破乳剂筛选论文（精选7篇）
破乳剂筛选论文 篇1
为了解决老井产能的恢复、关停井、报废井的再利用及以往压裂施工中出现的早期脱砂和压后初期产量高、递减快、稳产时间短等难题,对胜利油田老区油井区块进行酸化压裂一体化技术[1]。
酸化压裂是目前国内外油田碳酸盐油藏开发中所广泛采用的一项增产增注措施和重要的完井手段。用酸液作为压裂液实施不加支撑剂的压裂称为酸化压裂。酸化压裂过程中一方面靠水力作用形成裂缝,另一方面靠酸液的溶蚀作用把裂缝的壁面溶蚀成凹凸不平的表面,停泵卸压后,裂缝壁面不能完全闭合,具有较高的导流能力,可提高地层渗透性,改善地层特性,最终达到使油藏增产的目的[2]。
酸化解堵后的残液返排进入系统后,影响分离器脱水,因为残留酸中的H+将激活稠油中环烷酸,增加乳化剂数量,使乳化膜强度加大.从而使破乳剂替换油水界面的难度加大,影响了化学脱水的进行[3,4],因此,研究选择具有针对性高效的破乳剂,从而保证脱水系统中油含水符合系统要求,满足油田需要[5]。
瓶试法是现阶段破乳剂筛选普遍采用的方法,主要考察脱水率、界面情况等,只能从宏观上进行分析,难以从微观上表征破乳脱水的性能。因此,需要一种新的研究方法和瓶试法相结合来研究破乳剂的破乳脱水规律。TLAB稳定性分析仪,是一种光学仪器,利用光散射法及其相关原理,可以进行浓缩胶体和分散体样品的特性分析。本实验利用光散射法,从微观上对破乳剂进行性能表征,并结合瓶试法进行验证。两种方法相互对比,证明光散射法对研究破乳剂微观性能具有很好的辅助作用。
1 实验部分
1.1 仪器及试剂
主要仪器:TLAB稳定性分析仪,法国Formulaction公司;DGN-1000×6组多功能原油含水自动快速测定仪;SY-20高剪切乳化机;DWC-6C型超声波快速高精度油品脱水仪;HH-60快速恒温数显水箱。
主要试剂:胜利酸化压裂原油;破乳剂(SF1011、I333、F511、I733、F522、N922),胜利设计院提供。
1.2 实验方法
1.2.1 原油含水率的测定
称取一定质量的原油于蒸馏瓶中,并在蒸馏瓶中加入一定质量的汽油或石油醚,利用原油含水测定仪测定出含有水的质量,从而求得原油的含水率(%):
含水率
1.2.2 原油乳状液的制备
现场采出的原油综合含水80%左右,随放置时间的不同,原油的含水率也会发生变化。为了使实验条件具有统一性和可比性,利用DWC-6C型超声波快速高精度油品脱水仪对采出的原油进行脱水,使原油含水率小于1%[6]。
在电脱后的原油中加入现场采出水,油水质量比M油:M水=50:50,用SY-20高剪切乳化机在转速为3000 r/min,搅拌20 min制备成W/O型乳状液含水约为50%,放置48 h不脱水,乳状液很稳定。
1.2.3 乳状液分水率的测定
将上述制备的乳状液加入比色管中,分别加入破乳剂,使其充分混合,放入50 ℃恒温数显水箱中,每隔段时间读出分水体积。根据t时刻的出水体积V(t),计算t时刻的脱水率(脱水率/%=Vt/V0)。根据脱水率与时间关系作图,考察破乳剂的脱水性能。
1.2.4 破乳剂破乳性能的微观表征
在制备好的乳状液中加入破乳剂,混合均匀后,加入到样品室中(约20 mL),放入TLAB分散稳定性分析仪中。在60 ℃ 条件下,每5 min扫描一次总共扫描2 h,得到透射光T(t)和被散射光BS(t)随时间变化的图谱,被散射光BS和透射光T可以表达为:
式中:g和Qs——由米氏理论给出的光学参数,特定的仪器为定值
λ和λ*——分散体系中的光子传递平均自由步长
d——颗粒平均粒径
ϕ——颗粒体积浓度
ri——测试室内半径
根据反射和透射理论经过一系列计算,可得到颗粒粒径随时间的变化率d(t)、颗粒迁移速率V(t)、澄清度%、稳定性系数、水峰厚度H(t)随时间的变化等。
2 结果与讨论
2.1 不同破乳剂脱水的效果
实验用的破乳剂质量分数都为1%,分别将相同浓度的6种破乳剂(200 ppm)加入到乳状液中,得到体系脱水率与时间的关系,如图1所示。
由图1中可以看出,含不同破乳剂的分水率随测定时间的增加,开始先增大后基本趋于稳定。90 min后脱水率已基本趋于稳定。并且从图中可以看出破乳剂N922的脱水率最高,其次是1733脱水率接近70%。其他几种破乳剂的脱水效果都比较低。
为了对对破乳剂液滴分散性能做进一步微观表征,通过光学仪器-TLAB稳定性分析仪,对破乳剂进行微观表征。
2.2不同破乳剂的出水峰厚度及脱出水澄清度的变化
从图2可以看出破乳剂N922和I733的出水峰厚度最大,这和利用瓶试法得到的脱水率是一致的。并且从图3中可以看出,破乳剂I733和N922脱出水的透射光强度最大,说明脱出水较清水中含油率较低。
2.3 不同破乳剂对乳状液液滴粒径的影响
光散射理论[7]认为,在向后分散场中心处光强BS与在其分散体系中平均自由程λ*的平方根成反比即:
λ*与分散相的体积分数ϕ成正比,与颗粒平均直径d成反比。对于特定的光学仪器g与Qs是定值,因此上式可表示为:
BS=C(ϕ/d)1/2
式中:C——常数[8]
根据的破乳机理[9],破乳脱水一般经历絮凝、聚结、沉降等过程。破乳剂加入后乳状液中的分散水滴在絮凝作用下聚集起来,聚集在一起的水滴再相互合并而聚结成大水滴。由于絮凝和聚结的作用使体系中分散相体积分数ϕ减小,同时颗粒平均直径d变大。所以BS(t)变化越小,乳状液越稳定。从图4中可以看出,加入破乳剂N922的乳状液被散射光强度的变化率最大,说明破乳剂N922加入后有利于水滴的絮凝聚结,因此破乳效果最明显。
2.4 不同破乳剂对乳状液稳定性系数的影响
乳状液的稳定性系数定义为:
式中: scnref(h)——第一条扫描曲线的透射光或背散射光
scani(h)——任何时间扫描曲线的透射光或背散射光
H——样品高度
从这个公式的计算我们可以看出,稳定性系数其实就是样品变化的偏差值,偏差值越大的,稳定性越差;偏差值越小的,稳定性越好。所以稳定性系数d1越小,乳状液体系越稳定。
