原油破乳剂讲解
第一章 破乳剂
第一章破乳剂第一节基本性质一、概述原油破乳剂最早报导于1914年,Barnickel用质量分数为0.1%的FeSO4溶液在35~60℃下进行原油破乳。
1920年后开始有盐型和酯盐型表面活性剂,主要是羧酸盐型、磺酸盐(包括石油磺酸盐)及硫酸酯盐型;1940年后开始使用低分子非离子表面活性剂,如OP型、平平加型、和吐温型等;1950年后出现的非离子型高分子表面活性剂,如聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚、含氧乙烯聚氧丙烯基的酚醛树酯;1990年后开始用两性表面活性剂。
我国对原油破乳剂的研制起步较晚,20世纪60年代以后,首先研制了低分子的非离子表面活性剂,后来又研制聚醚及改性聚醚等高分表面活性剂,1989年我国又自行研制出两性高分子破乳剂CW-01,全世界现有上千种原油破乳剂产品,年销售约百万吨,我国自行研制生产、应用的破乳剂已超过200年牌号,但大多数产品是复配得的,单剂少同,产品适应性差,质量不稳定。
1 乳状液的生成和性质1.1 乳状液的定义乳状液是一个多相体系,其中至少有一种液体以液珠的形式均匀地分散于一种不和它混合的液体之中,液珠的直径一般大于0.1微米(1×10-7m),此种体系有一个最低的稳定度。
在体系中加入表面活性剂或某些固体粉末而使该体系具有一定的稳定性。
1.2 乳状液的生成条件要想制备乳状液,必须满足下述三个条件,缺一不可:①存在着互不相溶的两相,通常为水相和油相。
②存在有乳化剂一类表面活性剂,其作用事降低体系得界面张力,在其微液珠的表面上形成薄膜或双电层阻止微液珠的相互聚结,增大乳状液的稳定性。
③具备强烈的搅拌条件,增加体系的能量。
1.3 乳状液类型常见的乳状液有两类,一类是以油为分散相,水位分散介质的称为水包油型(O/W)乳状液。
另一类是以水相为分散相,油为分散介质的称为油包水型(W/O)乳状液。
当水油比相当时,将引起多重乳化现象。
即是一个两种类型同时存在的乳状液。
掌握乳状液类型的鉴别方法,对于乳状液的试验研究及配置都是很重要的,常用的方法有:①稀释法;②染色法;③电导法;④荧光法;⑤滤纸润湿法。
No.5 原油乳状液的破乳技术与化学破乳剂
Hale Waihona Puke 解,使水呈碱性,活性石油酸在此情况下转变为水溶性乳化剂。
2、重要的破乳剂 (1)电解质,如盐酸、NaCl、MgCl2、CaCl2、Al(NO3)3等。
(2)低分子醇,可分为水溶性醇(如甲、乙、丙醇等)和油溶性醇
破乳剂主要分配在水中因而破入效果越来越差,而油溶性破乳剂主要分配在油 中,因而能延长其起作用时间,提高破乳效果。 (3)由直链线型转向支链线型。如羧基系列的引发剂发展到用酚醛树脂, 胺基系列的引发剂发展到用多烯多胺。 (4)复配使用。这是克服高分子破乳剂专一性的最可取的办法。 (5)新型的破乳剂仍在开发。这是由破乳剂专一性强所决定的。
(如己醇、庚醇等)。 (3)表面活性剂,包括阳离子表面活性剂,如
和阴离子表面活性剂,如
(4)高分子,可用阳离子型、阴离子型和非离子型高分子。
3、破乳机理 (1)电解质主要通过减小油珠表面的负电性和改变乳化剂的亲水亲油
平衡而起作用。
(2)低分子醇是通过改变油水相的极性(使油相极性增加,水相极性 减小),使乳化剂移向油相或水相而起作用。
(15)聚氧乙烯聚氧丙烯聚氧乙烯二乙烯三胺的二元羧酸扩链产物
(16)聚氧乙烯聚氧丙烯甲基硅油(AE型破乳剂)
(17)聚氧乙烯聚氧丙烯酚胺树脂(PFA型破乳剂)
二、破乳机理 1、第一、二代破乳剂 都是水溶型破乳剂(HLB>8),它们对W/O乳化原油乳化剂(HLB在3~6之 间)来说是反型乳化剂,可以通过抵消作用使W/O原油乳液破乳。
酯盐型和磺酸盐型三大类。这代破乳剂的优点是价格便宜,缺点是用量大
浅谈对原油破乳剂的认识
浅谈对原油破乳剂的认识摘要:由于原油含水会增加集输、处理、储运过程中设备、管道和容器的负荷,引起金属表面腐蚀和结垢,增加动力消耗和燃料消耗,因此乳化原油外输前必须进行破乳、脱水,以保证油田开发和炼油厂加工过程的正常进行。
主题词:原油破乳破乳剂破乳机理一、前言世界上大多数原油在开采时都有伴生水,并含有天然表面活性剂。
这种原油在开采和集输的过程中,经过地层孔隙、管线、泵及阀门时的搅拌作用,使得采出油为原油乳状液。
随着二次采油和三次采油技术的日益推广,大量的注水以及化学驱油剂的注入,使得原油采出液中水含量越来越高,原油乳状液的成分也更加复杂。
致使原油破乳成为当今油田必不可少的化学工序之一,在油田应用的各种化学助剂中,破乳剂的需求量也日益增加。
二、乳化液破乳方法乳化液的破坏称为破乳。
原油乳状液的破乳过程是由分散水珠相互接近结合在一起、界面膜破裂、水珠合并粒径增大、在油相中沉降分离等一系列环节组成。
从现有的原油乳状液破乳脱水方法来看,破乳的主要方法可以按如下分类[1]:1.机械方法:重力沉降、离心沉降(分离)、过滤、超滤、微量过滤、过滤聚结等;2.物理方法:热法、电法、磁场法、超声波法以及电渗析法、反渗透法等;3.化学方法:用破乳剂实现原油乳化液破乳。
