第五章 原油处理
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第五章-原油评价及加工方案流程
六、原油分类
❖ 原油的分类（美国矿务局分类法）
七 各馏分油性质
第二节 原油加工方案的确定
所谓原油加工方案，其基本内容是指原油可以生产什么 产品以及使用什么样的加工手段来生产这些产品。理论上，可 以从任何一种原油生产出各种所需的石油产品，但实际上，原 油加工方案的确定（确定原油加工方案的原则）取决于许多因 素：如市场需要、经济效益、投资力度、加工技术水平和原油 特性等。如果选择的加工方案适应原油的特性，则可以做到用 最小的投入获得最大的产出。
❖ 直馏汽油的ON为47，初馏～130℃馏分是重整的良好原料 ❖ 航煤馏分的密度大、结晶点低，可以生产1号航煤 ❖ 直馏柴油的柴油指数较高、凝点不高，可以生产−20号、
−10号、0号柴油。产品须适当精制。 ❖ 减压馏分油不宜生产润滑油，可用作催化裂化或加氢裂化
的原料。
❖ 减渣不宜用来生产润滑油，但胶质、沥青质含量较高，可 用于生产沥青产品。胜利减渣的残炭值和重金属含量都较 高，只能少量掺入减压馏分油中作催化裂化原料，最好是 先经加氢处理。一般多用作延迟焦化的原料。
胜利混合原油的评价结果如下：
主要特点：胶质含量高(约为23%)，密度较大(大约在
0.900g/cm3)，另外，含蜡量较高，含硫（大部分在1%左右） 原油，因此是属于较为典型的含硫中间基原油。胜利原油中的 轻馏分含量比大庆原油少。200℃以前的收率约7%(w)， 350℃前约24～25%，500℃以前的总拔出率约占原油的 50%(w)。
可以经丙烷脱沥青及精制生产残渣润滑油,但难以生产 高质量的沥青产品。
根据上述评价结果，大庆原油的加工方 案采用燃料-润滑油加工方案最为理想，或者 采用燃料-润滑油-化工型方案。原油评价数 据表明，大庆原油是生产优质润滑油和各种 蜡的良好原料。
第五章 原油脱水
是向原油中注入部分含氯低的新鲜水以溶解原油中的结晶盐类并稀释原有盐水形成新的乳状液然后在一定温度压力和破乳剂及高压电场作用下使微小的水滴因密度差别借助重力水滴从油中沉降分离达到脱盐脱水的目的称为电化学脱盐脱水简称电脱盐过原油中的盐大部分溶于水中所以脱水的同时盐也被脱除
第二篇 石油加工概论
从石油中提炼出各种燃料、 从石油中提炼出各种燃料、润滑油和其 他产品的基本途径是：将原油按沸点分割成 他产品的基本途径是：将原油按沸点分割成 沸点分割 不同馏分，然后根据油品使用要求， 不同馏分，然后根据油品使用要求，除去馏 馏分 化学反应转化成所 分中的非理想组分，或经化学反应 分中的非理想组分，或经化学反应转化成所 需要的组分，从而获得合格石油产品。 需要的组分，从而获得合格石油产品。
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一、油水两相的自由沉降分离 当水的直径>0.5 >0.5× 水滴沉降速度符合Stokes定律。 Stokes定律 当水的直径>0.5×10-6m时，水滴沉降速度符合Stokes定律。
• • • • •
水滴沉降速度， W—水滴沉降速度，m/s 水滴沉降速度 d1—水滴直径 水滴直径， d1 水滴直径，m —依次为水和原油密度 依次为水和原油密度， ρ 1、ρ2—依次为水和原油密度，㎏/m3 原油粘度m υ2—原油粘度m2/s 原油粘度 重力加速度， g—重力加速度，m/s2 重力加速度
5
润滑油馏分和渣油可通过溶剂精制、溶剂脱蜡、 润滑油馏分和渣油可通过溶剂精制、溶剂脱蜡、 溶剂脱沥青及补充精制等加工过程，脱除其胶质、 溶剂脱沥青及补充精制等加工过程，脱除其胶质、沥 青质、多环短侧链芳烃、非烃化合物及石蜡等， 青质、多环短侧链芳烃、非烃化合物及石蜡等，得到 各种润滑油。加工过程以物理过程为主。 各种润滑油。加工过程以物理过程为主。 本篇主要讨论石油加工过程的基本原理、 本篇主要讨论石油加工过程的基本原理、影响因 素、工艺流程和主要设备等。同时介绍常用的燃料 工艺流程和主要设备等。 和润滑油添加剂及油品的调和。 和润滑油添加剂及油品的调和。
第二篇 石油加工概论
