原油乳状液的破乳机理及破乳方法
试论破乳剂破乳机理而及破乳效果影响因素
试论破乳剂破乳机理而及破乳效果影响因素【摘要】本文重点论述了破乳剂破乳机理、破乳剂筛选以及影响破乳剂效果的因素，以期为改进破乳剂在原油脱水过程中的应用提供技术参考。
【关键词】破乳剂破乳机理影响因素原油乳状液在外运之前需要使用合适的破乳剂进行破乳脱水。
原油进行破乳的方法比较多，有微生物法超声波法微孔过滤法，而最常用是化学方法，就是在一定温度下向原油乳状液中添加破乳剂。
笔者拟结合工作实际，对化学方法中破乳剂作用机理及其实践应用作一浅析。
一、破乳剂破乳机理破乳剂实质是一种油田化学剂，它的主要作用就是对原油采取液中的油与分进行分离。
破乳剂破乳机理是利用破乳剂能够有效粘附到油水界面，从而打破油水界面膜的稳定性，造成油水结合膜破裂，经克服油水相互作用力后，分离出来的水经过相互碰撞后凝聚在一起，在重力作用下，形成水滴并在原油中得以沉降分离（油水分离后水滴结合沉降见图1）。
破乳剂之所以能对原油进行破乳，主要是利用其表面活性作用、反相作用、润湿和渗透作用和反离子作用。
（一）表面活性作用一般来说，绝大多数破乳剂都是极具高效活性，极易快速吸附到原油油水界面上，促使油水界面膜的表面自由能被破坏或者降低，吸附在油水界面上，造成W/O型乳状液性能不稳定，在施加外力作用条件下，界面膜极易破裂，本来是乳状液微粒内相的水，经外力从界面得以突破膜并进入外相，实现了油水分离。
（二）反相作用亲水型的破乳剂能够把W/O型乳状液，直接转变为成O/W型乳状液，通过乳化过程的变换，使O/W型乳状液变得不稳定，实现油水分离。
（三）润湿和渗透作用破乳剂之所以能够降低原油粘度，使表面膜得以破坏，主要是它能够溶解并吸附油水界面的胶质、可以溶解吸附在油水界面的胶质、沥青质，以及有机酸等天然的乳化剂，然后，透过薄膜与水饱和，从而形成了亲水的吸附层，在外力与重力的作用下，水滴碰撞得到合并，使得水滴沉降并得以与原油实现分离。
（四）反离子作用吸附了部分正离子的水滴之间相互排斥。
No.5 原油乳状液的破乳技术与化学破乳剂
Hale Waihona Puke 解，使水呈碱性，活性石油酸在此情况下转变为水溶性乳化剂。
2、重要的破乳剂 （1）电解质，如盐酸、NaCl、MgCl2、CaCl2、Al（NO3）3等。
（2）低分子醇，可分为水溶性醇（如甲、乙、丙醇等）和油溶性醇
破乳剂主要分配在水中因而破入效果越来越差，而油溶性破乳剂主要分配在油 中，因而能延长其起作用时间，提高破乳效果。 （3）由直链线型转向支链线型。如羧基系列的引发剂发展到用酚醛树脂， 胺基系列的引发剂发展到用多烯多胺。 （4）复配使用。这是克服高分子破乳剂专一性的最可取的办法。 （5）新型的破乳剂仍在开发。这是由破乳剂专一性强所决定的。
（如己醇、庚醇等）。 （3）表面活性剂，包括阳离子表面活性剂，如
和阴离子表面活性剂，如
（4）高分子，可用阳离子型、阴离子型和非离子型高分子。
3、破乳机理 （1）电解质主要通过减小油珠表面的负电性和改变乳化剂的亲水亲油
平衡而起作用。
（2）低分子醇是通过改变油水相的极性（使油相极性增加，水相极性 减小），使乳化剂移向油相或水相而起作用。
（15）聚氧乙烯聚氧丙烯聚氧乙烯二乙烯三胺的二元羧酸扩链产物
（16）聚氧乙烯聚氧丙烯甲基硅油（AE型破乳剂）
（17）聚氧乙烯聚氧丙烯酚胺树脂（PFA型破乳剂）
二、破乳机理 1、第一、二代破乳剂 都是水溶型破乳剂（HLB>8），它们对W/O乳化原油乳化剂（HLB在3～6之 间）来说是反型乳化剂，可以通过抵消作用使W/O原油乳液破乳。
酯盐型和磺酸盐型三大类。这代破乳剂的优点是价格便宜，缺点是用量大
乳化原油的破乳
3．水包油乳化原油破乳剂的破乳机理
聚合物：
通过桥接机理起破乳作用 低分子醇与盐复配使用 石油磺酸盐与盐复配使用 季铵盐型表面活性剂 醇与盐的复配使用
复配使用：
3．水包油乳化原油破乳剂的破乳机理
电解质：
减小油珠表面的负电性和改变乳化剂的亲水亲 油平衡。 改变油水相的极性（使油相极性增加，水相极 性减小），使乳化剂移向油相或水相
低分子醇：
表面活性剂：
与乳化剂反应（阳离子型表面活性剂）， 形成不牢固吸附膜（有分支结构的阴离子表面 活性剂） 抵消作用（油溶性表面活性剂）
（3）化学法
2、水包油乳化原油的破乳剂
电解质
盐酸、氯化钠、氯化镁、氯化镁、硝酸铝、氧氯化锆
水溶性醇：甲醇、乙醇、丙醇 油溶性醇：己醇、庚醇等。 阳离子型表面活性剂 阴离子型表面活性剂 阳离子型聚合物 阴离子型聚合物 非离子型聚合物 非离子-阳离子型聚合物
低分子醇
表面活性剂
聚合物
乳化原油的破乳
前言 原油中含有各种表面活性物质如环烷 酸、脂肪酸、胶质、沥青质等，增产措施、 提高原油采收率注入地层表面活性剂、聚 合物等，它们可吸附在油水界面或气液表 面，对液珠和气泡有稳定作用，由此产生 原油乳化和起泡沫问题。
一、乳化原油的类型
1．油包水乳化原油（W/O）
以原油作分散介质，以水作分散相的乳化原油。 一次采油和二次采油采出的乳化原油多是油包水乳化原 油。 稳定这类乳化原油的乳化剂主要是原油中的活性石油酸 （如环烷酸、沥青质酸等）和油湿性固体颗粒（如蜡颗 粒、沥青质颗粒等）。 以水作分散介质，以原油作分散相的乳化原油。 三次采油（尤其是碱驱、表面活性剂驱）采出的乳化原 油多是水包油乳化原油。 稳定这类乳化原油的乳化剂是活性石油酸的碱金属盐， 水溶性表面活性剂或水湿性固体颗粒（如粘土颗粒等）