这里简单介绍一下化学方法破乳:化学破乳一般是采用向原油乳状液中加入一种或几种化学物质来改变乳状液的类型和界面性质,目的是为了降低界面膜的强度,或破坏界面膜的性质,从而使原油乳状液不稳定而发生破乳。
原油破乳剂就是能够破坏原油乳状液的化学剂。
在油田的实际生产过程中,为了提高原油破乳效果达到油水分离的目的,对原油进行破乳一般采用加入破乳剂为主,多种方法同时进行,这样可以提高破乳效果。
三、对破乳剂的认识1.破乳剂的种类按照破乳剂的溶解性,它可分为油溶性和水溶性两类。
投加破乳剂是乳化原油脱水的重要方法。
因此,在破乳过程中使用好的破乳剂应具有在油、水两相中具有较快的扩散速度和顶替原油界面膜的能力,使破乳速度较快,脱水率高。
乳化原油破乳剂综述
乳化原油破乳剂综述摘要:乳化原油是指以原油作分散介质或分散相的乳状液。
以原油作分散介质的乳状液叫W/O型乳化原油;以原油作分散相的乳状液叫O/W型乳化原油本文介绍了破乳剂的国内外现状,破乳剂的类型及破乳机理,综述了破乳剂的发展趋势以及今后的研究方向。
关键词:乳化原油;破乳剂;W/O型破乳剂;O/W型破乳剂;破乳机理1、引言随着3次采油(尤其是碱驱、表面活性剂驱)在油田的广泛使用,采出的乳化原油多是O/W乳化原油。
形成稳定乳状液的主要因素是原油中含有沥青质、胶质等天然表面活性剂物质,他们吸附在油-水界面上形成具有一定强度的界面膜。
由于乳化原油含水会增加泵、管线和储罐的负荷,引起金属表面腐蚀和结垢,因此乳化原油外输前,都要破乳,将水脱出。
破乳的方法[3]有电法、热法和化学法,这几种方法常常联合起来使用。
但是使用最多的是化学法。
化学破乳法需要的化学剂即破乳剂,目前我国油田年需破乳剂大约2万吨。
2、化学破乳剂由于乳状液有两种形态,因此发展了相应的破乳剂,W/O型破乳剂和O/W型破乳剂。
2.1 W/O乳化原油破乳剂(1)第一代破乳剂羧酸盐型,如:环烷酸盐脂肪酸盐硫酸酯盐型,如:烷基硫酸酯盐磺酸盐型,如:烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐、丁二酸二烷基酯磺酸盐;(2)第二代破乳剂OP型,平平加型,土温型;(3)第三代破乳剂这代破乳剂一般由引发剂(如丙二醇、丙三醇、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、酚醛树脂、酚胺树脂等)和环氧化合物(如环氧乙烷、环氧丙烷等)组成。
有些还有扩链剂(如二异氰酸酯、二元羧酸等)和封尾剂(如松香酸、羧酸、硫酸等)。
此外,第三代破乳剂[4]还包括一些高分子非离子-阳离子型两性表面活性剂,如聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚与二[聚氧乙烯基]二烷基氯化铵的二元羧酸扩链产物和含氧烷基化季铵基硅氧烷。
2.2 W/O乳化原油破乳剂破乳机理破乳过程的实质[5]是破乳剂分子渗入并粘附在乳化液滴的界面上取代天然乳化剂并破坏表面膜,将膜内包复的水释放出来,水滴互相聚结形成大水滴并沉降到底部,油水两相发生分离。
乳化原油的破乳
与乳化剂反应(阳离子型表面活性剂),
形成不牢固吸附膜(有分支结构的阴离子表面 活性剂)
抵消作用(油溶性表面活性剂)
3.水包油乳化原油破乳剂的破乳机理
➢聚合物:
通过桥接机理起破乳作用
➢复配使用:
低分子醇与盐复配使用 石油磺酸盐与盐复配使用 季铵盐型表面活性剂 醇与盐的复配使用
乳化原油的破乳
前言
原油中含有各种表面活性物质如环烷 酸、脂肪酸、胶质、沥青质等,增产措施、 提高原油采收率注入地层表面活性剂、聚 合物等,它们可吸附在油水界面或气液表 面,对液珠和气泡有稳定作用,由此产生 原油乳化和起泡沫问题。
一、乳化原油的类型
1.油包水乳化原油(W/O)
以原油作分散介质,以水作分散相的乳化原油。
使垂直电力线方向的界面保护作用削弱,导致水 珠沿垂直电力线方向聚并,引起破乳。
(3)化学法
用破乳剂破坏油包水乳化原油的方法。
2.油包水乳化原油的破乳剂
➢ 低分子破乳剂:
脂肪酸盐、烷基硫酸酯盐、烷基磺酸盐、烷基苯磺酸 盐、OP型表面活性剂、平平加型表面活性剂和吐温 型表面活性剂
➢ 高分子破乳剂:
一次采油和二次采油采出的乳化原油多是油包水乳化原 油。
稳定这类乳化原油的乳化剂主要是原油中的活性石油酸 (如环烷酸、沥青质酸等)和油湿性固体颗粒(如蜡颗 粒、沥青质颗粒等)。
2、水包油乳化原油(O/W)
以水作分散介质,以原油作分散相的乳化原油。
三次采油(尤其是碱驱、表面活性剂驱)采出的乳化原 油多是水包油乳化原油。
稳定这类乳化原油的乳化剂是活性石油酸的碱金属盐, 水溶性表面活性剂或水湿性固体颗粒(如粘土颗粒等)
W/O/W、O/W/O
二、油包水乳化原油的破乳
乳化原油的破乳
3.水包油乳化原油破乳剂的破乳机理
聚合物:
通过桥接机理起破乳作用 低分子醇与盐复配使用 石油磺酸盐与盐复配使用 季铵盐型表面活性剂 醇与盐的复配使用
复配使用:
3.水包油乳化原油破乳剂的破乳机理
电解质:
减小油珠表面的负电性和改变乳化剂的亲水亲 油平衡。 改变油水相的极性(使油相极性增加,水相极 性减小),使乳化剂移向油相或水相
低分子醇:
表面活性剂:
与乳化剂反应(阳离子型表面活性剂), 形成不牢固吸附膜(有分支结构的阴离子表面 活性剂) 抵消作用(油溶性表面活性剂)