从图5中我们可以看出,不同破乳剂对原油乳状液的稳定性系数随测定时间的增加先增大后基本趋于稳定。N922稳定性系数变化最大,说明加入破乳剂N922后O/W型乳状液的稳定性变差,所以N922的破乳效果最好。
综合上述实验结果,可以看出N922无论从脱水率、脱出水澄清度都高于其他几种破乳剂,因此,选定破乳剂N922为酸化压裂液用破乳剂。
2.5 破乳剂最佳用量的测定
破乳剂的用量对乳状液破乳脱水效果有重要影响,破乳剂用量存在最佳值。并非用量越大越好[10]。
从图6可以看出,随着N922的质量浓度的增加,出脱水率增加到一定程度后,出现了下降的趋势。破乳剂N922质量浓度在350 mg/L时,出现了一个出水峰最高点。由此可见,N922最佳质量浓度为350 mg/L。
2 结 论
(1)通过实验证明光散射法(TLAB稳定性分析仪)可通过出水峰厚度、粒径变化率、稳定性系数、澄清度等微观变化表征破乳剂的破乳性能,并且与瓶试法有较好的一致性,因此可作为一种微观表征破乳剂性能的方法。
(2)实验结果表明,对于酸化压裂形成的W/O型乳状液,破乳剂N922的破乳效果最好,可作为酸化压裂液的破乳剂。在现场温度下(约为50 ℃)破乳剂N922的最佳用量为350 mg/L。
参考文献
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口服喷雾干燥乳剂处方筛选 篇2
干乳剂的基本组成为油相,固体载体和乳化剂。本实验选用椰子油作油相,天然高分子材料HPMC和蔗糖作为固体载体,HPMC还具有辅助乳化剂的作用,采用喷雾干燥法制备干乳剂。根据液体乳剂的乳化性能和喷雾可操作性,主要对处方中固体载体HPMC的黏度和浓度进行筛选,优化空白喷雾干燥乳剂处方。
1仪器与试药
1.1 仪器
APV2000型均质机(加拿大Avestin公司);B290型小型喷雾干燥仪(瑞士 Buchi公司);Mastersizer 2000型粒径测定仪(英国Malvern公司)。
1.2 试药
羟丙甲纤维素(HPMC)(上海卡乐康包衣技术有限公司,Methocel E3-LV和 Methocel E15-LV,黏度分别为3 mPa·s和15 mPa·s,批号分别为PG22012N21和OC09012N21);蔗糖(南京威尔化工有限公司);椰子油(千岛精细化工实业有限公司,批号050325),其他试剂均为分析纯。
2方法与结果
2.1 液体乳剂的制备
因在进行喷雾干燥操作时油相并不随水分的减少而减少,故在干乳剂处方中可把油相当作固体来计算。干粉含量20%,各组分质量百分比为HPMC:蔗糖:椰子油=30%:40%:30%[1]。即按100 ml水计算,则HPMC 6 g,蔗糖8 g,椰子油6 g。
将处方量HPMC先加入总体积的1/5～1/3的热水(80℃～90℃)中,充分分散和水合,然后在冷却的条件下,不断搅拌,加冷水至全量,得到一定浓度的HPMC水溶液[3],加入处方量蔗糖,待蔗糖完全溶解后加入处方量椰子油,涡旋混合制得粗乳,再在1×105 kPa下高压乳匀3～5个循环得到均质乳。
2.2 液体乳剂稳定性研究
2.2.1 HPMC规格及浓度对液体乳剂的影响
通过制备液体乳剂,考察两种黏度和不同浓度的HPMC对O/W型液体初乳稳定性的影响及是否适合喷雾干燥制备干乳剂。
结果表明,低黏度级别的HPMC浓度太低时,高压乳匀后不易得到液体乳剂,立刻分层。这可能是因其浓度过低,起不到弱的乳化作用,增黏效果低,故制得的液体乳剂物理稳定性差[4]。当采用浓度为8%和12%的HPMC(3 mPa·s)及4%的HPMC(15 mPa·s)时,液体乳剂在室温放置2 h内不分层、乳滴粒径大小分布为单峰,且在喷雾干燥过程中不发生堵塞喷嘴现象,见表1。
2.2.2 放置温度对液体乳剂稳定性的影响[5]
从上一步筛选出的液体乳剂处方中选出两个较佳处方,分别于室温放置2 h和4℃放置24 h,考察温度对乳滴粒径大小及粒径分布的影响,从而初步确定HPMC的适宜黏度及浓度。
结果表明,8%HPMC(3 mPa·s)所制液体乳剂于4℃放置24 h 后乳滴粒径和 Span值几乎无变化,说明含低黏度HPMC的乳剂受温度影响较小;而4%HPMC(15 mPa·s)所制液体乳剂于4℃放置24 h 后乳滴粒径明显变大,可能是因为温度降低,乳剂黏度增大,乳滴之间发生聚集,说明含高黏度HPMC的乳剂在放置过程中受温度影响较大。因此,确定适合喷雾干燥的液体乳剂中所含固体载体HPMC的适宜黏度为3 mPa·s,浓度为8%,见表2。
2.3 空白喷雾干燥乳剂的制备
将含8%HPMC(3 mPa·s)的高压均质乳剂,采用喷雾干燥法制备得到白色粉末状空白喷雾干燥乳剂。喷雾干燥条件如下:进口温度110℃;出口温度60℃;旋风 40 m3/h;气流量 600 NL/h;泵速 3.0 ml/min。
2.3.1 粒径及其分布的测定
对新鲜制备液体乳剂和再分散后的液体乳剂,利用激光散射法测定乳滴的粒径大小分布。粒径大小分布根据体积分布来测定,体积加权的中直径d(0.5)表征乳滴大小,Span值表征乳滴大小分布宽度[1]。
图1为浓度分别为8%和16%的HPMC(3 mPa·s)制备的液体乳剂乳滴粒径大小分布情况。结果表明,前者所制液体乳剂乳滴粒径分布为单峰,后者为多峰,这可能是由于HPMC浓度过高造成乳滴之间相互黏连。
2.3.2 空白喷雾干乳剂的再分散性质
根据空白喷雾干燥乳剂再分散后所形成液体乳剂乳滴粒径大小及分布,来确定干乳剂再分散的合适用水量。称取干燥粉末1.0 g,分别加5和10 ml重蒸水,涡旋3 min,再分散制得O/W型液体乳剂,测得平均粒径分别为0.343 μm和2.410 μm,跨距分别为6.040 μm和12.836 μm。
