原油破乳劑的復(fù)配研究

程 蟬，張謀真，石斌龍，劉啟瑞，楊 華

(延安大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)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(tài)存在的水，會(huì)增大煉制過(guò)程中燃料和冷卻水的損耗，增大泵、管線和儲(chǔ)罐的負(fù)荷，而且水中溶解有一定量的鹽，會(huì)引起設(shè)備和管道結(jié)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]?；瘜W(xué)破乳法是原油脫水常用方法之一，通過(guò)添加破乳劑，改變?nèi)闋钜旱念愋突蚪缑嫘再|(zhì)，降低乳狀液的穩(wěn)定性，破壞其乳化狀態(tài)，使油水分離達(dá)到脫水目的[4，5]。陜北原油乳狀液成分復(fù)雜，穩(wěn)定性強(qiáng)，對(duì)破乳劑的要求高，而現(xiàn)用破乳劑存在脫水率低、污水含油和懸浮物多等問(wèn)題，迫切需要合成和復(fù)配新型破乳劑以解決這些問(wèn)題[6～8]。

作者在此以有機(jī)胺為起始劑、環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷為單體、氫氧化鉀為催化劑，在環(huán)氧丙烷開(kāi)環(huán)聚合溫度為(130±5) ℃、環(huán)氧乙烷開(kāi)環(huán)聚合溫度為(120±5) ℃、壓強(qiáng)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(fù)配，對(duì)陜北油田有代表性的河莊坪和子長(zhǎng)原油進(jìn)行脫水實(shí)驗(yàn)。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料、試劑和儀器

原油取自陜北河莊坪和子長(zhǎng)。河莊坪原油密度906.6 kg·m-3(20 ℃)，水分4.90%，凝點(diǎn)12 ℃，含鹽量118 mg·L-1，粘度4.97 mm2·s-1；子長(zhǎng)原油密度871.6 kg·m-3(20 ℃)，水分2.40%，凝點(diǎn)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(huán)氧乙烷(EO)、環(huán)氧丙烷(PO)，化學(xué)純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；KOH，分析純，西安化學(xué)試劑廠；BC助劑為有機(jī)小分子化合物。

GSH-1型高壓反應(yīng)釜，威海坤昌化工機(jī)械有限公司；JJ-2型組織搗碎勻漿機(jī)，最大轉(zhuǎn)速8000 r·min-1，常州國(guó)華儀器廠；76-1型玻璃恒溫浴(300 mm×300 mm)，上海標(biāo)本模型廠。

1.2 TA4812和AP442的合成

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

TA4812的合成反應(yīng)式：

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

AP442的合成反應(yīng)式：

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

1.3 破乳劑脫水性能測(cè)試

破乳劑脫水性能測(cè)試參照文獻(xiàn)[9]進(jìn)行。

2 結(jié)果與討論

將合成的TA4812、AP442與BC助劑按一定比例復(fù)配，并將其用于陜北油田河莊坪和子長(zhǎng)原油的脫水實(shí)驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，子長(zhǎng)原油在脫水溫度為55 ℃、破乳劑總用量為100 mg·L-1、脫水時(shí)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(shí)才能脫水。這與子長(zhǎng)原油含鹽量、粘度、凝點(diǎn)相對(duì)較高等因素有關(guān)。

在脫水溫度為55 ℃、破乳劑總用量為100 mg·L-1、脫水時(shí)間為6 h的條件下對(duì)河莊坪原油進(jìn)行脫水實(shí)驗(yàn)；在脫水溫度為65 ℃、破乳劑總用量為200 mg·L-1、脫水時(shí)間為6 h的條件下對(duì)子長(zhǎng)原油進(jìn)行脫水實(shí)驗(yàn)；結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 復(fù)配破乳劑對(duì)河莊坪和子長(zhǎng)原油的脫水率

由表1可知：

(1)對(duì)河莊坪原油，TA4812、AP442與BC復(fù)配比例為4∶1時(shí)，脫水速率快，脫水率最高，分別達(dá)到92.8%、94.8%。AP442與BC復(fù)配，隨著B(niǎo)C比例的增大，脫水率和脫水速率下降明顯。

(2)對(duì)子長(zhǎng)原油，TA4812、AP442與BC復(fù)配比例為4∶1時(shí)，脫水速率快，脫水率最高，分別達(dá)到98.3%、96.3%。

(3)對(duì)河莊坪和子長(zhǎng)原油，TA4812、AP442與BC復(fù)配比例為4∶1時(shí)的脫出水清不含油，無(wú)懸浮物，油水界面整齊。

3 結(jié)論

以有機(jī)胺為起始劑、環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷為單體、氫氧化鉀為催化劑，在環(huán)氧丙烷開(kāi)環(huán)聚合溫度為(130±5) ℃、環(huán)氧乙烷開(kāi)環(huán)聚合溫度為(120±5) ℃、壓強(qiáng)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(fù)配，對(duì)陜北油田有代表性的河莊坪和子長(zhǎng)原油進(jìn)行脫水實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，對(duì)河莊坪原油，在55 ℃、破乳劑總用量為100 mg·L-1、脫水時(shí)間為6 h的條件下，TA4812、AP442與BC復(fù)配比例為4∶1時(shí)，脫水速率快，脫水率最高，分別達(dá)到92.8%、94.8%；對(duì)子長(zhǎng)原油，在65 ℃、破乳劑總用量為200 mg·L-1、脫水時(shí)間為6 h的條件下，TA4812、AP442與BC復(fù)配比例為4∶1時(shí)，脫水速率快，脫水率最高，分別達(dá)到98.3%、96.3%。

TA4812、AP442與BC按4∶1復(fù)配時(shí)，對(duì)河莊坪和子長(zhǎng)原油脫水率和脫水速率都高，且脫出的水清不含油，無(wú)懸浮物，油水界面整齊，對(duì)兩種不同原油的適應(yīng)性強(qiáng)，通用性好。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳和平,徐家業(yè),張群正.破乳劑發(fā)展的新方向[J].石油與天然氣化工,2001,30(2):92-95.

[2] 王學(xué)會(huì),朱春梅,胡華瑋,等.原油破乳劑研究發(fā)展綜述[J].油田化學(xué)，2002,19(4):379-381.

[3] 任卓琳,牟英華,崔付義.原油破乳劑機(jī)理與發(fā)展趨勢(shì)[J].油氣田地面工程,2005,24(7):16-17.

[4] 張謀真,郭立民,劉啟瑞,等.AE系列原油破乳劑的研究[J].化學(xué)與生物工程，2010，27(12)：28-30.

[5] 任朝華,羅躍.原油破乳劑的合成方法[J].精細(xì)石油化工進(jìn)展，2011，12(3)：45-48.

[6] 康萬(wàn)利,李金環(huán),劉桂范.原油破乳劑的研制進(jìn)展[J].石油與天然氣化工，2004,33(6):433-436.

[7] 吳利春,劉松濤,劉雪娟.原油破乳劑的發(fā)展現(xiàn)狀[J].日用化學(xué)品科學(xué),2008,31(11):8-10.

[8] 張謀真,王瀟,郭立民,等.BNT系列原油破乳劑的研究[J].化學(xué)工程師，2009，23(12)：41-43.

[9] SY/T 5281-2000,原油破乳劑使用性能檢測(cè)(瓶試法)[S].