重质原油抗乳化破乳剂的研制及联合应用研究二 - 新闻资讯 - 破乳剂|COD去除剂|乳化液|含油|煤化工废水处理|济南乾来环保

2. 2 破乳剂的交联复配

2. 2. 1 单一破乳剂交联

大量实验表明,破乳剂交联剂后脱水效果与交联剂种类及含量有关,同时改变投料顺序和交联剂能够对破乳效果产生较大的影响。以混合含水为 28． 36% 的重质原油油水混合物分别测试不同交联条件下生成破乳剂体系的脱水性如图 4 和 5 所示。

如图 4 和 5 所示,SLD01 和 DYA01 不同交联反应后的破乳剂中,脱水速度和脱水量存在较大差异。其中 1. 5% TDI S - D 交联复配破乳剂取得最佳效果, 240 min 的脱水量可达 27 mL,且超过了单一 SLD01 和 DYA01 破乳剂,说明通过破乳剂的交联反应能够调整破乳剂分子结构,且对原油破乳脱水产生较大影响。

2. 2. 2 SLD01 及 DY01 交联复配

以 1. 5% TDI 作为交联剂,先投料 SLD01,然后投料 DYA01,并对合成的破乳剂进行阳离子化,得到全新的阳离子化改性季铵盐破乳剂。以塔河重质原油 (二号联进站原油,含水 33. 18% )作为评价对象,结果如图 6 所示。

如图 6 所示,在破乳剂交联复配并季铵盐阳离子化改性后,以 15% 氯化苄改性的 S - D 破乳剂有较快的破乳速度和较高脱水量,在 240 min 内脱水率达到 99. 46% 。因此,可选择 15% 氯化苄改性作为合成 S - D 破乳剂的优选条件。室内原油脱水破乳实验显示,15% 氯化苄改性的 S - D 破乳剂原油脱水效果最佳,然而要明确其的分子结构仍比较困难。

我们利用红外图谱对该破乳剂进行了初步解析, 从图 7 中可以看到,3 326 cm - 1处的吸收峰为 - NH2 和 - OH 伸缩振动,2 950 cm - 1和 2 842 cm - 1为 - CH2 结构的不对称和对称伸缩振,1 460 cm - 1为 - CH2结构的弯曲振动,1 146 cm - 1 对应为 C - O - C 结构的伸缩振动,这些特征峰均为多乙烯多胺类衍生物破乳剂的特征振动峰,而 3 057 cm - 1为苯环上 N - H 键的伸缩振动,1 612 cm - 1 、1 596 cm - 1 、1 496 cm - 1均为苯环中 C = C - C 的伸缩振动吸收峰,820 cm - 1为单取代苯环的特征吸收峰,表明氯化苄成功实现了 S - D 破乳剂的季铵化。

2. 3 脱水性能比对

塔河重质原油破乳剂主要为采油二厂在用的 SLD7007 及其复配体、采油三厂的 DSK - 01,以混合含水为 33. 18% 的二号联进站原油为评价对象,结果如表 4 和图 8 所示。

从实验情况来看,本次交联复配并季铵盐阳离子化改性的破乳剂在塔河重质原油破乳脱水方面具有明显优势,为该破乳剂体系的工业化应用研究奠定了基础。

3 应用研究

为论证该药剂体系对塔河重质原油破乳的工业应用效果,由胜利化工批量生产了 30 吨,进行首轮次现场推广评价,并在取得一定成效之后进一步探究了“S - D 破乳剂 + 原油离心处理设备”的联合应用体系。

3. 1 重质原油破乳处理工艺及存在问题

西北油田分公司采油二厂二号联合站为亚洲最大的重质原油集中处理站,采用“两级热化学沉降脱水 + 净化罐排底水” 工艺如图 9 所示。设计 6 575 吨/ 天,实际 9 200 吨/ 天。超高的负荷 ( 设计值 140% )、超稠油复杂的乳化状态、原油固相杂质组分复杂等因素对化学破乳剂性能提出了更高的要求。

生产过程中,为保证净化油交油含水合格,二次罐底部排水过程每日排出老化油可达 500 m3 / d,该部分老化油循环至原油系统后导致净化油五级含水在 1% 左右,且长时间沉降无明显梯度变化。将该部分老化油集中处理,导致了处理周期、罐容、能耗等多重问题。 2020 年上半年长周期的尝试以原油离心设备为主体,并配套 SLD - 7007 破乳剂的老化油处理技术,未能有效解决二次罐老化油处理的难题。

3. 2 工业化应用

3. 2. 1 S - D 破乳剂单独应用

二号联于 2020 年 10 月对 S - D 破乳剂进行了现场工业化应用,药剂加注浓度从现场应用情况来看, 二次罐溢流含水指标和老化油循环处理指标明显改善,如图 10 所示。

自 S - D 破乳剂成功应用以来,二次罐溢流含水从 1. 5% ~ 2% 下降至 0. 5% 附近,净化罐基本可达到无沉降即检尺含水合格的状态,二号联二次罐手动放水老化油循环量从日均 500 m3下降至 300 m3以内, 但仍然未能全部解决。

3. 2. 2 离心法与 S - D 破乳剂综合应用体系

对老化油采取“S - D 破乳剂 + 原油离心处理设备”联合应用法,通过二次罐排水与原油离心处理设备运行保障、老化油提温保障、处理后老化油含水及破乳监测等综合手段,创造性的形成了“二次罐界面在 2 m 附近、老化油加热温度至 80 ℃、S - D 破乳剂加药浓度 200 ppm”的一套综合运行保障体系,如图 11 所示,并将原油离心处理设备出口的低含水、低固相原油用于掺稀生产,有效的攻克了老化油处理的顽疾。

4 结论

(1) SLD01 和 DYA01 两个破乳剂进行交联复配,得到的破乳剂对原油脱水的脱水量和脱水速度都有较大提升;进一步对交联复配的破乳剂在阳离子化改性和季铵化后,所合成的破乳剂破乳效果有明显提升。

(2) 塔河油田重质原油乳化特征复杂,基于现有的“化学破乳 + 多级沉降”生产工艺,老化油的形成已经无法避免且该部分原油处理难度极大。

(3) 现场工业应用显示,本文所合成的破乳剂在脱水性能上有突出的表现,其用于生产之后二次罐老化油产生量大幅减少,显示其在重质原油化学破乳方面表现出较好的消除乳化层性能。

(4) “破乳剂 + 原油离心处理设备”的联合应用是重质原油化学破乳过程中形成的老化油处理的有效手段,但该体系对离心设备的性能要求和现场运行把控要求高,且当进站原油物性发生变化导致破乳脱水波动时,老化油的形成量同样将超过设备处理负荷。在破乳剂、设备综合应用上寻求最佳经济结合点对塔河重质原油的高质量处理具有显著意义。

原标题：重质原油抗乳化破乳剂的研制及联合应用研究

原作者：任广欣，周诗杰，李堆，张鹏，马有龙

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