李冬寧，陸 原，胡 廷

(中海油(天津)油田化工有限公司，天津 300450)

在原油脫氣過(guò)程中，原有的氣液平衡被破壞，溶解于原油中的輕烴逸出，發(fā)生體積膨脹，導(dǎo)致體系產(chǎn)生大量泡沫[1-2]，這種泡沫會(huì)大大減少了分離器的有效處理空間，降低了分離效率，降低產(chǎn)油量，并損壞設(shè)備[3]。而且會(huì)造成脫除的氣體攜液，因此在火炬上燃燒不充分，產(chǎn)生濃煙及油滴散落等狀況，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，甚至?xí)?dǎo)致流程不穩(wěn)定，造成不必要的和意外的生產(chǎn)關(guān)閉[4]。因此，選用合適的消泡劑對(duì)穩(wěn)定油田生產(chǎn)意義重大[5]。

雖然Blazquez等，通過(guò)對(duì)原油消泡動(dòng)力學(xué)建模，提出了一種表征原油泡沫穩(wěn)定性的新方法[6]。但目前國(guó)內(nèi)外對(duì)消泡劑作用機(jī)理的研究多針對(duì)水性泡沫體系，針對(duì)原油油氣水三相體系泡沫的消除，仍以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)確定為主。

伊拉克某油田一直采用國(guó)外進(jìn)口溶劑型消泡劑產(chǎn)品，能保證現(xiàn)場(chǎng)的穩(wěn)定生產(chǎn)。但加注量較高，成本較高，無(wú)法滿足實(shí)際需求，有必要研制更高效的消泡劑產(chǎn)品以滿足現(xiàn)場(chǎng)的需求。本文通過(guò)室內(nèi)評(píng)價(jià)得到兩種新型消泡劑，并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，選擇一種與油氣水體系相容性和擴(kuò)散性更好的二甲基硅油類的消泡劑。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 油品分析

伊拉克某油田AG脫氣站原油油品性質(zhì)分析結(jié)果如表1所示。

表1 原油油品性質(zhì)

1.2 現(xiàn)場(chǎng)工況參數(shù)

AG脫氣站處理流程示意見(jiàn)圖1。具體處理流程為：油井產(chǎn)液通過(guò)生產(chǎn)管匯進(jìn)入計(jì)量分離器進(jìn)行計(jì)量，依次進(jìn)入一、二、三級(jí)分離器，進(jìn)行氣液分離，三級(jí)分離器后是外輸泵，輸往終端廠。第三級(jí)分離器氣體輸向低壓火炬進(jìn)行燃燒。低壓火炬位于脫氣站小山坡之后。

圖1 AG脫氣站處理流程示意圖

該脫氣站主要分離設(shè)備為：一級(jí)分離器(操作壓力10 kg), 二級(jí)分離器(操作壓力5 kg)，三級(jí)分離器(操作壓力常壓)。加藥點(diǎn)在三級(jí)分離器入口，分離溫度約40～50 ℃。該脫氣站產(chǎn)液約20525 桶/天，消泡劑的平均加注量為約50 mg/L。

1.3 性能測(cè)試

1.3.1 室內(nèi)實(shí)驗(yàn)

發(fā)泡液采用AG脫氣站原油、120#汽油、石油磺酸鈉按 1:1:1混合配制。用量筒量取(50±0.5)mL 的標(biāo)準(zhǔn)起泡溶液，加熱到50 ℃，用鼓氣泵以恒定速率的鼓入空氣，泡沫達(dá)到 100 mL 時(shí)，停止鼓入空氣，利用微量進(jìn)樣器，加入消泡劑，記錄泡沫從100 mL 到完全消除所需的時(shí)間，即為消泡時(shí)間，單位為s。

1.3.2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

首先，確認(rèn)試驗(yàn)藥劑罐與藥劑泵的連接正確，并處于關(guān)閉狀態(tài)。然后停止加注原現(xiàn)場(chǎng)在用消泡劑，觀察火炬煙濃度變化。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)低壓火炬出現(xiàn)濃煙后，開始以最大量程15 mm加注試驗(yàn)消泡劑。若消泡劑脫氣效果理想，則低壓火炬濃煙會(huì)逐漸消失。濃煙消失后約30～45 min后調(diào)整藥劑泵開量，期間觀察低壓火炬情況，以判斷藥劑的使用效果；若消泡劑脫氣效果不佳，大量的泡沫不能消滅，則油氣水三相混合液通過(guò)第三級(jí)分離器時(shí)，天然氣在脫離油氣界面時(shí)將攜帶出液體(油水混合液)進(jìn)入低壓火炬。燃燒氣體攜帶液沫，火炬燃燒呈黑煙，同時(shí)地面上會(huì)有散落的油滴，嚴(yán)重污染環(huán)境。此時(shí)應(yīng)立即調(diào)高加注量或立即切換回原在用消泡劑，并結(jié)束試驗(yàn)。

2 結(jié)果與討論

2.1 室內(nèi)評(píng)價(jià)

6種消泡劑，加藥濃度為20和30 mg/L，消泡時(shí)間試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)

由以上試驗(yàn)可以看出，在室內(nèi)模擬的發(fā)泡體系下，X03、X10略優(yōu)于米桑消泡劑，推薦進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。X03主要成份為多種二甲基硅油和煤油，X10主要成分為聚醚改性硅油和芳烴溶劑200號(hào)。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

消泡劑X03和X10的測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 X03試驗(yàn)結(jié)果

續(xù)表1

綜上試驗(yàn)結(jié)果表明，消泡劑X03適用于AG脫氣站，推薦加藥濃度為30 mg/L。消泡劑X10的測(cè)試結(jié)果不適用于AG脫氣站，無(wú)法有效消除泡沫，與室內(nèi)模擬小試結(jié)果有一定差距。通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)原油工況進(jìn)行分析，伊拉克某油田產(chǎn)液中大部分為輕質(zhì)油，含水極少。而消泡劑X-10為親水聚醚改性硅油，具有較高的親水性。與現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)液體系相容性較差，擴(kuò)散較慢，不能及時(shí)全面消泡導(dǎo)致。

3 結(jié) 論

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)可以看出消泡劑X03適用于AG脫氣站，推薦加藥濃度為30 mg/L。

針對(duì)含水量較少的原油脫氣，宜采用親油性較強(qiáng)的二甲硅油類消泡劑，利用聚醚改性后的硅油產(chǎn)品，增加了水中的分散性，反倒影響了消泡劑在體系中的溶解擴(kuò)散性，降低了脫氣的效果。