(3)化学法
2、水包油乳化原油的破乳剂
电解质
盐酸、氯化钠、氯化镁、氯化镁、硝酸铝、氧氯化锆
水溶性醇:甲醇、乙醇、丙醇 油溶性醇:己醇、庚醇等。 阳离子型表面活性剂 阴离子型表面活性剂 阳离子型聚合物 阴离子型聚合物 非离子型聚合物 非离子-阳离子型聚合物
低分子醇
表面活性剂
聚合物
乳化原油的破乳
前言 原油中含有各种表面活性物质如环烷 酸、脂肪酸、胶质、沥青质等,增产措施、 提高原油采收率注入地层表面活性剂、聚 合物等,它们可吸附在油水界面或气液表 面,对液珠和气泡有稳定作用,由此产生 原油乳化和起泡沫问题。
一、乳化原油的类型
1.油包水乳化原油(W/O)
以原油作分散介质,以水作分散相的乳化原油。 一次采油和二次采油采出的乳化原油多是油包水乳化原 油。 稳定这类乳化原油的乳化剂主要是原油中的活性石油酸 (如环烷酸、沥青质酸等)和油湿性固体颗粒(如蜡颗 粒、沥青质颗粒等)。 以水作分散介质,以原油作分散相的乳化原油。 三次采油(尤其是碱驱、表面活性剂驱)采出的乳化原 油多是水包油乳化原油。 稳定这类乳化原油的乳化剂是活性石油酸的碱金属盐, 水溶性表面活性剂或水湿性固体颗粒(如粘土颗粒等)
原油破乳及化学破乳剂PPT
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(3)温度对原油破乳的影响
温度升高: A.原油黏度降低,有利 于破乳剂向油水界面扩 散,降低油水界面张力。 B.亲水和憎水链节向油 水界面转移,使破乳剂 所占据有效面积增大, 排替出更多的成膜物质, 有利于提高破乳率。
Ind.Eng.Chem.Res. 1994 (33): 1271
随着温度升高,破乳率减缓,并无满意解释
为此,在石油出口、进入炼油厂时,都对 原油中的残水量有一定的要求,一般不得大于 0.5%。
原油破乳方法:
1.电破乳脱水法:
缺点:高电场强度, 含水量低时水链难以 形成。
2.热沉降脱水法: ①加热可使乳状液液滴平均动能加剧,增加
碰撞几率和强度,有利于水滴聚集成团。②降 低界面膜黏度和强度,使水滴易于聚结。 3.化学破乳方法:
4.含硅破乳剂:
Phys.Chem.Chem.Phys 2004 (5): 1570-1574
原油破乳模型:平板破乳模型
Ind.Eng.Chem.Res. 1994 (33): 1271-1279
破乳剂能 够破乳的 先决条件 是具有较 高的表面 活性。
Ind.Eng.Chem.Res. 1994 (33): 1271-1279
3.原油本身含有的天然表面活性物质如胶质、 沥青质、树脂、石蜡及水湿性颗粒
这种含水原油经过喷油嘴、集输管道 逐渐形成比较稳定的W/O型乳状液,一般 水珠直径为0.1-10μm。
含水原油破乳的意义:
由于原油中含有大量的水分 1.加大输油管线和设备的负荷,增加投资费用。 2.引起输油管道腐蚀,在管壁上结垢进而堵塞 输油管道。 3.进入炼油厂时会造成催化剂中毒,从而造成 经济损失。 4.原油含水使乳状液粘度大大增加,迫使系统 加大推动力及提高输运温度,导致集输能耗加 大。
原油破乳剂原理
原油破乳剂原理一、引言原油是一种复杂的混合物,其中含有多种组分,如沥青质、蜡质、树脂、胶质等。
这些组分会在原油中形成乳状液,使得原油的流动性变差,给石油开采、输送和加工带来很大的困扰。
为了解决这一问题,人们研发了原油破乳剂,通过改变原油乳状液的物理和化学性质,使其破乳并恢复其原本的流动性。
二、原油破乳剂的作用机制原油破乳剂的作用机制主要包括两个方面:物理作用和化学作用。
1. 物理作用原油破乳剂通过改变原油中乳状液的物理性质,使其破乳。
原油乳状液的稳定性是由于乳状液中的水相和油相之间存在着界面活性物质,如表面活性剂和胶体颗粒等。
原油破乳剂中的活性成分与界面活性物质相互作用,改变乳状液的表面张力和胶体稳定性,从而破乳。
2. 化学作用原油破乳剂中的活性成分可以与原油中的乳状液组分发生化学反应,改变其结构和性质,从而破乳。
例如,原油中的胶质物质会形成胶体颗粒,原油破乳剂中的活性成分可以与胶质物质发生反应,使其转化为可溶性物质,从而破乳。
三、原油破乳剂的分类根据原理和成分的不同,原油破乳剂可以分为表面活性剂型、胶体颗粒型和光催化型等。
1. 表面活性剂型表面活性剂型原油破乳剂的作用机制是通过改变乳状液的表面张力,使其破乳。
表面活性剂型原油破乳剂中的活性成分具有亲水性和疏水性基团,可以在水相和油相之间形成胶束结构,降低乳状液的表面张力,促使乳状液的破乳。
2. 胶体颗粒型胶体颗粒型原油破乳剂的作用机制是通过胶体颗粒的吸附和聚集作用,使乳状液破乳。
胶体颗粒型原油破乳剂中的活性成分是一种具有胶体性质的固体颗粒,可以吸附在乳状液的界面上,形成胶体颗粒,进而聚集形成较大的胶体团簇,最终破乳。
3. 光催化型光催化型原油破乳剂的作用机制是通过光催化反应,改变乳状液的结构和性质,使其破乳。
光催化型原油破乳剂中的活性成分可以吸收特定波长的光线,产生光催化反应,与乳状液中的组分发生化学反应,改变其结构和性质,从而破乳。
四、原油破乳剂的应用领域原油破乳剂广泛应用于石油勘探、开采、储运和炼油等领域。
油田化学药剂-破乳剂
