單秀華

高效破乳劑的性能對比評價研究

單秀華

（承德石油高等?？茖W校 石油工程系，河北 承德 067000）

針對油田現(xiàn)場采出液特性進行不同類型破乳劑的破乳效果評價。結(jié)果表明：破乳劑AE1910與NY1具有較好的破乳效果，60 min的脫水率分別為97.8%和98%；破乳劑處理后污水中含油量分別為173 mg·L-1和152 mg·L-1，破乳劑NY1對采出液破乳脫水后水中含油量最低；AE1910型破乳劑其最佳使用濃度為200 mg·L-1，NY1型破乳劑其最佳使用濃度為100 mg·L-1，且隨著破乳劑AE1910質(zhì)量濃度的增加，油水界面張力增加，界面膜強度降低。

破乳劑；脫水率；污水；含油量

三元復合驅(qū)（ASP驅(qū)）雖然大幅度地提高了原油采收率，對我國油田開發(fā)后期穩(wěn)產(chǎn)起到了舉足輕重的作用，但是采出液乳化現(xiàn)象嚴重，導致采出液處理難度增大[1-3]，體系穩(wěn)定與破乳這一矛盾越來越發(fā)突出。且不同油田采出液中驅(qū)油劑含量、含水率、固相含量等的不同使得體系物化性質(zhì)存在很大差距，繼續(xù)使用以往的原油破乳脫水方法難以滿足現(xiàn)場的要求。針對某油田現(xiàn)場采出液特性，室內(nèi)制備含900 mg·L-1堿、300 mg·L-1表面活性劑和300 mg·L-1聚合物的三元復合驅(qū)模擬原油乳化液，通過瓶試法有針對性地進行高效破乳劑的篩選，同時進行了破乳劑質(zhì)量濃度及溫度對破乳效果的影響，確定高效破乳劑破乳脫水的最佳質(zhì)量濃度和最佳破乳溫度，為后續(xù)采出液破乳脫水工藝研究提供參考。

1 實驗

1.1 試劑與儀器

試劑：聚合物（HPAM），相對分子質(zhì)量1.76×107；表面活性劑為石油磺酸鹽，有效質(zhì)量分數(shù)為50%；堿為Na2CO3，分析純；采出液為油田現(xiàn)場提供。

儀器：DKZ-450B型電熱恒溫振蕩水浴，上海森信實驗儀器有限公司；765PC型紫外分光光度計，上海舜宇恒平公司。

1.2 方法

1.2.1 采出液的配制

將原油和含三元復合驅(qū)劑的模擬水溶液放入58 ℃的恒溫水浴中預熱10~15 min，然后按油水體積比7∶3加至廣口瓶中，使用乳化機在8 000 r·mim-1、乳化12 min的條件下對油水相進行乳化，得到穩(wěn)定的W/O原油乳化液。

1.2.2 破乳實驗

采用石油行業(yè)的SY/T 5281-2000標準進行破乳劑的評價，以不同時間下破乳劑脫水率、油水界面整齊狀況和脫出水中含油量為評價指標。脫水試瓶的振蕩采用機械振蕩法，旋緊瓶蓋將脫水瓶迅速放置在電動振蕩機上振蕩，振蕩時間為2 min。脫出水的含油量參考《油田污水中含油量測定方法分光光度法》（SY/T 0530-1993），使用紫外分光光度計進行測量，采用430 nm作為吸收波長。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同高效破乳劑的性能評價

表1 不同高效破乳劑的性能評價

實驗過程選用破乳劑共分為SP、AE、PR、TA、NY 5類。5類破乳劑破乳后均無掛壁；SP169和PR927的水相清潔度稍渾，且60 min脫水率較低；綜合脫水率、界面情況、脫出水清潔度和界面齊整程度分析，初步篩選出破乳效果較好的破乳劑分別為：SP169I、AE1910、PR929、TA31和NY1。對上述5種破乳劑對應的乳狀液脫水后的污水，測定其水中含油量，結(jié)果如表2所示。由表2可知，NY1型破乳劑處理后的污水含油量最低，其次為AE1910型破乳劑。

表2 5種破乳劑處理后污水中含油量

2.2 破乳劑質(zhì)量濃度對ASP驅(qū)乳化液破乳效果的影響

用篩選出來的NY1型和AE1910型破乳劑考察破乳劑質(zhì)量濃度對破乳效果的影響，實驗結(jié)果見圖1和圖2。由圖1和圖2可知，乳化液的脫水速率和60 min時的破乳脫水率均隨著破乳劑濃度的增大而增大。從經(jīng)濟效益出發(fā)，對于AE1910型破乳劑其最佳質(zhì)量濃度為200 mg·L-1，NY1型破乳劑其最佳質(zhì)量濃度為100 mg·L-1。