从石油中提炼出各种燃料、 从石油中提炼出各种燃料、润滑油和其 他产品的基本途径是：将原油按沸点分割成 他产品的基本途径是：将原油按沸点分割成 沸点分割 不同馏分，然后根据油品使用要求， 不同馏分，然后根据油品使用要求，除去馏 馏分 化学反应转化成所 分中的非理想组分，或经化学反应 分中的非理想组分，或经化学反应转化成所 需要的组分，从而获得合格石油产品。 需要的组分，从而获得合格石油产品。
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一、油水两相的自由沉降分离 当水的直径>0.5 >0.5× 水滴沉降速度符合Stokes定律。 Stokes定律 当水的直径>0.5×10-6m时，水滴沉降速度符合Stokes定律。
• • • • •
水滴沉降速度， W—水滴沉降速度，m/s 水滴沉降速度 d1—水滴直径 水滴直径， d1 水滴直径，m —依次为水和原油密度 依次为水和原油密度， ρ 1、ρ2—依次为水和原油密度，㎏/m3 原油粘度m υ2—原油粘度m2/s 原油粘度 重力加速度， g—重力加速度，m/s2 重力加速度
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润滑油馏分和渣油可通过溶剂精制、溶剂脱蜡、 润滑油馏分和渣油可通过溶剂精制、溶剂脱蜡、 溶剂脱沥青及补充精制等加工过程，脱除其胶质、 溶剂脱沥青及补充精制等加工过程，脱除其胶质、沥 青质、多环短侧链芳烃、非烃化合物及石蜡等， 青质、多环短侧链芳烃、非烃化合物及石蜡等，得到 各种润滑油。加工过程以物理过程为主。 各种润滑油。加工过程以物理过程为主。 本篇主要讨论石油加工过程的基本原理、 本篇主要讨论石油加工过程的基本原理、影响因 素、工艺流程和主要设备等。同时介绍常用的燃料 工艺流程和主要设备等。 和润滑油添加剂及油品的调和。 和润滑油添加剂及油品的调和。
原油处理
据这一理论，含水率<74%是乳状液内相的最大可
能
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第一节 原油乳状液
值，超过74%将导致乳状液转相。根据这一理论也不 难判断，含水率小于26%时，只可能形成W/O型乳 状 液 ， 含 水 率 在 26% ～ 74% 范 围 内 ， 既 可 以 形 成 W/O型，也可以形成O/W型乳状液，还应由乳状液 的性质而定。一般地，当油水不含乳化剂时，多数情 况下转相时的含水率约为70%。
“油包水”型乳状液是水以极微小的颗粒分散于
原油中，用符号W/O表示。此时，水是内相或分散相，
油是外相或连续相；
（2） “水包油”型乳状液
“水包油”型乳状液是油以极微小的颗粒分散于水
中，用符号O/W表示。此时，油是内相，水是外相。
（3）其它型式乳状液
还有多重乳状液，即油包水包油型O/W/O；水包
油包水型W/O/W对厂原油的含水率都有严格的要求。 我 国 目 前 规 定 原 油 的 含 水 率 应 在 0.1% 以 下 , 含 盐 应 在 3~5mg/L以下。
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第一节 原油乳状液
一、原油乳状液
1.水存在原油中的形式 原油中常含有水，水以两种形式存在于原油中： （1）游离水：短时间内能靠重力沉降方法脱除的 水称为游离水。常在沉降罐和三相分离器中脱除。 （2）乳化水：靠沉降法很难脱除的水称为乳化水。 它与原油形成的乳状液类型有关。
H2S与Fe反应生成FeS： Fe+H2S=FeS↓+H2↑，FeS+2HCl= FeCl2+H2S
这种交替反应的结果，就会使设备和管路受到强烈腐蚀。
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5.对炼油加工过程的影响 炼油厂加工原油的第一套装置是常减压蒸馏装置。原 油中若含有盐和水，对该装置的生产有严重影响。由 于水的分子量仅为18，原油蒸馏时汽化部分的平均分 子量在200以上，这样，水与油同时加热到360℃进常 压塔时，一吨水汽化后的体积要比等重量的原油汽化 体积大十多倍。
ch5-5 原油储存和处理系统管系新
第5章立管和原油外输系统第1节立管系统5.1.1一般要求5.1.1.1 本节适用于硬性或柔性的立管系统，该立管系统把浮式装置、海底油井或海底管线连接起来以运送烃类物质或其他流体。
