淀粉類物質(zhì)對風城油田老化油的破乳脫水影響實驗

王 鎮(zhèn)，李若梅，唐勤超，靳賢嫻

（1.西南石油大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，四川成都 610500；2.中國石油長慶油田公司第七采油廠，甘肅環(huán)縣 745708）

風城油田藏有3.6億噸超稠油資源，而其生產(chǎn)中產(chǎn)生的老化油也具有超稠油的一般性質(zhì)。風城油田老化油主要來源于凈水系統(tǒng)、原油處理系統(tǒng)排到污油池的污油，在曝氧、光照等條件下形成的老化油和在重力除油罐中上浮的老化油，還有部分落地原油。這就造成了風城油田老化油雜質(zhì)含量高，含水率高，從而導(dǎo)致老化油的破乳脫水困難。目前對老化油科學(xué)的處理方法是將老化油收集起來,然后進入老化油處理系統(tǒng)進行單獨處理。而對老化油進行回收脫水處理,使其達到外輸標準,不僅可以提高原油二次產(chǎn)量，同時還可以保障脫水系統(tǒng)的正常運行,兼具環(huán)保與經(jīng)濟意義[1，2]。

本實驗在對風城老化油破乳脫水進行探索研究時，找出一種合適的助劑處理風城油田老化油，使其能達到回收使用。

1 實驗方法

實驗用油取自風城油田老化油集中處理罐，該罐中老化油含水率為34.52%。實驗破乳方法為在250 mL燒杯中加入100 g左右的去除游離水后的老化油，在恒溫水浴中加熱至設(shè)定溫度后，加入破乳劑，用玻璃棒攪拌均勻，放入恒溫水浴中靜置一段時間后，采用蒸餾法測定原油的含水率，以含水率評定破乳劑的效能。

2 實驗結(jié)果與討論

2.1 破乳劑的篩選

在破乳溫度90℃，破乳劑加量600 mg/L，破乳時間6 h的實驗條件下，實驗室考察了5種破乳劑534、535、539、9-5、3-16 對風城老化油的破乳效果，實驗結(jié)果（見表1）。

表1 不同破乳劑處理老化油性能表

由表1可以得出：單一破乳劑對老化油的破乳脫水效果達不到外輸標準（原油含水率小于2%）。破乳劑534在90℃的條件下破乳，6 h之后污油的含水率為 4.96%，相對于其他破乳劑 535、539、9-5、3-16的破乳效果較好，因此采用破乳劑534進行以下實驗。

2.2 可溶性淀粉作為助劑的破乳實驗

單用破乳劑不能收到很好的破乳效果，采用助劑能輔助脫水。因為可溶性淀粉是長鏈大分子物質(zhì)，其含有大量的羥基，使其具有很好的親水性，因此實驗中采用可溶性淀粉作為助劑，固定破乳劑534的加量為400 mg/L，調(diào)整助劑加量分別為100 mg/L，200 mg/L，300 mg/L，測定6 h后的含水率，實驗結(jié)果（見表2）。

表2 可溶性淀粉對破乳效果的影響

可溶性淀粉加量達到300 mg/L時，與破乳劑534共同作用可使老化油含水率降低到0.185%，達到外輸標準。對比實驗2.1的出水顏色情況，此次出水顏色渾濁，是因為這次出水中含有固體顆粒。

2.3 可溶性淀粉與其它破乳劑復(fù)配后的破乳實驗

由前面實驗可知道，含多羥基類物質(zhì)與破乳劑534復(fù)配對風城老化油有很好的破乳效果。這里選用可溶性淀粉與破乳劑 534、535、539、9-5、3-16 按照 3:4的比例進行復(fù)配，在實驗溫度90℃條件下，測定6 h后的破乳含水率，實驗結(jié)果（見表3）。