结果表明,加10 ml水再分散得到的液体乳剂较稀,液面出现少量油滴,平均粒径比新鲜制备液体乳剂粒径显著增加,Span值较大;而加水量为5 ml时,液面无油滴,其平均粒径仅比新鲜制备液体乳剂粒径略有增加,Span值显著低于10 ml时得到液体乳剂的。两种情况下的粒径大小分布见图2,表明再分散干乳剂时应选择适宜的用水量,推测此种液体乳剂的稳定性主要取决于水相的黏度,即取决于固体载体HPMC的规格和用量。一般情况下,再分散乳剂中的固体含量应与液体初乳一致。
a:8%HPMC(3mPa·s)b:16%HPMC(3mPa·s)
a:1.0g干粉10ml重蒸水b:1.0g干粉5ml重蒸水
3讨论
O/W型干乳剂作为一种新型的口服载药系统,对于脂溶性药物来说具有重要的理论和实际意义。根据干乳剂中间态的定量物理性质来研究干乳剂的处方及制备尚未见文献报道。应结合考虑口服喷雾干燥乳剂制备过程的可行性与处方工艺的稳定性。基于完成喷雾干燥过程的需要,同时保证液体乳剂在此期间的稳定性,并使所得干乳剂具有良好的再分散性,处方中最重要的组分-稳定剂HPMC的黏度及浓度的确定为干乳剂处方工艺的必须步骤。由本实验可知低黏度的HPMC在干乳剂中是一种很有应用价值的固体载体。
本实验只是在固体载体与油相比例确定的条件下,通过筛选HPMC的黏度及浓度来优化空白干乳剂处方。若要制备含药干乳剂,还要根据模型药物的理化性质来筛选油相和固体载体。氟康唑在水中溶解性极差,经实验得知1.0 g椰子油约溶解20 mg,1.0 g Lauroglycol FCC约溶解25 mg,为达目标载药量,在制备干乳剂时还考虑加入增溶剂等非水溶剂,具体工作正在进一步的研究。
摘要：目的优化喷雾干燥乳剂处方。方法联用羟丙甲纤维素(HPMC)和蔗糖作固体载体,椰子油作油相,采用喷雾干燥工艺制备O/W型干乳剂。结果根据乳化性能及喷雾可操作性筛选出适于采用喷雾干燥法制备干乳剂的处方。即固体载体HPMC适宜黏度为3mPa.s,浓度为8%。结论HPMC的黏度和浓度对液体O/W乳剂的稳定性及经喷雾干燥制成干乳剂有一定影响,含高黏度HPMC的液体O/W乳剂不容易雾化,易堵塞雾化器的喷嘴。低黏度HPMC是一种有用的固体载体,并起到一定的乳化作用。
关键词：干乳剂,羟丙甲纤维素,喷雾干燥
参考文献
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原油生物破乳剂的研究进展 篇3
关键词：微生物,破乳,细菌培养
大量文献[1,2,3,4,5]显示为了提高石油的采收率, 油田已采用了许多EOR方法, 如聚驱、三元复合驱、蒸汽驱和火烧油层等, 在驱替液中往往需要加入大量的表面活性剂, 致使采出液多为非常复杂且性质很稳定的乳状液, 分离难度较大;加之各油井采出的原油混合液乳化特性不同, 很难筛选到统一的破乳剂, 破乳效率较低。
工业上目前大量应用的是化学破乳剂, 乳化液受活性组分、物化特征等影响, 在破乳过程中存在选择性强、脱出水中含油高、需要有机溶剂做助剂等缺点, 废水处理、排放困难高, 给企业增加了额外成本和污染负担。随着原油破乳难度的增加, 单纯的化学表面活性剂已不能满足要求, 对传统分子进行改头、换尾、加骨、扩链、接枝、交联、复配[6,7,8]难度又较大。随着破乳剂的成本日渐高昂, 在当前的金融风暴下, 寻求一种新型、绿色、价廉的破乳剂成为石油工作者研究的一个重要课题。
生物破乳技术是通过加入微生物或其发酵培养液而使乳化液破乳脱水的方法, 与传统破乳方法相比, 生物破乳具有生产工艺简单, 成本低, 能耗小, 易商品化等优点[9,10,11]。更重要的是, 生物破乳剂易被降解, 不污染环境, 对加工设施无腐蚀作用。因此, 它在原油脱水, 含油污水的分离及污水处理等领域的开发和应用前景十分广阔。
1 生物破乳剂的研究现状
1.1 国外研究情况
国外早在1983年就有报道 (Koosarie et al.1983) [12]:针对W/O型乳状液、污泥诺卡氏杆菌 (Nocardia amara) 、何氏汉逊酵母 (Handenula holstⅡ) 的产物O-膦酰甘露聚糖及其他多糖均具有破乳能力;橙红球菌 (Rhodococcus aurantiacus) 和枯草芽孢杆菌 (Bacillus subtrlis IFO3039) 产生的代谢产物针对O/W型具有破乳能力。在过去的三四十年里, 科研人员对生物破乳剂进行了大量的研究工作。研究发现:大多数生物破乳剂是次级代谢产物, 但对微生物的生长却有重要作用。生物破乳剂通过调节细胞疏水性, 从而影响微生物与烃类之间的亲和力。烃类在水溶液中加速扩散, 渗入细胞内部被同化分解, 同时伴随生成生物破乳剂。1996年加拿大的西安大略 (Western 0ntario) 大学实验室[13]通过研究已经得到证实:改变培养细菌的寿命和生长介质均可控制污泥诺卡氏菌培养物的破乳活性, 一种MMSM无机盐培养基加上4%的烃/葡萄糖提供的C源是适合其生长的物质基础。研究者建立了一套初步筛选生物破乳剂的方法[14,15,16,17,18]:利用蒸馏水、煤油以及合适的合成表面活性剂, 混合成模拟的模型乳状液, 这是一种快速、简便且重复性好的方法, 通过此方法测试并比较了初筛菌的破乳能力, 从而达到初筛的目的。
1.2 国内研究情况
