冀中南部油田低温脱水技术示范

2012-10-13付亚荣华北油田第五采油厂

石油石化节能 2012年7期

付亚荣（华北油田第五采油厂）

冀中南部油田低温脱水技术示范

付亚荣（华北油田第五采油厂）

为降低石蜡基原油脱水温度,应用具有低温脱水性能的AE8051、与对高黏原油脱水效果好的聚醚多元醇型SAA、聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚BP28进行“协同”复配；再用少量的C—F表面活性剂增加体系的活性及互溶性的石蜡基原油低温破乳剂FYR-015。按基本配方合成了一系列低温破乳剂样品，选择固含量为55%的5号配方成品破乳剂投入现场使用，加药量达到60mg/L时分离出的原油含水小于0.2%，达到了外输优质原油标准，脱出污水含油小于50mg/L，水质清。以处理量3500m3/d为某联合站脱水为例，年节约天然气费用约196万元。

石蜡基原油脱水低温节能

1 前言

冀中南部油田集中着一大部分石蜡基原油，原油性质：20℃密度：0.8469～0.8837g/cm3，凝固点：32～38℃，胶质、沥青质：16.4%～19.2%，含蜡：14.2%～25.9%，50℃黏度：8.6～42.3mPa·s，油水界面张力：116.2～125mN/m，油水反常点：60%～70%。常规脱水方法是将原油加热到60～65℃，加入100～150mg/L破乳剂进行三相分离或化学沉降后，再进行电脱水，才能使原油达到含水小于0.5%的优质标准。脱水温度高，消耗大量的热能，需要加入大量的破乳剂。降低生产运行成本。提出了利用顶替学、胶溶学理论，创新建立了石蜡基原油低温脱水破乳剂的生产方法，实现了站外来油在40℃经过三相分离器处理后，脱后原油含水小于0.2%，污水含油小于50mg/L。

2 研究思路

根据顶替学说与胶溶学说理论，结合冀中南部石蜡基原油物性特征，破乳剂的研制主要集中在含有聚氧乙烯聚氧丙烯的嵌段聚合物的非离子型上。对以酚类、胺醇类、糖类、派嗪类、咪唑啉类、酰化多胺类合成的破乳剂，通过正交试验确定出了适合冀中南部石蜡基原油低温破乳剂HLB值在4~6范围内。特征是：原材料组分重量比：AE8051：15%～20%；聚醚多元醇型SAA：20%～30%；聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚BP28：10%～18%；FC—N01氟碳表面活性剂：0.05%～0.1%；甲醇：20%～30%；其余为水。制备方法是：首先，将AE8051、聚醚多元醇型SAA、FC—N01氟碳表面活性剂、聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚BP28四种原料按重量百分比加入搪瓷反应釜；缓慢升温到70～75℃；在不断搅拌下加入甲醇，继续搅拌30min后，停止加热；边冷却边搅拌，冷却至常温；按比例加入水，边加边搅拌，搅拌20min后出料，得到石蜡基原油脱水用低温破乳剂FYR-015。已获中国发明专利，ZL200710119732.2。

3 破乳剂筛选及最佳加药量

3.1 采用标准[2]

中华人民共和国国家标准GB/T8929-2006《原油水含量的测定蒸馏法》和石油天然气行业标准SY/T5281-2000《原油破乳剂使用性能检测方法（瓶试法）》。

3.2 实验结果

实验油样为某联合站混合原油，含水30%，取加药量为200mg/L，在50℃下按基本配方组成不同的16种破乳剂进行了脱水试验筛选，实验数据表明在基本配方范围内改变各原料的组份，可以得到对某联合站混合原油在40℃时效果非常优异的破乳剂，在实验条件下有3种破乳剂90min脱水率超过95%，且脱出水水质清，油水界面齐，见表1、表2。

表1 对某联合站混合含水原油在40℃时脱水效果最好的3种破乳剂的组成数据（%）

表2 对某联合站混合含水原油脱水效果最好的3种破乳剂脱水实验数据（加药量200mg/L，脱水温度40℃）

将2号、5号、9号破乳剂按黄金分割比例（0.618∶0.382）进行复配脱水实验[3]，结果见表3。从表3数据可以看出：这种低温破乳剂按照黄金分割比例的二元复配的脱水效果与单剂基本相当。

表3 对某联合站混合含水原油（含水30%）脱水效果最好的3种破乳剂两两复配脱水实验数据（加药量200mg/L，脱水温度40℃）

3.3 最佳加药量

优选出的这3种低温破乳剂的最佳加药量均为100mg/L，40℃下对某联合站混合含水原油90min脱水率在93%以上，脱出水水质清，油水界面齐。

4 现场应用

某联合站脱水工艺流程为：油井来液—计量站(加破乳剂)—（三相分离器）—净化油罐—外输。根据室内筛选结果，2号、5号、9号3种破乳剂对某联合站含水原油均有较好的低温脱水效果。选择固含量为55%的5号配方成品破乳剂投入现场试验。

1）加药点选取原工艺计量站作为加药点，原加药浓度80mg/L，更换低温破乳剂后，需要一个适应过程，将加药浓度95mg/L，脱水温度55℃，用低温破乳剂替换原破乳剂，脱水运行平稳；

2）在不改变低温破乳剂加药量的情况下，按5℃的温度梯度由55℃降低进入三相分离器温度至40℃，脱水运行平稳；

3）在不改变脱水温度下，加药量降至60mg/L，脱水运行平稳。分离出的原油含水小于0.2%，达到了外输优质原油标准，脱出污水含油小于50mg/L，水质清。

5 节能效果

以200mg/L的加药量在40℃用于含水30%的某联合站混合原油的低温脱水，得到了90min相对脱水率超过93%的3个配方的低温破乳剂，其二元复配得到的低温破乳剂在同一温度、同一加药量的情况下脱水效果与单剂相当，在加药量试验中得到3个配方的低温破乳剂在40℃的最佳加药量均为100mg/L。

某联合站脱水为例，使用原破乳剂处理量为3500m3/d，脱水温度55℃，需消耗天然气4480m3/d；脱水后原油从55℃升温至70℃后外输，需耗天然气1492m3/d，则集输总耗气5972m3/d；使用低温破乳剂后脱水温度可降至40℃,节省了脱水部分耗气；原油从40℃升温至70℃外输，则集输总耗气2985m3/d；天然气价格按1.8元/m3计算，年可节约天然气费用约196万元。