AE系列原油破乳剂的研究

张谋真，郭立民，刘启瑞，白 荣，郭 亮，刘志鹏，杨延刚

(延安大学化学与化工学院，陕西 延安 716000)

从油井采出的原油一般都含有一定量以乳状液形态存在的水，会增大炼制过程中燃料和冷却水的损耗，增加泵、管线和储罐的负荷，而且水中溶解有一定量的盐类，会引起设备和管道结垢、腐蚀和阻塞，因此原油乳状液在外输之前，必须破乳脱水。化学破乳法是原油脱水常用的方法之一，通过添加破乳剂，改变乳状液的类型或界面性质，降低乳状液的稳定性，破坏其乳化状态，使油水分离以脱水[1～7]。

陕北油田原油储量丰富，开采历史悠久，但随着开采区块和开采技术的改变，采出液乳化状态不断变化，对破乳剂的要求也越来越高。作者在此针对陕北原油采出液特性，合成了AE系列嵌段聚醚型破乳剂，对陕北原油破乳剂的理论和实验研究具有重要意义[8～12]。

1 实验

1.1 材料、试剂和仪器

原油取自陕北碾庄和子长。碾庄原油密度829.1 kg·m-3(20℃)，乳化水含量1.98%(体积分数)，含盐量683.7 mg·L-1，凝点12℃，运动粘度5.68 mm2·s-1(50℃)；子长原油密度871.6 kg·m-3(20℃)，乳化水含量4.30%(体积分数)，含盐量1067 mg·L-1，凝点16℃，运动粘度6.14 mm2·s-1(50℃)。均属于低硫中间-石蜡基原油。

环氧乙烷(EO)，化学纯，常州市新华活性材料研究所；环氧丙烷(PO)，化学纯，国药集团化学试剂有限公司；KOH，分析纯，西安化学试剂厂；YT-100原油破乳剂，商业品，长庆巨力化工厂。

JJ-2型组织捣碎匀浆机(最大转速8000 r·min-1)，常州国华仪器厂；HY-6型双层多用振荡器(最大振荡频率250 r·min-1，往复振幅40 mm)，金坛市富华仪器有限公司；GCF-0.5 L型高压反应釜，威海祥威化工机械厂；76-1型玻璃恒温水浴(300 mm×300 mm)，上海标本模型厂。

1.2 方法

1.2.1 破乳剂的合成

以有机胺为起始剂、氢氧化钾为催化剂、环氧乙烷和环氧丙烷为单体，在高压反应釜内于压强低于0.5 MPa的条件下合成AE系列嵌段聚醚型破乳剂。环氧丙烷开环聚合温度为(130±5)℃，环氧乙烷开环聚合温度为(120±5)℃。交替加入定量的PO和EO，分别得到二嵌段、三嵌段、多嵌段聚醚。反应式如下：

R2NH+nPO→R2N(PO)nH

R2N(PO)nH+mEO→R2N(PO)n(EO)mH

R2N(PO)n(EO)mH+rPO→R2N(PO)n(EO)m(PO)rH

……

1.2.2 破乳剂脱水性能测试

将所合成的破乳剂按中华人民共和国石油天然气行业标准“破乳剂使用性能检验方法(瓶试法)”SY/T 5281-2000对陕北油田有代表性的碾庄和子长原油进行脱水实验。

2 结果与讨论

根据原油特性和脱水难易程度，选择碾庄原油脱水温度为55℃、破乳剂加量为100 mg·L-1、破乳时间为8 h；子长原油脱水温度为65℃、破乳剂加量为200 mg·L-1、破乳时间为8 h。AE系列破乳剂脱水实验结果见表1，同时用商品原油破乳剂YT-100做了对比实验。

表1 AE系列破乳剂对陕北油田原油的破乳脱水率/%

由表1可以看出：

(1)AE系列破乳剂对碾庄原油脱水温度低(55℃)、用量少(100 mg·L-1)、脱水率高(69.7%～97.1%)；对子长原油脱水温度高(65℃)、用量大(200 mg·L-1)、脱水率低(50.7%～93.2%)。

(2)对碾庄原油，破乳剂AE1616的脱水率高、脱水速度快、水色清、界面齐；对子长原油，破乳剂AE162的脱水率高、水色清、界面齐，但脱水速度慢。

(3)与YT-100相比，对碾庄原油，破乳剂AE1616的最终脱水率与YT-100相同，为97.1%，但脱水比YT-100快，AE1616脱水180 min脱水率就达97.1%，而YT-100脱水480 min才达到97.1%；对子长原油，AE162最终脱水率达93.2%，而YT-100为86.5%，但是AE162脱水速度慢，加入破乳剂的前240 min没有分离出水，脱水率为0.0%，水是在脱水300～480 min阶段才分离出来的，最终脱水率却高于YT-100。

子长原油脱水困难可能与其含盐量高和粘度大有关。要将AE系列破乳剂应用于子长原油，需要用改性或复配等措施提高脱水速度。

3 结论

以有机胺为起始剂、氢氧化钾为催化剂、环氧乙烷和环氧丙烷为单体，在环氧丙烷开环聚合温度为(130±5)℃、环氧乙烷开环聚合温度为(120±5)℃、压强低于0.5 MPa的条件下，合成了AE系列嵌段聚醚型破乳剂，将其应用于陕北油田碾庄和子长原油的脱水实验。结果表明，破乳剂AE1616对碾庄原油脱水温度为55℃、破乳剂加量为100 mg·L-1时，脱水率高达97.1%，脱水速度快，脱出的水清，油水界面整齐；破乳剂AE162对子长原油脱水温度为65℃、破乳剂加量为200 mg·L-1时，脱水率高达93.2%，脱出的水清，油水界面整齐，但脱水速度慢。

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