5.1.1.2 本社认可下列，标准对立管系统进行设计和制造。
(1)ISO1042海底及海上用软管系统(2)API RP 17B软管(3)API SPEC 17J软管5.1.2立管应急关断阀5.1.2.1 向浮式装置上输入烃类流体的立管应设有应急关断阀。
5.1.2.2 立管应急关断阀及其相关的驱动器及控制应具有可靠性并避免遭受机械损伤和意外的负荷。
5.1.3立管的解脱5.1.3.1 通过风险评估，根据系统超过设计极限。
可能性和产生的后果来确是否要求应急解脱。
5.1.3.2 应能从两个处所如主控室和转塔处对立管进行解脱；遥控解脱失效时，应能用人工备用系统如手动泵进行解脱。
5.1.3.3 立管及其解脱系统的设计应保证在立管解脱后或重新连接期间立管应有持压能力，立管或与之有关的海底设备至损的可能性应减至最小。
5.1.3.4 立管解脱端应安装关断阀，在解脱前此阀应关闭，在立管解脱时不应对环境造成破坏。
5.1.3.5 应能在对立管不进行实际解脱的情况下对解脱系统的重要功能进行试验(如摸扔阀的关闭，连接器的解脱)。
5.1.3.6 控制系统一个元件失灵不应招致立管的意外的解脱。
5.1.4监控和控制5.1.4.1从原油处理系统控制站应能对立管系统进行监控。
5.1.4.2立管系统操作极限达到之前应有报警。
第2节原油外输系统5.2.1一般要求5.2.1.1 原油外输系统应设计成单一故障发生时，不能招致较大的环境污染和机械损坏。
5.2.1.2 应至少配备两台原油泵以原油进行外输和驳运。
5.2.1.3 原油外输系统中的设备、管路、仪表应符合本规范相应的章节的要求。
5.2.1.4 应装设排空原油舱及任何相应管路的装置。
5.2.2原油泵5.2.2.1 原油泵除可兼作泵舱、排水、原油洗舱排水以及注入和排除原油舱内的压载水外，仅可作为原油舱的注入和排出。
原油处理
泵进出口油样对比表 取样位置 泵进口 泵出口
油水分离时 间(s)
30 60
分出游离水(体积分数 ×102)
60 20
油相颜色 黑色 红棕色
原油中水珠粒径变化情况 取样位置 水珠粒径， μm 油井井口 1~200 分离器进口 5~25 分离器出口 3~10 离心泵出口 3~5
（三）石油生产中乳状液的生成和预防
第五章 原油处理
第一节 原油乳状液 第二节 原油脱水的基本方法 第三节 原油处理设计
原油净化目的
（1）满足对商品原油含水量、含盐量的行业或国家标准；
（2）商品原油交易时要原油水含量，原油密度则按含水原 油密度计；
（3）从井口到矿场油库，原油在收集、矿场加工、储存过 程中需要升温，含水增大了燃料消耗； （4）原油含水增加了原油粘度和管输费用； （5）原油内的含盐水常引起金属管路和运输设备的结垢与 腐蚀，泥沙等固体杂质使泵、管路和其它设备产生机械磨 损； （6）影响炼制工作的正常进行。
w g
◇ 浮力
6 d 3 f4 o g 6
离心力作用下沉降的水滴直径
水滴等速运动时： f1 f 2
m v2 dr v 3do , r d r
dr mr 3d o d
2
积分：
0
3do dr 18o R d , 2 ln 2 2 r0 m r d w ro
第一节 原油乳状液
原油中含水的类型：
• 游离水
• 乳化水
第一节 原油乳状液
一、乳状液类型
O/W型
W/O型
第一节 原油乳状液
油水乳状液类型的判别方法
第一节 原油乳状液
二、乳状液生成机理
乳状液生成条件
油水分离时 间(s)
30 60
分出游离水(体积分数 ×102)
60 20
油相颜色 黑色 红棕色
原油中水珠粒径变化情况 取样位置 水珠粒径， μm 油井井口 1~200 分离器进口 5~25 分离器出口 3~10 离心泵出口 3~5
（三）石油生产中乳状液的生成和预防
第五章 原油处理
第一节 原油乳状液 第二节 原油脱水的基本方法 第三节 原油处理设计
原油净化目的
（1）满足对商品原油含水量、含盐量的行业或国家标准；
（2）商品原油交易时要原油水含量，原油密度则按含水原 油密度计；
（3）从井口到矿场油库，原油在收集、矿场加工、储存过 程中需要升温，含水增大了燃料消耗； （4）原油含水增加了原油粘度和管输费用； （5）原油内的含盐水常引起金属管路和运输设备的结垢与 腐蚀，泥沙等固体杂质使泵、管路和其它设备产生机械磨 损； （6）影响炼制工作的正常进行。
w g
◇ 浮力
6 d 3 f4 o g 6
