａｂｌｅ６ Ｒｅｓｕｌｔｏｆｔｈｅｓｅｃｏｎｄｅｌｅｃｔｒｙｃａｌｄｅｓａｌｔｉｎｇｔｅｓｔ破乳剂种类二脱加剂量／ｐｐｍ出水量／ｍＬ水质油水界面脱后盐含量／（ｍｇＮａＣｌ／Ｌ）ＢＫ－０１０２．７清齐２０．４０２．８清齐２０．０ＮＳ－８７Ａ０２．５清齐２７．９０２．６清齐２８．１ＮＳ－８７Ｄ０２．６清齐２３．５０２．６清齐２０．３０５０２Ａ０２．７清齐２４．７０２．８清齐２４．００５０３Ａ０２．８清齐１８．８０２．９清齐１６．９０５０３Ｂ０２．７清齐２８．７０２．９清齐２７．３２．２．３ 三次电脱盐实验取２．２．２中加入破乳剂后的各脱后原油进行第三次电脱盐实验。
注水量：６％（ｗｔ）；油水混合时间：６ｓ；恒温：１３０℃；弱电场：３５０Ｖ／ｃｍ，３ｍｉｎ；强电场：８５０Ｖ／ｃｍ，２ｍｉｎ；沉降：１５ｍｉｎ。
