第五章、原油处理讲解
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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。
11
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。
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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。
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。
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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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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。
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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
第五章原油预处理和常减压精馏
回流罐
冷却器
常压塔
产品罐
二级冷凝冷却
2、塔顶循环回流 塔顶循环回流量 L0=Qc/（hLt1–hLt2） 使用几种情况： a.塔顶回流热较大，回收热量降低 能耗（常压塔） b.塔顶馏出物中含有较多的不凝气 （催化裂化主分馏塔） c. 降低塔顶系统的流动压力降。（ 裂化分馏塔） d. 保证塔顶有尽可能的真空度。 （减压精馏塔） 注：为了保证精馏塔内精馏过程正 常进行，增设2～3块换热塔板。
+ －
+ －
原油中两水滴间的聚结力F 同样大小球形水滴
6 KE r 2 2 r F 6 KE r 4 l l
2 6 4
K — —由原油和水的介电常数决定的常数； E — —电场强度（电位梯度）； r — —水滴的半径。 l — —两水滴中心的距离。
（四）电－化学原油脱盐脱水原理
汽提塔 ⑴ 特点：三个重叠但相互分开 汽提量 2～3% （侧线产品） 作用：降低塔内油、汽分压，较轻组分汽化返塔，与一 般提馏段本质不同，故称汽提段。 ⑵ 近几年改造趋势： 一般采取侧线再沸器提馏方式 原因： a.降低产品的冰点（航空煤油含水导致油低温性差） b.减少塔的气相负荷 c.减少塔顶冷凝的负荷 d.减少含油污水生成量
0.958
0.8099
（20℃） 0.0975
（100℃） 0.1481
提高温度，油品的粘度降低，水密度降低比油小，可提 高沉降速度； 但一般超过140℃速度增长明显降低（耗电、压力增 高，汽化易使汽油层搅动）。 通常80℃～120℃
（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 是降低两种界面上的表面张力的表面活性剂，使 其形成水包油和油包水型乳状液。（O/W 或 W/O） 石油乳状液： 油包水 （W/O） 石油乳化剂：天然（环烷酸、胶质、沥青质） 油田采油注入的石油磺酸盐等活性剂
第三组原油蒸馏知识点
第三组原油蒸馏知识点第五章原油蒸馏过程第⼀节原油及其馏分蒸馏类型（陈承阳）原油的⼀次加⼯：原油常减压蒸馏原油的⼆次加⼯：催化重整、催化裂化、加氢裂化、延迟焦化原油的三次加⼯：（炼⼚⽓体加⼯）烷基化、异构化、叠合、醚化（甲基叔丁基醚的⽣产）精馏过程的两个前提：1）⽓、液相间的浓度差2）合理的温度梯度实现精馏的必要条件：①精馏塔内必须要有塔板或填料，它是提供⽓液充分接触的场所。
②精馏塔内提供⽓、液相回流，是保证精馏过程传热传质的另⼀必要条件。
回流的作⽤：(⽓相回流液相回流 )①提供塔板上的液相回流，创造汽液两相充分接触的条件，达到传质、传热的⽬的；②取出塔内多余的热量，维持全塔热平衡，利于控制产品质量。
