原油破乳剂的复配研究

程 蝉，张谋真，石斌龙，刘启瑞，杨 华

(延安大学化学与化工学院，陕西 延安 716000)

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，增大泵、管线和储罐的负荷，而且水中溶解有一定量的盐，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[1～3]。化学破乳法是原油脱水常用方法之一，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，使油水分离达到脱水目的[4，5]。陕北原油乳状液成分复杂，稳定性强，对破乳剂的要求高，而现用破乳剂存在脱水率低、污水含油和悬浮物多等问题，迫切需要合成和复配新型破乳剂以解决这些问题[6～8]。

作者在此以有机胺为起始剂、环氧乙烷和环氧丙烷为单体、氢氧化钾为催化剂，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的条件下合成了嵌段聚醚型破乳剂单剂TA4812和AP442，并分别与助剂BC以不同比例复配，对陕北油田有代表性的河庄坪和子长原油进行脱水实验。

1 实验

1.1 材料、试剂和仪器

原油取自陕北河庄坪和子长。河庄坪原油密度906.6 kg·m-3(20 ℃)，水分4.90%，凝点12 ℃，含盐量118 mg·L-1，粘度4.97 mm2·s-1；子长原油密度871.6 kg·m-3(20 ℃)，水分2.40%，凝点16 ℃，含盐量1067 mg·L-1，粘度6.14 mm2·s-1。均属于低硫中间-石蜡基原油。

环氧乙烷(EO)、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；BC助剂为有机小分子化合物。

GSH-1型高压反应釜，威海坤昌化工机械有限公司；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；76-1型玻璃恒温浴(300 mm×300 mm)，上海标本模型厂。

1.2 TA4812和AP442的合成

将有机胺起始剂和催化剂加入到高压反应釜。用N2充分吹扫管道和反应釜，抽真空，重复3次，排除管道和反应釜中的空气。升温至(130±5) ℃，滴加一定量的环氧丙烷，维持反应釜压力低于0.5 MPa，直至反应完全。在(120±5) ℃下滴加一定量的环氧乙烷，得二嵌段聚醚。重复上述步骤，可得三嵌段或多嵌段聚醚。

TA4812的合成反应式：

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

AP442的合成反应式：

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

1.3 破乳剂脱水性能测试

破乳剂脱水性能测试参照文献[9]进行。

2 结果与讨论

将合成的TA4812、AP442与BC助剂按一定比例复配，并将其用于陕北油田河庄坪和子长原油的脱水实验。结果发现，子长原油在脱水温度为55 ℃、破乳剂总用量为100 mg·L-1、脱水时间为6 h条件下基本不能脱水；将温度提高到65 ℃、破乳剂总用量提高到200 mg·L-1时才能脱水。这与子长原油含盐量、粘度、凝点相对较高等因素有关。

在脱水温度为55 ℃、破乳剂总用量为100 mg·L-1、脱水时间为6 h的条件下对河庄坪原油进行脱水实验；在脱水温度为65 ℃、破乳剂总用量为200 mg·L-1、脱水时间为6 h的条件下对子长原油进行脱水实验；结果见表1。

表1 复配破乳剂对河庄坪和子长原油的脱水率

由表1可知：

(1)对河庄坪原油，TA4812、AP442与BC复配比例为4∶1时，脱水速率快，脱水率最高，分别达到92.8%、94.8%。AP442与BC复配，随着BC比例的增大，脱水率和脱水速率下降明显。

(2)对子长原油，TA4812、AP442与BC复配比例为4∶1时，脱水速率快，脱水率最高，分别达到98.3%、96.3%。

(3)对河庄坪和子长原油，TA4812、AP442与BC复配比例为4∶1时的脱出水清不含油，无悬浮物，油水界面整齐。

3 结论

以有机胺为起始剂、环氧乙烷和环氧丙烷为单体、氢氧化钾为催化剂，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的条件下合成了嵌段聚醚型破乳剂单剂TA4812和AP442，并分别与助剂BC以不同比例复配，对陕北油田有代表性的河庄坪和子长原油进行脱水实验。结果表明，对河庄坪原油，在55 ℃、破乳剂总用量为100 mg·L-1、脱水时间为6 h的条件下，TA4812、AP442与BC复配比例为4∶1时，脱水速率快，脱水率最高，分别达到92.8%、94.8%；对子长原油，在65 ℃、破乳剂总用量为200 mg·L-1、脱水时间为6 h的条件下，TA4812、AP442与BC复配比例为4∶1时，脱水速率快，脱水率最高，分别达到98.3%、96.3%。

TA4812、AP442与BC按4∶1复配时，对河庄坪和子长原油脱水率和脱水速率都高，且脱出的水清不含油，无悬浮物，油水界面整齐，对两种不同原油的适应性强，通用性好。

参考文献：

[1] 陈和平,徐家业,张群正.破乳剂发展的新方向[J].石油与天然气化工,2001,30(2):92-95.

[2] 王学会,朱春梅,胡华玮,等.原油破乳剂研究发展综述[J].油田化学，2002,19(4):379-381.

[3] 任卓琳,牟英华,崔付义.原油破乳剂机理与发展趋势[J].油气田地面工程,2005,24(7):16-17.

[4] 张谋真,郭立民,刘启瑞,等.AE系列原油破乳剂的研究[J].化学与生物工程，2010，27(12)：28-30.

[5] 任朝华,罗跃.原油破乳剂的合成方法[J].精细石油化工进展，2011，12(3)：45-48.

[6] 康万利,李金环,刘桂范.原油破乳剂的研制进展[J].石油与天然气化工，2004,33(6):433-436.

[7] 吴利春,刘松涛,刘雪娟.原油破乳剂的发展现状[J].日用化学品科学,2008,31(11):8-10.

[8] 张谋真,王潇,郭立民,等.BNT系列原油破乳剂的研究[J].化学工程师，2009，23(12)：41-43.

[9] SY/T 5281-2000,原油破乳剂使用性能检测(瓶试法)[S].