原油乳状液的稳定与破乳_丁德磐

有关原油乳状液稳定性的研究第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。

原油乳化及乳液稳定性的影响因素和破乳技术研究进展
渠慧敏;吴琼;张广中;王海燕;戴群
【期刊名称】《精细石油化工进展》
【年(卷),期】2021(22)6
【摘要】随着油田开发的不断深入,原油含水不断增加,再加上多次采油技术的运用,原油乳化现象日益严重,原油破乳难度逐渐增加。

本文详细综述了二元复合驱技术中典型聚合物和表面活性剂、酸化酸压措施、稠油降黏剂、各种措施和地层矿物相互作用产生的固体颗粒、铁等导电颗粒,以及集输工艺对原油乳化的影响规律,同时综述了化学法、物理法、物理-化学耦合法和生物-化学耦合法难破乳原油的处理工艺,指出为了提高原油破乳脱水效果,降低炼油加工难度,建议物理、化学和生物法耦合使用,以物理法为主,生物和化学法为辅。

【总页数】5页(P6-10)
【作者】渠慧敏;吴琼;张广中;王海燕;戴群
【作者单位】中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司石油工程技术研究院【正文语种】中文
【中图分类】G63
【相关文献】
1.渤海海域乳化原油破乳技术室内实验研究
2.原油乳状液稳定性和破乳研究进展
3.驱油剂石油磺酸盐对原油乳液破乳的影响
4.乳化原油的破乳机理研究：I.油水界面张力对破乳效果的影响
5.气田凝析油乳液的稳定性与破乳技术研究进展
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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在一起，形成鱼卵状的聚集体。

这一过程是一个可逆过程，称作絮凝作用。

原油乳壮液的稳定性及Dendrimer聚醚破乳剂的合成研究的开题报告一、研究背景随着原油需求的不断增长，在采油、储运、加工等过程中，需要处理大量的原油乳液。

原油乳液是指在水相中存在的微米级液滴，主要由原油、水和乳化剂组成。

原油乳液具有流变特性复杂、稳定性差、易发生机械强化等特点，对采油、储存和加工等环节造成了极大的困扰，因此需要进行研究。

二、研究内容1.研究原油乳液的稳定性针对原油乳液的稳定性问题，将对乳化剂种类、添加量、乳化温度、pH等因素进行研究，探究其对原油乳液稳定性的影响，为原油乳液的处理提供理论基础。

2.合成Dendrimer聚醚破乳剂Dendrimer聚醚是一种新型的分子构型，具有分子量可控、分子稳定性好、结构规整等特点，是制备破乳剂的重要原料之一。

本研究将合成Dendrimer聚醚破乳剂，并研究其在原油乳液处理中的应用。

三、研究意义通过研究原油乳液的稳定性及Dendrimer聚醚破乳剂的应用，可以有效地解决原油乳液处理中的安全和环保问题，同时提高油田采收率和原油加工设备的效率，对石油工业具有重要的意义。

四、研究方法本研究将采用表征原油乳液的物理化学方法，如流变学、稳定性测试等，研究原油乳液的稳定性，并结合Dendrimer聚醚的合成方法，制备Dendrimer聚醚破乳剂，通过稳定性测试等方法，研究其改善原油乳液稳定性的效果。

