淀粉类物质对风城油田老化油的破乳脱水影响实验

王 镇，李若梅，唐勤超，靳贤娴

（1.西南石油大学化学化工学院，四川成都 610500；2.中国石油长庆油田公司第七采油厂，甘肃环县 745708）

风城油田藏有3.6亿吨超稠油资源，而其生产中产生的老化油也具有超稠油的一般性质。风城油田老化油主要来源于净水系统、原油处理系统排到污油池的污油，在曝氧、光照等条件下形成的老化油和在重力除油罐中上浮的老化油，还有部分落地原油。这就造成了风城油田老化油杂质含量高，含水率高，从而导致老化油的破乳脱水困难。目前对老化油科学的处理方法是将老化油收集起来,然后进入老化油处理系统进行单独处理。而对老化油进行回收脱水处理,使其达到外输标准,不仅可以提高原油二次产量，同时还可以保障脱水系统的正常运行,兼具环保与经济意义[1，2]。

本实验在对风城老化油破乳脱水进行探索研究时，找出一种合适的助剂处理风城油田老化油，使其能达到回收使用。

1 实验方法

实验用油取自风城油田老化油集中处理罐，该罐中老化油含水率为34.52%。实验破乳方法为在250 mL烧杯中加入100 g左右的去除游离水后的老化油，在恒温水浴中加热至设定温度后，加入破乳剂，用玻璃棒搅拌均匀，放入恒温水浴中静置一段时间后，采用蒸馏法测定原油的含水率，以含水率评定破乳剂的效能。

2 实验结果与讨论

2.1 破乳剂的筛选

在破乳温度90℃，破乳剂加量600 mg/L，破乳时间6 h的实验条件下，实验室考察了5种破乳剂534、535、539、9-5、3-16 对风城老化油的破乳效果，实验结果（见表1）。

表1 不同破乳剂处理老化油性能表

由表1可以得出：单一破乳剂对老化油的破乳脱水效果达不到外输标准（原油含水率小于2%）。破乳剂534在90℃的条件下破乳，6 h之后污油的含水率为 4.96%，相对于其他破乳剂 535、539、9-5、3-16的破乳效果较好，因此采用破乳剂534进行以下实验。

2.2 可溶性淀粉作为助剂的破乳实验

单用破乳剂不能收到很好的破乳效果，采用助剂能辅助脱水。因为可溶性淀粉是长链大分子物质，其含有大量的羟基，使其具有很好的亲水性，因此实验中采用可溶性淀粉作为助剂，固定破乳剂534的加量为400 mg/L，调整助剂加量分别为100 mg/L，200 mg/L，300 mg/L，测定6 h后的含水率，实验结果（见表2）。

表2 可溶性淀粉对破乳效果的影响

可溶性淀粉加量达到300 mg/L时，与破乳剂534共同作用可使老化油含水率降低到0.185%，达到外输标准。对比实验2.1的出水颜色情况，此次出水颜色浑浊，是因为这次出水中含有固体颗粒。

2.3 可溶性淀粉与其它破乳剂复配后的破乳实验

由前面实验可知道，含多羟基类物质与破乳剂534复配对风城老化油有很好的破乳效果。这里选用可溶性淀粉与破乳剂 534、535、539、9-5、3-16 按照 3:4的比例进行复配，在实验温度90℃条件下，测定6 h后的破乳含水率，实验结果（见表3）。

表3 可溶性淀粉与其它破乳剂的复配结果

与实验2.1相比，可溶性淀粉与破乳剂复配后，都能提高破乳效果，出水水质中都携带出了固体颗粒。

2.4 淀粉的改性物质与破乳剂复配后的破乳实验

淀粉醚是淀粉分子中的羟基与反应活性物质反应生成的淀粉取代基醚；糊精是淀粉在受到加热、酸或淀粉醚作用下发生分解和水解时，将大分子的淀粉首先转化成为小分子的中间物质。淀粉醚和黄糊精都是淀粉的改性物质。选用破乳剂534与淀粉酶和黄糊精按照4:3的比例分别进行复配，在实验温度90℃条件下，测定6 h后的破乳含水率，实验结果（见表 4）。