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破乳剂的筛选方法
A 原油组成与水清、油净的 关系
B 化学破乳剂合成段数与水 清、油净的关系
C 引发剂结构与脱水能力的 关系
D 合成物分子量与脱水效果 的关系
E HLB值(亲油亲水平衡值) 与破乳性能的关系
单位名称-序号
25
破乳剂的筛选方法
单位名称-序号
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典型破乳剂案例
酸化原油乳化稳定机理和脱水困难原因分析
单Re位su名lts称a-fte序r 5号minutes of settling with inhibitor
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典型破乳剂案例
多元热流体返出液处理
—— 渤海稠油油藏(QHD32-6、SZ36-1)氮气泡沫压锥控水增油技术
单位名称-序号
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典型破乳剂案例
氮气泡沫压锥作业后,经过一定周期后,其 返出液进入流程,对油气水的处理产生很大的 影响。
破除乳化的过程一般分为两个阶段.
絮凝阶段
将细小的乳化颗粒聚合在一起从而形成比较大的颗粒 较大的颗粒快速上升或下沉
聚集阶段
达到破除乳化的目的
单位名称-序号
7
原油乳状液
单位名称-序号
8
原油乳状液
单颗聚集颗粒破乳过程示意图
单位名称-序号
9
原油乳状液
水包油乳化破乳过程示意图
Formation of creamed layer
原油乳状液
影响因素
说明
如脂肪酸、环烷酸和部分低分子胶质,它们有较强的表面活性,分散度很高,易在内
低分子有机物
相颗粒界面形成界面膜。但由于分子量低,形成界面膜强度不高,形成的乳化液稳
定性较弱
高分子有机物
原油破乳方法
原油破乳剂的破乳机理介绍一种乳液由至少两种不相混溶的液体组成。
随着原油开采中重稠油比例的不断增加以及三次采油采出的原油乳液愈来愈复杂、愈来愈稳定,石油试剂破乳剂的研究开发也不断地向提高破乳能力,降低破乳温度,减少破乳剂使用浓度和增强适应性方向发展。
破乳机理:原油本身是一种多组分混合物,主要由不同相对分子质量、不同结构的烃以及少量非烃化合物质,主要是水以及溶解于水的无机盐、机械杂质(砂、粘土等)、游离的硫化氢、氯化氢等,以不同形式分散于原油中的胶质、沥青质含量增加,使得原油乳状液更加稳定,加上采油技术的不断开发和应用,大量表面活性剂用来驱油、使原油的组分变得更加复杂,油田采出的原油含水含盐率逐渐增加。
破乳的缘由:原油中含有以上杂质,会增加泵和管线负荷,引起金属表面腐蚀和结聚;而排放的水中含油也会造成环境污染和原油浪费。
不论从经济还是从环境角度均需对原油进行破乳脱水和污水除油,原油破乳都是必需的。
石油试剂乳状液的破乳脱水脱盐是石油生产和加工过程中重要的环节之一,目前石油工业最重要的破乳方法是在原油中加入石油试剂破乳剂原油乳液在油品的生产和炼制中经常出现,世界上主要的粗品油都以一种乳液的形态产出。
目前公认的破乳机理:相转移——反向变形机理,加入石油试剂破乳剂后发生了相转变,这类破乳剂产生与乳化剂形成的乳状液类型相反的表面活性剂碰撞击破界面膜机理。
在加热或搅拌的条件下,石油试剂破乳剂有许多的机会碰撞乳状的界面膜,或吸附在界面膜上,或排除替代部分表面活性物质,从而使其稳定。
增溶机理使用的破乳剂一个或少数几个分子即可形成胶束,这种高分子线团或胶束可增溶乳化剂分子,引起乳化原油破乳褶皱变形机理显微镜观察结果表明,W/O型乳状液具有双层或多层水圈,两层水圈之间是油圈液滴在加热搅拌和破乳剂的作用下,液滴内部各层相互连通,使液滴发生凝聚而破乳此外,国内在对O/W型乳化原油体系的破乳机理研究方面也有一些研究工作,认为理想的石油试剂破乳剂必须具备下列条件:较强的表面活性;良好的润湿性能;足够的絮凝能力;较好的聚结效果石油试剂破乳剂在油品生产和炼制中的应用具有十分重要的意义. 超声波破乳法原理原油破乳脱水脱盐是炼油工艺的重要课题之一。
原油破乳剂原理
原油破乳剂原理一、引言原油破乳剂是石油开采和炼油过程中常用的一种化学剂,用于破乳原油中的乳状液体,以便更好地分离油水两相和提高石油的品质。
本文将介绍原油破乳剂的原理及其在油田开发中的应用。
二、原油破乳剂的原理原油中的乳状液体是由水和油形成的胶体体系,其中水分散在油中形成小液滴。
原油破乳剂的作用是通过改变乳状液体的表面性质,使水和油相互分离,从而加快石油分离过程。
原油破乳剂的主要成分是表面活性剂,它能够在水和油的界面处形成一层薄膜,降低乳状液体的表面张力,使水和油能够更好地分离。
表面活性剂分为阳离子、阴离子和非离子三种类型,不同类型的表面活性剂适用于不同种类的原油。
在原油中添加表面活性剂后,它会吸附在水油界面处,形成一个类似于胶束的结构。
这种结构能够将分散的水液滴包裹在内部,形成稳定的乳状液体。
当添加原油破乳剂时,表面活性剂会破坏这种结构,使水液滴相互融合,从而分离出水相和油相。
三、原油破乳剂的应用1. 油田开采在油田开采过程中,原油破乳剂可以帮助分离原油中的水相和油相。
油井中的油水乳状液体会降低油井的产能,影响油田的开发效果。