五、预期成果本研究预期可以得到以下成果：1.掌握原油乳液的稳定性测试方法，研究各个因素对原油乳液稳定性的影响。

2.成功合成Dendrimer聚醚破乳剂，并对其进行表征和应用研究。

3.得出原油乳液处理中Dendrimer聚醚破乳剂的最佳应用条件，提供实际应用借鉴。

六、进度计划本研究计划于2022年9月开始，预计历时两年完成。

具体进度计划如下：2022年9月-2023年4月：文献调研与实验方法研究。

2023年5月-2023年11月：原油乳液稳定性研究及Dendrimer聚醚的合成。

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在一起，形成鱼卵状的聚集体。

这一过程是一个可逆过程，称作絮凝作用。

破乳技术在石油炼制中的应用刘欣佟【摘要】原油破乳是石油炼制过程中至关重要的一道工序.文章介绍了乳状原油的结构及对工艺设备及管道的危害,分析了原油破乳机理,对现行主要破乳技术进行了详细介绍,为破乳技术在石油炼制中更广泛、科学的应用提供了参考依据.【期刊名称】《吉林化工学院学报》【年(卷),期】2011(028)001【总页数】3页(P34-36)【关键词】破乳技术;石油炼制;应用【作者】刘欣佟【作者单位】中国石油天然气华东勘察设计研究院,吉林分院,吉林,吉林,132072【正文语种】中文【中图分类】TQ028原油破乳是石油炼制过程中极为重要的一道程序.在我国炼油行业中,如何通过解决乳化问题而减缓装置腐蚀问题,提高成品油质量,是长期制约企业效益的技术瓶颈之一.如果炼制前不能充分破乳,将其中的水分、盐分分离出来,接下来的炼制加工将遇到很大困难.不仅生产风险大,而且会有能耗高、腐蚀严重等一系列问题.所以研究讨论原油破乳技术具有重要意义.一种乳化液由至少两种不相混溶的液体组成,最为常见的一相通常为水.当油极细地分散于水中时,这种情况称为水包油型乳化液 (O/W).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 (W/O),原油中的乳化液就属于油包水型.开采出来的原油大都以乳状液形式存在,乳状液原油是以油包水 (W/O)类微粒结构为主的复杂分散体系,其稳定性在很大程度上取决于天然乳化剂形成的液-液界面膜,成膜的主要物质有沥青质、胶质、石蜡、石油酸皂及微量的黏土颗粒等,这类物质含量越高,原油乳状液性质就越稳定[1-2].原油中含水量过多会造成蒸馏塔操作不稳定、增加热能损耗;同时由于绝大多部分盐类溶于油中水微粒内,形成较稳定的油包水型乳状液,这些盐类会水解生成强腐蚀性的 HCl;盐类还会在管壁上沉积形成盐垢,这不仅会降低热效率,增大流动阻力,甚至会堵塞管路[3];另外原油中的盐和水还会造成催化剂中毒[2].所以选择合理的破乳技术对原油进行破乳脱水脱盐十分必要.乳状液在热力学上是不稳定体系,最终的平衡是两相分离,最后破乳.原油破乳过程一般分为3个步骤[4]:乳滴聚集,界面膜排液,界面膜破裂和乳滴聚结.乳状液的液滴破坏是界面膜破裂(膜排水)的结果.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.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.破乳原理就是利用机械、物理、化学等多种方法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.原油破乳方法主要有化学破乳剂法、超声波破乳法、重力法、离心法、涡流电场破乳法、微波破乳法、生物破乳法、膜破乳法等[5].在实际工业生产中由于技术发展的限制,除化学破乳剂法与超声波破乳法广泛应用外,其他破乳方法还局限于小规模的试验发展阶段.3.1 化学方法破乳化学方法破乳主要是在原油乳液中加入破乳剂,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.其作用是降低油水之间的界面张力,使界面变得不稳定,导致界面膜的破裂,水滴凝结,油水两相分离.如图 1所示,破乳剂的用量有一个临界聚集浓度 (CAC),在达到 CAC之前,原油乳状液界面张力随着破乳剂用量的增加而降低,破乳脱水脱盐效果明显,超过 CAC浓度后,破乳效果会下降或几乎不发生变化[6-7].分析原因为:在 CAC浓度以下,破乳剂分子以单体形式分配于油水两相中并吸附在油水界面,在达到 CAC浓度时破乳剂在油水界面的吸附量达到最大,超过 CAC浓度后破乳剂开始在油相、水相或第三项聚集.破乳剂聚集体在低盐度时以O/W型微乳液形式存在于水相中,使 O/W型乳状液 (含油污水)稳定,但对 W/O型乳状液有破乳作用;在盐度 0.2～0.4 mol/L时形成富集破乳剂的第三相,其含水率大于 90%,密度大于水,故沉淀于底部;盐度大于 0.4 mol/L时第三相消失,破乳剂集体转入油相,结果使W/O型乳状液稳定,破乳率下降.由于化学破乳剂方法应用简便,所以长期被广泛的应用于原油破乳中,但在解决原油破乳问题的同是却带来诸多棘手的环保问题.由于化学破乳剂具有很高的表面活性,可生化性能差,直接导致炼油厂污水处理困难,排放不达标[8].