国内对生物破乳研究起步相对较晚, 1998年, 河北科技大学的徐远春等[19]从自然界分离得到一株具有破乳能力的菌株, 并初步鉴定为诺卡氏杆菌。2004年, 石油大学冯志强等[20]研究了全发酵液、微生物胞体对原油乳液的破乳作用, 认为微生物胞体表面的极性基团是微生物胞体起破乳作用的关键因素;全发酵液所表现出的破乳作用主要来自于微生物胞体的作用。同年, 胜利油田纯梁采油厂与四川大学生物研究所、东营生物工程公司联合攻关, 开发了适合目前多数原油性质的HRB系列生物破乳剂[21], 试验显示脱水率可高达为99.0%, 均高于相同加入量的现用化学破乳剂的脱水率, 而且脱出污水的含油量降低27%～49%。同年杨志生[22]等从大港油田采油现场采集菌种, 利用优势菌技术经增殖定向培养得到了可用于O/W型乳状液破乳的优势菌群。破乳性能试验表明:48 h的破乳率可达90%;破乳菌的浓度、pH值、菌龄等对破乳性能产生影响;并分析和解释了灭菌处理对破乳性能无明显影响的现象。2006年彭伟[23]等的研究工作也得到了类似的结果。同年黄翔峰[24]等取克拉玛依油田采油井井口受石油污染土壤中的微生物作为菌种, 通过对其进行培养、富集和破乳性能的研究, 从中筛选出一株高效原油生物破乳菌, 其破乳性能稳定, 优于现场使用的聚醚型破乳剂的破乳效果。研究者认为该菌主要以细胞破乳为主, 所产生的生物表面活性剂也起一定的破乳作用。2007年刘娜[25]等从不同油田的污水、污泥中采集样品, 通过富集培养基富集培养后, 获得大量菌株, 再经比较菌株在不同条件下的生长和培养、筛选出具有较强破乳作用的革兰氏阴性细菌, 试验显示其对油污水的除油率大于50%。
中国科学院有机化学所、感光所、渗流力学所等单位[26,27,28,29,30]也对生物破乳剂的生产菌种筛选、产品性能评价、应用效果等进行了大量研究, 并规范了具体筛选方法。科研人员[31]还进行了生物破乳剂的破乳性能研究, 实验由油田污泥中的污泥诺卡氏菌的采集和培养开始, 通过增殖培养、分离纯化等步骤, 得到了产生破乳能力的品种。研究者经多年的试验研究, 通过不断优化选择, 也得出了合适的培养基配比及培养条件。
研究人员[31]还研究了破乳条件对生物破乳剂破乳能力的影响, 如破乳剂的浓度、过滤状况、碳源状况等。研究结果显示:随生物破乳剂使用量的增加, 破乳效果增强, 但在破乳剂高浓度区域, 破乳效果增加的速率有所下降, 这正是生物破乳剂所具有的特性;证明了破乳作用是由微生物所产生的生物表面活性剂所引起, 其具有很好耐温性;细菌的细胞在破乳过程中起了重要作用, 细菌所产生的破乳活性物质集中在细菌细胞表面;由多种碳源进行培养后的培养液破乳能力相差无几, 这说明生物破乳剂投入工业生产时, 可有多种基质原料供选择。
2 生物破乳剂的破乳机理与协同效应
2.1 生物破乳剂的破乳机理[32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45,46]
2.1.1 相转移—反向变型机理
加入生物破乳剂, 发生相转化。即生成与乳化剂、乳状液类型相反 (反相破乳剂) 的表面活性剂。此类生物破乳剂与憎水的乳化剂生成络合物, 使原来的乳化剂失去乳化性。
2.1.2 碰撞击碎界面膜机理
在加热或搅拌的条件下, 生物破乳剂也有较多的机会碰撞乳状液的界面膜, 或吸附于膜上或排替部分表面活性剂, 从而破坏界面膜, 使其稳定性降低, 发生絮凝、聚结破乳。
2.1.3 增溶机理
生物破乳剂少数几个分子, 可在乳状液中形成高分子线团或胶束, 能够增溶乳化剂分子, 引起乳化原油破乳。
2.1.4 变形机理
显微镜观察结果表明, W/O型乳状液有双层、多层水圈, 两层水圈之间是油圈。在加热搅拌和生物破乳作用下, 液珠内部各层水圈相连通, 使液滴凝聚而破乳。
2.2 生物破乳剂的协同效应
研究显示[47,48,49,50,51,52,53,54,55]在低浓度的破乳剂中加入生物表面活性剂, 原油乳状液破乳脱水的速率及效率有明显提高。张天胜等[56]运用电化学方法 (测定界面膜电容和膜电阻) 研究了生物表面活性剂对原油乳状液破乳效果的影响机理, 并研究了XP—120, XE—120和GE—189三种破乳剂加入生物表面活性剂后, 原油乳状液破乳脱水效果。结果发现:单独使用生物破乳剂时效果不佳;生物破乳剂的加入能改变油-水界面的性质, 协助化学破乳剂降低膜的强度;而当化学破乳剂浓度不高时, 生物破乳剂的影响更加明显。通过复配体系的界面张力测定也证实了生物破乳剂和化学破乳剂之间有明显的协同作用, 复配可产生较好的破乳效果。
3 生物破乳剂的培养方法
目前生物破乳剂的生产主要依靠井外生产[57]:被选菌种在生物反应器中培养, 经回收或简单富集后注入联合站中。其特点是生产规模大, 可利用廉价废料, 供给足量氧气, 能保证菌种在最佳培养条件下生长。目前操作的具体方法有:整胞生物转化法和酶促反应法, 整胞生物转化法又分无限制生长细胞法、有限代谢控制法、休止细胞法、加入前体法。
3.1 无限制生长细胞法
此法是发酵法中最常见的方法, 培养基底物的消耗, 细胞的生长累积和生物破乳剂的生长同步进行, 培养基中的碳源, 氮源, pH值, 温度, 搅拌速度和通气速度, 氧气传输速度以及加料方式顺序等都会对破乳剂的生成有影响。该法操作简便, 底物诱导细胞体内产生大量的酶, 从而提高了细胞的转化能力, 但在发酵时要求大量通风给氧, 易被杂菌感染, 另外, 还要求底物不能有抑制作用。
3.2 有限代谢控制法
通过限制一种或几种培养基成分以获得破乳剂较高产率的方法。通常是限制培养基中氮源和多价阳离子的成分, 控制生物破乳剂的过量生产。如绿脓杆菌 (Pseudomonas sp.DSM 2874) 在以正构烷烃为碳源培养时限制NaNO3的用量[58,59], 以控制氮源代谢, 当NaNO3将要耗尽时, 鼠李糖脂会有大幅的增长, 粗产品发生变化;而当绿脓杆菌 (Pseudomonas Aeruginosa) 以葡萄糖为碳源连续生产鼠李糖脂, 在限制了NO—3阴离子后可提高转化率7—10倍。
3.3 休止细胞法[60,61]