通过添加原油破乳剂,可以破坏乳状液体的结构,使水和油相分离,提高油井的产能。
2. 炼油过程在炼油过程中,原油破乳剂可以帮助分离原油中的水相和油相,减少残留水分对炼油设备的腐蚀,提高炼油产品的品质。
同时,原油破乳剂还可以降低炼油过程中的能耗,提高炼油的经济效益。
3. 环境保护原油中的水相含有大量的盐分和有机物,对环境造成污染。
通过使用原油破乳剂,可以有效地分离水相和油相,减少水相的排放,降低环境污染。
四、总结原油破乳剂通过改变原油中乳状液体的表面性质,使水和油相互分离,提高石油的品质和开采效果。
它在油田开采和炼油过程中起到了重要的作用,并对环境保护起到了积极的推动作用。
随着科技的不断进步,原油破乳剂将会在石油工业中发挥更大的作用。
几类常用原油破乳剂的作用机理
几类常用原油破乳剂的作用机理荐661常治辉原创 | 2010/3/13 18:19 | 投票关键字:原油破乳剂、相破乳机理早期使用的破乳剂一般是亲水性强的阴离子型表面活性剂,因此早期的破乳机理认为,破乳作用的第一步是破乳剂在热能和机械能作用下与油水界面膜相接触,排替原油界面膜内的天然活性物质,形成新的油水界面膜。
这种新的油水界面膜亲水性强,牢固性差,因此油包水型乳状液便能反相变型成为水包油型乳状液。
外相的水相互聚结,当达到一定体积后,因油水密度差异,从油相中沉降出来。
Salager用表面活性剂亲合力差值SAD(Surfactant affinity–difference)定量地表示阴离子破乳剂的反相点:SAD将所有影响破乳剂的诸因素归纳在一起,当SAD=0时,乳状液的稳定性最低,最容易反相破乳。
2、絮凝–聚结破乳机理在非离子型破乳剂问世后,由于其相对分子质量远大于阴离子破乳剂,因此,出现了絮凝-聚结破乳理论。
这种机理并没有完全否定反相排替破乳机理,而是认为:在热能和机械能的作用下,即在加热和搅拌下相对分子质量较大的破乳剂分散在原油乳状液中,引起细小的液珠絮凝,使分散相中的液珠集合成松散的团粒。
在团粒内各细小液珠依然存在,这种絮凝过程是可逆的。
随后的聚结过程是将这些松散的团粒不可逆地集合成一个大液滴,导致乳状液珠数目减少。
当液滴长大到一定直径后,因油水密度差异,沉降分离。
对于非离子型破乳剂,SAD定义为:研究表明:在低温下,非离子型原油破乳剂中环氧乙烷链段以弯曲形式掉入水相,环氧丙烷链段以多点吸附形式吸附在油水界面上。
在高温下,环氧乙烷链段从水相向油水界面转移,而环氧丙烷链段则脱离界面进入油相。
分子所占面积越大,则置换原吸附在油–水界面上的乳化剂分子越多,破乳效果越好。
一般来说,低温时,EO含量越高,则伸向水相部分越多;环氧丙烷含量越高,则PO链段与油水界面接触的点数越多,因而分子在油–水界面上所占的面积越大。
几类常用原油破乳剂的作用机理
几类常用原油破乳剂的作用机理常用原油破乳剂主要有表面活性剂、溶剂和高分子破乳剂。
这些破乳剂的作用机理主要涉及到两个方面:破乳剂与原油中乳化剂的相互作用和破乳剂与乳化液中封闭的水滴的相互作用。
表面活性剂是常用的原油破乳剂之一、在原油中,乳化剂(例如胆甾醇、胆固醇、树脂等)会将水分子封闭在油滴表面,使得原油形成乳化液。
而表面活性剂能够与乳化剂相互作用,改变其在油滴表面的排布,瞬时破乳。
表面活性剂的作用机理主要有以下几个方面:1.降低乳化剂的浓度:破乳剂可以与乳化剂结合,降低其在乳化液中的浓度,进而减少乳化作用的强度,从而实现破乳效果。
2.改变表面张力:破乳剂可以降低原油中的表面张力,使得原油中的水分子更容易离开油滴表面,形成大分散相和小分散相的分离,实现破乳。
3.形成胶束:破乳剂能够与原油中的乳化剂结合形成胶束,这些胶束将原油中的油滴包裹其中,阻碍油滴之间的相互结合,从而破乳。
溶剂也是一类常用的原油破乳剂。
溶剂的作用机理主要是通过在油滴表面和水分子之间形成一个“桥梁”,将封闭在油滴内的水分子与外界分离,从而实现破乳效果。
具体的机理包括以下几个方面:1.溶剂破乳剂可以改变原油中的分散相和连续相的极性,使得它们之间的相互作用发生变化,进而导致乳化液破乳。
2.溶剂可以与水分子结合,形成与油滴之间的新界面,从而分离水分子与油滴。
3.溶剂可以改变乳化液中水分子的分布,使得封闭在油滴内的水分子更容易与乳化液中的油滴分离。
高分子破乳剂是一类通过与乳化剂反应生成高分子复合物的破乳剂。
高分子破乳剂的作用机理主要有以下几个方面:1.高分子破乳剂可以与乳化剂结合,形成高分子复合物,这些复合物具有较大的分子量,能够在原油中形成交联网状结构,将油滴之间连接在一起,从而实现破乳。
2.高分子破乳剂可以与乳化液中的水分子相互作用,改变水分子在油滴表面的排布,使得封闭在油滴内的水分子更容易与乳化液分离,实现破乳效果。
3.高分子破乳剂还可以通过改变乳化液中的流变性质,增加其黏度,阻碍油滴之间的相互结合和聚集,从而实现破乳。
原油破乳剂成分
原油破乳剂成分
原油破乳剂是一种用于分散和破乳原油中乳状液滴的化学添加剂。
其具体成分可以根据不同的破乳剂配方而有所差异,但通常包括以下类型的成分:
1. 表面活性剂:破乳剂中常含有一种或多种表面活性剂,用于降低原油中乳状液滴的表面张力,促使其分散和破乳。
