新型乳液型清蜡剂HS—1的研制及性能评价

2011-04-26李克华长江大学化学与环境工程学院湖北荆州434023

长江大学学报(自科版) 2011年4期

李克华,吕雷,张权 (长江大学化学与环境工程学院,湖北荆州434023)

溶解于地层原油中的蜡在开采和输送时,因温度或压力的降低,会在输油管道表面结蜡。由于结蜡造成管道缩径,甚至堵塞管道,从而大大降低了原油产量和输送油的能力,因而油田生产作业时常需进行清蜡和防蜡作业[1]。目前油田上所用的清蜡剂主要有油基清蜡剂和水基清蜡剂2大类。油基清蜡剂清蜡效率高但有毒,水基清蜡剂毒性小但清蜡效果差[2]。为了提高清蜡和防蜡效果,笔者利用有机溶剂和表面活性剂研制出新型乳液型清蜡剂HS-1,并对其性能进行了评价。

1 试验部分

1.1 仪器及试剂

1)仪器恒温水浴锅;电动搅拌器;电热套;分析天平等。

2)试剂煤油、柴油、环己烷、正己烷、有机溶剂A、B、C、D;CX系列油井清蜡剂 (长庆化工集团);黑蜡;多种表面活性剂;多种助表面活性剂等。

1.2 试验方法

1)清蜡速率的测定将黑蜡加热熔化并冷却接近凝固,将挂片一端插入,取出若干次,使挂片两面均匀地结上一层具一定高度和厚度的黑蜡,冷却固化待用。取一定量溶剂加入250ml具塞量筒中,将试管放在恒温水浴锅中至少30min。将金属片称重后放入试管中反应,一定时间后取出风干后再次称重。由挂片在一定时间内的失重量计算清蜡剂的清蜡速率:

2)蜡样风干处理将未溶完的蜡样取出风干,相隔0.5h称重,若差值小于1%则风干合格。

3)乳液型清蜡剂的制备将油溶性药剂和水溶性药剂按计量分别进行配制,在25℃及搅拌的条件下将油相缓慢加入水相中,再搅拌5min,即配制出乳液型清蜡剂[3]。

4)乳液清蜡剂稳定性及破乳性的测定在25℃条件下观察乳液是否分层,测定乳液稳定时间即可判断乳液稳定性的好坏;在45℃条件下观察乳液是否立即分层及分层时间,由此判断其破乳效果的好坏。

2 结果与讨论

2.1 有机溶剂的筛选

由于在清蜡剂中油基部分占主导地位,故选择好的油基对提高清蜡剂效率有很好的促进作用。通过清蜡试验得到单一有机溶剂的清蜡速率 (见表1)。

从表1可以看出,煤油、柴油、有机溶剂A的清蜡速率较慢,而环己烷有机溶剂B和C的清蜡速率较快。为了进一步提高清蜡效果并结合成本考虑,选取正己烷和有机溶剂B与煤油进行复配试验。

表1 不同有机溶剂对黑蜡清蜡速率的测定

2.2 有机溶剂的复配

为了进一步考察不同溶剂之间是否具有清蜡协同作用,选取正己烷、有机溶剂B和煤油进行不同加量比例对清蜡效果的影响试验[4],试验结果如表2所示。

根据表1和表2可以看出,复配溶剂之间具有一定的协同配伍性,复配后其清蜡速率较单一溶剂的效果有所改善,其中以有机溶剂B∶煤油 (6∶4)混合溶剂的效果最好,而且经济成本较单一溶剂有所降低,所以选取该混合溶剂作为新型清蜡剂的油相。

表2 复配溶剂对黑蜡清蜡速率的测定

2.3 油水比的确定

该试验计划研制O/W乳液型清蜡剂。据文献[5]可知,在乳液型清蜡剂中,当油相和水相组成不变时,清蜡效果与油相体积分数呈线性增长关系,因而结合成本考虑将油水比定为6∶4。

2.4 表面活性剂的筛选

利用不同表面活性剂配制O/W型乳液,根据乳液的性能优选表面活性剂。试验方法为:按油水比6∶4配制乳液,先将配制好的乳液放在25℃恒温条件下,记录其稳定时间并根据记录的时间判定其稳定性,然后在45℃恒温条件下,记录其破乳的时间并根据记录的时间判断其破乳效果。若乳液的稳定性和破乳效果都较好,再将涂有黑蜡的挂片放入该乳液中,在45℃恒温条件下反应一定时间,再测定挂片失重并算出其清蜡速率。试验结果如表3所示。