同时由于破乳剂的持续使用导致化学破乳法的经济效益不十分理想.3.2 超声波破乳法随着原油质量的变差,原油中有毒、有害、腐蚀性物质逐渐增多.采用常规化学破乳剂脱水脱盐法不能有效脱除原油中的水、油等杂质,而且化学破乳剂对不同种类的原油有较大的局限性,生产操作复杂,成本高.基于以上问题,超声波破乳技术逐渐被发展应用起来.超声破乳技术是利用超声波在传播过程中产生的机械振动作用带动原油乳状液剧烈振动,增加乳化液滴间的碰撞几率,降低其表面张力,促进乳化液珠聚结,使其变成更大直径的液滴,从而增强了重力和电场作用下油水沉降分离的效果[9-10].影响超声波破乳效果的因素很多,如声强、温度、声波作用时间、超声波频率等.韩萍芳[3],秦国鲲[11]等研究表明:声强及分布是影响超声波破乳的重要因素之一,如图2所示.声强必须控制在空化阀之下,由于各原油的性质差异较大,破乳时所需的最优声强不同;温度对超声波的破乳效果也有明显的影响,图 3中,随着温度的升高,脱水率明显增大;由于乳化与破乳实际上是一个动态平衡过程,所以选择合适的处理时间就可以破乳,图4中,如果超声波处理时间过长,又有可能将分离出来的油水两相乳化,从而形成更稳固的乳化液[12],所以辐射时间并非越长越好.超声波频率大小在一定量级内对破乳效果影响不是很明显,Kotyusov[13]从理论上导出粒子在声波作用下产生凝聚的最佳频率约在 21～25 kHz以内.超声波破乳法与其他方法相比,虽一次性投入相对较大,但长远经济效益远好于其他破乳法,同时对于环保也十分有益.超声波破乳法虽然经过近些年逐渐发展起来,但仍有许多方面值得提高优化,比如,超声破乳机理理论深入研究;不同原油的反应条件控制比较困难;工业化程度不高等一系列问题都制约着超声波破乳技术更广泛的应用[14].随着石油资源的逐渐枯竭,可以预见未来原油质量将不断下降,原油有效破乳将更加复杂困难.破乳技术的核心就是通过各种方法来降低界面张力,使得油水乳化液尽可能的分离,从而除去原油中多余的水分及杂质,为后续原油加工提供高质量的原料.随着工业化的逐步推进,科学技术的高速发展,各种新型、环保、实用的破乳方法必定会在不久的将来出现.Key words:demulsification technique;petroleum refining;application【相关文献】[1] 阎国超.炼油化工工艺及设备概论[M].北京:石油大学出版社,1998.[2] 候祥麟.中国炼油技术 [M].北京:中国石化出版社,1991.[3] 韩萍芳,祁高明,徐宁.原油超声破乳研究 [J].南京工业大学学报,2002,24(6):30-34.[4] 丁德磐,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.[5] 赵双霞.张义玲.张红宇等.超声波辅助原油破乳研究进展[J].齐鲁石油化工,2010,38(2):151-154.[6] 谢伟.超声波动态原油破乳脱盐脱水研究 [D].南京:南京工业大学,2005.[7] 乔建江,詹敏,张一安,等.乳化原油的破乳机理研究 [J].石油学报:石油加工,1999,15(2):1-5.[8] 王慧源,吴宴宾,汤官俊,等.电脱盐超声破乳工业试验[J].石化技术与应用,2009,27(5):457-460.[9] 高文庆,高东民,魏凤兰.超声波原油破乳的影响因素[J].内蒙古石油化工,2008(23):36-37.[10]宗松,叶国详,韩萍芳,等.超声波强化重质原油破乳脱水脱钙[J].石油学报:石油加工,2007,23(6):75-79.[11]秦国鲲.影响原油超声波破乳效果的因素分析[J].油气地质与采收率,2005,12(4):76-77.[12]付静,魏启忠.影响超声波破乳效率的几点因素[J].石油钻采工艺,2002(24):78-79.[13]KOTYUSOV.Induced Congulation of Sound Par ticals Under the Action ofSound[J].Acoustica,1996(82):459-463.[14]林杰,兰梅.超声波原油破乳研究进展 [J].甘肃石油化工,2007(3):28-30.Abstract:Crude oil demulsification is an importantworking procedure in refining process.The structure of the emulsive crude oil and its harm to process equipment and piping are introduced.The principle of crude oil demulsification is analyzed,and the current popular demulsification techniques are described in details.It can provide some reference basis for the comprehensive and scientific applications of the demulsification technique in petroleum refining process.。