表4 淀粉的改性物质对破乳效果的影响

从实验数据可以看出，黄糊精与534复配后的破乳效果优于淀粉醚与534的复配效果；黄糊精复配的出水中也携带出了油相中的固体颗粒。

2.5 含多羟基类物质作为助剂的破乳实验

选用与可溶性淀粉相似的含有大量羟基的柠檬酸和羧甲基纤维素钠（CMC）作为考察对象。柠檬酸属于短链物质，CMC属于长链聚合物，两者作为含多羟基类物质都具有一定的代表性。在实验温度90℃，固定破乳剂534加量为400 mg/L，调整这两种助剂加量，测定6 h的含水率，实验结果（见表5）。

表5 含多羟基类物质对老化稠油的破乳效果

以上实验说明，选用的两种助剂对老化油的破乳脱水也能起到很好的效果。

2.6 实验讨论

对比2.1和2.2部分的实验情况可知，可溶性淀粉作为助剂加入后，对老化油的破乳脱水效果得到明显改善，同时2.3部分的实验进一步验证了可溶性淀粉作为助剂与不同破乳剂复配都能取得较好的破乳脱水效果。这是因为可溶性淀粉中含有大量的羟基，羟基与水分子形成氢键，具有很好的亲水性，对水有更强的吸附性。同时可溶性淀粉为长链物质，加入后对油中的水具有网捕作用，把油相中分散开的水珠通过吸附，网捕作用聚集、聚并在一起，更有利于水珠的聚集，聚并，沉降，从而达到更好的破乳效果，2.5部分的实验得到进一步验证了由于网捕作用使长链物质比短链物质具有更好的脱水效果。

通过对比破乳后的出水水质情况可知加入可溶性淀粉后出水水质浑浊，这是由于出水过程中把老化油中的固体颗粒携带出来了。除了柠檬酸和淀粉醚之外，可溶性淀粉，淀粉的改性物质和羧甲基纤维素钠都能破坏油相中固体颗粒的稳定性。这是由于含羟基的长链物质对油相中的固体颗粒起到了包裹作用，在沉降过程中携带出固体颗粒。

3 实验结论与展望

（1）实验室所提供的5种破乳剂与可溶性淀粉复配后，对风城油田老化稠油的破乳效果都好于破乳剂的单独使用，其中破乳剂534与可溶性淀粉复配，破乳6 h后老化稠油含水率降到了0.185%。淀粉的改性物质以及羧甲基纤维素钠和柠檬酸作为助剂与破乳剂联用都能提高老化稠油的破乳效果。

（2）淀粉类物质与破乳剂联用能取得很好的破乳效果是由于所含羟基的亲水性和长链产生的网捕作用。

（3）含多羟基的物质对油相中固体颗粒的破坏是由于长链的包裹作用，在沉降时携带出固体颗粒。

本次试验中首次使用淀粉类物质做为助剂，对于风城油田老化稠油的破乳脱水取得了良好的效果。但淀粉类物质作为助剂对其他油田上老化油处理的适用性还有待验证，但为化学破乳法提供了一条新的途径。

[1]邢黎.老化油处理工艺探讨[J].油气田地面工程，2007，26（2）：52.

[2]杨忠平，等.吉林油田联合站老化原油成因与脱水方法研究[J].油田化学，2010，27（3）：337-341.

[3]张锡娟.稠油采出液声化学破乳脱水实验研究[D].中国石油大学，2008.

[4]安秀林，李庆忠.乳状液稳定性的影响和表达[J].张家口农专学报，2003，19（3）：29－31.

[5]杜玉海.高胶质沥青质稠油的特性破乳剂研究与筛选评价[D].天津大学化工学院，2006，6.