将微生物在最佳生长条件下培养, 然后取处于生长期的细胞, 通过离心或过滤等方式从培养液中分离出来, 洗涤后湿菌体悬浮在缓冲溶液中保持活性, 再加入底物进行转化, 在特定条件下可以生产次级产物。有时为延长细胞寿命在缓冲液中加入葡萄糖等营养物。该方法主要控制碳源和培养温度, 优点是细胞生长和底物的生物转化在不同条件下进行的, 排除了底物和产物对细胞生长可能存在的不利影响, 从而可进一步考虑单一因素如pH值、温度、阳离子、盐浓度等。此法其反应体系简单, 副产物少, 产品易纯化分离, 且菌体可持续使用。
3.4 加入前体法[62]
将发酵与生物转换结合起来, 向培养基中加入一种表面活性剂前体, 通过改变碳源生产出具有不同物理化学性质的新型生物表面活性剂, 其发酵产率往往会大幅提高。如分别加入石蜡节杆菌 (Arthrobactor paraffineus) 的单糖, 双糖, 多糖分别产生较高收率的单糖脂, 双糖脂, 多糖脂。
3.5 酶促反应法
文献显示[63,64,65,66], 非水溶剂和无溶剂法合成微生物表面活性物质已成为酶法合成的主流, 甘油单酯、糖醇酯等的产率可达90%以上。在非水介质下酶促反应不仅有利于浓集反应物质, 且可使水解酶的催化转向, 显著提高目标产率。酶促反应可以生产多种微生物表面活性剂, 如糖脂、甘油单脂等。酶法常温常压生产, 生产条件相对粗放产物易回收, 生产的微生物表面活性剂更接近化学合成的商品表面活性剂, 可以直接应用。此外, 酶反应条件温和, 操作方便, 利用酶特有的选择性和专一性, 用酶法催化合成产率将明显提高。但目前酶促反应主要面临的问题是制剂价格昂贵, 难以推广应用, 过高的产物或底物浓度会对细胞和酶有毒害作用, 且副产物较多, 分离和纯化工艺比较复杂。
4 结语
迄今为止, 就经济效益[67,68,69]而论, 生物破乳剂尚无法与市场上化学产品相抗衡。分析[70,71,72,73,74,75,76,77,78,79,80]认为当前生物破乳剂发展还要: (1) 改进生产工艺, 降低成本, 特别是使用废弃的廉价基质来生产, 加强对微生物重复使用的研究; (2) 加强菌种遗传学研究, 通过基因工程培养重组菌株, 生产更有工业针对性的高效的生物破乳剂; (3) 进行全面的毒理学实验, 保证安全。 (4) 破乳剂合成上, 加强酶合成的研究, 特别是为了提高酶的催化活性, 转基因酶的开发要进一步深入。此外, 筛选满足不同原油和不同地质条件需要的微生物和改变生长条件也是当前研究的一个方向。相信在不久的将来, 生物破乳剂以其独特的优势, 必将有更广阔的发展前景。
破乳剂筛选论文 篇4
从国内、外原油破乳剂的研究和发展的趋势来看,非聚醚类破乳剂是近十年发展较快的一类破乳剂。一些专利提及烷基丙烯酸酯类聚合物可以用于原油乳液的破乳,其中,美国专利US 6080794、US 5100582和US 5472617等都有介绍[8,9,10]。中国专利CN 101255354[11]开发以丙烯酸、丙烯酸酯为单体,采用不同聚合方式合成具有较好的破乳性能的丙烯酸-丙烯酸酯类聚合物,特别是对稠油乳液的破乳,呈现水色清,用量少,药剂脱水性持久的特点。
本研究首次将具有破乳性能的丙烯酸类聚合物与聚醚破乳剂进行酯化反应得到一种新型高效原油破乳剂。
1 实验部分
1.1 原料
丙烯酸(AA)、丙烯酸丁酯(BuAc): 化学纯,中国医药公司北京供应站; 偶氮二异丁睛、对甲苯磺酸、对苯二酚、甲苯、N,N-二甲基甲酰胺(DMF):化学纯,北京化工厂;聚醚破乳剂LE28由中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司提供。
1.2 丙烯酸类非聚醚破乳剂的合成
将一定量的丙烯酸丁酯、溶剂DMF和引发剂偶氮二异丁睛加入到玻璃反应釜中,溶液浓度为20%(v/v),反应在N2保护下进行,反应温度为60℃。丙烯酸分三段加入,保持恒定反应温度反应16～20h。反应结束后,加入中止剂。搅拌0.5h后停止反应,降温、出料。
根据丙烯酸加入量的不同,分别合成了非聚醚破乳剂FJM-1和FJM-2,后者丙烯酸的含量比前者多一倍。
1.3非聚醚破乳剂FJM与聚醚破乳剂LE28接枝共聚物的合成
称取一定量的聚醚破乳剂LE28放入烧杯中,加入溶剂DMF和甲苯,搅拌至破乳剂完全溶解。再根据比例称取一定量的非聚醚破乳剂FJM-1(或FJM-2),将二者放入三口烧瓶中,再加入一定量的引发剂对甲苯磺酸和中止剂对苯二酚(阻止双键的自由基聚合),充分搅拌至完全溶解,通氮气,升温至155℃蒸出一定量的甲苯除水,然后降温至120℃继续反应,反应时间为2h。反应结束后,降温,出料。
通过改变非聚醚破乳剂中丙烯酸链段上羧基与聚醚破乳剂中羟基的摩尔比例,分别合成了新型破乳剂XP-92、XP-95、XP-11、XP-59和XP-91、XP-185、XP-21、XP-109,其中前四种破乳剂为非聚醚破乳剂FJM-1与聚醚破乳剂LE28接枝共聚所得,后四种为FJM-2与LE28接枝共聚所得。
1.4 结构表征
采用IRPrestige-21型红外光谱仪(日本岛津公司)测试新型破乳剂的红外光谱。
1.5 新型破乳剂破乳性能评价
选择我国行业标准(SY/T5281-2000)所规定的瓶试法进行破乳剂破乳性能的评价。
2 结果与讨论
2.1 新型聚醚与非聚醚接枝共聚破乳剂的合成
本项研究所用的非聚醚破乳剂为本实验室2005～2008年度开发的以丙烯酸、丙烯酸酯等单体共聚制备的聚合物,经实验室试验及胜利油田孤岛联合站现场应用试验结果表明该破乳剂对含蜡的高凝油以及稠油、超稠油和特超稠油具有良好的破乳性能。
聚醚破乳剂LE28为胜利油田分公司提供,试验表明这种破乳剂对埕岛平台原油具有较好的破乳性能。本项研究选用非聚醚破乳剂与聚醚破乳剂酯化接枝,希望可以结合二者的优点,制备出一种具有良好两亲性的新型破乳剂。
2.2 红外光谱表征
非聚醚破乳剂FJM和新型破乳剂XP-11的红外谱图见图1。图中,3300cm-1附近为羧酸中羟基的伸缩振动峰,酯化接枝后该峰消失,另外在1109.3cm-1处出现了醚键的伸缩振动峰,说明非聚醚破乳剂确实通过酯化反应与聚醚破乳剂接枝在一起,得到目标共聚物。