回流⽅式：1）塔顶冷回流：将塔顶蒸汽冷凝冷却为过冷液体，将其中⼀部分在塔顶送回塔内作回流；塔顶热回流：将塔顶蒸汽冷凝为饱和液体，将其中⼀部分在塔顶送回塔内作回流。
2）中段循环回流：①使汽液相负荷沿塔⾼分布均匀，可缩⼩塔径或提⾼处理量；②利于热量的回收利⽤。
第⼆节原油及原油馏分的蒸馏曲线及其换算（林昭康）1、分馏精确度的表⽰⽅法对⼆元系，可⽤产品的纯度（或某组分的浓度）表⽰。
对⽯油精馏，常⽤相邻两馏分的馏分组成或蒸馏曲线的相互关系（间隙或重叠）来表⽰。
2）减压1.33kPa(10mmHg)蒸馏曲线相互换算①恩⽒蒸馏曲线和实沸点蒸馏曲线的互换假定恩⽒蒸馏50％点温度=实沸点蒸馏50％点温度；3.常压平衡汽化曲线换算为压⼒下平衡汽化曲线第三节原油蒸馏塔内⽓液负荷分布规律（何天儒，李永辉）塔顶回流量: L t L V t L h h QL 0kmol/h塔顶⽓相负荷： V1=L0+D+S ，kmol/h从第m-1板流⾄第m 板的液相回流量为：⾃第n 板上升的⽓相负荷应为：Vn=D+M+G+S+Ln-1, kmol/h⾃第m 板上升的⽓相负荷为：Vm=D+M+G+S+Lm-1, kmol/h因为 Ln-1Vn与液相回流的变化规律⼀样，以摩尔流量表⽰的⽓相负荷也是沿塔⾼的⾼度⾃下⽽上渐增。
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另一种是油以极微小颗粒分散于水中，称为水包油型 乳状液，用符号O/W表示，此时油是内相，水是外相。 在原油处理中O/W乳状液很少见，采出水中存在O/W乳 状液，故水包油型乳状液又称反相乳状液。
另外，还有复合乳状液，即油包水包油型、水包油包 水型等，分别以O/W/O和W/O/W表示。
W/O型乳状液的内相水滴粒径一般在0.2～50m范围
由于原油中所含的盐类和机械杂质大部分溶解或悬浮 于水中，所以原油的脱水过程实质上也是脱盐、脱机 械杂质的过程。
原油处理的目的：
满足对商品原油含水量、盐含量的行业或国家标准。
商品原油交易时要扣除原油含水量，原油密度则按 含水原油密度计。
从井口到矿场油库，原油在收集、矿场加工、储存 过程中，不时需要加热升温，原油含水增大了燃料 消耗、占用了部分集油、加热、加工资源，增加了 原油生产成本。
对原油进行脱水、脱盐、脱除泥砂等机械杂质，使之 成为合格商品原油的工艺过程称原油处理，相应的容 器称处理器或聚结器，国内常称原油脱水，相应的容 器称脱水器。
原油含水，不但直接影响原油的质量，而且增加了后 续处理工艺和输送过程中的动、热力消耗，引起金属 管路和设备的腐蚀；水中携带泥砂、碳酸盐等，还会 对输送管道和设备造成磨损，形成结垢等。另外，原 油含水，还会影响炼制加工过程的正常进行。
第五章 原油处理
概述
注水驱动方式开采的油藏占有极大的比例，因而从油 井产出的油气混合物内经常含有大量的采出水和泥砂 等机械杂质。特别在油田后期生产中，油井产物内的 水 油 比 常 超 过 l0 ， 泥 砂 等 机 械 杂 质 亦 可 高 达 l% ～ l.5%(质)。据统计，世界上所产原油的90％以上需进 行脱水。
三、乳状液的稳定性
二乳状液生成机理
由物理化学可知，形成乳状液必须具备下述条件： ①系统中必须存在两种以上互不相溶(或微量相溶)的液
体；
②有强烈的搅动，使一种液体破碎成微小的液滴分散于 另一种液体中；
③ 要有乳化剂存在，使分散的微小液滴能稳定地存在 于另一种液体中。
水在烃类液体内的溶解性极低，随烃的类别不同大致在 几十至几百mg/L范围。烃在水中的溶解度也很低，因 而，原油和水是两种微量相溶的液体，在工业上常认为 油水是两种互不相溶的液体。
油水互不相溶
乳化剂
有些既能润湿油又能润湿水的固体粉末，如油水混合物 所携带的粘土、氧化铁、砂粒等是乳状液的重要乳化剂。
作为乳化剂，这些固体粉末的粒径必须比分散相粒径小 得多，以nm计。这些固体粉末聚集在油水界面上构成 坚固而稳定的薄膜，阻碍分散相颗粒碰撞时的合并，是 乳状液稳定的又一机理。沥青质、蜡晶也是一种油溶性 固体乳化剂。
内，也称粗乳状液。在普通显微镜下可观察到内相水 滴的存在，见图5-2。还有一种油田不常遇到的乳状
液，其水滴粒径范围为0.01～0.2m，称细乳状液。