离心力作用下沉降的水滴直径
水滴等速运动时： f1 f 2
m v2 dr v 3do , r d r
dr mr 3d o d
2
积分：
0
3do dr 18o R d , 2 ln 2 2 r0 m r d w ro
第一节 原油乳状液
原油中含水的类型：
• 游离水
• 乳化水
第一节 原油乳状液
一、乳状液类型
O/W型
W/O型
第一节 原油乳状液
油水乳状液类型的判别方法
第一节 原油乳状液
二、乳状液生成机理
乳状液生成条件
原油处理
目 的
满足商品原油水含量、盐含量的行业或国家标准
我国要求商品原油的质量含水量小于0.5%～2%，国际上要求
0.1%～3%。盐含量一般要求在3～5mg/l。
商品原油交易的需要
油品划分标准： 轻质油：ρ ≤0.846g/cm3
中质 I：0.846g/cm3 ≤ρ ≤0.87g/cm3
中质油Ⅱ：0.87g/cm3 ≤ρ ≤0.91g/cm3 重质油：ρ ≥0.91g/cm3
4）界面膜和界面张力
5）老化 6）内相颗粒表面带电
第一节 原油乳状液
5、乳状液其他物性
1）密度
o (1 ) w
——乳状液内水的体积分数；
o ——油的密度；
w——水的密度；
第一节 原油乳状液
5、乳状液其他物性
1）乳状液粘度 外相粘度 温度 影响因素 分散相粒径 乳化剂及界面膜性质
乳状液类型 乳状液生成机理 乳状液的稳定性 乳状液的其他物性 化学破乳剂 重力沉降 加热 机械处理 离心脱水 静电处理 蒸发处理 设计步骤 设备尺寸的确定 脱水流程
原 油 处 理
原油处理 基本方法
原油处理设计
谢 谢！
下 次 课 再 见原ຫໍສະໝຸດ 油 处 理原油处理 基本方法
原油处理设计
第一节 原油乳状液
游离水
某油品油水乳状液宏观图片
游离水：原油中所含水分，在常温下静止，短时间内能从 油中分离出来；
乳化水：很难用沉降法从油中分离出来。
第一节 原油乳状液
乳化水含量粗略估算： 1）经验公式：
lg 3.73 3.280
——水含量，%
2）有强烈的搅动
3）有乳化剂
原油乳状液图片
第一节 原油乳状液
第五章原油预处理和常减压精馏
国内外对炼油厂脱盐脱水的要求： 含盐< 10mg/L 含水< 0.1~0.2 %
随着脱盐加强，要求含盐 < 5mg/L
二、原油脱盐脱水原理
(一)油水两相的自由沉降分离 油水两相不互溶液体的沉降分离，符合球形粒子在
静止流体中自由沉降的斯托克斯定律：
u=d2(ρ w-ρ )g/18μ ρ
u——水滴沉降速度 m/s d——水滴直径，m ρ w——盐水的密度,kg/m3 ρ ——油的密度， kg/m3 μ ——油的粘度，Pa.s
5、减压蒸馏
常压重油经过减压炉加热 405℃—410℃ 减压蒸馏塔：顶不出产品，直接与真空系统连 接，开2～4侧线，根据加工方案定。 塔底渣油>500℃，用泵抽出，经换热送出装置 。
（三）原油分馏塔的工艺特征 1、复合塔
汽油
重油
重柴油 輕柴油 航煤
复合塔
把几个简单塔重叠 起来，精馏段相当于 原来四个简单塔的四 个精馏段组合而成,而 下段相当于塔1 提馏 段，在塔侧部开若干 个侧线，以得多个产 品，由于侧线产品未 经严格的提馏，分离 能力较低，但满足产 品分离要求。
第五章 原油预处理和常减压蒸馏
第一节 原油预处理
一、原油预处理在石油加工中的地位 二、原油脱盐脱水原理 三、原油脱盐脱水工艺与设备
第二节 石油蒸馏过程
一、蒸馏与精馏原理 二、石油精馏塔 三、石油减压精馏塔 四、节能措施 五、设备防腐
三段汽化的常减压蒸馏工艺流程示意图
第一节 原油预处理
一、 原油预处理在石油加工中的地位
（二）原油的乳液性质
水滴沉降速度与d2 成正比，重要的是促进水滴聚集 1、乳状液
是两种不互溶的液体所形成的分散物系，其特点 是不稳定的。 2、乳化剂
随着脱盐加强，要求含盐 < 5mg/L
二、原油脱盐脱水原理
(一)油水两相的自由沉降分离 油水两相不互溶液体的沉降分离，符合球形粒子在
静止流体中自由沉降的斯托克斯定律：
u=d2(ρ w-ρ )g/18μ ρ
u——水滴沉降速度 m/s d——水滴直径，m ρ w——盐水的密度,kg/m3 ρ ——油的密度， kg/m3 μ ——油的粘度，Pa.s
5、减压蒸馏
常压重油经过减压炉加热 405℃—410℃ 减压蒸馏塔：顶不出产品，直接与真空系统连 接，开2～4侧线，根据加工方案定。 塔底渣油>500℃，用泵抽出，经换热送出装置 。