表3 可溶性淀粉與其它破乳劑的復(fù)配結(jié)果

與實驗2.1相比，可溶性淀粉與破乳劑復(fù)配后，都能提高破乳效果，出水水質(zhì)中都攜帶出了固體顆粒。

2.4 淀粉的改性物質(zhì)與破乳劑復(fù)配后的破乳實驗

淀粉醚是淀粉分子中的羥基與反應(yīng)活性物質(zhì)反應(yīng)生成的淀粉取代基醚；糊精是淀粉在受到加熱、酸或淀粉醚作用下發(fā)生分解和水解時，將大分子的淀粉首先轉(zhuǎn)化成為小分子的中間物質(zhì)。淀粉醚和黃糊精都是淀粉的改性物質(zhì)。選用破乳劑534與淀粉酶和黃糊精按照4:3的比例分別進行復(fù)配，在實驗溫度90℃條件下，測定6 h后的破乳含水率，實驗結(jié)果（見表 4）。

表4 淀粉的改性物質(zhì)對破乳效果的影響

從實驗數(shù)據(jù)可以看出，黃糊精與534復(fù)配后的破乳效果優(yōu)于淀粉醚與534的復(fù)配效果；黃糊精復(fù)配的出水中也攜帶出了油相中的固體顆粒。

2.5 含多羥基類物質(zhì)作為助劑的破乳實驗

選用與可溶性淀粉相似的含有大量羥基的檸檬酸和羧甲基纖維素鈉（CMC）作為考察對象。檸檬酸屬于短鏈物質(zhì)，CMC屬于長鏈聚合物，兩者作為含多羥基類物質(zhì)都具有一定的代表性。在實驗溫度90℃，固定破乳劑534加量為400 mg/L，調(diào)整這兩種助劑加量，測定6 h的含水率，實驗結(jié)果（見表5）。

表5 含多羥基類物質(zhì)對老化稠油的破乳效果

以上實驗說明，選用的兩種助劑對老化油的破乳脫水也能起到很好的效果。

2.6 實驗討論

對比2.1和2.2部分的實驗情況可知，可溶性淀粉作為助劑加入后，對老化油的破乳脫水效果得到明顯改善，同時2.3部分的實驗進一步驗證了可溶性淀粉作為助劑與不同破乳劑復(fù)配都能取得較好的破乳脫水效果。這是因為可溶性淀粉中含有大量的羥基，羥基與水分子形成氫鍵，具有很好的親水性，對水有更強的吸附性。同時可溶性淀粉為長鏈物質(zhì)，加入后對油中的水具有網(wǎng)捕作用，把油相中分散開的水珠通過吸附，網(wǎng)捕作用聚集、聚并在一起，更有利于水珠的聚集，聚并，沉降，從而達到更好的破乳效果，2.5部分的實驗得到進一步驗證了由于網(wǎng)捕作用使長鏈物質(zhì)比短鏈物質(zhì)具有更好的脫水效果。

通過對比破乳后的出水水質(zhì)情況可知加入可溶性淀粉后出水水質(zhì)渾濁，這是由于出水過程中把老化油中的固體顆粒攜帶出來了。除了檸檬酸和淀粉醚之外，可溶性淀粉，淀粉的改性物質(zhì)和羧甲基纖維素鈉都能破壞油相中固體顆粒的穩(wěn)定性。這是由于含羥基的長鏈物質(zhì)對油相中的固體顆粒起到了包裹作用，在沉降過程中攜帶出固體顆粒。

3 實驗結(jié)論與展望

（1）實驗室所提供的5種破乳劑與可溶性淀粉復(fù)配后，對風城油田老化稠油的破乳效果都好于破乳劑的單獨使用，其中破乳劑534與可溶性淀粉復(fù)配，破乳6 h后老化稠油含水率降到了0.185%。淀粉的改性物質(zhì)以及羧甲基纖維素鈉和檸檬酸作為助劑與破乳劑聯(lián)用都能提高老化稠油的破乳效果。

（2）淀粉類物質(zhì)與破乳劑聯(lián)用能取得很好的破乳效果是由于所含羥基的親水性和長鏈產(chǎn)生的網(wǎng)捕作用。

（3）含多羥基的物質(zhì)對油相中固體顆粒的破壞是由于長鏈的包裹作用，在沉降時攜帶出固體顆粒。

本次試驗中首次使用淀粉類物質(zhì)做為助劑，對于風城油田老化稠油的破乳脫水取得了良好的效果。但淀粉類物質(zhì)作為助劑對其他油田上老化油處理的適用性還有待驗證，但為化學(xué)破乳法提供了一條新的途徑。

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