高效破乳剂的性能对比评价研究

单秀华

高效破乳剂的性能对比评价研究

单秀华

（承德石油高等专科学校 石油工程系，河北 承德 067000）

针对油田现场采出液特性进行不同类型破乳剂的破乳效果评价。结果表明：破乳剂AE1910与NY1具有较好的破乳效果，60 min的脱水率分别为97.8%和98%；破乳剂处理后污水中含油量分别为173 mg·L-1和152 mg·L-1，破乳剂NY1对采出液破乳脱水后水中含油量最低；AE1910型破乳剂其最佳使用浓度为200 mg·L-1，NY1型破乳剂其最佳使用浓度为100 mg·L-1，且随着破乳剂AE1910质量浓度的增加，油水界面张力增加，界面膜强度降低。

破乳剂；脱水率；污水；含油量

三元复合驱（ASP驱）虽然大幅度地提高了原油采收率，对我国油田开发后期稳产起到了举足轻重的作用，但是采出液乳化现象严重，导致采出液处理难度增大[1-3]，体系稳定与破乳这一矛盾越来越发突出。且不同油田采出液中驱油剂含量、含水率、固相含量等的不同使得体系物化性质存在很大差距，继续使用以往的原油破乳脱水方法难以满足现场的要求。针对某油田现场采出液特性，室内制备含900 mg·L-1碱、300 mg·L-1表面活性剂和300 mg·L-1聚合物的三元复合驱模拟原油乳化液，通过瓶试法有针对性地进行高效破乳剂的筛选，同时进行了破乳剂质量浓度及温度对破乳效果的影响，确定高效破乳剂破乳脱水的最佳质量浓度和最佳破乳温度，为后续采出液破乳脱水工艺研究提供参考。

1 实验

1.1 试剂与仪器

试剂：聚合物（HPAM），相对分子质量1.76×107；表面活性剂为石油磺酸盐，有效质量分数为50%；碱为Na2CO3，分析纯；采出液为油田现场提供。

仪器：DKZ-450B型电热恒温振荡水浴，上海森信实验仪器有限公司；765PC型紫外分光光度计，上海舜宇恒平公司。

1.2 方法

1.2.1 采出液的配制

将原油和含三元复合驱剂的模拟水溶液放入58 ℃的恒温水浴中预热10~15 min，然后按油水体积比7∶3加至广口瓶中，使用乳化机在8 000 r·mim-1、乳化12 min的条件下对油水相进行乳化，得到稳定的W/O原油乳化液。

1.2.2 破乳实验

采用石油行业的SY/T 5281-2000标准进行破乳剂的评价，以不同时间下破乳剂脱水率、油水界面整齐状况和脱出水中含油量为评价指标。脱水试瓶的振荡采用机械振荡法，旋紧瓶盖将脱水瓶迅速放置在电动振荡机上振荡，振荡时间为2 min。脱出水的含油量参考《油田污水中含油量测定方法分光光度法》（SY/T 0530-1993），使用紫外分光光度计进行测量，采用430 nm作为吸收波长。

2 结果与讨论

2.1 不同高效破乳剂的性能评价

表1 不同高效破乳剂的性能评价

实验过程选用破乳剂共分为SP、AE、PR、TA、NY 5类。5类破乳剂破乳后均无挂壁；SP169和PR927的水相清洁度稍浑，且60 min脱水率较低；综合脱水率、界面情况、脱出水清洁度和界面齐整程度分析，初步筛选出破乳效果较好的破乳剂分别为：SP169I、AE1910、PR929、TA31和NY1。对上述5种破乳剂对应的乳状液脱水后的污水，测定其水中含油量，结果如表2所示。由表2可知，NY1型破乳剂处理后的污水含油量最低，其次为AE1910型破乳剂。

表2 5种破乳剂处理后污水中含油量

2.2 破乳剂质量浓度对ASP驱乳化液破乳效果的影响

用筛选出来的NY1型和AE1910型破乳剂考察破乳剂质量浓度对破乳效果的影响，实验结果见图1和图2。由图1和图2可知，乳化液的脱水速率和60 min时的破乳脱水率均随着破乳剂浓度的增大而增大。从经济效益出发，对于AE1910型破乳剂其最佳质量浓度为200 mg·L-1，NY1型破乳剂其最佳质量浓度为100 mg·L-1。

图1 AE1910型破乳剂质量浓度对破乳效果的影响

图2 NY1型破乳剂质量浓度对破乳效果的影响

2.3 破乳剂质量浓度对油水界面张力的影响

以AE1910型破乳剂为例，研究了不同破乳剂质量浓度对油水界面张力的影响，如图3所示。由图3可知，随着破乳剂质量浓度的增加油水界面张力增大，当破乳剂质量浓度为200 mg·L-1时，继续增加破乳剂的浓度，界面张力基本不再变化，破乳剂在界面吸附趋于饱和。