（三）原油分馏塔的工艺特征 1、复合塔
汽油
重油
重柴油 輕柴油 航煤
复合塔
把几个简单塔重叠 起来，精馏段相当于 原来四个简单塔的四 个精馏段组合而成,而 下段相当于塔1 提馏 段，在塔侧部开若干 个侧线，以得多个产 品，由于侧线产品未 经严格的提馏，分离 能力较低，但满足产 品分离要求。
第五章 原油预处理和常减压蒸馏
第一节 原油预处理
一、原油预处理在石油加工中的地位 二、原油脱盐脱水原理 三、原油脱盐脱水工艺与设备
第二节 石油蒸馏过程
一、蒸馏与精馏原理 二、石油精馏塔 三、石油减压精馏塔 四、节能措施 五、设备防腐
三段汽化的常减压蒸馏工艺流程示意图
第一节 原油预处理
一、 原油预处理在石油加工中的地位
（二）原油的乳液性质
水滴沉降速度与d2 成正比，重要的是促进水滴聚集 1、乳状液
是两种不互溶的液体所形成的分散物系，其特点 是不稳定的。 2、乳化剂
第五章 原油处理
1 2
原油中的含水给生产带来的主要问题
原油中含水、含盐、含泥沙等杂质会给原油集输和 炼制带来很多麻烦： 增大了液体量，降低了设备和管路的有效利用率； 增加了集输过程中的动力和热力消耗； 引起金属管路和设备的结垢与腐蚀，使其寿命降低； 破坏炼制工作的正常进行。
3
原油脱水
由于原油中所含的盐类和机械杂质大多数 溶解或悬浮于水中，原油脱水过程实际上也是 降低原油含盐量和机械杂质的过程。
11
12
2
一、乳状液及其类型
根据内相与外相的性质，乳状液主要有两种类型： 一类是油分散在水(水是外相，油是内相)中， 如牛奶，简称水包油型乳状液，用O/W表示； 另一类是水分散在油(水是内相，油是外相) 中，简称油包水型乳状液，用W/O表示。
鉴别乳状液类型的方法
染料法 选择一种只溶于油相而不溶于水相的染料， 取少量加入乳状液中摇荡之。 若整个乳状液均被染色，则油相是外相； 若只是液珠呈染料之色，油便是内相。 鉴别常为黑色的原油有一定的困难。
原油脱水
原油和水在油藏内运动时，常携带并溶解大量盐 类，如氯化物、硫酸盐、碳酸盐等。
在油田开采初期，原油中含水很少或基本不含水，
第五章 原油处理
这些盐类主要以固体结晶形态悬浮与原油中。 进入中、高含水开采期则主要溶解于水中。
对原油进行脱水、脱盐、脱除泥砂等固体机械杂 质，使之成为合格商品原油的工艺过程称原油处 理，国内常称原油脱水。
47
影响原油稳定性的因素
温度：温度升高，稳定性下降。 主要原因： 加剧了内相颗粒的布朗运动，增加了互相碰撞、 合并成大颗粒的机率； 水和油的密度差增大，水滴易于在油相中下沉； 降低了原油的粘度，水滴易于下沉。
48
8
影响原油稳定性的因素
原油中的含水给生产带来的主要问题
原油中含水、含盐、含泥沙等杂质会给原油集输和 炼制带来很多麻烦： 增大了液体量，降低了设备和管路的有效利用率； 增加了集输过程中的动力和热力消耗； 引起金属管路和设备的结垢与腐蚀，使其寿命降低； 破坏炼制工作的正常进行。
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原油脱水
由于原油中所含的盐类和机械杂质大多数 溶解或悬浮于水中，原油脱水过程实际上也是 降低原油含盐量和机械杂质的过程。
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一、乳状液及其类型
根据内相与外相的性质，乳状液主要有两种类型： 一类是油分散在水(水是外相，油是内相)中， 如牛奶，简称水包油型乳状液，用O/W表示； 另一类是水分散在油(水是内相，油是外相) 中，简称油包水型乳状液，用W/O表示。
鉴别乳状液类型的方法
染料法 选择一种只溶于油相而不溶于水相的染料， 取少量加入乳状液中摇荡之。 若整个乳状液均被染色，则油相是外相； 若只是液珠呈染料之色，油便是内相。 鉴别常为黑色的原油有一定的困难。
原油脱水
原油和水在油藏内运动时，常携带并溶解大量盐 类，如氯化物、硫酸盐、碳酸盐等。
在油田开采初期，原油中含水很少或基本不含水，
第五章 原油处理
这些盐类主要以固体结晶形态悬浮与原油中。 进入中、高含水开采期则主要溶解于水中。
对原油进行脱水、脱盐、脱除泥砂等固体机械杂 质，使之成为合格商品原油的工艺过程称原油处 理，国内常称原油脱水。