原油破乳及化学破乳剂PPT
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(3)温度对原油破乳的影响
温度升高： A.原油黏度降低，有利 于破乳剂向油水界面扩 散，降低油水界面张力。 B.亲水和憎水链节向油 水界面转移，使破乳剂 所占据有效面积增大， 排替出更多的成膜物质， 有利于提高破乳率。
Ind.Eng.Chem.Res. 1994 (33): 1271
随着温度升高，破乳率减缓，并无满意解释
为此，在石油出口、进入炼油厂时，都对 原油中的残水量有一定的要求，一般不得大于 0.5%。
原油破乳方法：
1.电破乳脱水法：
缺点：高电场强度， 含水量低时水链难以 形成。
2.热沉降脱水法： ①加热可使乳状液液滴平均动能加剧，增加
碰撞几率和强度，有利于水滴聚集成团。②降 低界面膜黏度和强度，使水滴易于聚结。 3.化学破乳方法：
4.含硅破乳剂：
Phys.Chem.Chem.Phys 2004 (5): 1570-1574
原油破乳模型：平板破乳模型
Ind.Eng.Chem.Res. 1994 (33): 1271-1279
破乳剂能 够破乳的 先决条件 是具有较 高的表面 活性。
Ind.Eng.Chem.Res. 1994 (33): 1271-1279
3.原油本身含有的天然表面活性物质如胶质、 沥青质、树脂、石蜡及水湿性颗粒
这种含水原油经过喷油嘴、集输管道 逐渐形成比较稳定的W/O型乳状液，一般 水珠直径为0.1-10μm。
含水原油破乳的意义：
由于原油中含有大量的水分 1.加大输油管线和设备的负荷，增加投资费用。 2.引起输油管道腐蚀，在管壁上结垢进而堵塞 输油管道。 3.进入炼油厂时会造成催化剂中毒，从而造成 经济损失。 4.原油含水使乳状液粘度大大增加，迫使系统 加大推动力及提高输运温度，导致集输能耗加 大。
原油破乳方法
原油破乳剂的破乳机理介绍一种乳液由至少两种不相混溶的液体组成。
随着原油开采中重稠油比例的不断增加以及三次采油采出的原油乳液愈来愈复杂、愈来愈稳定，石油试剂破乳剂的研究开发也不断地向提高破乳能力，降低破乳温度，减少破乳剂使用浓度和增强适应性方向发展。
破乳机理：原油本身是一种多组分混合物，主要由不同相对分子质量、不同结构的烃以及少量非烃化合物质，主要是水以及溶解于水的无机盐、机械杂质（砂、粘土等）、游离的硫化氢、氯化氢等，以不同形式分散于原油中的胶质、沥青质含量增加，使得原油乳状液更加稳定，加上采油技术的不断开发和应用，大量表面活性剂用来驱油、使原油的组分变得更加复杂，油田采出的原油含水含盐率逐渐增加。
破乳的缘由：原油中含有以上杂质，会增加泵和管线负荷，引起金属表面腐蚀和结聚；而排放的水中含油也会造成环境污染和原油浪费。
不论从经济还是从环境角度均需对原油进行破乳脱水和污水除油，原油破乳都是必需的。
石油试剂乳状液的破乳脱水脱盐是石油生产和加工过程中重要的环节之一，目前石油工业最重要的破乳方法是在原油中加入石油试剂破乳剂原油乳液在油品的生产和炼制中经常出现，世界上主要的粗品油都以一种乳液的形态产出。
目前公认的破乳机理：相转移——反向变形机理，加入石油试剂破乳剂后发生了相转变，这类破乳剂产生与乳化剂形成的乳状液类型相反的表面活性剂碰撞击破界面膜机理。
在加热或搅拌的条件下，石油试剂破乳剂有许多的机会碰撞乳状的界面膜，或吸附在界面膜上，或排除替代部分表面活性物质，从而使其稳定。
增溶机理使用的破乳剂一个或少数几个分子即可形成胶束，这种高分子线团或胶束可增溶乳化剂分子，引起乳化原油破乳褶皱变形机理显微镜观察结果表明，W/O型乳状液具有双层或多层水圈，两层水圈之间是油圈液滴在加热搅拌和破乳剂的作用下，液滴内部各层相互连通，使液滴发生凝聚而破乳此外，国内在对O/W型乳化原油体系的破乳机理研究方面也有一些研究工作，认为理想的石油试剂破乳剂必须具备下列条件：较强的表面活性；良好的润湿性能；足够的絮凝能力；较好的聚结效果石油试剂破乳剂在油品生产和炼制中的应用具有十分重要的意义. 超声波破乳法原理原油破乳脱水脱盐是炼油工艺的重要课题之一。
原油净化化学破乳剂脱水法
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2. 非离子型破乳剂
非离子型破乳剂是以环氧乙烷、环氧丙烷 等基本有机合成原料为基础，在具有活泼氢 的起始剂的引发子型破乳剂 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
非离子型破乳剂的分子量多在1000～ 10000之间，具有较高的活性和较好的脱水 效果。
破乳剂可以溶解吸附在油水界面的胶 质、沥青质等天然乳化剂，降低原油粘度， 透过薄膜与水饱和，形成亲水的吸附层， 有利于水滴碰撞时的合并，达到水滴沉降 分离。
润湿性：液体在分子作用力下在固体 表面的流散现象。
