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原油破乳剂的研究历史和发展现状
来源:济南乾来环保技术有限公司 发布时间:2022-11-15 09:43:37 浏览次数:
摘 要: 
       本文首先对油田用原油破乳剂的种类和发展过程进行了概述,然后详细介绍了原油破乳剂的作用机理和理化性质,最后阐述了原油破乳剂的研究方法和现状,并提出了目前研究中存在的问题和未来的发展方向。
关键词:
       原油原油破乳剂;油田化学剂;研究方法;发展现状
 
前言
        原油生产在我国许多油田已进入后期的三次采油阶段,由于采用了注水采油、稠化热采、聚合物驱油等工艺及部分油井自身的老化,产出的油含水严重,导致原油在集输、储运、加工精炼等方面出现了管道设备腐蚀、堵塞、催化剂中毒等很多问题,从而使原油的生产、运输和加工的成本大大增加。因此原油破乳剂成为一种重要的油田化学剂。
       随着石油工业的发展,竞争的加剧,原油破乳剂的需求量日益增大,对其质量的要求也越来越苛刻,一些常见的原油破乳剂已不能满足油田生产的多种需求。因此,对原油破乳剂的进行深入研究,研制高效、低廉、稳定的原油破乳剂具有非常重要的意义。
1     原油破乳剂的研究和发展状况
1.1  原油破乳剂的种类和发展过程
       原油破乳剂的种类很多,根据不同的分类方法可以分为不同的类别:
     (1)根据原油破乳剂的溶解性可分为油溶性原油破乳剂和水溶性原油破乳剂;
     (2)根据原油破乳剂的作用对象可分为水包油型原油破乳剂和油包水型原油破乳剂;
     (3)根据分子结构可分为离子型、非离子型和两性原油破乳剂,其中离子型又分为阳离子型和阴离子型。原油          破乳剂的发展始于 1914 年,WSBarnicke 加入 0.1%的 FeSO4对原油进行破乳,取得很好的效果,至此以后,人们对原油破乳剂的研究已有 80 年的历史,在此期间,原油破乳剂的发展大致经历了三个发展阶段。自 1935 年起 500--1000 石油磺酸盐、石油磺酸皂、氧化蓖麻油和硫代琥珀酸酯、脂肪酸乙氧基化物、脂肪族醇和烷基酚 自 1950 年起 100 环氧乙烷和环氧丙烷共聚物,β-烷基酚、甲醛树脂+环氧乙烷与环氧丙烷及其变体 自 1965 年起 30--50 环氧化胺 自 1976年起 10--30 环氧化的环状 β-烷基酚、甲醛树脂与复杂变体 自 1985 年起 5--20 聚氨酯和掺和剂。
1.2   原油破乳剂的作用机理及性质
        油井产出的油水乳状液的液滴表面分布着天然的乳化剂,如胶质、沥青质、有机质等,这些物质常常与淤泥和粘土、无机盐、蜡质等结合在一起,在油水界面形成一层膜,其机械强度越大,液滴直径越小,油水乳状液也就越稳定。原油破乳剂的破乳实质是使原油破乳剂吸附到油水界面,将原有的乳化剂(皂、胶质等)从油水界面顶替下来,但并不形成牢固的保护膜,即原来的固体粉末(如沥青质粒子或微晶石蜡)完全被原油或水润湿,进入润湿它的那一相,从而破坏保护层,分散层相互靠近并聚结变大,最终实现油水分离的过程。原油破乳剂的性质主要体现在扩散吸附性、润湿成膜性两个方面。对于某种乳化原油,如果对于某种原油破乳剂在这两个方面都有良好的性能,那这种原油破乳剂对这种乳化原油会有很好的破乳效果。
     (1)扩散吸附性原油破乳剂的扩散吸附性是指原油破乳剂分子进入油水乳状液并向油水界面膜上扩散的速度和吸附的能力。如果它的扩散吸附性好,它对膜的破坏作用就充分完全,宏观上表现为用药量少、脱水速度快和脱水量大。也正是因为原油破乳剂对不同的原油乳状液在扩散吸附性方面有较大的差异,才使得原油破乳剂对乳状液的稳定性影响强弱不同,导致出现了品种繁多的原油破乳剂。