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影响原油稳定性的因素
温度：温度升高，稳定性下降。 主要原因： 加剧了内相颗粒的布朗运动，增加了互相碰撞、 合并成大颗粒的机率； 水和油的密度差增大，水滴易于在油相中下沉； 降低了原油的粘度，水滴易于下沉。
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影响原油稳定性的因素
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第一节 原油乳状液
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第一节 原油乳状液
一、乳状液及其类型 二、原油乳状液的生成机理 三、原油乳状液的性质
一、乳状液及其类型
乳状液是一种或几种液体以液珠形式分散 在另一不相混溶的液体之中构成的分散体系。 乳状液中被分散的一相称作分散相或内 相，另一相被称作分散介质或外相。显然，内 相是不连续相，外相是连续相。
27 28
影响乳状液粘度的因素
外相粘度 原油粘度越大，生成W/O型乳状液的粘度越大。
影响乳状液粘度的因素
内相体积浓度
含水率较低时，粘度随含水率的增加而缓慢上升； 含水率较高时，粘度迅速上升；当含水率超过某一
μ = μo e
乳状液粘度 原油粘度
kϕ
内相体积浓度
数值时，粘度又迅速下降，并发生转相（W/O型乳 状液变为O/W型或W/O/W型乳状液）。
第二节 原油处理的基本方法
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第二节 原油处理的基本方法
原油脱水包括脱除游离水和乳化水，其中关键是乳 化水的脱除。 乳状液的破坏称为破乳。 原油乳状液的破乳过程是由分散水滴相互接近、碰 撞、界面膜破裂、水滴合并、在油相中沉降分离等 一系列环节组成，常称之为水滴的聚结和沉降。
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第二节 原油处理的基本方法
23
二、原油乳状液生成机理
3.原油乳状液的生成 在地面集输过程中： 从井口到计量站，从计量站到转油站，油、 水、气多呈气液两相混合状态输送，在集输管线 和设备里，油、水的激烈搅动也会促使乳化。
24
4
二、原油乳状液生成机理
4.防止乳状液生成的措施： 采取措施使油井少出水，多出油（如合理注 水、封堵水层等措施） 尽量减少搅拌条件（如减少不必要的弯头、闸 门，尽量简化流程，减少泵剪次数）； 尽量减少油、水相混的时间。
三、原油乳状液的性质
分散度 粘度 密度 电学性质 稳定性和老化
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三、原油乳状液的基本性质
1.分散度 分散相在连续相中的分散程度，常用内相颗 粒平均直径的倒数表示或比表面积（颗粒总 表面积和总体积的比值）表示。 乳状液内相颗粒直径越小，分散度越高。
三、原油乳状液的基本性质
2.粘度
影响乳状液粘度的因素： 外相粘度 内相体积浓度 温度 乳状液的分散度（分散相粒径） 乳化剂及界面膜的性质 内相颗粒表面带电强度 内相粘度
从热力学观点看，原油乳状液属不稳定体系。水 滴仍有合并、减小油水界面，使系统界面能降至 最低的趋势，只是由于天然乳化剂构成的界面膜 有较高的机械强度阻止了水滴的合并沉降，所以 原油乳状液破乳的关键是破坏油水界面膜，促使 水滴的聚结和沉降。
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原油的脱水过程
1.破乳 原油乳状液中的油水界面因乳化剂的作用形成 的膜被化学、电、热等外部条件破坏，分散相 水滴碰撞聚结的过程。 2. 沉降 破乳后的水呈游离状悬浮于水中，在进一步的 碰撞过程中形成更大的水滴，靠重力作用沉入 底部。
原油脱水
原油和水在油藏内运动时，常携带并溶解大量盐 类，如氯化物、硫酸盐、碳酸盐等。
在油田开采初期，原油中含水很少或基本不含水，
第五章 原油处理
这些盐类主要以固体结晶形态悬浮与原油中。 进入中、高含水开采期则主要溶解于水中。
对原油进行脱水、脱盐、脱除泥砂等固体机械杂 质，使之成为合格商品原油的工艺过程称原油处 理，国内常称原油脱水。