原油乳液的稳定性一、原油乳液从纯热力学的角度来看，乳液是一个不稳定的系统，因为液/液体体系具有分离和减小其界面面积，并因此降低其界面能的自然趋势。

大多数乳液表现出动力学稳定性，通常表现在一段时间内。

油田生产井所产生的乳液，根据其动力学稳定程度，可进行以下分类：●松散的乳液在几分钟内分离出来，分离出来的水是游离水。

●中等乳液在数十分钟内分离。

●紧密的乳液在数小时甚至数天内分离（有时仅部分分离）。

油田乳液可分为三大类：●油包水●水包油●多重或复合乳液油包水乳状液由连续油相中的水滴组成，水包油乳状液由连续水相中的油滴组成。

下图显示了两种基本（油包水和水包油）类型的乳液。

油田化学技术（微信公众号）在石油工业中，油包水乳状液较为常见（大部分油田生产的乳状液都是这种）。

油田化学技术（微信公众号）二、乳液的稳定机制原油包水乳液通常认为是一种特殊的液包液型的胶体分散体，其动力学稳定性是纳米至微米级别上的油滴和水滴界面膜相互作用的结果，乳化水滴的乳化剂起了关键的稳定作用。

乳液的破乳主要包含以下四个步骤：●沉降●聚集或絮凝●聚结●反相沉降是由于油和水之间的密度差异，水滴从乳液中逸出、沉降。

聚集或絮凝是乳液中的水滴聚集在一起而不改变表面积。

聚结是液滴融合形成总表面积减小的较大液滴。

1 表面薄膜和聚结稳定性原油乳液的稳定主要依赖于油/水界面处的水滴周围形成的乳化剂薄膜，此类薄膜主要是吸附了具有界面活性的乳化剂分子，通过增加界面粘度来增强乳液的稳定性。

高粘性界面膜通过提供抵抗聚结的机械屏障，降低乳液的破乳概率。

下图显示了油包水乳液中的持久膜。

细固体的存在还可以增强界面膜并进一步稳定乳液。

界面膜的乳化剂显微照片（第二张为放大）油田化学技术（微信公众号）界面膜的性质取决于：●原油类型（沥青、石蜡等）●水的组成和pH值●温度●吸附膜被压缩的程度●接触或老化时间●原油中极性分子的浓度不可压缩界面膜的存在与乳液稳定性之间存在良好的相关性。

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。

文章编号:1004 1656(2002)06 0623 05原油乳状液稳定性和破乳研究进展夏立新1,曹国英1,陆世维1,张 路2,俞稼镛2(1.中国科学院大连化学物理研究所,辽宁大连 116023;2.中国科学院理化技术研究所,北京100101)摘要:本文从控制乳状液稳定性的一些因素 界面膜、界面张力、双电层、空间位阻、固体粒子、液晶、油相溶解度、连续相粘度等方面综述了有关乳状液稳定性的一些研究进展。

对国内外有关原油乳状液的破乳研究也做了综述。

同时,介绍了应用于乳状液稳定性研究的新的实验技术和仪器。

关键词:原油;乳状液;界面膜;稳定性;破乳中图分类号:O647 11 文献标识码:A为了满足世界对石油日益增长的需求,提高石油采收率,人们研究开发了多种采油技术,包括注水驱、蒸汽驱、化学驱等方法[1,2],这些方法最终都使原油以乳状液形式被采出。