     (2)润湿成膜性原油破乳剂分子进入油水界面后,能否有效破坏界面膜是破乳的关键所在。具体表现在原油破乳剂对界面膜上的沥青质、石蜡以及其他固体颗粒的润湿反转能力,占据顶替原界面重新成膜从而降低原乳化膜的强度的能力。因此,原油破乳剂润湿能力越强,其破乳脱水性就越好。
1.3    国内外原油破乳剂的研究方法和发展现状
1.3.1 原油破乳剂的合成方法
         目前,国内外原油破乳剂的研究,从化学类型上看,主要是以非离子型的聚氧乙烯聚氧丙烯聚合物为主,在传统原油破乳剂基础上进行改性,研究的方法主要有“改头、换尾、扩链”等。
     (1)改头改头即指选择、设计和合成具有活泼氢的起始剂。通常采用的起始剂有酚类、醇类、脂肪酸、脂肪胺等,现在随着研究的不断深入,人们采用的起始剂也有原来的简单单一化逐渐转变为复杂多样化。
     (2)换尾换尾是利用化学方法将同类或不同类的聚合物端基进行酯化而得到的新原油破乳剂,此方法是增大分子量的有效方法之一。例如,用松香酸、硫酸等做封尾剂,对聚醚类原油破乳剂进行酯化改性或采用乙酸酐、苯甲酰氯和系列羧酸对聚醚类原油破乳剂进行酯化,对提高破乳效果有明显的作用。又如,用马来酸酐对环氧乙烷和环氧丙烷共聚物进行酯化改性,得到的原油破乳剂对油包水型乳状液也有很好的效果。
     (3)扩链扩链是采用适当的化学方法,用双官能团活泼氢化合物作扩链剂,将分子量较低的聚合物连接起来,形成线型分子,使分子量成倍甚至几十倍的增加,以增强破乳效果。当豫聚物有三个以上的活泼官能团时,则可能发生交联,生成网状分子。也有的采用二元羧酸或二聚脂肪酸作扩链剂,对聚氧烯脂肪伯胺进行扩链,得到聚氧烯伯胺酯,对油包水型乳状液有很好的破乳效果。
1.3.2  国内外原油破乳剂的发展现状
       (1)国内原油破乳剂的发展现状我国原油原油破乳剂的研究应用起步较晚。60 年代中期开始原油原油破乳剂的研究,并且发展速度相当快,先后研制出 BPE-2060 、BPE-2070 、BP-169 等聚氧乙烯聚氧丙烯聚合物。70 年代后期研制聚氨酯、聚磷酸酯和超高分子质量聚醚型的原油破乳剂。近年来,油田开发和应用的原油破乳剂以及科研单位研究的原油破乳剂大多以复配为主,忽视了具有新化学结构的新类型原油破乳剂的研制。
      (2)国外原油破乳剂的发展状况 80 年代后期以来,国外原油破乳剂的发展现状具有代表性的有以下几种:a 丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和聚氧丙烯聚氧乙烯酸酯的共聚物;b 高极性有机氨衍生物;c 阳离子酰胺化合物;d 用碳酸正乙酯代替烷氧基化合物与烷基苯酚甲醛树脂反应制得的高分子原油破乳剂;以上几种典型的原油破乳剂研制表明∶①非聚醚型聚合物原油破乳剂是目前发展较快的一类原油破乳剂,特别适用于稠油破乳。②两性原油破乳剂的出现为乳状液的破乳增添了新的活力,因为两性原油破乳剂不仅有良好的脱水、脱盐效果,而且对硫化氢、二氧化碳和盐的腐蚀有很好的缓蚀作用。
 
2      结束语
      (1)原油破乳剂的破乳机理研究滞后于原油破乳剂的应用。各大专院校和科研单位应紧密结合现场实际,加强破乳机理的研究,为原油破乳剂的研究、生产和使用提供理论基础。
      (2)新型高效原油破乳剂的研究进展缓慢。尽管目前原油破乳剂的品种有 200 多个,但单剂仅 40 多个,新品种开发不多,不能适应原油重质化、劣质化的要求。
      (3)反相原油破乳剂的开发和应用值得重视。随着三次采油技术的不断应用,水包油乳化原油原油破乳剂也越来越引起人们的重视。

 
 
原标题:原油破乳剂的研究历史和发展现状
原作者:周国萍