新型原油破乳剂的研制

新型原油破乳剂的研制

随着油田开采的持续发展和各种收获方法的应用，原油破产剥皮问题变得越来越复杂。尤其是高比例、高粘度和高稳定性原油的破产剥皮。现在常用的聚醚类破乳剂往往无法达到预期效果。采油过程中加入的大量化学药剂对原油的破乳脱水造成了一定的困难,不但使产出液乳化状态多样化,采出原油的相状态不仅限于W/O型,还有O/W型,W/O和O/W两种乳状液合为一体的多重乳状液,某些文献上也称为套圈乳状液,而且增强了界面膜强度,从而增加了脱水的难度。破乳剂对油水界面膜强度和乳状液相状态的影响与破乳剂在界面上吸附的量和性质有关,本研究采用了阳离子有机胺酯作为破乳剂,该种结构的破乳剂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剂——CR破乳剂,对高比重、高粘原油特别有效,经山东省化工信息中心对相关文献的检索,未发现文献报道。1实验1.1cr-u型合成1.1.1原材料混合脂肪酸、羟基胺及其他试剂均为工业纯1.1.2cr破乳剂的合成将混合脂肪酸与羟基胺按摩尔比1∶1～1.2,投入四口烧瓶中,烧瓶配搅拌器、温度计、氮气入口、回流冷凝管,开启搅拌,通氮气10min后,在一定温度下反应3～4h,然后阳离子化,配成溶液,即为CR破乳剂,胺值60mgKOH·g-1。反应式如下:(1)有机胺酯的合成R1—CO—OH+NR3R4—R2OH—→R1—CO—O—R2—NR3—R4(2)阳离子有机胺酯的合成R1—CO—O—R2—NR3—R4+R5X—→R1—CO—O-R2—+R3R5N—R4X-1R1=C6～C20烷基;R2=C2～C4亚烷基;R3,R4,R5=H,C1～C3烷基或C2H4OH;X=有机或无机阴离子。1.2破乳脱水实验采用SY5281-1991破乳剂使用性能检测方法进行破乳脱水实验。采用GB/T8929-88蒸馏法测原油含水率,根据SY/T5329-1994的方法步骤测定污水含油率。2结果与讨论2.1cr-u型涂料分析2.1.1cr破乳剂与反应物的吸收图谱用756MCUV分光光度计对CR破乳剂及其反应物在紫外光谱区分别进行扫描,所得谱图如图1所示。从图中可以看出,反应物有机酸在270nm和370nm处有吸收峰,羟基胺在290nm处有吸收峰,而CR破乳剂在270nm、290nm和370nm处均无吸收峰。说明某些特征基因确实在反应中进行了彻底的转换。2.1.2离子化分离器用SP-502气相色谱仪对CR破乳剂进行分析,采用填充柱色谱柱,氢火焰离子化检测器,所得谱图如图2所示。活性物保留时间为2.415min,游离胺保留时间为4.973min。根据峰面积归一化法计算出活性物含量为85%,游离胺含量为10%。2.2破乳剂和破乳液的脱水试验2.2.1破乳剂筛选结果胜利炼油厂的氯烃油,密度为1.136～1.90g·mL-1,因皂化作用形成稳定的W/O乳状液,经筛选实验多种破乳剂均无效果,采用CR破乳剂进行破乳脱水处理后,脱出水中含油小于质量分数50×10-6,油中含水1.3%,已满足了生产要求。结果见表1。由表1看出,聚醚破乳剂及反相破乳剂(CW-01)对这种高比重高稳油均无作用,而CR破乳剂效果明显,油水界面清晰,脱出水清,达到了预期效果。2.2.2界面清清率孤岛集输站原油含水高达90%,采用CR破乳剂进行破乳,脱水速度快,界面清晰,脱出水清。结果见表2。该种原油采用聚醚破乳剂进行破乳脱水虽然有效果,但存在着脱水时间长,油不界面不清晰,脱出水浑等不同的缺点,CR破乳剂克服了这些不足,是一种理想的破乳剂。2.2.3cr破乳剂的破乳机理辽河油田特油公司的稠油属超稠油,粘度(50℃)13000mPa·s,胶质、沥青质含量为48%,含水40～50%,脱水难度较大。现场脱水工艺要求为:脱水温度85～90℃,脱水时间72h,加药量500～600mg·L-1,净化油含水≤5%,要求脱出水清。现场结果证明,CR破乳剂具有脱水清、界面齐、配伍性好的特点,结果见表3。使用聚醚破乳剂BCO虽然也有一定效果,但是脱出水浑,给污水排放、回注及进一步水处理带来了困难,在日益强调环保的形势下,这是一个严重的问题。CR破乳剂的显著特点是脱出水清,与聚醚破乳剂复配后使用,仍然保持着这个特点。从以上实验可看出,CR破乳剂对高比重、高粘、高稳原油的破乳脱水效果明显,这与CR破乳剂的结构有关。在合成CR破乳剂的过程中,考虑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结构,更有效、快速地破坏油水界面膜,减少了破乳剂的用量。CR破乳剂的阳离子中和了表面电荷,改变油水界面活性,克服双电层的排斥作用,促使油水分离,防止胶质沥青石蜡的沉积,使脱出水清。而CR破乳剂本身活性较低,由于带有相同的阳离子电荷而相互排斥,在油水界面上形成低强度的、疏松的界面膜,油珠聚集在一起,达到油水分离的目的。3原油乳状液破乳脱水效果CR破乳剂是一种非聚醚类阳离子有机胺