据统计,世界开采出的原油有近80%以原油乳状液形式存在[3]。

油-水乳状液的存在,将增加储运的负担,降低管线的使用寿命,在原油加工过程中易导致催化剂中毒和高温蒸馏设备的严重腐蚀。

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[4]。

国内外针对原油乳状液的稳定性和破乳研究日渐深入,涉及的内容也十分广泛。

1 乳状液稳定性原油乳状液是十分复杂的分散体系,以W/O 型乳状液为主,原油产地、开采方式、乳化条件、温度、压力、水相性质等诸因素使原油乳状液性质千变万化。

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,原油乳状液的稳定性很大程度上取决于天然乳化剂吸附在油-水界面上形成的界面膜的性质。

此界面膜有两个特点:(1)油-水界面张力较大,一般在25~30mN/m范围,即成膜物质的界面活性不大。

(2)膜的强度大。

后一特点使原油中的水珠在互相碰撞时膜不易破裂,因而乳状液很稳定[2]。

原油中的成膜物质主要有沥青质、胶质、石蜡、石油酸皂及微量的粒土颗粒。

第52卷第10期 辽 宁 化 工 Vol.52，No.10 2023年10月 Liaoning Chemical Industry October，2023原油乳状液破乳方法的研究进展马玉丽（西安石油大学， 陕西 西安 710065）摘 要：为了解决原油乳状液油水分离难的问题，采油工厂常采用各种各样的方法对其进行破乳，对物理破乳法、生物破乳法、化学破乳法、化学和物理相结合的破乳方法等类型的破乳方法进行了介绍，并概括了它们各自的特点，对乳状液破乳研究具有一定的指导意义。

关 键 词：原油乳状液； 油水分离； 破乳； 破乳方法中图分类号：TQ016.1 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2023）10-1520-04随着社会现代化进程的加快，对石油的需求量逐年增加。

为了使石油的采出率更高，采油工厂大多利用化学技术进行采油工作。

这就导致构成原油乳状液的物质较之以往更为复杂多样、其稳定性强、不易破乳[1]。

大多数原油最初在油田以乳状液的形式生产。

因此，石油工业面临的一个重要问题就是去除原油中的乳化水，否则将导致原油运输设备的腐蚀损坏[2]，同时影响下游炼油厂的正常操作。

传统的破乳剂通常由亲水性和疏水性基团组成，这使得它们能够吸附在油水界面上，从而破坏乳状液的稳定性。

然而，尽管它们的破乳效率较高，但在破乳后，破乳剂仍将停留在油相或水相中，从而造成额外的环境问题。

因而怎样高效环保地对原油乳状液进行破乳就成为了一个急需攻克的难关[3]。

尽管在过去的几十年中科研人员为研究可靠和高效的破乳方法做出了巨大努力[4]，但大多数原油乳状液不能在短时间内破乳。

事实上，破乳操作是去除生产平台和炼油厂原油中水分的关键过程。

破乳是破坏乳状液稳定性并导致分散液滴聚集和分离的过程。

目前，破乳方法大致可以分为：物理破乳法、生物破乳法以及化学破乳法。

这些破乳方法可以帮助我们更快地从原油乳状液中脱出水，但也各有其局限性。

1物理破乳法及其特点物理破乳法有：沉降分离破乳法、电破乳法、超声波破乳法、微波破乳法以及膜破乳法等。

复杂油田原油破乳方法的研究进展复杂油田原油破乳方法是指在开采原油过程中，针对原油中含有的乳状液相进行处理，以达到分离油水两相的目的。

由于复杂油田原油中的乳状液相具有稳定性高、粘度大、流动性差等特点，传统的分离方法难以有效地分离原油中的乳状液相，因此迫切需要研究新的破乳方法。

目前，关于复杂油田原油破乳方法的研究主要集中在以下几个方面：1. 化学破乳方法：化学破乳方法是通过添加某些化学物质改变原油中乳状液相的性质，使其失去稳定性，实现乳状液相与水相的分离。