油包水乳状液还可细分为致密乳状液和疏松乳状液。 疏松乳状液的水滴粒径较大，乳状液不太稳定，依靠 重力较易使油水分离；而致密乳状液分散相粒径很小， 很稳定，油水分离难度较大。
式中
lg 3.73 3.28o
——水含量，%；
（5-1）
△。——原油相对密度。
一、原油乳状液类型
两种或两种以上 不互相溶或微量互溶 的液体，其中一种以 极小的液滴分散于另 一种液体中，这种分 散物系称为乳状液。 乳状液都有一定的稳 定性。
原油和水构成的乳状液主要有两种类型。一种是水以 极微小的颗粒分散于原油中，称油包水型乳状液，用符 号W/O表示，此时水是内相或称分散相，油是外相或称 连续相，W/O乳状液是油田最常见的原油乳状液。
综上所述，形成稳定乳状液的条件是：
①多相系统中必须存在两种以上互不相溶或微量相溶的 液体； ②系统中要有乳化剂存在，使一种液体的微小液滴能稳 定地存在于另一种液体中； ③要有剧烈的搅动，使一种液体破碎成微小的液滴分散 于另一种液体中。 防止石油生产中稳定乳状液生成的方法： （1）尽量减少对油水混合物的剪切和搅拌； （2）尽早脱水。
游离水在常温下用简单的沉降方法在较短的时间内就 可以从油中分离出来；
乳化水与油形成了一定结构的乳状液，很难用简单的 沉降法直接从油中分离出来，通常需要通过一定的方 式破乳后，再进行沉降脱水。因此，乳化水的脱除将 是研究的重点。
脱除游离水后，乳化水在原油内的含量大体和原 油密度成正比，密度愈大乳化水含量愈高，含水 原 油 经 游 离 水 脱 除 器 后 的 剩 余 水 含 量 可 用 图 5-1 或经验相关式(5-1)粗略估算。
集输过程中机械搅动的存在
原油中含水并含有足够数量的天然乳化剂是生成原油 乳状液的内因。原油中所含的天然乳化剂主要为沥青 质、胶质、环烷酸、脂肪酸、氮和硫的有机物、蜡晶、 粘土、砂粒、铁锈、钻井修井液等。
油水混合物在从井底到地面、从井口到计量站、集中 处理站的流动过程中，以及在油气分离等前期处理过 程中的不断降压、搅动等作用是形成乳状液的外因。
乳化剂不但使乳状液稳定，还影响乳状液类型。如图
5-5所示，在油、固、水三相物系中若以 表示水对固体
的接触角，则有：
<90。，水能更好地润湿固体，
固体的大部分在水相中，形成
O/W型乳状液；若 >90。，油能
更好地润湿固体，固体的大部分 在油相中，形成W/O乳状液。
人们还从实践中得到相同结论： 水溶性活性剂倾向于结合更多的 水分子，界面的吸附膜必然凸向 水相，形成O/W型乳状液；相反， 油溶性活性剂倾向于结合更多的 油分子，从而形成W/O型乳状液。
原油含水增加了原油粘度和管输费用。
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，泥砂等固体杂质使泵、管路和其他设备产 生激烈的机械磨蚀，降低了管路和设备的使用寿命。
影响炼制工作的正常进行。
第一节 原油乳状液
根据水分在原油中存在的形式不同，原油中的含水可 分为游离水和乳化水两种。
另外，还有复合乳状液，即油包水包油型、水包油包 水型等，分别以O/W/O和W/O/W表示。
W/O型乳状液的内相水滴粒径一般在0.2～50m范围
由于原油中所含的盐类和机械杂质大部分溶解或悬浮 于水中，所以原油的脱水过程实质上也是脱盐、脱机 械杂质的过程。
原油处理的目的：
满足对商品原油含水量、盐含量的行业或国家标准。
商品原油交易时要扣除原油含水量，原油密度则按 含水原油密度计。
从井口到矿场油库，原油在收集、矿场加工、储存 过程中，不时需要加热升温，原油含水增大了燃料 消耗、占用了部分集油、加热、加工资源，增加了 原油生产成本。
对原油进行脱水、脱盐、脱除泥砂等机械杂质，使之 成为合格商品原油的工艺过程称原油处理，相应的容 器称处理器或聚结器，国内常称原油脱水，相应的容 器称脱水器。
原油含水，不但直接影响原油的质量，而且增加了后 续处理工艺和输送过程中的动、热力消耗，引起金属 管路和设备的腐蚀；水中携带泥砂、碳酸盐等，还会 对输送管道和设备造成磨损，形成结垢等。另外，原 油含水，还会影响炼制加工过程的正常进行。
第五章 原油处理
概述
注水驱动方式开采的油藏占有极大的比例，因而从油 井产出的油气混合物内经常含有大量的采出水和泥砂 等机械杂质。特别在油田后期生产中，油井产物内的 水 油 比 常 超 过 l0 ， 泥 砂 等 机 械 杂 质 亦 可 高 达 l% ～ l.5%(质)。据统计，世界上所产原油的90％以上需进 行脱水。