2.3 新型破乳剂实验室破乳测试
2.3.1 破乳测试所用油样分析
破乳测试所采用的油样为中石化胜利油田提供的埕岛油田平台原油CB27A。埕岛油田为海上油田,各平台原油综合含水40%～60%原油乳液黏度正处于高值处,其表观粘度约3000～6000mPa·s。由于埕岛油田目前所使用的破乳剂效果不佳,使得该油田在输送原油时出现海管管线压降大,端点回压高,导致输油量降低,影响了海上原油正常生产。
近些年,埕岛油田产能建设正以10%的增长率,不断开发新的油田,因此,通过破乳脱水降低埕岛油田原油采出液的黏度,提高原油采出液的输送量,成为埕岛油田亟待解决的重要课题。
2.3.2 实验室破乳测试
实验药剂:非聚醚破乳剂FJM-X,聚醚破乳剂LE28,新型破乳剂XP-X以及FJM-X与LE28按不同比例复配的破乳剂FP-X系列。加药量均为100ppm。
所测试破乳剂对海洋原油CB27A的破乳结果如图1、2所示。
从这两个图中可以看出,新型破乳剂XP-91、XP-95和XP-21对平台原油CB27A具有良好的破乳脱水性能,并且远远优于非聚醚破乳剂FJM-X和聚醚破乳剂LE28对CB27A的破乳结果。脱出水色清,液面较齐。
非聚醚破乳剂由亲油性的丙烯酸酯和亲水性的丙烯酸链段组成,由于丙烯酸酯的含量远远大于丙烯酸的含量,因此非聚醚破乳剂表现为油溶性破乳剂的特征。原油乳状液的破乳是由于破乳剂分子参与界面成膜并造成界面膜强度下降,从而导致液膜强度降低,膜破裂脱水而破乳[12]。Kotsaridou等[13]认为水溶性破乳剂是通过取代界面粗乳化剂,破坏乳液界面层,或改变界面层的润湿行为,产生界面非活性配合无而引起破乳;而油溶性破乳剂除取代天然粗胶体外,其机理是通过加入破乳剂的中和作用,造成界面膜破坏,使乳液破坏。
当非聚醚破乳及与聚醚破乳剂以一定比例酯化接枝共聚时,可产生协同作用,使破乳性能大大高于二者单独作用时的破乳性能。
3 结论
破乳剂处理乳化油的机理及应用 篇5
在石油开采中, 当某区块处于开发中期时, 为提高原油采收率采用注水 (注汽) 开发措施, 导致注水 (注汽) 井组含水率迅速上升, 就会出现乳化油。所以所谓的乳化油就是指含有相当一部分水分的原油。
2 乳化油产生的原因及危害
2.1 原因
油水两相混合液在油井底部进行分散的过程中, 由于原油中的胶质, 沥青质, 环烷酸及微晶石蜡等就是天然乳化剂的存在, 使油水两相体系稳定, 特别是重质原油高含量的胶质, 沥青质产生非常稳定的网状结构膜。另外, 各种增产措施带来的表面活性物质或其他化学助剂也能吸附在油水界面上, 使原油乳状液更加稳定, 而且近年来随着原油开采量的增加和注水采油法的应用, 原油中水的含量不断增加, 原油乳化日趋严重。下面我们来观察不同温度下粘度与含水的变化曲线:
从图1中我们能够了解到乳化油的粘度与温度以及其含水量 (浓度) 都具有相应的函数关系, 这也就会影响到在原有的开采工作中乳化油与具体的工作环境之间的冲突, 以及对整个油井甚至油田带来的危害。
2.2 危害
(1) 油井乳化, 粘度升高, 造成回压高, 进站困难, 影响产量, 容易引起管线冻堵。
(2) 油井乳化, 粘度升高, 油井悬点负荷增大, 断脱倒井机率增多, 以致于增加作业费用。
(3) 油井乳化, 粘度升高, 油井悬点负荷增大, 摩擦阻力增大, 造成耗电量增大, 成本浪费。
另外, 乳化油容易引起金属管道设备的结垢和腐蚀, 造成管道设备使用寿命减少, 增加了采油成本。
3 破乳剂破乳机理
3.1 油井破乳的机理
破乳剂和乳化剂都其实都是表面活性剂, 破乳剂的作用和乳化剂的作用正好相反。乳化剂的作用是将原油与水乳化, 而破乳剂的作用是将含有乳化水的原油分离出来。破乳剂能在油水界面上吸附和置换界面上吸附的天然乳化剂, 并且与原油中的成膜物质形成具有比原来界面膜强度更低的混合膜, 导致界面膜破坏, 将膜内包裹的水释放出出来, 水滴相互聚结形成大水滴沉降到底部, 油水两相发生分离, 达到破乳的目的。
3.2 破乳剂的研究
破乳剂的研究必须建立在深入了解乳化油的各种特性的基础之上, 从实验材料到方法的选择以及最终药剂的用量方面都必须要充分的考虑。[1]首先是从破乳剂的原料选择上, 这就需要我们从乳化油的本身特点和我们要遵循的机理两个方面来考虑, 乳化油的形成于原油的碱性环境有一定的关联性, 所以在破乳剂的材料选择上我们加入了盐酸这种酸性药剂, 我们还选用氯化钠、氢氧化钠、石油醚等多种药剂进行分析纯。除此之外, 我们还考虑到投药剂量对除油效果的影响、PH对除油效果的影响以及对复配药剂破乳的试验, 这其中我们需要进行多次的试验, 选用不同分量的污水和药剂进行比对, 找到最平衡的临界点。
3.3 乳化油的处理技术
乳化油简单地说就是指原油中混入了水分, 而这种水分不但没有对原油开采工作带来任何好处, 反而对于油井、油田的正常工作带来很多负面的影响甚至严重的危害, 所以对于乳化油的处理就是对于这多出来的一部分含油废水的处理, 所以我们需要坚守的原则就是尽可能的回收其中的原油, 是其能够循环利用。在上面我们已经介绍过油井破乳的机理, 简单来说其实是分为两部分的, 第一步就要把水与油分离开来, 而第二步就是要把多余的水分释放出来。
在第一步中所运用到的处理技术是多种多样的, 经过长期的实践积累可以主要分为常规方法和新兴方法, 常规方法中包括:重力分离法、离心分离法、过滤法、气浮法、吸附法、粗颗粒化法、盐析法、电化法、絮凝法以及生化法;至于新兴的方法主要包括膜分离法、磁吸附分离法、高级氧化法、声波, 微波和超声波分离法, [3]而我们要探讨的破乳剂破乳的方法应该是属于新兴方法中的膜分离法, 这主要是基于破乳剂本身的特殊性, 它能在油水界面上吸附和置换界面上吸附的天然乳化剂, 并且与原油中的成膜物质形成具有比原来界面膜强度更低的混合膜, 导致界面膜破坏, 将膜内包裹的水释放出来, 水滴相互聚结形成大水滴沉降到底部, 油水两相发生分离, 达到破乳的目的。破乳剂这种方式的应用将破乳过程中的两个步骤有机的结合到一起, 不仅使破乳的过程更具效率, 而且实现了两者之间的紧密联系, 有效地避免了两者之间因为时间搁置而造成的不利的变数。