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4. 反离子作用 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
由于原油乳状液中分散相的水滴表面上 吸附了一部分正离子，使分散相往往带正电， 分散相的水滴之间互相排斥，水滴难于合并。 如果在原油中加入离子型的破乳剂，它们吸 附在水滴表面上并将正电荷中和，使水滴间 的静电斥力减弱，破坏受同性电保护的界面 膜，使水滴合并沉降下来。
破乳剂溶于水时，凡能形成电解质的称为 离子型破乳剂；
凡在水溶液不形成电解质的，称为非离子 型破乳剂。
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1. 离子型破乳剂 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
离子型破乳剂按其在水溶液中具有表面 活性作用的离子的电性，可分为阴离子、阳 离子和两性离子等类别。烷基磺酸钠、烷基 苯磺酸钠等属于对原油脱水效果较好的阴离 子型破乳剂。
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2. 反相作用 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
原油乳状液是在原油中憎水的乳化剂作 用下形成的，称W/O型乳状液。采用亲水型 的破乳剂可以将乳状液转化为O/W型乳状液， 借乳化过程的转换以及水包油型乳状液的不 稳定性而使油水分离。
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3. “润湿”和“渗透”作用 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
原油破乳剂技术研发概述
原油破乳剂技术研发概述上2009年09月17日星期四 10:13从油田送往炼油厂的原油往往含盐、带水;且盐分主要存在于水中;而水则与原油形成了一种相对稳定的乳化液;如果不能通过破乳就很难达到脱水脱盐的目的;也就必然导致生产设备的腐蚀;并造成容器管道内壁结垢等现象..油品乳化问题可以说在原油储运和加工过程中经常出现;尤其是随着日益明显的原油劣质化趋势;因此如何高效解决原油乳化问题已经成为提高炼油厂工艺运行效率的一个首要问题..原油破乳最常用的办法是加破乳剂和水;使油中的水集聚;并从油中分出;而盐份溶于水中;再加以高压电场配合;使形成的较大水滴顺利除去..在原油生产过程中;首先就是找到一种适合所加工原油性质的破乳剂;当然最好是广谱型的高效破乳剂..1.原油乳化的理化实质一种乳化液由至少两种不相混溶的液体组成;其中最为常见的一相通常为水..油有可能极细地分散于水中;这种情况称为水包油型乳化液..反之如果油为连续相而水是分散相;就称之为油包水型乳化液..原油中的乳化液就属于油包水型..水分子之间相互吸引;油分子之间也是如此;但单个水分子与油分子之间则存在明显的排斥力;并在油和水的界面发生作用;此时油水便在各自表面张力作用下将接触界面的面积降低到一个“最低值”;形成水滴、油滴或油包水、水包油等毫米级的液滴..实践证明;当往原油中加入某些特定的化学品之后;这种发生在界面上的排斥力就会在一定程度上得到抵消;从而大大降低表面张力..有些物质既含有亲水基团;也含有疏水基团;如果混合液中含有这类物质便极易发生乳化现象..原油乳化就是因为其中含有此类天然的乳化物质;如羧基或酚基等等极性基团就是原油中的乳化物质..与此相应;破乳过程就是反其道而行之..2.原油破乳剂原理、类型与技术研发状况2.1.原油破乳剂原理破乳剂是一类能破坏乳状液的稳定性;使分散相聚集起来并从乳状液中析出的化合物..在化工生产中;用破乳剂可回收乳状液里没有参加反应的原料或产品等..破乳剂有：水、溶剂、无机盐类电解质、对抗型表面活性剂和非离子型表面活性剂等..乳液中加入溶剂或无机盐类电解质;可以改变水相或油相的比重;促使乳状液破坏..例如硫酸钠、硫酸镁和明矾等多价的金属盐都可以破坏分散相微滴表面的双电层;使微滴聚集而析出..正离子型乳化剂不能与负离子型表面活性剂并用;利用这个特性;可以破坏一些乳液..例如;在高分子合成工业中常用十二烷基硫酸酯的钠盐或者十二烷基苯磺酸钙作乳化剂进行乳液聚合..要回收未反应的单体原料时;可以用烷基溴化吡啶等正离子型表面活性剂与硫酸或磺酸离子结合生成难离解的吡啶盐;使油相和水相分开..有少数的乳状液是靠乳液的粘度大而保持它的稳定性;加水或溶剂可改变它的粘度;或者使乳化剂的浓度下降到所要求的水平以下;以破坏乳状液..非离子型表面活性剂的破乳效果很好..例如;十八碳醇聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段型醚是一种很有效的原油破乳剂;只要加入少量这种破乳剂;就可以破坏体系的亲水和亲油平衡;促使原油析出水相..2.2.