常用的化学破乳剂包括表面活性剂、聚合物和溶剂等。

研究表明，化学破乳方法可以显著降低原油中乳状液相的黏度，提高分离效率。

2. 物理破乳方法：物理破乳方法主要是运用机械、电场、声场等外力作用于原油中的乳状液相，破坏其稳定性，从而实现乳状液相与水相的分离。

常用的物理破乳装置包括旋流器、离心机、超声波破乳器等。

物理破乳方法具有操作简便、成本低、对环境友好等优点。

3. 生物破乳方法：生物破乳方法是利用微生物、酶等生物体或其代谢产物对原油中的乳状液相进行降解和分解，从而实现乳状液相与水相的分离。

生物破乳方法具有反应速度快、对原油影响小等优点。

4. 综合破乳方法：综合破乳方法是指将化学破乳方法、物理破乳方法和生物破乳方法相结合，利用各种方法的优势互补，提高破乳效果。

综合破乳方法可以根据原油的不同特点进行调整和优化，提高分离效率。

复杂油田原油破乳方法的研究目前还处于初级阶段，还需要进一步深入研究和实验。

随着油田开采的深入和原油质量的变化，破乳技术将面临更多的挑战和机遇，相信未来会有更多创新的破乳方法出现。

原油处理技术张丁友【摘要】在油田的开采过程中,经常需要注水来辅助开采,因此油田开采出的油气混合物中会含有大量的水.原油含水会影响精馏产品的质量,还会污染腐蚀炼油设备,因此我们需要在油田上对原油进行处理.通过原油处理技术,脱除原油中含有的水和其他杂质,使原油达到水含量不大于0.1%,含盐不大于3-5mg/L的标准.【期刊名称】《化工中间体》【年(卷),期】2017(000)010【总页数】2页(P39-40)【关键词】原油处理;原油含水;开采【作者】张丁友【作者单位】中海油惠州石化有限公司广东 516000【正文语种】中文【中图分类】T1.概述油田的开采方式主要是注水开采，特别在后期生产中，油井产出物中水油比经常超过10，泥沙等杂质更是高达1%-1.5%。

据统计，世界上所产的原油的90%以上需要进行脱水。

原油含水量大不但会增加塔内气体速度，对原油处理量产生影响，严重时还会发生冲塔现象，影响蒸馏产品的质量。

原油和水混合不均时将会引起塔内压力升高，甚至会造成超压引发爆炸事故。

此外，原油含水还污染和腐蚀炼油设备。

由于上述原因，必须对原油进行脱水处理。

在炼厂，原油进常压蒸馏装置前，还需要进一步脱水脱盐，较现代化的炼厂要求进装置的原油水含量不大于0.5%、含盐不大于3-5mg/L。

2.原油乳状液原油中的水分分为游离水和乳化水，游离水可以在常温下沉降进行脱除，乳化水则不能用沉降法脱除。

对游离水进行脱除后，原油内乳化水的含量与原油密度成正比。

乳化水和原油的混合物被称为原油乳状液，原油乳状液具有稳定性。

(1)乳状液类型原油乳状液主要有两种类型，分别为W/O型和O/W型。

W/O型乳状液是水在原油中分散成极微小的颗粒，这种类型被称为油包水型乳状液，水是分散相，油是连续相，W/O型乳状液是油田中最常见的原油乳状液，O/W型是油在水中分散成极微小的颗粒，这种类型被称为水包油型乳状液。

天然乳化剂是使原油乳状液具有一定稳定性的重要因素。

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。

渤海某油田聚合物驱采出液稳定性及脱水技术研究随着渤海某油田注聚规模的扩大,采出液的破乳难度越来越大。

含聚合物原油乳状液的稳定性是破乳脱水的重要理论基础,为了寻找经济有效的破乳方法,有必要深入认识含聚合物原油乳状液的稳定性规律。

本文以聚合物、原油及其各组分为研究对象,研究了含聚合物乳状液的油水界面性质和稳定性,探讨了界面性质与稳定性之间的关系以及含聚乳状液的稳定机理,并针对渤海某油田脱水过程中破乳剂功效下降的问题进行了脱水技术研究。