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影响原油稳定性的因素
温度：温度升高，稳定性下降。 主要原因： 加剧了内相颗粒的布朗运动，增加了互相碰撞、 合并成大颗粒的机率； 水和油的密度差增大，水滴易于在油相中下沉； 降低了原油的粘度，水滴易于下沉。
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影响原油稳定性的因素
水的pH值： pH值增加，内相颗粒界面膜的弹性和机械 强度降低，乳状液的稳定性变差。 时间： 随着时间的延长稳定性增强。
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W/O型乳状液显微照片
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二、原油乳状液生成机理
3.原油乳状液的生成 开采过程中： 当油、水混合物沿油管从井底向上流动时， 在井底的不同深处，压力从下到上逐渐降低， 溶解在原油里的伴生气不断逸出，而且体积不 断膨胀，油、水搅拌越来越激烈，当油、水混 合物通过油嘴的时候，压力突降，流速剧增， 原油碎散，大大增加了原油乳化程度。
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鉴别乳状液类型的方法
稀释法（冲淡法） 取一水滴或油滴与乳状液相接触，易于和乳 状液掺和者既是外相。 电导法 多数油相都是不良导体，而水相是良导体， 故测定乳状液的电导可以判断何者是连续相。
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鉴别乳状液类型的方法
显微观察法 由于原油和水的透光性不同，可用显微镜判断 乳状液的类型，在显微镜下，水是透明的，油 是黑色的。 若液珠不透明，则为O/W型乳状液； 若液珠透明，则为W/O型乳状液。
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影响原油稳定性的因素
乳化剂的类型和保护膜的性质： 乳化剂是低分子有机物，如脂肪酸、环烷酸和某些 低分子胶质，形成的界面膜强度不高，乳状液的稳 定性不高; 乳化剂是高分子有机物，如沥青质等，形成的界面 膜有较高的强度，使乳状液有较高的稳定性; 固体乳化剂，如粘土、砂砾、石蜡等，形成的界面 膜强度很高，乳状液的稳定性也很高。 界面膜的机械强度高，乳状液的稳定性高。
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第五章 原油处理
第一节 第二节 原油乳状液 原油处理的基本方法
游离水
原油中水的存在方式
在常温下用简单的沉降法短时间内就能从油 中分离出来 大部分游离水在油气水分离时被脱出。 乳化水 很难用沉降法从油中分离出来 它与原油的，因为 在含水原油中乳状液的性质直接影响着原油 脱水的难易。
三、原油乳状液的基本性质
5.稳定性和老化 原油乳状液的老化 原油乳状液随时间的推移变得逐渐稳定，乳状液 的这种性质称为乳状液的老化。在形成乳状液的 初始阶段，乳状液的老化十分显著，随后减弱， 常常在一昼夜后乳状液的稳定性较很少再增加。
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原油乳状液的老化
导致原油乳状液老化的原因：
乳状液形成时间越长，由于原油轻组分挥发、氧 化、光解等作用，使乳化剂数量增加； 原油内存在的天然乳化剂也有足够时间运移至分 散相颗粒表面形成较厚的界面膜使乳状液稳定。
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乳状液不稳定的表现
凝并（也称聚结） 指聚集的絮团变成一个大液珠； 凝并是不可逆的； 凝并导致液珠数目的减少和乳状液的完全破坏 即油水分离。 絮凝是凝并的前奏，凝并是乳状液破坏的直接 原因
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乳状液不稳定的表现