原油破乳剂常见类型关于国外原油破乳剂的类型;国内原油脱水、油田化学领域的不少专着已有报道;这里只作简略介绍..1、烷基酚醛树脂聚氧乙烯聚氧丙烯醚这是文献报道很多的一类破乳剂;包括胺基改性型;即在合成烷基酚醛树脂时加入乙醇胺、多乙烯多胺等;生成胺基改性烷基酚醛树脂;作为聚醚化反应的起始剂..2、聚硅氧烷聚氧乙烯聚氧丙烯醚硅原子数3-50的甲基、苯基等取代聚硅氧烷与环氧乙烷、环氧丙烷的嵌段共聚物;分子量500-4000..3、聚磷酸酯通式如下的线型聚磷酸酯：4、高分子量、超高分子量聚氧乙烯聚氧丙烯醚用作破乳剂的聚醚;分子量一般为5x103-1x104;分子量达5x105-3x106的聚醚;破乳速度极高;破乳效果惊人..5、聚醚的改性产物以醇、胺等含活性氢的化合物为起始剂制得的嵌段聚醚聚氧乙烯氧丙烯或丁烯醚在有机溶剂中与甲苯二异氰酸酯或六次甲基二异氰酸酯等二异氰酸酯反应;一般得到油溶性破乳剂;文献报道很多..6、含氮破乳剂包括以胺类为起始剂的嵌段聚醚;季铵化聚醚、脂肪胺盐酸盐如前苏联的AH-2;脂烃链平均碳数为15及高碳数烷基咪唑啉类..7、磺酸盐及醚硫酸盐包括早期使用的烷芳基、脂烃基磺酸盐;以后研发的分子量800-1000的烷基苯磺酸钙、石油磺酸盐、氧乙基化脂肪醇醚硫酸盐通式ROC2H4On ..SO3Na;R=C12-13烷基;n=3-6.4..8、复配破乳剂二元及多元复配物;破乳效果好于任一单剂..其他如用环氧丁烷代替环氧丙烷的聚醚破乳剂、薄膜扩展剂、以及天然盐水等..最常见的是通过表面扩展的原理;要求破乳剂具有高表面活性;最常见的就是低HLB值表面活性剂;高表面活性能够将界面膜上起稳定作用的表面活性剂替换下来;还要求形成的膜脆、易破裂;这样就达到破乳的作用了..以上提到的各种类型的国外破乳剂;我国基本上都进行过研制和生产;主要类型可归纳如下..1、以胺类为起始剂的嵌段聚醚所用的胺主要有多乙烯多胺、乙二胺等;产品品种多;生产量大;在上世纪70-80年代是我国油田用于原油脱水的主要破乳剂..属于这一类型破乳剂的产品有AE1910;AE9901;AE21;AE8051;AE0604;AP134;AP113;AP136;AP227;AP125;AP221;AP116等等..2、以醇类为起始剂的嵌段聚醚所用的醇有十八碳醇;丙二醇;丙三醇;季戊四醇等;产品品种多;生产量也大;在上世纪70-80年代是我国油田原油脱水、炼厂脱盐的另一类主要破乳剂..SP169;BPE2070;BPE2040;BPE22064;BPE2420;BPE2045;BP169等属于这一类型..基中SP169是我国研发较早、应用时间较长、应用地区较广、复配性能较好的一个产品..3、烷基酚醛树脂嵌段聚醚合成起始剂时常用的烷基酚为壬基酚或以C9为主的混合烷基酚..属于这一类型的产品有酚醛3111;AF6231;AF3125;AF136;AR16;AR36;AR48等..4、酚胺醛树脂嵌段聚醚即胺基改性酚醛树脂嵌段聚醚;起始剂为烷基酚、乙烯胺类化合物和甲醛的缩合产物..该类型破乳剂在上世纪70年代未研发成功;破乳效果好;适应性较广;是目前油田使用的主要类型..TA1031;PFA8311;XW-1..DPA2031;XW-4;XW-9;XW-12;BC-26;BC-68等属于这一类型..5、含硅破乳剂由以多乙烯多胺为起始剂的嵌段聚醚与聚烷基硅氧烷反应制得;研发工作开始于1977年;其目的是寻求破乳性能好;适应性广、能低温破乳的破乳剂..SAE;SAP116;SAP1187;SAP91;SAP2187等属于这一类..6、超高分子量破乳剂采用三乙基铝-乙酰丙酮-水三元催化体系;通过阴离子配位聚合得到的环氧烷类聚合物;分子量高达5x105-5x106;破乳效果极好..UH6535属于这一类型..聚氧烯烃醚与三氯磷酰POCL3;五氧化二磷P2O5的反应产物;如ZPC;ZPT;ZPM 等..7、嵌段聚醚的改性产物作为破乳剂的嵌段聚醚;分子量一般为2x103-1x104;为增大这种聚醚的分子量;可采用以下技术方法：①、用二异氰酸酯多用甲苯二异氰酸酯TDI扩链;采用不同工艺条件;控制TDI加量、温度、溶剂等可制成油溶性破乳剂产品和水溶性破乳剂产品；②、用环氧氯丙烷在特定工艺条件下与聚醚反应可制得有效的改性破乳剂产品；③、用不饱和单体如丙烯酸、马来酸酐等与聚醚反应;再使生成的反应产物聚合..属于这一类型的破乳剂有POI2420;XW-3;AP17041;BCL-405;BZG-14;HD-3;HD-5;HD-6;GD9909等..需着重提及的是;一般原油破乳剂的改性;都是在以嵌段聚醚型破乳剂基础上进行化学改性..蒋明康等人;采用以丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯为单体、过硫酸钾为引发剂;十二烷基硫酸钠为乳化剂;三乙醇胺与无水亚硫酸钠分别为链转移剂与终止剂;水为分散介质;采用乳液法合成了一种水溶性四元共聚物破乳剂..这类产品不用环氧丙烷、环氧乙烷原料;成本低、减少环境污染、破乳效果显着;是原油破乳剂的一种值得注意的研究发展方向..8、复配破乳剂目前油田使用复配破乳剂即两种或多种破乳剂的组合物的现象十分普遍;在这一领域进行了大量的研究工作..其中值得注意的研究结果有两个..刘佐才等3将滨州化工厂生产的10种破乳剂进行双剂循环复配;有8个复配物对胜利滨南一矿稠油的脱水率超过90％;在91.2％-99.0％范围;而10个单剂的脱水率最高88.9%;最低13.3％;其余在13.2％-61.3％范围..