污油脫水新型破乳劑與絮凝劑配方研制及應用

王立新

摘要：污油脫水新型破乳劑與絮凝劑是專為玉門煉油廠污水車間污油脫水而研制的一種正反向復配的破乳劑和絮凝劑，該工藝及藥劑處理方案最終實現了污油的油水渣的三相分離，實現了高含渣污油的破乳脫水及脫渣。本文介紹了該破乳劑及絮凝劑的室內研究、性能、室內評價等。

關鍵詞：污油;高含渣;破乳;乳化

1.前言

玉門煉油廠污水車間的廢水來自各生產裝置和電脫鹽車間，廢水中的鹽類、油類、膠質、蠟質、固體懸浮物的含量以及礦化度均比較高。回收的污油其來源較雜，性質差異大，不論輕質污油還是重質污油均含有較多水分，一般體積分數為10%～90%。污油本身又含有膠質、瀝青質和環烷酸等天然乳化劑，富集于油水界面，形成牢固的界面膜，處理難度極大。由于這些雜質大多是電解質，它們是破壞電場的主要原因，所以污油脫水不能像原油一樣采取電脫鹽罐脫水方法。

2.污油性質分析

2.1.1污油含水量測定

污油取自玉門煉油廠污水車間污油罐罐底部分。采用蒸餾法對污油水含量進行3次測定，并取平均值，經檢測玉門污油平均含水量為54.3%。

2.1.2污油含鹽量測定

污油取自玉門煉油廠污水車間污油罐罐底部分。，采用電量法對污油鹽含量進行3次測定.并取平均值，，經檢測玉門污油污油含鹽量為5463 mg/l。

2.1.3污油及油泥四組分測定

污油取自玉門煉油廠污水車間污油罐罐底部分，對污油及離心得到的油泥分別進行四組分分析測試，結果如表2-3所示。

2.1.4污油渣（油泥）含量測定

污油取自玉門煉油廠污水車間污油罐罐底部分，使用索氏提取法（共沸蒸餾法）一步實現污油水、油、渣分離，并測定污油的含水率、含油率和含渣率，經檢測玉門污油平均含渣率/（wt%）為21.1。含水率/（wt%）為55.2。含油率/（wt%）為23.7。

2.2污油性質分析

從檢測報告中可以看出：1）膠質瀝青質含量高：玉門污油為高含鹽（礦化度），高含水及高含渣污油。從四組分分析表2-1可知，污油中的膠質、瀝青質含量較高，而且對比可進一步發現，存在于污油油泥中的膠質瀝青質含量顯著高于污油自身的含量，膠質瀝青質結構類似，均具有兩親性官能團，可牢固地吸附在油水界面膜上。界面膜的界面強度隨膠質瀝青質的含量增多而增強，從而提高了污油的乳化穩定性。與膠質相比，瀝青質含有更多羥基、芳香羰基和芳香碳碳雙鍵，分子間氫鍵作用強烈，更易造成污油粘稠，對污油的乳化穩定性影響更大。由于膠質、瀝青質和環烷酸為天然乳化劑，可富集于油-水-渣界面，形成牢固的界面膜，使得油泥高度乳化并均勻穩定地分散于污油體系中，使得乳化難度大大增加。2）固體顆粒含量高：與一般低含渣污油相比，玉門油田污油含有大量固體顆粒（油泥）。高含渣污油具有更高的固體顆粒含量，由于固體顆粒本身即為乳化劑，其含量越高，與膠質、瀝青質等形成的固體網狀結構越致密。且緊密地粘附在油水界面膜上，使得體系粘度增大，極大的提高了污油的乳化穩定性，增加了破乳難度，尤其對于渣含量較高的罐底污油而言破乳脫水難度更大。

3.污油處理工藝的理論依據

污油破乳的三個關鍵點：

（1）加入預處理劑：目的是使用預處理劑的氧化作用，對渣表面的膠質和瀝青質等進行氧化降解反應，降低界面張力，為隨后的破乳劑進入發揮作用起到良好的預處理作用。

（2）破乳劑、絮凝劑混配使用：破乳-絮凝作用同時發生，使得預處理破乳之后的浮渣能夠充分絮凝成團，為后續超聲沉降奠基基礎。

（3）超聲空化作用：利用超聲空化效應產生的污油內部微環境內高溫高壓作用，諧波震蕩聚并作用，使得破乳絮凝后的浮渣和微小水滴實現有效聚并及沉降。

4、藥劑作用機制分析

由于本處理工藝為預處理劑及藥劑聯合超聲的處理工藝，為單因素考察復配藥劑的作用規律，本文通過污油、預處理劑+超聲、預處理劑+藥劑+超聲等三種條件下處理污油，對比獲得藥劑作用機制。預處理劑+超聲、預處理劑+藥劑+超聲均可實現破乳，但預處理劑+藥劑+超聲的破乳效果最佳，破乳后上層油層最薄，即破乳脫水脫渣量最多，且水質澄清，渣沉底，實現了油水渣的三相分離。充分體現了藥劑良好的破乳性能。

在預處理劑+超聲的處理下，污油的微觀形態已發生明顯改變，即水滴的含量明顯減少，破乳效果較佳;而在預處理劑+藥劑+超聲處理下，水滴含量繼續減少，破乳進一步提升。說明藥劑有明顯促進破乳作用。污油中水渣含量、膠質瀝青質含量及污油的粘度、表面張力均較高，在預處理劑+超聲、預處理劑+藥劑+超聲處理下，污油中的含水量分別降至18.3%、8.5%，污油中膠質含量、瀝青質含量、粘度、表面張力的降幅分別為（32.7%、20.6%、30.4%、28.1%），（41.7%、27.0%、31.6%、45.3%），由此可見，在預處理劑+超聲的處理下，污油中膠質含量、瀝青質含量、粘度、表面張力已實現大幅的降低，而藥劑的添加進一步降低了污油中上述指標，使破乳效果達到最佳。

5.結論

1）玉門油田污油屬于高含渣污油，破乳的難點及重點在于脫渣，即油泥（渣）的處理，對油泥進行有效的破乳—脫渣脫水是該研究能否工業化達標生產的關鍵所在。

2）在破乳之前加入預處理劑，目的是使用預處理劑的氧化作用，對渣表面的膠質瀝青質等（一般破乳劑對此難以發揮作用）進行氧化降解反應，降低界面張力，預處理劑的加入能夠為后續的藥劑進入油水界面發揮破乳及絮凝作用起到良好的作用。

3）破乳-絮凝作用同時發生，使得破乳之后的浮渣能夠充分絮凝成團，充分發揮絮凝劑作用，為后續超聲降渣脫水分離奠定基礎。

超聲作用，利用超聲空化效應產生的污油內部微循環內高溫高壓作用，諧波震蕩聚并作用，使得破乳絮凝后的浮渣和微小水滴實現有效聚并及沉降，超聲實現脫水分層。