反相（也称变型） 指乳状液从O/W型变成W/O型，或者相反； 反相过程是乳状液中液滴的聚集和连续相分散 的过程，原来的连续相变成了分散相，而分散 相则变成了连续相。 引起反相的原因： 乳化剂类型的变更、相体积的改变、温度、增 大剪切
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乳状液显微照片
O/W型
形成乳状液的必要条件
① 形成的乳化液的两种液体不能混溶； ② 必须有足够的搅拌使一种液体以液滴的形式分 散到另一种液体之中； ③ 必须有乳化剂的存在。两个不相混溶的纯液体
W/O型
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（例如油和水）不能形成乳状液，必须要有乳 化剂起着稳定作用。
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乳化剂的作用
使乳状液稳定的物质称为乳化剂，乳化剂分散于 油水界面上形成界面膜，起到两个方面的作用： 降低油水界面张力，使乳状液得到一定程度的 稳定； 界面膜具有较强的机械强度，阻止了在布朗热 运动下，水珠在碰撞时的合并，使之形成稳定 的乳状液。
乳状液体积 含水率
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三、原油乳状液的基本性质
4.电学性质 原油乳状液的电导率除取决于含水率和水颗粒 的分散度、在很大程度上还决定于水中的含 盐、含酸、含碱量。 乳状液的电导率随温度增高而增大。
三、原油乳状液的基本性质
5.稳定性和老化 乳状液的稳定性： 乳状液不被破坏，抗油水分层的能力。 从热力学观点看，原油乳状液属不稳定体系。水 滴仍有合并、减小油水界面，使系统界面能降至 最低的趋势，只是由于天然乳化剂构成的界面膜 有较高的机械强度阻止了水滴的合并沉降。
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一、乳状液及其类型
根据内相与外相的性质，乳状液主要有两种类型： 一类是油分散在水(水是外相，油是内相)中， 如牛奶，简称水包油型乳状液，用O/W表示； 另一类是水分散在油(水是内相，油是外相) 中，简称油包水型乳状液，用W/O表示。
鉴别乳状液类型的方法
染料法 选择一种只溶于油相而不溶于水相的染料， 取少量加入乳状液中摇荡之。 若整个乳状液均被染色，则油相是外相； 若只是液珠呈染料之色，油便是内相。 鉴别常为黑色的原油有一定的困难。
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影响原油乳状液稳定性的因素
分散度和粘度 乳化剂的类型和保护膜的性质 内相颗粒表面颗粒带电 油水密度差 温度 水的pH值 时间
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合格原油的含水标准
“油田油气集输设计规范”规定： 出矿合格原油的质量含水量不大于1%； 优质原油含水量不大于0.5%。 较先进的炼厂进装置的原油要求： 含水不大于0.1％； 含盐量不大于3～5毫克/升。
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盐含量不达标时的处理方法： 向原油中掺入2%~5%的淡水，对原油进 行洗涤，使以固体结晶形态存在的盐类溶解于 水中，然后再脱水，使原油含盐量降低至允许 的范围内。
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二、原油乳状液生成机理
1. 形成原油乳状液的主要因素： 原油中含水，且油、水两相互不相溶； 原油中含有某些天然乳化剂。如沥青质、胶 质、粘土、砂粒等，多数具有亲油憎水性 质，因而一般生成稳定的W/O型乳状液。 在开采和集输过程中有强烈的搅拌作用。
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二、原油乳状液生成机理
2. 原油乳状液的类型: 除油田开采的高含水期外，世界上各油田所遇 到的油水乳状液绝大多数属于W/O型乳状液（因为 如沥青质、胶质、粘土、砂粒等多数具有亲油憎 水性质，因而一般生成稳定的W/O型乳状液），其 内相水滴的直径一般在0.1微米以上，在普通显微 镜下可观察到内相液滴的存在。