田宜灵等4按正交设计法安排实验;将实验数据进行回归分析;建立了数学模型;通过计算机模拟可以找出任意给定条件下破乳剂最佳复配配方..其他功能的破乳剂包括协同脱水剂;预脱水剂;反向破乳剂污水除油剂;侧链含季铵基团的聚醚以及咪唑啉破乳剂等;用于解决与原油脱水有关的种种问题..LGS-2;CW-01;RD-1;BH-1;M-501等属于这一类型..2.3.我国原油破乳剂研发历史与现状在原油破乳剂的发展过程中;油包水乳状液破乳剂首先得到应用和发展..在世界范围内;从本世纪20年代至今已发展了三代产品..20年代至30年代出现了第一代油包水乳状液破乳剂;主要是低分子阴离子表面活性剂;包括羧酸盐、硫酸和磺酸盐三类;其特点是便宜、投加量大、效果差且易受电解质影响..40年代至50年代发展的第二代破乳剂;主要是低分子非离子表面活性剂OP、平平加及Tween等;这类破乳剂的特点是能耐酸碱盐;但破乳效果仍较差..自60年代至今发展了第一代破乳剂;主要是高分子非离子表面活性剂;其特点是投加量少;破乳效果好;专一性强;广泛适应性差..我国石油工业起步较晚;东部几个大油田自50年代后期相继投入开发;最初短时间内采用过第二代国产油包水乳状液破乳剂OP、平平加和磺化蓖麻油等表面活性剂;但未能满足生产需要;靠购买国外第三代破乳剂维持乳化原油正常脱水..自60年代中期;胜利油田、大庆油田等相继同山东省化学研究所、北京石油勘探开发研究院及中科院新疆化学研究所等科研单位合作;很快研制和开发出了国产的第三代油包水乳状液破乳剂;即高分子非离子表面活性剂..与此同时;北京大学等高等院校又同石油单位合作;对国产破乳剂的破乳效果及机理进行了研究;进一步促进了国产破乳剂的推广和应用..现将我国先后研制和使用的主要油包水乳状液破乳剂介绍如下..1、BPE2060破乳剂;该剂于1960年开始研制;于1967年工业放样和现场试验取得成功;它的研制成功标志着我国进入了研制和使用国产第三代油包水乳状液破乳剂新阶段..2、 BP169破乳剂;本剂于1968年研制成功;其主要成分为聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚;它的研制成功较好地解决了当时大庆油田存在的脱水包油问题;现在应用较少..3、SP169破乳剂;该剂于1968年研制成功;其主要成分为聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚;该剂具有脱出污水清;含油量少的突出优点;目前仍维持较高的用量;在很多油田单独应用;或用其他脱水速度快的破乳剂配合使用..4、BPE2070破乳剂;本剂于1970年研究成功;其主要成分为聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚;研究该剂的目的仍是解决当时的脱水包油问题;目前仍有些油田应用..5、AP221破乳剂;本剂于70年代初研制成功;其主要万分是以多乙烯多胺为引发剂的聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物;经过其结构和性能进行研究;该剂不是单一组份;附有主剂外的其他两种组份;它们之间发挥协同效应;具有好的破乳效果..6、胜利四号破乳剂代号POI2006;该剂于70年代初研制的..它是聚氧丙烯二醇醚代号BP、聚氧丙烯聚氧乙烯丙二醇醚代号BPO两个中间体同甲苯二异氰酸酯反应生成的混合线型聚氨基甲酸酯再加入适当溶剂稀释而成..该剂具有破乳速度快、投加量少等优点;缺点是溶解性差;使用困难..7、孤岛五号破乳剂;该剂于70年代中后期研制成功的;由聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚加适当溶剂配成..该剂对稠油有防粘作用;可使井口回压降低;在当时孤岛稠油的开发中发挥了作用;缺点是所加溶剂有一定腐蚀性..8、 AE9901破乳剂;该剂于1976年9月研制成功;主要成分是AE8028;即嵌段共聚物聚氧乙烯聚氧丙烯五乙烯六胺;加有适当溶剂..该剂具有脱水速度快、脱水含油较少等优点;直到目前仍有较多使用..9、PAP157破乳剂;该剂于1977年研制成功;成分是嵌段共聚物聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯多乙烯多胺..该剂是针对孤岛原油特点研制的;当时在孤岛的破乳脱水中发挥了一定作用..10、POI2420破乳剂;该剂于1978年研制成功的..它是聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚聚醚BPE2420与甲苯二异氰酸酯反应生成的一种线型聚醚氨基甲酸酯..