三、乳状液的稳定性
二乳状液生成机理
由物理化学可知，形成乳状液必须具备下述条件： ①系统中必须存在两种以上互不相溶(或微量相溶)的液
体；
②有强烈的搅动，使一种液体破碎成微小的液滴分散于 另一种液体中；
③ 要有乳化剂存在，使分散的微小液滴能稳定地存在 于另一种液体中。
水在烃类液体内的溶解性极低，随烃的类别不同大致在 几十至几百mg/L范围。烃在水中的溶解度也很低，因 而，原油和水是两种微量相溶的液体，在工业上常认为 油水是两种互不相溶的液体。
油水互不相溶
乳化剂
有些既能润湿油又能润湿水的固体粉末，如油水混合物 所携带的粘土、氧化铁、砂粒等是乳状液的重要乳化剂。
作为乳化剂，这些固体粉末的粒径必须比分散相粒径小 得多，以nm计。这些固体粉末聚集在油水界面上构成 坚固而稳定的薄膜，阻碍分散相颗粒碰撞时的合并，是 乳状液稳定的又一机理。沥青质、蜡晶也是一种油溶性 固体乳化剂。
内，也称粗乳状液。在普通显微镜下可观察到内相水 滴的存在，见图5-2。还有一种油田不常遇到的乳状
液，其水滴粒径范围为0.01～0.2m，称细乳状液。
油包水乳状液还可细分为致密乳状液和疏松乳状液。 疏松乳状液的水滴粒径较大，乳状液不太稳定，依靠 重力较易使油水分离；而致密乳状液分散相粒径很小， 很稳定，油水分离难度较大。
式中
lg 3.73 3.28o
——水含量，%；
（5-1）
△。——原油相对密度。
一、原油乳状液类型
两种或两种以上 不互相溶或微量互溶 的液体，其中一种以 极小的液滴分散于另 一种液体中，这种分 散物系称为乳状液。 乳状液都有一定的稳 定性。
原油和水构成的乳状液主要有两种类型。一种是水以 极微小的颗粒分散于原油中，称油包水型乳状液，用符 号W/O表示，此时水是内相或称分散相，油是外相或称 连续相，W/O乳状液是油田最常见的原油乳状液。
综上所述，形成稳定乳状液的条件是：
①多相系统中必须存在两种以上互不相溶或微量相溶的 液体； ②系统中要有乳化剂存在，使一种液体的微小液滴能稳 定地存在于另一种液体中； ③要有剧烈的搅动，使一种液体破碎成微小的液滴分散 于另一种液体中。 防止石油生产中稳定乳状液生成的方法： （1）尽量减少对油水混合物的剪切和搅拌； （2）尽早脱水。
游离水在常温下用简单的沉降方法在较短的时间内就 可以从油中分离出来；
乳化水与油形成了一定结构的乳状液，很难用简单的 沉降法直接从油中分离出来，通常需要通过一定的方 式破乳后，再进行沉降脱水。因此，乳化水的脱除将 是研究的重点。
脱除游离水后，乳化水在原油内的含量大体和原 油密度成正比，密度愈大乳化水含量愈高，含水 原 油 经 游 离 水 脱 除 器 后 的 剩 余 水 含 量 可 用 图 5-1 或经验相关式(5-1)粗略估算。
集输过程中机械搅动的存在
原油中含水并含有足够数量的天然乳化剂是生成原油 乳状液的内因。原油中所含的天然乳化剂主要为沥青 质、胶质、环烷酸、脂肪酸、氮和硫的有机物、蜡晶、 粘土、砂粒、铁锈、钻井修井液等。
油水混合物在从井底到地面、从井口到计量站、集中 处理站的流动过程中，以及在油气分离等前期处理过 程中的不断降压、搅动等作用是形成乳状液的外因。
乳化剂不但使乳状液稳定，还影响乳状液类型。如图
5-5所示，在油、固、水三相物系中若以 表示水对固体
的接触角，则有：
<90。，水能更好地润湿固体，
固体的大部分在水相中，形成
O/W型乳状液；若 >90。，油能
更好地润湿固体，固体的大部分 在油相中，形成W/O乳状液。
人们还从实践中得到相同结论： 水溶性活性剂倾向于结合更多的 水分子，界面的吸附膜必然凸向 水相，形成O/W型乳状液；相反， 油溶性活性剂倾向于结合更多的 油分子，从而形成W/O型乳状液。
原油含水增加了原油粘度和管输费用。
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，泥砂等固体杂质使泵、管路和其他设备产 生激烈的机械磨蚀，降低了管路和设备的使用寿命。
影响炼制工作的正常进行。
第一节 原油乳状液
根据水分在原油中存在的形式不同，原油中的含水可 分为游离水和乳化水两种。