本文的研究内容与结论如下：(1)采用溶剂分离法将原油分离成沥青质、胶质、油分三组分,并测定了各组分的含量、组分中的元素含量及红外光谱图,结果表明：该原油属于高胶质沥青质原油；各组分氢碳比H/C大小顺序为：油分&gt;胶质&gt;沥青质；沥青质、胶质分子结构复杂,存在较多的含氧、含氮化合物；原油中的活性组分主要存在于沥青质和胶质中。

(2)采用滴体积法测定了原油及各组分模型油／聚合物水溶液的油水界面张力,结果表明：随聚合物浓度的增加,界面张力先降低后又升高,整个过程曲线呈“V”型,符合界面层反应模型；随着模型油中沥青质、胶质、油分、原油含量分别增加,界面张力明显降低。

(3)采用液膜寿命法研究了原油各组分和聚合物对油水界面膜强度的影响规律,结果表明：聚合物与原油各组分都有利于界面膜强度的提高,聚合物浓度、模型油中各组分(沥青质、胶质、油分、原油)含量增加时,界面膜强度急剧增大。

(4)聚合物与原油各组分都有利于乳状液的稳定,聚合物浓度、模型油中各组分(沥青质、胶质、油分、原油)含量增加时,界面膜强度增强。

乳状液稳定性的强弱与界面张力变化不呈——对应关系,但与界面膜强度有很好的一致性。

(5)含聚合物油水乳状液的稳定机理是：聚合物与原油中活性组分在油水界面的咐附造成界面张力的降低是乳状液稳定的前提,聚合物与原油活性组分都能提高界面膜强度,两者共同形成坚固稳定的界面膜是乳状液稳定存在的根本原因。

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。

1．乳状液乳状液（Emulsion ）是由两种互不相混溶的液体形成的非均相体系，其中至少有一种液体以液滴的形式分散在另一种液体中。

乳状液中液珠的直径通常大于0.1μm 。

一般，把乳状液中以液珠形式存在的那一个相称为内相（分散相相），另一个相称为外相（分散介质或连续相）。

液总有一个相是水（或水溶液），简称为水相。

另一相是与水不相容的有机液体，简称为油相。

外相为水，内相为油的乳状液，称为水包油乳状液，用O/W 来表示。

外相为油，内相为水的乳状液，称为油包水型乳状液，用W/O 来表示。

多重乳状液是分散相的液滴中包含有连续相液体的细小液珠。

多重乳状液又分为水包油包水型（W/O/W ）和油包水包油型（O/W/O ），水包油包水型（W/O/W ）是油分散在水相中，而油滴中又有小水珠。

油包水包油型（O/W/O ）水分散在油相中，而水滴中又含有小油珠。

乳状液黏度的决定因素有：外相黏度、内相黏度、内相的体积分数、液珠的大小以及乳化剂的性质等。

研究了一系列石油在水中的乳状液后，得出下列关系式能较好的反应乳状液黏度与内相浓度的关系：o 131h ηηφ=-（）（2-3） 式中，η：乳状液的黏度；o η：外相黏度； φ：内相的体积分数；h ：常数，体积因子，大约在1.3左右，随内相含量的增加而降低。

一般认为，内相黏度对体系的影响是液珠内的液体产生环流所致，内相黏度体系的黏度也增高。

当内相黏度很大时，可以把液珠看做固体质点，这样在数学处理时就比较方便。

事实上液膜性质对体系黏度的影响远比内相性质显著，这与乳化剂的性质有关。

乳化剂对乳状液黏度的影响大体上有以下三种可能性：①部分乳化剂进入油相，与之生成凝胶。

①在界面上的乳化剂可以改变一种液体在另一种液体的分散程度，从而改变体积分数。

①水溶液中乳化剂形成的胶束，对油相有加溶作用，因而影响黏度。

乳化剂与乳状液黏度的关系符合以下经验公式：o In /ac ηηφ（）=+b式中， c ：乳化剂浓度；a,b ：常数；η：乳状液的黏度；o η：外相黏度；φ：内相的体积分数；2．原油乳状液的稳定性因为乳状液是多相分散体系，液珠与介质之间存在着很大的相界面，体系的界面能很大，故为热力学不稳定体系。