石斌龍,張謀真,程 蟬,劉啟瑞
(陜西省化學(xué)反應(yīng)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,延安大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院,陜西 延安 716000)
不同油田采出的原油幾乎都含有一定量的水,其中油與水以乳狀液形態(tài)存在,把原油中的乳化水分離出來的過程稱為破乳脫水。原油破乳脫水的方法有電脫水法、潤(rùn)濕聚結(jié)脫水法和化學(xué)破乳法等?;瘜W(xué)破乳法是原油脫水時(shí)普遍采用的一種方法,是通過向原油乳狀液中添加破乳劑,破壞其乳化狀態(tài),使油水分離成兩層。破乳劑主要成分是表面活性劑,其主要研究方向有兩個(gè):①合成全新結(jié)構(gòu)的單劑破乳劑;②用現(xiàn)有破乳劑和其它添加劑按不同比例進(jìn)行混合搭配組成復(fù)配破乳劑[1-4]。
陜北原油儲(chǔ)量豐富、開采歷史悠久,每年需要幾百噸破乳劑,價(jià)值數(shù)百萬元。但隨著開采區(qū)塊和開采技術(shù)的變化,采出液乳化狀態(tài)不斷變化,對(duì)破乳劑的要求也越來越高?,F(xiàn)用破乳劑破乳脫水存在用量大、污水含油和懸浮物多等問題,需要通過合成和復(fù)配等方法尋找新破乳劑以解決這些問題[5-8]。
原油取自陜北河莊坪和子長(zhǎng)油田。河莊坪原油密度906.6 kg/m3(20 ℃),水分4.90%,凝點(diǎn)12 ℃,含鹽量118 mg/L,黏度4.97 mm2/s。子長(zhǎng)原油密度871.6 kg/m3(20 ℃),水分2.40%,凝點(diǎn)16 ℃,含鹽量1067 mg/L,黏度6.14 mm2/s。均屬于低硫中間-石蠟基原油。
TA162824是以環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷為原料合成的嵌段聚醚。TEAC、DMA為助劑,有機(jī)小分子化合物。
JJ-2型組織搗碎勻漿機(jī)(最大轉(zhuǎn)速為 8000 r/min),常州國(guó)華儀器廠;76-1型玻璃恒溫水浴(300 mm×300 mm),上海標(biāo)本模型廠;GCF-0.5 L型高壓反應(yīng)釜,威海祥威化工機(jī)械廠。
將有機(jī)胺起始劑和催化劑 KOH加入到高壓反應(yīng)釜。用N2充分吹掃管道和反應(yīng)釜,抽真空,重復(fù)3次。升溫至130 ℃,滴加定量環(huán)氧丙烷,維持反應(yīng)釜壓力低于0.5 MPa,直至反應(yīng)完全。此后在120℃下滴加定量環(huán)氧乙烷,得二嵌段聚醚。重復(fù)上述步驟,可得三嵌段或多嵌段聚醚。
TA162824的合成反應(yīng)式見式(1)~式(3)。
原油破乳脫水實(shí)驗(yàn)方法依據(jù)中華人民共和國(guó)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5281—2000“原油破乳劑使用性能檢驗(yàn)方法(瓶試法)”進(jìn)行[9]。
河莊坪原油脫水溫度為 55 ℃、破乳劑加量為100 mg/L、脫水時(shí)間為6 h;子長(zhǎng)原油脫水溫度為65 ℃、破乳劑加量為200 mg/L、脫水時(shí)間為6 h,復(fù)配破乳劑脫水實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1和表2。
由表1可知,對(duì)河莊坪原油,TA162824單劑對(duì)其有較好脫水作用,而復(fù)配后脫水率有明顯提高,其中TA162824與TEAC按2∶3和3∶2比例復(fù)配,脫水率最高,都達(dá)到 99.7%;TA162824與DMA以4∶1的比例進(jìn)行復(fù)配,脫水率也達(dá)到最高,達(dá)到97.8%。
子長(zhǎng)原油在脫水溫度為55 ℃、破乳劑加量為100 mg/L、脫水時(shí)間為6 h條件下基本不能脫水,將溫度提高到65 ℃、破乳劑加量提高到200 mg/L時(shí)才能脫水。這與子長(zhǎng)原油含鹽量、黏度、凝點(diǎn)相對(duì)較高,破乳劑加入后降黏效果差等因素有關(guān)。
表1 復(fù)配破乳劑對(duì)河莊坪原油的脫水率
表2 復(fù)配破乳劑對(duì)子長(zhǎng)原油的脫水率
由表2可知:TA162824、TEAC和DMA單獨(dú)使用都不能使子長(zhǎng)原油脫水,但 TA162824和TEAC、DMA的復(fù)配物卻可以脫水。當(dāng) TA162824和TEAC復(fù)配比例為2∶3、1∶4時(shí),脫水率最高,都達(dá)到 97.3%;TA162824和 DMA以 4∶1、3∶2的比例復(fù)配脫水速度明顯加快,脫水率也達(dá)到最高,均為99.3%。
TA162824和 TEAC復(fù)配比例為 2∶3、TA162824和DMA復(fù)配比例為4∶1時(shí)的復(fù)配物對(duì)子長(zhǎng)和河莊坪原油脫水率高、脫出水清,無懸物,油水界面整齊。這兩種復(fù)配物對(duì)兩種不同原油的適應(yīng)性強(qiáng),通用性好。
(1)對(duì)河莊坪原油,在55 ℃,破乳劑總用量100 mg/L,脫水時(shí)間6 h,TA162824與TEAC復(fù)配比為2∶3和3∶2、與DMA復(fù)配比為4∶1的復(fù)配物脫水速度、脫水率均高于單劑,脫水率分別達(dá)到99.7%、97.8%。
(2)對(duì)子長(zhǎng)原油,在 65 ℃,破乳劑總用量200 mg/L,脫水時(shí)間6 h,TA162824與TEAC復(fù)配比為2∶3和1∶4、與DMA復(fù)配比為4∶1和3∶2的復(fù)配物,脫水快,脫水率最高,分別達(dá)到97.3%、99.3%。
(3)TA162824與 TEAC復(fù)配比為 2∶3、與DMA復(fù)配比為4∶1的復(fù)配物,對(duì)子長(zhǎng)原油和河莊坪原油脫水率等性能都好,對(duì)不同原油的適應(yīng)性強(qiáng),通用性好。
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