AE系列原油破乳劑的研究

張謀真，郭立民，劉啟瑞，白 榮，郭 亮，劉志鵬，楊延剛

(延安大學化學與化工學院，陜西 延安 716000)

從油井采出的原油一般都含有一定量以乳狀液形態存在的水，會增大煉制過程中燃料和冷卻水的損耗，增加泵、管線和儲罐的負荷，而且水中溶解有一定量的鹽類，會引起設備和管道結垢、腐蝕和阻塞，因此原油乳狀液在外輸之前，必須破乳脫水。化學破乳法是原油脫水常用的方法之一，通過添加破乳劑，改變乳狀液的類型或界面性質，降低乳狀液的穩定性，破壞其乳化狀態，使油水分離以脫水[1～7]。

陜北油田原油儲量豐富，開采歷史悠久，但隨著開采區塊和開采技術的改變，采出液乳化狀態不斷變化，對破乳劑的要求也越來越高。作者在此針對陜北原油采出液特性，合成了AE系列嵌段聚醚型破乳劑，對陜北原油破乳劑的理論和實驗研究具有重要意義[8～12]。

1 實驗

1.1 材料、試劑和儀器

原油取自陜北碾莊和子長。碾莊原油密度829.1 kg·m-3(20℃)，乳化水含量1.98%(體積分數)，含鹽量683.7 mg·L-1，凝點12℃，運動粘度5.68 mm2·s-1(50℃)；子長原油密度871.6 kg·m-3(20℃)，乳化水含量4.30%(體積分數)，含鹽量1067 mg·L-1，凝點16℃，運動粘度6.14 mm2·s-1(50℃)。均屬于低硫中間-石蠟基原油。

環氧乙烷(EO)，化學純，常州市新華活性材料研究所；環氧丙烷(PO)，化學純，國藥集團化學試劑有限公司；KOH，分析純，西安化學試劑廠；YT-100原油破乳劑，商業品，長慶巨力化工廠。

JJ-2型組織搗碎勻漿機(最大轉速8000 r·min-1)，常州國華儀器廠；HY-6型雙層多用振蕩器(最大振蕩頻率250 r·min-1，往復振幅40 mm)，金壇市富華儀器有限公司；GCF-0.5 L型高壓反應釜，威海祥威化工機械廠；76-1型玻璃恒溫水浴(300 mm×300 mm)，上海標本模型廠。

1.2 方法

1.2.1 破乳劑的合成

以有機胺為起始劑、氫氧化鉀為催化劑、環氧乙烷和環氧丙烷為單體，在高壓反應釜內于壓強低于0.5 MPa的條件下合成AE系列嵌段聚醚型破乳劑。環氧丙烷開環聚合溫度為(130±5)℃，環氧乙烷開環聚合溫度為(120±5)℃。交替加入定量的PO和EO，分別得到二嵌段、三嵌段、多嵌段聚醚。反應式如下：

R2NH+nPO→R2N(PO)nH

R2N(PO)nH+mEO→R2N(PO)n(EO)mH

R2N(PO)n(EO)mH+rPO→R2N(PO)n(EO)m(PO)rH

……

1.2.2 破乳劑脫水性能測試

將所合成的破乳劑按中華人民共和國石油天然氣行業標準“破乳劑使用性能檢驗方法(瓶試法)”SY/T 5281-2000對陜北油田有代表性的碾莊和子長原油進行脫水實驗。

2 結果與討論

根據原油特性和脫水難易程度，選擇碾莊原油脫水溫度為55℃、破乳劑加量為100 mg·L-1、破乳時間為8 h；子長原油脫水溫度為65℃、破乳劑加量為200 mg·L-1、破乳時間為8 h。AE系列破乳劑脫水實驗結果見表1，同時用商品原油破乳劑YT-100做了對比實驗。

表1 AE系列破乳劑對陜北油田原油的破乳脫水率/%

由表1可以看出：

(1)AE系列破乳劑對碾莊原油脫水溫度低(55℃)、用量少(100 mg·L-1)、脫水率高(69.7%～97.1%)；對子長原油脫水溫度高(65℃)、用量大(200 mg·L-1)、脫水率低(50.7%～93.2%)。

(2)對碾莊原油，破乳劑AE1616的脫水率高、脫水速度快、水色清、界面齊；對子長原油，破乳劑AE162的脫水率高、水色清、界面齊，但脫水速度慢。

(3)與YT-100相比，對碾莊原油，破乳劑AE1616的最終脫水率與YT-100相同，為97.1%，但脫水比YT-100快，AE1616脫水180 min脫水率就達97.1%，而YT-100脫水480 min才達到97.1%；對子長原油，AE162最終脫水率達93.2%，而YT-100為86.5%，但是AE162脫水速度慢，加入破乳劑的前240 min沒有分離出水，脫水率為0.0%，水是在脫水300～480 min階段才分離出來的，最終脫水率卻高于YT-100。

子長原油脫水困難可能與其含鹽量高和粘度大有關。要將AE系列破乳劑應用于子長原油，需要用改性或復配等措施提高脫水速度。

3 結論

以有機胺為起始劑、氫氧化鉀為催化劑、環氧乙烷和環氧丙烷為單體，在環氧丙烷開環聚合溫度為(130±5)℃、環氧乙烷開環聚合溫度為(120±5)℃、壓強低于0.5 MPa的條件下，合成了AE系列嵌段聚醚型破乳劑，將其應用于陜北油田碾莊和子長原油的脫水實驗。結果表明，破乳劑AE1616對碾莊原油脫水溫度為55℃、破乳劑加量為100 mg·L-1時，脫水率高達97.1%，脫水速度快，脫出的水清，油水界面整齊；破乳劑AE162對子長原油脫水溫度為65℃、破乳劑加量為200 mg·L-1時，脫水率高達93.2%，脫出的水清，油水界面整齊，但脫水速度慢。

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