常见的表面活性剂包括非离子表面活性剂(如聚醚类表面活性剂)、阴离子表面活性剂(如硫酸盐类表面活性剂)和阳离子表面活性剂(如胺类表面活性剂)。
2. 分散剂:分散剂有助于将乳状液滴分散在原油中,防止其重新聚集形成乳状液。
常见的分散剂包括聚合物和胶体物质,如聚丙烯酸酯类、胶体硅等。
3. 稳定剂:稳定剂可帮助维持原油中乳状液滴的分散状态,防止其再次结合成大液滴。
这些成分通常是聚合物类化合物,如聚酰胺类。
4. pH 调节剂:pH 调节剂用于调整破乳剂的酸碱性,以最优化破乳效果。
常见的 pH 调节剂包括碱性物质(如氢氧化钠)或酸性物质(如盐酸)。
1/ 1。
原油净化化学破乳剂脱水法
原油净化化学破乳剂脱水法原油净化是指通过化学方法或物理方法去除原油中的杂质,使其达到一定的质量要求。
其中,化学破乳剂脱水法是一种常用的原油净化方法。
本文将对原油净化化学破乳剂脱水法进行详细介绍。
一、化学破乳剂脱水法的原理化学破乳剂脱水法是基于破乳剂对原油中的乳化液进行破乳,并通过凝聚、沉降等作用使水分离出来,从而实现原油的脱水净化。
其原理主要包括以下几个方面:1. 破乳剂作用:破乳剂通过改变乳化液的分子结构,破坏乳化液中油相和水相之间的界面层结构,从而使水分离出来。
破乳剂常使用的有非离子型破乳剂、阳离子型破乳剂和阴离子型破乳剂等。
2. 凝聚作用:破乳剂作用下,原油中的颗粒和泡沫被破坏,凝聚成较大的颗粒,从而使其比重增大,有利于沉降。
3. 沉降分离:经过破乳处理后的原油中的乳化水和凝聚的杂质通过重力作用在沉降器内沉降,水和杂质沉淀于底部,通过底部排水口排出。
二、化学破乳剂脱水法的步骤化学破乳剂脱水法主要通过以下几个步骤实现:1. 混合反应:将原油与适量的破乳剂进行混合,促使其快速均匀的混合反应。
2. 分离:经过混合反应后,原油中的乳化水和凝聚的杂质形成较大的颗粒,然后经过一段时间的静置,使其分离出来。
3. 沉降:通过重力作用,乳化水和杂质在沉降器内沉降,沉淀于底部。
4. 排水:通过底部排水口将沉淀的乳化水和杂质排出。
5. 过滤:为了进一步提高原油的净化程度,可以通过过滤来去除残余的杂质和颗粒,提高原油的质量。
三、化学破乳剂脱水法的优点和应用化学破乳剂脱水法具有以下优点:1. 脱水效果好:通过化学破乳剂脱水法可以有效去除原油中的乳化水和杂质,使原油的水含量降低到一定的标准以下。
2. 操作简便:化学破乳剂脱水法的操作相对较简单,操作人员只需按照一定的操作流程进行操作即可。
3. 适用范围广:化学破乳剂脱水法适用于不同种类的原油,具有较广的适用范围。
化学破乳剂脱水法主要应用于石油加工、炼油和石油化工等行业,用于去除原油中的水分和杂质,提高原油的质量,并为后续的加工和使用提供优质原料。
原油破乳剂
(2)油田采出液含水量的增高,使得水溶性破乳剂的破乳效果变差而向油溶性破乳剂或混合型破乳剂方向发 展。
(3)以酚醛树脂、多乙烯多胺为起始剂合成的原油破乳剂的高效应用,使国外认识到支链型破乳剂的破乳效 果优于直链型破乳剂。比如,近期开发的以氨一丙烯酸甲酯为核心与乙二胺进行酰胺缩合反应得到的星型聚合物, 便是典型的支链型破乳剂。
(4)高分子原油破乳剂存在专一性强的缺点,由于原油采出液具有复杂多样性,使得国外新型高分子破乳剂 不断得到开发应用,并根据实际需要,在分子结构中引入了硅、氮、磷、硼等元素,甚至提出用碳酸乙酯代替烷 氧基合成高分油乳状液破乳机理研究多集中在液滴聚结过程的精细考察和破乳剂对界面流变性质的影响等方 面。但由于破乳剂对乳状液的作用非常复杂,尽管在这个领域进行了大量的研究工作,目前对破乳机理尚无统一 论断。
以下几种目前公认的破乳机理:③增溶机理。使用的破乳剂一个或少数几个分子即可形成胶束,这种高分子 线团或胶束可增溶乳化剂分子,引起乳化原油破乳。④褶皱变形机理。显微镜观察结果表明,W/O型乳状液具有 双层或多层水圈,两层水圈之间是油圈。液滴在加热搅拌和破乳剂的作用下,液滴内部各层相互连通,使液滴发 生凝聚而破乳。
由以上几例研究方向可以看出,我国破乳剂的研制仍停留在用环氧化物制备嵌段共聚物的水平上,只是在催 化剂、起始剂、扩链剂上作一些改动以增加相对分子质量,而从根本上改变聚醚类产品的破乳剂很少见。
展望
针对我国目前原油破乳剂的使用和研究现状以及越来越严格的环保要求,对新型高效破乳剂的研究和应用显 得愈来愈紧迫。比较国内外破乳剂的发展:①在具有新的化学结构的破乳剂研究方面,国内研究的比较少,非聚 醚型聚合物破乳剂有望逐渐取代聚醚型破乳剂。②尽管已意识到聚醚型破乳剂在生产和应用中的不足,但由于单 剂品种少,新类型破乳剂开发难;而复配破乳剂由于能低温破乳,用量少,节省热能,快速破乳,提高设备处理 效率,扩大破乳剂对原油的适用范围,克服破乳剂专业性过强这一弱点,正日益受到重视;因此各科研单位仍将 以复配破乳剂研究为主,而且.目前情况下复配也是解决破乳剂专一性的最有效办法之一。③对污水(o/w型乳液) 的破乳处理,还未引起足够的重视,在此领域国内应投入较大力量进行研究。
原油破乳剂破乳的认识浅谈
8科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald2010 NO.07Science and Technology Innovation Herald研 究 报 告1 概述原油含水是油田开发中的普遍现象和正常状态,而原油含水的危害也非常严重。