该剂具有脱水速度快、破乳能力强、适应性广泛等特点;并具有降粘、降蜡及减阻等能力;目前仍有较广泛的使用..11、AP113破乳剂;该剂于70年代由新疆化学研究所研究成功;其主要成分为以丙二醇为起始剂的聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物;它对大庆原油具有好的脱水效果..12、新疆3号破乳剂;该剂于70年代由新疆化学研究所研究成功;其主要成分为以丙二醇为起始剂的聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物;再与交联剂交联而成的高分子化合物;该剂对克拉玛依油田原油具有好的脱水效果..13、UH6525破乳剂;本剂于70年代后期研制成功;主要成分是以三乙基铝—乙酰丙酮—水三元体系为催化剂而合成出的超高分子量的氧化乙烯放氧化丙烯无规则共聚物;经室内和现场试验证明;它具有破乳温度低、脱水速度快、脱出水清及含油量少等优点;后因工业生产条件要求苛刻、产品成本高等原因;未能大范围推广..14、SAE破乳剂;该剂于1980年研制的..它是嵌段共聚物聚氧乙烯聚氧丙烯五乙烯六胺同聚甲基乙氧基硅氧烷缩聚而生成的嵌段聚醚—聚硅氧烷共聚物破乳剂..该剂具有良好的低温破乳剂和较好的防蜡降粘性能;目前还有一定应用..15、 TA1031破乳剂;该剂于1981年研制的;它以具有多个多乙烯多胺支链的芳烃化合物为起始剂的嵌段聚醚;即聚氧乙烯聚氧丙烯多乙烯多胺芳烃;具有良好的润湿性能;能迅速通过油相或水相达到油水界面;降低界面张力;破坏界面膜;引起原油乳状液破坏、油水分离;目前仍有较广泛的使用..16、AP8051破乳剂;该剂是1981年研制成功的嵌段共聚物聚氧乙烯聚氧丙烯多乙烯多胺;具有脱水速度快、脱出水含油较少等优点;目前仍有较多使用..17、M-501破乳剂;该剂于1981年研制成功;其万分为聚氧乙烯聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物和烃基双咪唑啉的聚氨基甲酸混合酯;是以丙二醇为起始剂的三嵌段聚醚BPE2525经甲苯二异氰酸酯扩链再用甲苯二异氰酸酯与烃基双咪唑啉胺的加成物封端而得到的破乳剂..该剂具有较好的破乳降粘效果并具有缓蚀作用..18、AR101破乳剂;该剂于1983年研制成功;它是以松香胺为起始剂;同环氧丙烷、环氧乙烷、甲苯二异氰酸酯反应形成的线型聚氧乙烯聚氧丙烯松香胺聚氨基甲酸酯;具有破乳温度低、破乳速度快的特点;适用于石蜡、中间基原油的破乳..19、SAP-2破乳剂;该剂于1983年研制成功;它是聚氧丙烯聚氧乙烯二酚丙烷嵌段共聚物同聚甲基乙氧基硅氧烷进行缩聚形成的聚氧烯烃——聚硅氧烷共聚物;再同聚氧乙烯聚氧丙烯五乙烯六胺混合而成的;具有破乳、净水两种功能..20、AP17041破乳剂;该剂于1984年研制的;是聚氧乙烯聚氧丙烯四乙烯五胺同甲苯二异青酸酯反应生成的线型嵌段聚醚的聚氨基甲酸酯;对孤岛稠油有较好的适应性;破乳速度快;应用效果较好..21、AE121破乳剂;该剂是1984年研制的;成分为聚氧乙烯聚氧丙烯聚氧乙烯四乙烯五胺三嵌段共聚物;具有脱出水清、含油量少、脱水速度快等优点;目前仍有较多的应用..22、AR46及AR36破乳剂;这类破乳剂于80年代中期研制成功;其主要成分为烷基酚醛树脂聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段聚合物;具有低温快速脱水等特点;适应于大庆油田高含水原油低温快速脱水..23、PA320稠油破乳剂;该剂于1989年研制成功;是以多官能团化合物为起始剂合成的聚氧丙烯聚氧乙烯经磷酸酐酯化生成聚氧烯烃磷酸酯;再加入表面活性剂和混合溶剂而成..该剂对油水界面润湿性好;在油水两相均有良好分散性;具有破乳速度快、脱出的污水清等特点;用于单家寺稠油矿的破乳脱水取得了好的效果..24、A-6及B-11破乳剂;这两种破乳剂于90年研制成功;主要成分为不同起始剂的双嵌段聚醚;附加醋酸、乙醇等溶剂..它们具有防蜡及破坏乳化层作用;适用于塔西柯克亚原油纯化学脱水..25、HD-3及HD-6破乳剂;该破乳剂由华北石油管理局勘察设计院于90年代初相继研究成功;主要成分为以多乙烯多胺为起始剂的聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物的改性产品;特别适用于华北油田高含水乳化原油脱水..26、胜利油田近期几种针对性很强的破乳剂..90年代以来;山东滨州化工厂同胜利油田一些采油厂合作;先后研制成功几种针对性很强的破乳剂..如该厂同孤岛采油厂合作研制的BZG-14高含水原油破乳剂;同现河采油厂合作研制的M-14T破乳剂;同河口采油厂合作研制的BH-202稠油破乳剂;同纯梁采油厂合作研制的BCL-405原油破乳剂;同孤东采油厂合作研制的MA-1破乳剂..合成这些破乳剂采用的起始剂依次为合成聚醚、长链咪唑啉、缩水多元醇及改性树脂等;在扩链剂方面也作了有益的探索;但它们均为经扩链的聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物;属第三代高分子非离子表面活性剂..这些破乳剂解决了有关采油厂特定脱水站的难题;满足了生产需要并在继续推广应用..它们的专用性很强;其通用性有待实践验证..27、复配型破乳剂;近年来;我国的一些大专院校、科研单位及石油系统有关单位;注意了破乳剂间的协同效应及复配型破乳剂研究;产生了一批复配型破乳剂;比较有代表性的有大庆油田的J-26破乳剂、胜利油田的RAK-5多元复配破乳剂39等;在此不再一一分述..