原油破乳劑的復配研究

程 蟬，張謀真，石斌龍，劉啟瑞，楊 華

(延安大學化學與化工學院，陜西 延安 716000)

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，增大泵、管線和儲罐的負荷，而且水中溶解有一定量的鹽，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[1～3]。化學破乳法是原油脫水常用方法之一，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，使油水分離達到脫水目的[4，5]。陜北原油乳狀液成分復雜，穩定性強，對破乳劑的要求高，而現用破乳劑存在脫水率低、污水含油和懸浮物多等問題，迫切需要合成和復配新型破乳劑以解決這些問題[6～8]。

作者在此以有機胺為起始劑、環氧乙烷和環氧丙烷為單體、氫氧化鉀為催化劑，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的條件下合成了嵌段聚醚型破乳劑單劑TA4812和AP442，并分別與助劑BC以不同比例復配，對陜北油田有代表性的河莊坪和子長原油進行脫水實驗。

1 實驗

1.1 材料、試劑和儀器

原油取自陜北河莊坪和子長。河莊坪原油密度906.6 kg·m-3(20 ℃)，水分4.90%，凝點12 ℃，含鹽量118 mg·L-1，粘度4.97 mm2·s-1；子長原油密度871.6 kg·m-3(20 ℃)，水分2.40%，凝點16 ℃，含鹽量1067 mg·L-1，粘度6.14 mm2·s-1。均屬于低硫中間-石蠟基原油。

環氧乙烷(EO)、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；BC助劑為有機小分子化合物。

GSH-1型高壓反應釜，威海坤昌化工機械有限公司；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；76-1型玻璃恒溫浴(300 mm×300 mm)，上海標本模型廠。

1.2 TA4812和AP442的合成

將有機胺起始劑和催化劑加入到高壓反應釜。用N2充分吹掃管道和反應釜，抽真空，重復3次，排除管道和反應釜中的空氣。升溫至(130±5) ℃，滴加一定量的環氧丙烷，維持反應釜壓力低于0.5 MPa，直至反應完全。在(120±5) ℃下滴加一定量的環氧乙烷，得二嵌段聚醚。重復上述步驟，可得三嵌段或多嵌段聚醚。

TA4812的合成反應式：

R-N[(PO)m(EO)n(PO)sH]2

AP442的合成反應式：

R1R2N(PO)m(EO)n(PO)sH

1.3 破乳劑脫水性能測試

破乳劑脫水性能測試參照文獻[9]進行。

2 結果與討論

將合成的TA4812、AP442與BC助劑按一定比例復配，并將其用于陜北油田河莊坪和子長原油的脫水實驗。結果發現，子長原油在脫水溫度為55 ℃、破乳劑總用量為100 mg·L-1、脫水時間為6 h條件下基本不能脫水；將溫度提高到65 ℃、破乳劑總用量提高到200 mg·L-1時才能脫水。這與子長原油含鹽量、粘度、凝點相對較高等因素有關。

在脫水溫度為55 ℃、破乳劑總用量為100 mg·L-1、脫水時間為6 h的條件下對河莊坪原油進行脫水實驗；在脫水溫度為65 ℃、破乳劑總用量為200 mg·L-1、脫水時間為6 h的條件下對子長原油進行脫水實驗；結果見表1。

表1 復配破乳劑對河莊坪和子長原油的脫水率

由表1可知：

(1)對河莊坪原油，TA4812、AP442與BC復配比例為4∶1時，脫水速率快，脫水率最高，分別達到92.8%、94.8%。AP442與BC復配，隨著BC比例的增大，脫水率和脫水速率下降明顯。

(2)對子長原油，TA4812、AP442與BC復配比例為4∶1時，脫水速率快，脫水率最高，分別達到98.3%、96.3%。

(3)對河莊坪和子長原油，TA4812、AP442與BC復配比例為4∶1時的脫出水清不含油，無懸浮物，油水界面整齊。

3 結論

以有機胺為起始劑、環氧乙烷和環氧丙烷為單體、氫氧化鉀為催化劑，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的條件下合成了嵌段聚醚型破乳劑單劑TA4812和AP442，并分別與助劑BC以不同比例復配，對陜北油田有代表性的河莊坪和子長原油進行脫水實驗。結果表明，對河莊坪原油，在55 ℃、破乳劑總用量為100 mg·L-1、脫水時間為6 h的條件下，TA4812、AP442與BC復配比例為4∶1時，脫水速率快，脫水率最高，分別達到92.8%、94.8%；對子長原油，在65 ℃、破乳劑總用量為200 mg·L-1、脫水時間為6 h的條件下，TA4812、AP442與BC復配比例為4∶1時，脫水速率快，脫水率最高，分別達到98.3%、96.3%。

TA4812、AP442與BC按4∶1復配時，對河莊坪和子長原油脫水率和脫水速率都高，且脫出的水清不含油，無懸浮物，油水界面整齊，對兩種不同原油的適應性強，通用性好。

參考文獻：

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