3.4 应用效果分析
不同油田的原油物性不同, 所用原油破乳剂的类型也是不尽相同的, 如果深入研究则是包括两个方向, 一是不同性质的原油需要同不同类型的原油破乳剂进行配伍试验和筛选, 最终要根据实践所得的结果来正确选择合适的不同性质的破乳剂;另一个就是对同一个油田中的原油, 采取使用不同类型的破乳剂, 最终的原油脱水效果也是不一样的。所以在近几十年来的具体实践中我们油井、油田的工作和技术人员总结试验出许多不同种类的破乳剂, 而这些破乳剂在越来越多出现乳化油的油井和油田的原油开采工作中起到至关重要的作用。再加上破乳剂选择所需要的室内筛选、配伍试验和现场使用试样有机的结合, 对于取得理想的破乳剂以及在真正实践中得到有效地推广, 从而最终达到满足油田开发与油气集输的需要。
4 结论
总而言之, 我国是石油大国, 在像石油这种不可再生资源日益减少的今天, 节约资源和更高效的利用资源是维持国家、世界可持续发展的主要途径。但是在原有的开采与工作中, 原油乳化这一普遍现象阻碍了整个队伍前进的步伐, 油井乳化, 粘度升高, 造成回压高, 进站困难, 影响原油的产量, 也容易引起管线冻堵;同时使得油井悬点负荷增大, 摩擦阻力增大, 造成断脱倒井机率不断增多, 而且还大幅度的增加了作业费用, 造成耗电量增大, 成本浪费和增加。同时对原有的运输造成不可避免的负面影响和不可估量的损失。所以破乳剂处理乳化油的作用和工作就更加的重要和迫切, 因为只有这样才能满足油田开发与油气集输的需要, 更加推动石油行业不断向前发展。
摘要：对于开发过程处于中后期阶段的油田, 为维持原油产量, 各油田均已大面积采取增加注水、注蒸汽的措施提高油井产量, 致使油井采出原油含水率迅速上升;同时, 近年来随着采油技术的快速发展, 各种采油助剂的大量应用也使得原油, 特别是稠油的采出液组份变的更加复杂, 稠油的高效快速破乳已经成为影响采油成本、原油质量、产量和控制油田环境污染的关键技术。
关键词：乳化油,破乳剂,处理机理,应用
参考文献
聚硅氧烷原油破乳剂的合成与应用 篇6
关键词：聚硅氧烷,破乳剂,合成
随着世界经济水平的高速增长, 世界各国的石油需求量正在维持高位运行, 对原油的开采工作有了更高的要求。由于在原油的开采过程中, 由于采油工艺的变化, 使得原油在后期提炼过程以及使用过程中增加了成本, 还会造成能源的浪费。为了实现原油的高效利用, 需要开发出一种具有广泛使用范围的破乳剂就显得意义重大。
1 原油破乳剂破乳原理
对于原油中, 破乳剂破乳的原理, 主要是由于破乳剂具有良好的湿润性和渗透效应, 能够迅速达到油水的交界面, 同时由于破乳剂具有亲水基团, 能够作为亲水的表面活性剂, 从而降低油田的载度和凝固点而容易破乳。本文利用硅氢化加成反应, 将聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚和聚醚醋接入含氢硅油的聚硅氧烷链上, 从而制备出多支链型的高分子聚硅氧烷原油破乳剂。
2 聚硅氧烷原油破乳剂的合成
2.1 实验仪器与试剂
2.1.1 实验试剂
本次实验所用主要试剂如下表1。
2.1.2 实验仪器
本次实验所用实验仪器如下。
2.2 合成步骤
在铁架台上固定三口烧瓶, 在中间口接上磁力搅拌器, 再在其他两口分别调节好温度计和冷凝回流管, 冷凝回流管中预先利用循环水泵接入冷却水。取下温度计, 从此口依次加入称量好的含氢硅油、烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯醋酸酯和异丙醇, 在恒温水浴锅中升温至50摄氏度, 然后再加入一定量的氯铂酸催化剂, 再将水浴锅升温至90摄氏度, 使烧瓶内液体在90摄氏度下反应至溶液变为澄清透明, 再加入一定量的烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯甲基醚, 再补加一定量的氯铂酸催化剂, 90摄氏度恒温条件继续反应5小时, 然后在进行减压蒸馏, 去除异丙醇溶剂, 此时三口烧瓶内的液体呈现淡黄色透明稠状液体, 此即为聚硅氧烷原油破乳剂。
3 聚硅氧烷原油破乳剂的应用
为了检测这种破乳剂的实际性能及其应用, 本次实验采取SY/T5821-2000中规定的破乳方法进行试验。
将净化原油和不含原油破乳剂的污水按照各500g分别盛装在两个烧杯内, 向烧杯同时浸入比原油脱水温度低10摄氏度的恒温水浴中, 待两烧杯中的液体温度维持恒定之后, 再开启乳化机, 此时缓慢的将污水均匀的向原油中加入, 进行乳化, 乳化过程中充分的进行搅拌, 配成人工的原油乳状液, 再将制备好的原油乳状液等量进行分装, 一份加入聚硅氧烷原油破乳剂, 一份加入等量的含硅氢油, 一段时间后, 再进行分离操作, 然后测试两烧杯中的原油的含水率。检测结果表明, 加入聚硅氧烷原油破乳剂的“原油”中, 含水率显著低于加入含硅氢油的“原油”。表明此破乳剂具有较好的应用效果。
4 总结
原油破乳剂目前已经成为原油开采行业从业者广泛研究的热点。本文仅对实验过程进行简要的论述, 希望能促进有关专家学者更深层次的研究, 促进我国原油开采行业的发展。
参考文献
[1]郑淑华.聚硅氧烷原油破乳剂的合成与应用[D].陕西科技大学, 2014.
[2]陈诚, 郭睿, 王博涛.聚硅氧烷原油破乳剂的合成与应用[J].油田化学, 2012.
[3]陈诚.梳型聚硅氧烷原油破乳剂的合成与应用[D].陕西科技大学, 2012.