在石油开采时,油水混合物由井底向地面流动时,随着压力降低,溶解在原油中的油田气会不断析出,气体的不断膨胀会对油、水进行剧烈的搅拌,从而形成比较较稳定的乳状液。
原油乳状液的稳定性给原油的脱水处理带来了严重危害。
而且原油乳状液的稳定性还会随着含水率的上升,稳定性逐渐增强。
经过初步统计马北试采作业区2007年~2008年原油含水率由之前的30%增加到目前的55%。
柴达木盆地马北试采作业区在原油处理过程中曾经多次出现处理、沉降后原油含水率在0.5%(马北合格原油外运的最高含水率)以上的情况,经过实验室化验显示是由于破乳剂破乳效果不佳等原因造成的。
这给生产带来了很多危害,原油乳状液的不断循环处理增大了原油处理负荷,增大了站内回压,造成许多低压油井产量降低或不出油等现象的发生。
这也是目前马北原油产量下降的一个重要影响因素。
目前,马北试采作业区原油乳状液性质为W/O型,但由于马北油田原由综合含水率由刚投产时到目前急剧增加,此时油可能以微小的颗粒分散到水中,这样就会产生O/W型原油乳状液,那么目前使用的非离子、水溶性破乳剂破乳效果就会受到很大影响。
另外,破乳剂破乳温度在42℃左右,破乳剂用量100g/t,也存在着破乳剂破乳温度、用量不够准确等问题。
破乳剂温度、用量的选择不仅关系到原油脱水效率,还与原油脱水成本,热能消耗,生产负荷存在着密切的关系。
为了提高破乳剂破乳效率,降低脱水成本,减少能量消耗。
我们应该对破乳剂进行实验室内的分析优选。
2 原油乳状液2.1原油乳状液的类型乳状液通常由水(或水溶液)和有机液体(常称为“油”)组成,它们两者可分别为分散相或分散介质,所以乳状液有两种类型,一种是以油为分散相,水为分散介质,简称水包油型,以O/W表示。
几类常用原油破乳剂的作用机理
几类常用原油破乳剂的作用机理
常用原油破乳剂是用于分散和破乳原油乳状液的表面活性剂。
原油乳状液是指在原油中存在微细悬浮液滴的情况。
常见的原油破乳剂有阴离子破乳剂、非离子破乳剂和阳离子破乳剂。
它们的作用机理有以下几种。
首先是阴离子破乳剂的作用机理。
阴离子破乳剂在水中解离产生阴离子,这些阴离子可以与原油表面的阳离子相互作用,从而改变原油乳状液中悬浮液滴上的表面电荷。
当破乳剂浓度足够时,阴离子破乳剂会吸附在悬浮液滴的表面,破坏液滴的稳定性,导致液滴的聚集和融合,最终形成较大的液滴,使油水分离更容易实现。
其次是非离子破乳剂的作用机理。
非离子破乳剂是由非离子表面活性剂组成的,它们与原油乳状液中的悬浮液滴接触后,会在液滴表面形成一层分子膜。
这层分子膜能够将液滴包裹住,阻止液滴的相互作用和聚集。
当非离子破乳剂浓度增加时,这层分子膜的厚度增加,从而增加了液滴表面的能量,使液滴更容易分离和沉降。
最后是阳离子破乳剂的作用机理。
阳离子破乳剂在水中解离后会产生阳离子,它们可以与原油乳状液中的阴离子相互作用,从而改变液滴表面的电荷状态。
当破乳剂浓度足够时,阳离子破乳剂会吸附在液滴表面,使液滴表面带正电荷。
这种带正电荷的液滴之间会发生排斥作用,使液滴分散并阻碍液滴的聚集和融合,进而促进油水分离的发生。
总的来说,常用的原油破乳剂通过不同的机理作用于原油乳状液,改变液滴的表面性质和相互作用,从而破坏液滴的稳定性,促进液滴的聚集和融合,进而实现原油与水的有效分离。
这些破乳剂的选择和使用应根据原油乳状液的特性和性质进行合理调整。
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毕业论文答辩
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实验结果与讨论
80
SP169
70
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10ppm 30ppm
50ppm 50
脱水率%
40
最佳破乳温度为:60℃ 最佳破乳剂用量为:30ppm 脱水率达到73.3%
图1
75
SP169
70
65
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0
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5
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Hale Waihona Puke 时间/min60℃、不同含量时的脱水率随时间的变化
80
330E
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原油中破乳剂的含量/ppm
图6 70℃时脱水率随破乳剂含量的变化
实验结果与讨论
NJ2001
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最佳破乳温度为:80℃
30 20
最佳破乳剂用量为:10ppm
4、NJ2001与330E相比,NJ2001的相对分子量较330E小 很多,具有较小的动力学半径,能较快地扩散聚集到油水界 面上,能够在较短的时间内将部分乳化水聚集沉降。