这些剂的使用;都达到了破乳剂用量少、脱水速度快、脱出污水色泽清及含油量少的好效果..3.高效破乳剂技术发展趋势纵观当前破乳剂技术研发现状;今后我国在对原油破乳脱水技术上需要跟踪并借鉴国外原油破乳剂发展趋势及研究成果;尤其在合成相对高分子量聚合物含F、Si、等特种表面活性剂;并对其扩链、改性和复配的技术方面..建议采用界面张力、界面膜强度研究其结构与性能的关系及破乳机理;并致力于研发具有高效、低温、快速的的技术特点的破乳剂;使破乳过程中油水分离快;油水界面清晰;乳化中间层少;最终达到能达到低温快速高效破乳的目的..由于原油组成的复杂性;加上影响形成乳化原油的因素众多;给原油破乳剂的研究工作带来许多困难..而且随着油田大量注水开发;油井产出液的含水量大量增加;例如大庆油田中区平均含水率已经高达90％;采出液主要是水包油型乳状液..当采出液到达地面后;必须加入高效破乳剂;使油水分离..高效复合型原油破乳剂是由多元醇及多种高性能表面活性剂、电解质而组成..与其它同类破乳剂相比具有低温状态下原油破乳速度快、效率高等优点..现在常用的破乳剂有SP、AP、AE、AR等;但每一种破乳剂均有一定的局限性;对于特高含水的水包油型乳状液;存在脱水率低、脱水温度高、脱水速度慢等缺点..为克服上述缺点;目前有关研究单位已经在室内首先合成了三种不同类型的破乳剂;然后利用破乳剂之间的相互协同效应;对合成的三种组分进行复配;针对不同含水率的原油;得到了不同的复配体系;用于指导现场的应用..组分A是一种具有较高分子量和窄分子量分布的聚醚;使用自制的起始剂;利用双金属氰化物络合催化剂DMC催化体系;与环氧乙烷、环氧丙烷共聚;合成出不同分子量和分子量分布的产品;考察了助催化剂的种类、聚合温度、进料速度、催化剂的加入量和封端方法对产物分子量和分子量分布的影响..通过原油的脱水实验可知;组分A的分子量越高、分子量分布越窄;脱水率越高.. 组分B是以多乙烯多胺为起始剂的环氧乙烷、环氧丙烷的聚醚;组分B是一种多支链型例如在众多高效破乳剂中;HS—P01型高效原油破乳剂 HS-P01型高效原油破乳剂是西安交通大学化工学院推出的创新产品;一种高效;多功能的复合型的原油破乳剂;是以烷基酚醛树脂为起始剂;在催化剂存在下加入环氧乙烷、环氧丙烷共聚得烷基酚醛树脂聚氧丙烯聚氧乙烯醚;以此为主要成份;添加增效改性添加剂及高效缓蚀添加剂复配制得HS型高效原油破乳剂..另外;YF-PR反相破乳剂是一种新型破乳剂;主要应用于炼油或油田含油污水的处理;可有效的降低污水中的油和COD含量..。
原油破乳剂原理
原油破乳剂原理一、引言原油破乳剂是石油开采和炼油过程中常用的一种化学剂，用于破乳原油中的乳状液体，以便更好地分离油水两相和提高石油的品质。
本文将介绍原油破乳剂的原理及其在油田开发中的应用。
二、原油破乳剂的原理原油中的乳状液体是由水和油形成的胶体体系，其中水分散在油中形成小液滴。
原油破乳剂的作用是通过改变乳状液体的表面性质，使水和油相互分离，从而加快石油分离过程。
原油破乳剂的主要成分是表面活性剂，它能够在水和油的界面处形成一层薄膜，降低乳状液体的表面张力，使水和油能够更好地分离。
表面活性剂分为阳离子、阴离子和非离子三种类型，不同类型的表面活性剂适用于不同种类的原油。
在原油中添加表面活性剂后，它会吸附在水油界面处，形成一个类似于胶束的结构。
这种结构能够将分散的水液滴包裹在内部，形成稳定的乳状液体。
当添加原油破乳剂时，表面活性剂会破坏这种结构，使水液滴相互融合，从而分离出水相和油相。
三、原油破乳剂的应用1. 油田开采在油田开采过程中，原油破乳剂可以帮助分离原油中的水相和油相。
油井中的油水乳状液体会降低油井的产能，影响油田的开发效果。
通过添加原油破乳剂，可以破坏乳状液体的结构，使水和油相分离，提高油井的产能。
2. 炼油过程在炼油过程中，原油破乳剂可以帮助分离原油中的水相和油相，减少残留水分对炼油设备的腐蚀，提高炼油产品的品质。
同时，原油破乳剂还可以降低炼油过程中的能耗，提高炼油的经济效益。
3. 环境保护原油中的水相含有大量的盐分和有机物，对环境造成污染。
通过使用原油破乳剂，可以有效地分离水相和油相，减少水相的排放，降低环境污染。
四、总结原油破乳剂通过改变原油中乳状液体的表面性质，使水和油相互分离，提高石油的品质和开采效果。
它在油田开采和炼油过程中起到了重要的作用，并对环境保护起到了积极的推动作用。
随着科技的不断进步，原油破乳剂将会在石油工业中发挥更大的作用。
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原油乳状液的破乳机理及破乳方法
摘要：归纳了近年来对原油乳状液破乳机理和破乳方法的研究进展，介绍了各种方法的特点、破乳机理和发展现状，对今后乳状液破乳工作的发展提出了建议。
关键词：原油乳状液破乳机理破乳方法
原油乳状液的稳定性主要取决于油水界面膜，近年来，随着原油开采进入中后期，采油技术的不断开发和应用，大量的表面活性剂用来驱油，使得原油组成变得更加复杂，因此不断深入研究原油乳状液的破乳机理及新的破乳方法对油田的持续开发具有重要意义。
