新型原油破乳劑的研制

新型原油破乳劑的研制

隨著油田開采的持續(xù)發(fā)展和各種收獲方法的應(yīng)用，原油破產(chǎn)剝皮問題變得越來越復雜。尤其是高比例、高粘度和高穩(wěn)定性原油的破產(chǎn)剝皮?，F(xiàn)在常用的聚醚類破乳劑往往無法達到預期效果。采油過程中加入的大量化學藥劑對原油的破乳脫水造成了一定的困難,不但使產(chǎn)出液乳化狀態(tài)多樣化,采出原油的相狀態(tài)不僅限于W/O型,還有O/W型,W/O和O/W兩種乳狀液合為一體的多重乳狀液,某些文獻上也稱為套圈乳狀液,而且增強了界面膜強度,從而增加了脫水的難度。破乳劑對油水界面膜強度和乳狀液相狀態(tài)的影響與破乳劑在界面上吸附的量和性質(zhì)有關(guān),本研究采用了陽離子有機胺酯作為破乳劑,該種結(jié)構(gòu)的破乳劑更易于聚集在油水界面上,取得了很好的效果。研制的新型原油破乳劑——CR破乳劑,對高比重、高粘原油特別有效,經(jīng)山東省化工信息中心對相關(guān)文獻的檢索,未發(fā)現(xiàn)文獻報道。1實驗1.1cr-u型合成1.1.1原材料混合脂肪酸、羥基胺及其他試劑均為工業(yè)純1.1.2cr破乳劑的合成將混合脂肪酸與羥基胺按摩爾比1∶1～1.2,投入四口燒瓶中,燒瓶配攪拌器、溫度計、氮氣入口、回流冷凝管,開啟攪拌,通氮氣10min后,在一定溫度下反應(yīng)3～4h,然后陽離子化,配成溶液,即為CR破乳劑,胺值60mgKOH·g-1。反應(yīng)式如下:(1)有機胺酯的合成R1—CO—OH+NR3R4—R2OH—→R1—CO—O—R2—NR3—R4(2)陽離子有機胺酯的合成R1—CO—O—R2—NR3—R4+R5X—→R1—CO—O-R2—+R3R5N—R4X-1R1=C6～C20烷基;R2=C2～C4亞烷基;R3,R4,R5=H,C1～C3烷基或C2H4OH;X=有機或無機陰離子。1.2破乳脫水實驗采用SY5281-1991破乳劑使用性能檢測方法進行破乳脫水實驗。采用GB/T8929-88蒸餾法測原油含水率,根據(jù)SY/T5329-1994的方法步驟測定污水含油率。2結(jié)果與討論2.1cr-u型涂料分析2.1.1cr破乳劑與反應(yīng)物的吸收圖譜用756MCUV分光光度計對CR破乳劑及其反應(yīng)物在紫外光譜區(qū)分別進行掃描,所得譜圖如圖1所示。從圖中可以看出,反應(yīng)物有機酸在270nm和370nm處有吸收峰,羥基胺在290nm處有吸收峰,而CR破乳劑在270nm、290nm和370nm處均無吸收峰。說明某些特征基因確實在反應(yīng)中進行了徹底的轉(zhuǎn)換。2.1.2離子化分離器用SP-502氣相色譜儀對CR破乳劑進行分析,采用填充柱色譜柱,氫火焰離子化檢測器,所得譜圖如圖2所示?；钚晕锉Ａ魰r間為2.415min,游離胺保留時間為4.973min。根據(jù)峰面積歸一化法計算出活性物含量為85%,游離胺含量為10%。2.2破乳劑和破乳液的脫水試驗2.2.1破乳劑篩選結(jié)果勝利煉油廠的氯烴油,密度為1.136～1.90g·mL-1,因皂化作用形成穩(wěn)定的W/O乳狀液,經(jīng)篩選實驗多種破乳劑均無效果,采用CR破乳劑進行破乳脫水處理后,脫出水中含油小于質(zhì)量分數(shù)50×10-6,油中含水1.3%,已滿足了生產(chǎn)要求。結(jié)果見表1。由表1看出,聚醚破乳劑及反相破乳劑(CW-01)對這種高比重高穩(wěn)油均無作用,而CR破乳劑效果明顯,油水界面清晰,脫出水清,達到了預期效果。2.2.2界面清清率孤島集輸站原油含水高達90%,采用CR破乳劑進行破乳,脫水速度快,界面清晰,脫出水清。結(jié)果見表2。該種原油采用聚醚破乳劑進行破乳脫水雖然有效果,但存在著脫水時間長,油不界面不清晰,脫出水渾等不同的缺點,CR破乳劑克服了這些不足,是一種理想的破乳劑。2.2.3cr破乳劑的破乳機理遼河油田特油公司的稠油屬超稠油,粘度(50℃)13000mPa·s,膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量為48%,含水40～50%,脫水難度較大?，F(xiàn)場脫水工藝要求為:脫水溫度85～90℃,脫水時間72h,加藥量500～600mg·L-1,凈化油含水≤5%,要求脫出水清?，F(xiàn)場結(jié)果證明,CR破乳劑具有脫水清、界面齊、配伍性好的特點,結(jié)果見表3。使用聚醚破乳劑BCO雖然也有一定效果,但是脫出水渾,給污水排放、回注及進一步水處理帶來了困難,在日益強調(diào)環(huán)保的形勢下,這是一個嚴重的問題。CR破乳劑的顯著特點是脫出水清,與聚醚破乳劑復配后使用,仍然保持著這個特點。從以上實驗可看出,CR破乳劑對高比重、高粘、高穩(wěn)原油的破乳脫水效果明顯,這與CR破乳劑的結(jié)構(gòu)有關(guān)。在合成CR破乳劑的過程中,考慮采用不是易溶于油相或水相,而是在油相、水相中分散,更易于聚集在油水界面上的結(jié)構(gòu),更有效、快速地破壞油水界面膜,減少了破乳劑的用量。CR破乳劑的陽離子中和了表面電荷,改變油水界面活性,克服雙電層的排斥作用,促使油水分離,防止膠質(zhì)瀝青石蠟的沉積,使脫出水清。而CR破乳劑本身活性較低,由于帶有相同的陽離子電荷而相互排斥,在油水界面上形成低強度的、疏松的界面膜,油珠聚集在一起,達到油水分離的目的。3原油乳狀液破乳脫水效果CR破乳劑是一種非聚醚類陽離子有機胺