展望 低温破乳剂的研究路线
原油评价
破乳剂的分析
低温破乳剂的筛选 破乳剂的复配研究
原油与破乳剂 匹配性研究
低温破乳剂的 合成及破乳性
实验结果与讨论
现有破乳剂: SP169、BP2040、NJ2001、NJ9708、330E、 聚醚
实验目的: 对沙特重质原油(含水量为3%),进行低温破乳 研究,筛选出有破乳效果的破乳剂,并对筛选出的 破乳剂考察不同温度、不同用量下的脱水效果。
实验方法: 破乳剂使用性能检测(瓶试法)
筛选出的破乳剂: SP169、330E、NJ2001
年节约成本近 百万元
原油破乳剂的发展
在1914年,Barnickel在其申请的专利中提到在35~60 ℃下用 0.1% FeSO4 溶液对原油进行破乳。
破乳剂的发展历程
第一代 第二代 第三代
烧碱、脂肪酸、环烷酸、烷基芳烃、 柴油和烷基芳烃磺酸、土耳其红油
OP系列 平平加及Tween系列
环氧乙烷和环氧丙烷的共聚物、烷基 酚醛树脂、聚氧乙烯、聚氧丙烯醚及 其改性物等
80
SP169
70
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温度/℃
图2 30ppm时SP169的脱水率随温度的变化
0
10
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原油中破乳剂的含量/ppm
图3 60℃时脱水率随破乳剂含量的变化
实验结果与讨论
脱水率%
85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10
10 0
脱水率达到100%
-10 0
5
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时间/min
图7 80℃、不同含量时的脱水率随时间的变化
100
NJ2001
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NJ2001
脱水率%
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脱水率%
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温度/℃
40
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原油中破乳剂的含量/ppm
图8 10ppm时脱水率随温度的变化
原油破乳剂的发展
今后的发展方向
非聚醚 型
复配型
超高分 子量型
原油破乳剂的破乳机理 在原油电脱盐脱水过程中由于盐溶解于水中,因此 最重要的的是水的脱除效果。 两相邻液滴之间聚结力为:
ε 为油相介电常数,E为电场强度,D为相邻液滴中心距, d为乳化液滴直径
液滴的沉降遵循斯托克斯公式:
其中,V为沉降速度,d为液滴直径,ρ 1和ρ 2分别为液 滴和乳状液的密度,μ 为乳状液黏度。
原油破乳剂的破乳机理
影响原油破乳的主要因素有以下几个方面
1
原油的性质
原油与水密 度差大,原 油粘度低, 蜡含量少, 破乳效果好。
2
破乳温度
低温时油水密 度差变小,同 样粒径的水滴 沉降速度变慢, 破乳后油水分 离时间较长
3
破乳剂的用量
破乳剂用量 在cmc浓度 (临界胶束浓 度)左右,破 乳脱水效果 最佳
毕业论文答辩
低温原油破乳剂的研究
———现有原油破乳剂的筛选
目录
课题研究的意义
2
原油破乳剂的发展
3
破乳剂的破乳机理
4
实验结果与讨论
结论
含水 高
重质
原油
乳化 严重
课题研究的意义
低温
破乳剂
降低 能耗
降低成本和节约能耗
以炼厂破乳剂为例
千万吨级 炼厂
破乳剂减少 10mg/L
温度降低 20℃
课题研究的意义
图9 80℃时脱水率随破乳剂含量的变化
结论
1、三种破乳剂的脱水率随着静置时间的增加而增加,随着破 乳温度的升高而增加。
2、在一定的破乳温度下,原油脱水率存在一个最大值,即 存在一个破乳剂最佳用量值。
3、从破乳剂的结构来看,330E的属于分支结构,SP169属于 直链结构,在相对分子质量相当时,分支结构的破乳剂 脱水 效果比直链结构的脱水效果好。
5 0 -5
0
50ppm 30ppm 10ppm 5ppm 0ppm
5
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15
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30
35
时间/min
330E
最佳破乳温度为:70℃ 最佳破乳剂用量为:10ppm 脱水率达到80%
图4 70℃、不同含量时的脱水率随时间的变化
80
330E
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脱水率%
50
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30
40
50
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70
80
温度/℃
图5 10ppm时脱水率随温度的变化