下面对原油乳状液的破乳机理及破乳方法的研究情况做了归纳，希望对广大油田科研工作者提供参考。
一、原油乳状液的破乳机理
目前，由于原油乳状液的形成及稳定性的因素复杂，以及影响原油乳状液破乳的因素众多，以致原油乳状液破乳的机理没有完全弄清楚。
破乳就是破坏乳状液的稳定性，将其从稳定体系变成不稳定体系，最终达到脱水目的。
人们在长期的实践中，总结了一些破乳剂的作用机理：
1.顶替或置换机理
这种机理认为：破乳剂加入到原油乳状液后，由于破乳剂比乳状液的成膜物质具有更高的表面活性，所以能迅速吸附到油水界面上，将部分原成膜化合物顶替出来，形成新界面膜强度比原来界面膜强度低，减弱了界面膜的稳定性，从而促进原油乳状液的破乳。
这种机理已经被大多数学者认可。
2.反相作用机理
这种机理认为，向乳状液中加入破乳剂，发生了相转变，即使原来的稳定油包水型乳状液类型转变为与其相反的乳状液类型，破乳剂的作用是充当水包油型乳化剂，在发生相转变的时候水由于受重力的作用而脱出。
3.润湿增溶机理
这种机理认为破乳剂分子对乳状液的乳化膜有很强的溶解能力，从而破坏界面膜。
破乳剂分子可以润湿成膜物质，这种润湿包括水湿和油湿，分别使成膜物质向水中或油中溶解，从而破坏界面膜。
这类破乳剂也可被称作增溶剂。
3.絮凝-聚结机理
絮凝作用是指分子量较大的破乳剂分子可将原油乳状液中的分散水滴聚集
在一起，形成鱼卵状的聚集体。
这一过程是一个可逆过程，称作絮凝作用。
这些聚集起来的水滴进一步合并而聚结成大水滴，最后变成油水两相，实现脱水。
5.击破界面膜机理
破乳剂分子碰撞油水界面膜时，会在界面膜上产生吸附，或排除一部分活性物质，从而能够击破界面膜，大大降低界面膜的稳定性，从而促进乳状液的破乳。
6.反离子作用机理
破乳剂能够中和界面膜上的电荷，这样受电荷保护的界面膜就被破坏了，从而实现脱水目的。
这种机理针对的是O/W 型原油乳状液。
7.聚结机理
也称膜排液机理，基于“平行平面乳化液膜”模型，是近些年来研究较多的一种机理。
当两个液滴发生碰撞时，两者均发生变形，形成平行的接触平面。
液滴的聚结过程与平行液膜的变薄密切相关，当膜中的液体向周围流动而变薄时，液滴接触界面上的界面活性物质也被带走，导致每个液滴表面形成了界面张力梯度。
为了弥补流失的活性物质的作用，液滴表面会形成与平行液膜流向相反的界面流，这样就阻止了液滴间的聚结。
而加入破乳剂后，破乳剂能吸附到界面上，消除掉这种界面张力梯度，促进聚结过程的完成，实现脱水。
8.褶皱变形机理
W/O 型乳状液具有双层或多层水圈，油圈则在两层水圈之间。
在破乳剂、加热搅拌的双重作用下，液滴内部各层水圈相互连通，然后再与其他液滴相聚结而破乳。
二、原油乳状液的破乳方法
1.化学破乳法
化学破乳法是油田普遍采用的一种破乳方法，主要利用化学剂改变油水界面性质或膜强度。
普遍认为由于化学剂与油水界面上存在的天然乳化剂作用，发生物理或化学反应，吸附在油水界面上，改变了界面性质，降低界面膜强度，使之由稳定状态变为不稳定状态，最终实现油水分离。
2.重力沉降法
这种方法是最早使用的破乳方法之一。
由于油水密度不同，在加热条件下，原油乳状液中的液滴在重力作用下聚结合并，使得油水两相分离开来，实现脱水。
3.离心破乳法
在离心力作用下，由于油水密度不同，油相上升的同时水相下降，液滴发生聚结合并，造成油水两相的分离。
离心力越大，液滴聚结速度越快，从而脱水速度也越快。
这种方法大多用于处理较难处理的原油，如老化原油等。
4.电学破乳法
电学破乳法是20 世纪90 年代发展起来的破乳方法，当时得到广泛的应用。
在电场中，原油乳状液中的液滴两端会带上不同极性的电荷，产生诱导偶极。
液滴相邻的两端电荷相反，具有静电引力，促使液滴发生聚结，最终在重力的作用下达到油水分离。
5.超声波破乳法
上世纪80 年代，研究发现在声强较低时，超声波具有破乳效果。
油中的水滴粒子在超声波辐射下具有位移效应，水粒子将不断向波腹或波节运动、聚结并发生碰撞，生成直径较大的水滴，并在重力作用下与油分离。
在加入破乳剂的前提下，用超声波法脱水，脱水率可达99%～100%，在室温不加破乳剂的条件下，脱水率大于75%。
这种方法对化学破乳法不能破乳以及较稳定的原油乳状液，能取得较好的破乳效果。
6.膜破乳法
这种方法于上世纪70 年代提出，90 年代引起重视。
主要是利用膜的渗透性来脱水，包括有机微滤膜破乳和微孔膜破乳。
具有能耗小、破乳效率高、不需添加试剂、普适性较好等优点。
7.微生物破乳法
微生物法是近些年发展起来的。
向原油乳状液中加入微生物发酵培养液，这些微生物通过消耗油水界面的活性物质生长，从而导致界面膜强度降低，实现脱水。
该方法具有成本低、能耗小、生产工艺简单等优点，而且不会腐蚀生产设备，易降解，对环境友好。
三、结束语
加强破乳剂的作用机理及其它破乳方法的破乳机理研究对破乳剂的开发及研究新的破乳方法具有重要的指导意义。
随着原油脱水和污水除油难度加大，单一的破乳方法已经达不到原油处理的要求，采用多种破乳方法联合使用，能大幅度提高破乳效率。
原油乳状液的破乳方法应更多考虑发展一些低能耗、无环境污染的绿色破乳方法。
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