破乳剂筛选论文 篇7
1 原油脱水和破乳剂作用相互关系分析
在油田中发现的乳状液物质大部分为w o类型, 也就是油为外相以及水是内相分布在原油物质中[1]。乳状液中界面上均有天然乳化剂如:沥青、胶质以及有机酸等物质分布存在。其含有的杂物会与无机盐、粘土等混合在一起, 并在液滴表面上构成一层膜结构, 该膜结构越厚, 表明液滴大小就越小, 其机械强度也就相应比较大, 因此其乳状液物质稳定性就越强。实际工作中进行破乳操作, 其作用原理是破乳分子进入乳状液中, 其替代了天然乳化剂并粘附在乳化液滴表面, 然后对其表面膜产生破坏作用。表面膜遭受破坏之后, 膜内含有的水分就被释放出来, 而水滴相互凝结在一起然后沉降下来, 从而达到了水和油两种物质的分离。在这过程中采用的破乳剂, 其具有的针对性比较强, 目前还没一种可以适用于不同原油破乳作用的破乳剂。为了更好利用破乳剂服务于原油破乳工作, 了解其作用原理, 应先掌握使乳化液达到稳定状态的界面膜结构的相关特性, 还有破乳剂发生作用时, 界面膜下发生的变化。然而, 界面膜发生变化会对原油中水与油的界面张力造成影响, 因此探究界面张力情况是进一步认识界面膜改变的一种比较直观的方式。
作为破乳剂需要满足:
(1) 其表面活性要比天然乳化剂中含有的破乳分子活性, 并且能较快粘附在界面结构上, 从而替代天然乳化剂分子的位置, 使界面膜张力和强度明显降低。
(2) 破乳剂分子具备较好的润湿能力, 其能向乳化液分散, 通过固体颗粒间的保护层过程中较易粘附在这些固体粒子表面, 比如:金属盐粒子、石蜡晶粒等。然后降低这些固体粒子的表面能, 使这些粒子间的相互接触活动发生改变。
2 分析原油脱水和溢流沉降操作之间的联系
原油处理中将水分与油相分离的操作有电脱水方法、电化学联合脱水方法以及热沉降脱水方法, 另外还有化学脱水等。随着某些联合站中原油产量的不断增多, 原有沉降罐设备的容积大小不能满足当前的生产情况。本文主要针对影响沉降罐水分与油分离操作的相关因素进行分析。
原油处理过程中采用的沉降罐设备, 其工作原理是借助下部水分具有的水洗作用, 还有上部原油物质中水滴发生的沉降作用, 从而达到了油水分离的效果。使携带水分的毛油通过进口位置的中心汇管以及形状为辐射状的配液管道, 然后进入到沉降罐设备下部的水层中。携带水分的原油在经过水分层过程中, 因为水分表面具有的张力较强, 可以将原油中含有的直径较大的水滴和游离水分、亲水性杂质以及盐类物质等纳入水分层, 这就是水洗环节。因为从原油中分离出一部分水分, 使原油物质从油水界面结构向上运动的流速变小, 这有利于原油物质中粒径比较小的水滴发生沉降作用。因此, 原油全部上升到达沉降罐设备顶部液面后, 原油中含水量大大减少。然后经过沉降分离工艺后的净化原油物质通过集油槽设备以及溢油管道流出。采用的配液汇管是顺着长度所在方位在管道底部结构钻有多个小孔的一类多孔管, 以灌设备的中心向四周方向分散, 孔口大小也随着变大, 从而使排出的油和水的混合物按照罐设备截面均匀分散, 确保原油得到脱水净化。
3 探讨对化学破乳工艺以及集输工艺产生影响的相关因素
3.1 温度对化学破乳剂的影响分析
随着温度不断增大, 原油物质中携带的胶质物质、石蜡物质等杂质, 其在原油中的溶解程度变大, 从而使水滴相互接触、碰撞的机会增大, 加快下沉速度。另一方面, 温度增大, 原油具有的黏度也随之降低了, 按照斯托克斯定律而言[2]:原油物质中粘度降低, 加快了水滴下沉速度, 水滴在油相中容易沉降。于此同时, 温度也会对原油破乳产生相应的作用, 温度升高能帮助防止石蜡结晶, 阻碍石蜡粘附在界面膜结构上, 加快水滴体积不断膨胀, 从而使界面膜破损速度加快, 有助于水滴相互凝聚。温度升高还能减少原油物质间的粘结程度, 促进破乳剂发生分散, 加快渗透作用, 从而加快破乳时间。
3.2 下沉所需时间对油水分离的影响
根据上文内容介绍, 了解到原油处理过程中需要经过水洗油环节, 但是此时油层中还会携带有部分游离状态的细小水珠, 还含有通过破乳分离之后的水滴, 因此还要利用重力作用, 使这些水珠具有足够的时间沉降到水分层内, 从而完全达到油水分离。在工厂实际工作中, 为了加快油水混合物通过输送管道中流动速度, 可以在主干线增压位置上作增压处理, 毛油物质通过联合站, 然后通过缓冲罐设备、换热器机械以及沉降罐设备的配液管, 最后达到沉降罐下部。通过相关计算表明, 沉降罐设备中水层具有的高度值与原油完全下沉所需时间存在密切关系, 而实际中大幅度减小水层高度并不能达到帮助增加沉降时间。
3.3 现场工艺处理情况的影响分析
原油处理现场条件以及集输步骤均能对原油脱水具有的稳定性造成影响, 而原油进入沉降罐的液量多少也会影响沉降罐正常运作。经过破乳之后的油水混合物, 在通过管道设备流进溢流沉降罐设备后, 如果想将游离水滴彻底排出, 就必须具备稳定性良好的油水层, 以及足够的下沉时间。因此, 进液量的均衡是影响沉降罐设备正常工作的重要因素。沉降罐设备在运作过程中, 通过卸油台设备的原油量造成波动较大, 沉降罐设备脱水量不稳定、倒罐泵设备中液体排出量太大等因素, 都会对沉降罐具有的动态平衡性造成不良影响, 从而减少原油下沉时间。
4 小结
总之, 为了确保热化学沉降脱水工艺能获得高效运作, 必需确保原油破乳剂质量, 还要具备良好的硬件设施以及较高水平的集输工艺。然而, 片面重视某一影响因素或是操作环节是不科学的, 因此只有综合考虑各种不同影响因素, 使这些因素都得到很好的控制, 才能有效完成原油物质的油水分离处理, 从而获得较高纯度的净化原油。
摘要：在原油处理相关工艺中, 采用破乳剂进行原油处理, 作用原理是原油和破乳剂相互发生了一定的化学反应, 使水油界面具有的稳定性遭到破坏, 从而达到水油物质达到状态上的分离。然后再利用水物质和油物质之间不同密度值以及重力效果, 使其在沉降罐设备中完成沉降处理, 最终达到水和原油彻底分离的目标。本文主要探讨破乳剂的应用, 并联合站集输工艺运行的相关影响因素进行分析。
关键词：集输工艺,破乳剂,影响因素
参考文献
[1]朱好华, 章文荣, 么丽媛, 任永宏.破乳剂应用与联合站集输工艺运行影响因素探讨[J].石油化工应用.2009, 28 (04) :46-51[1]朱好华, 章文荣, 么丽媛, 任永宏.破乳剂应用与联合站集输工艺运行影响因素探讨[J].石油化工应用.2009, 28 (04) :46-51