圖1 AE1910型破乳劑質(zhì)量濃度對破乳效果的影響

圖2 NY1型破乳劑質(zhì)量濃度對破乳效果的影響

2.3 破乳劑質(zhì)量濃度對油水界面張力的影響

以AE1910型破乳劑為例，研究了不同破乳劑質(zhì)量濃度對油水界面張力的影響，如圖3所示。由圖3可知，隨著破乳劑質(zhì)量濃度的增加油水界面張力增大，當破乳劑質(zhì)量濃度為200 mg·L-1時，繼續(xù)增加破乳劑的濃度，界面張力基本不再變化，破乳劑在界面吸附趨于飽和。

圖3 AE1910質(zhì)量濃度對油水界面張力的影響

2.4 破乳劑質(zhì)量濃度對油水界面膜強度的影響

以AE1910型破乳劑為例，研究了破乳劑對油水界面膜強度的影響，如表3所示。從表3中可知，加入破乳劑后，液膜的排液時間和半衰期均減小，破裂速率常數(shù)增大，表明破乳劑分子頂替乳化劑分子參與形成的界面膜強度小于乳化劑分子參與形成的界面膜強度，破乳劑在油水界面膜上的吸附降低了界面膜強度，使得采出液體系中的乳狀液不穩(wěn)定，加快破乳脫水速率。

表3 破乳劑質(zhì)量濃度對油水界面膜的影響

3 結(jié) 論

針對油田現(xiàn)場采出液，篩選得到高效破乳劑AE1910和NY1，對應的60 min脫水率依次為97.8%和98%。其中NY1型破乳劑脫出水的水中含油量最低為152 mg·L-1，對于AE1910型破乳劑其最佳質(zhì)量濃度為200 mg·L-1，NY1型破乳劑其最佳質(zhì)量濃度為100 mg·L-1。隨著破乳劑質(zhì)量濃度的增大，油水界面張力增加，且界面膜強度降低，破乳脫水速率增加。

[1] 張付生，張雅琴，謝慧專，等. 驅(qū)油劑對三元復合驅(qū)采出液破乳脫水的影響[J]. 精細石油化工進展, 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] 單秀華，高書香，韓光明，等. 表面活性劑對黏土懸浮穩(wěn)定性影響研究[J].日用化學工業(yè)，2015，45 (10): 564-567.

負責人：劉中民 電話：0411-84379618 聯(lián)絡人：葉茂

E-mail：maoye@dicp.ac.cn 學科領域：能源化工 項目階段：成熟產(chǎn)品

項目簡介及應用領域

丙烯是化學工業(yè)的重要基礎原料，目前其生產(chǎn)方式主要是對石油或其衍生品進行熱裂解或者催化裂解。但是我國石油資源相對匱乏，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，原油需求量已遠遠大于國內(nèi)生產(chǎn)量，供需矛盾日益突出。在我國能源結(jié)構中，煤占據(jù)主導地位。因此一條可行的途徑是利用我國相對優(yōu)勢的煤資源，通過合成甲醇進一步制備丙烯等大宗化學品。這不僅實現(xiàn)了石油化工和煤化工的協(xié)調(diào)發(fā)展，而且可為國家節(jié)約原油資源，符合國家能源安全戰(zhàn)略以及可持續(xù)發(fā)展的要求，對我國煤炭資源綜合利用具有重大的經(jīng)濟和社會意義。

中國科學院大連化學物理研究所成功開發(fā)了具有原始創(chuàng)新性的甲醇制丙烯流化床工藝技術。研制了性能優(yōu)異的 DMTP 專用催化劑，成功耦合了甲醇轉(zhuǎn)化、乙烯烷基化和C4+轉(zhuǎn)化三個反應，工藝技術和指標先進。完成了百噸級DMTP放大試驗，驗證并優(yōu)化了 DMTP據(jù)。流化床工藝技術，獲取了設計工藝包的基礎數(shù)據(jù)。

2017 年 5 月該科技成果在大連通過了由中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會組織的成果鑒定。鑒定委員會專家一致認為“該成果創(chuàng)新性強，具有完全自主知識產(chǎn)權，總體成果處于國際領先水平，技術優(yōu)勢明顯、應用前景廣闊”，建議“加快工業(yè)化進度，早日建成工業(yè)示范裝置”。72 h標定結(jié)果表明：丙烯選擇性 75.0%，乙烯選擇性 10.4%，噸丙烯甲醇消耗 3.01 t。改變乙烯/甲醇比例，丙烯選擇性可進一步提高。

DMTP 技術的工業(yè)化推廣應用主要有三個方面：

（1）用于新建甲醇制丙烯或煤制丙烯項目；

（2）用于 DMTO 工業(yè)裝置的改造和技術升級換代；

（3）與現(xiàn)有的石腦油制烯烴裝置聯(lián)合，用于增產(chǎn)擴能和降低能耗。

合作方式：技術許可

投資規(guī)模：大于 1 000 萬

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

國家自然科學基金（項目編號：51774309）；河北省高等學?？茖W技術研究2019年度青年基金項目（項目編號：QN2018127）。

2020-01-06

單秀華（1985-），女，講師，碩士，河北省承德市人，研究方向：油田化學與提高采收率。

翟克平（1988-），男，講師，碩士，研究方向：油氣儲運地面工程。