图3 AE1910质量浓度对油水界面张力的影响

2.4 破乳剂质量浓度对油水界面膜强度的影响

以AE1910型破乳剂为例，研究了破乳剂对油水界面膜强度的影响，如表3所示。从表3中可知，加入破乳剂后，液膜的排液时间和半衰期均减小，破裂速率常数增大，表明破乳剂分子顶替乳化剂分子参与形成的界面膜强度小于乳化剂分子参与形成的界面膜强度，破乳剂在油水界面膜上的吸附降低了界面膜强度，使得采出液体系中的乳状液不稳定，加快破乳脱水速率。

表3 破乳剂质量浓度对油水界面膜的影响

3 结 论

针对油田现场采出液，筛选得到高效破乳剂AE1910和NY1，对应的60 min脱水率依次为97.8%和98%。其中NY1型破乳剂脱出水的水中含油量最低为152 mg·L-1，对于AE1910型破乳剂其最佳质量浓度为200 mg·L-1，NY1型破乳剂其最佳质量浓度为100 mg·L-1。随着破乳剂质量浓度的增大，油水界面张力增加，且界面膜强度降低，破乳脱水速率增加。

[1] 张付生，张雅琴，谢慧专，等. 驱油剂对三元复合驱采出液破乳脱水的影响[J]. 精细石油化工进展, 2005, 6 (10): 1-4.

[2] NGUYEN D, SADEGHI N, HOUSTON C. Chemical interactions and demulsifier characteristics for enhanced oil recovery applications[J]., 2012, 26 (5): 2742-2750.

[3] 单秀华，高书香，韩光明，等. 表面活性剂对黏土悬浮稳定性影响研究[J].日用化学工业，2015，45 (10): 564-567.

负责人：刘中民 电话：0411-84379618 联络人：叶茂

E-mail：maoye@dicp.ac.cn 学科领域：能源化工 项目阶段：成熟产品

项目简介及应用领域

丙烯是化学工业的重要基础原料，目前其生产方式主要是对石油或其衍生品进行热裂解或者催化裂解。但是我国石油资源相对匮乏，随着社会经济的发展，原油需求量已远远大于国内生产量，供需矛盾日益突出。在我国能源结构中，煤占据主导地位。因此一条可行的途径是利用我国相对优势的煤资源，通过合成甲醇进一步制备丙烯等大宗化学品。这不仅实现了石油化工和煤化工的协调发展，而且可为国家节约原油资源，符合国家能源安全战略以及可持续发展的要求，对我国煤炭资源综合利用具有重大的经济和社会意义。

中国科学院大连化学物理研究所成功开发了具有原始创新性的甲醇制丙烯流化床工艺技术。研制了性能优异的 DMTP 专用催化剂，成功耦合了甲醇转化、乙烯烷基化和C4+转化三个反应，工艺技术和指标先进。完成了百吨级DMTP放大试验，验证并优化了 DMTP据。流化床工艺技术，获取了设计工艺包的基础数据。

2017 年 5 月该科技成果在大连通过了由中国石油和化学工业联合会组织的成果鉴定。鉴定委员会专家一致认为“该成果创新性强，具有完全自主知识产权，总体成果处于国际领先水平，技术优势明显、应用前景广阔”，建议“加快工业化进度，早日建成工业示范装置”。72 h标定结果表明：丙烯选择性 75.0%，乙烯选择性 10.4%，吨丙烯甲醇消耗 3.01 t。改变乙烯/甲醇比例，丙烯选择性可进一步提高。

DMTP 技术的工业化推广应用主要有三个方面：

（1）用于新建甲醇制丙烯或煤制丙烯项目；

（2）用于 DMTO 工业装置的改造和技术升级换代；

（3）与现有的石脑油制烯烃装置联合，用于增产扩能和降低能耗。

合作方式：技术许可

投资规模：大于 1 000 万

Comparative Evaluation of the Performance of High Efficiency Demulsifiers

（Department of Petroleum Engineering, Chengde Petroleum College, Chende Hebei 067000, China）

The demulsification effects of different types of demulsifiers were evaluated according to the characteristics of field produced fluids. The experimental results showed that demulsifiers AE1910 and NY1 had good demulsification effects, and the dehydration rate reached97.8% and 98% in 60min. After demulsifier treatment, the oil content in the sewage was 173mg·L-1and 152mg·L-1, respectively. Demulsifier NY1 had the lowest oil content in the water after demulsification and dehydration. The optimum mass concentration of AE1910 demulsifier was 200mg·L-1, and that of NY1 demulsifier was 100mg·L-1.With the increase of the mass concentration of demulsifier AE1910, the oil-water interfacial tension increased and the interfacial film strength decreased.

Demulsifier; Dehydration rate; Wastewater; Oil content

TE685.3

A

1004-0935（2020）07-0756-03

国家自然科学基金（项目编号：51774309）；河北省高等学校科学技术研究2019年度青年基金项目（项目编号：QN2018127）。

2020-01-06

单秀华（1985-），女，讲师，硕士，河北省承德市人，研究方向：油田化学与提高采收率。

翟克平（1988-），男，讲师，硕士，研究方向：油气储运地面工程。