破乳剂在原油脱盐脱水中的应用
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。
炼油厂电脱盐用破乳剂的研究进展
３２ Ａ ． Ｐ型破 乳剂
含有 Ｎ Ｐ Ｓ ， ， 等元素 ， 这些元素残 留在原油 中会对 后续加工装置造成危 害， 以炼油厂用破乳剂应 所
该选 用不 含有 害元 素 的主剂 和复配组 分 。 （ ） 破乳 剂 的设计 过 程 中应 适 当加人 具 有 ５在 净水 效果 的组 分 ， 于控 制 脱 出水 的颜 色 和减 少 便 污水 含油 量 引。 （ ） 用 主 剂 、 溶剂 和 表 面 活 性 剂 多 组 分 ６采 助
使原油乳状液界 面膜强度 减弱或破裂使水 珠相 撞， 接触 ， 合并 ， 从原油 中沉降下来。破乳剂的破
乳 机理 如下 ：
通过正相吸附作用 ， 降低油水界面张力 ， 使表
面 自由能减 少 ， 水 滴从 油膜 中解 脱 ， 小 合并 成大水 珠 沉降 出来 ； 通过 反相 乳化 作 用 ， 的破 乳剂 可 以 有 使 Ｗ／ Ｏ型 转 变 成 Ｏ Ｗ ， 在 外 面 很 容 易碰 撞 集 ／ 水 合， 形成 大水 滴 沉 降 出来 ； 通过 反 离 子 作用 ， 为 因
合， 阴离 子 失 去 表 面 活 性 ， 到 破 乳 效 果 ； 过 达 通
“ 润湿” 渗 透” 用 ， 和“ 作 使表 面活性剂穿过 Ｗ Ｏ ／ 型乳状 液 的界 面而 与水 亲 和 ， 而破 乳 。 从
３ 电脱盐 常用 破乳 剂种 类
电脱盐脱水技术是 ２ ０世纪 ９ 年代发展起来 ０
２ １ 年 ９月 ０１
陈 明燕 等． 炼油 厂电脱 盐用破乳剂的研究进展
５ｌ
炼 油 厂 电脱 盐 用 破 ａｌ 研 究 进 展 － ｌ ． 。 － 的 ｍ …
陈 明燕 ，邓 艳 刘 宇程 ，
原油的脱盐脱水
4、破乳剂和脱金属剂：二元以上组分的复合型破乳剂，脱金属剂与金属发生螯合作用。
4、（破乳剂2和）脱金影属剂响：二常元以减上组压分的蒸复合馏型破的乳剂正，脱常金属操剂与作金属。发生螯含合作水用。过多的原油，水分气
υ2：原油粘度m2/s；
化，气相体 三、 原油脱盐脱水工艺
（3）原油中的盐类，随着水分蒸发，盐分在换热器和加热炉管 从地层中开采出来的原油中均含有数量不一的机械杂质、C1～C2轻烃气体、水以及NaCl、MgCl2、CaCl2等无机盐类。
含盐量<5mg/l，对于有渣油加氢或重油催化裂化过程的炼油厂，要求原油含盐量<3mg/l。
F当e水S+滴2H直C径l →>0F.壁eCl2上+H2S形成盐垢，降低传热效率，增大流动阻力，严重时导
Fe+ H2S → FeS+H2
Fe+ H2S → FeS+H2
三、 原油脱盐脱水工艺
（4）腐蚀设备，缩短开工周期。CaCl2和MgCl2能水解生成具有强腐 蚀性的HCl，特别是在低温设备部分存在水分时，形成盐酸， 腐蚀更为严重。
CaCl2+2H2O → Ca(OH)2+2HCl MgCl2+2H2O → Mg(OH)2+2HCl 加工含硫原油时，会产生H2S腐蚀设备，其生成的FeS附 于金属表面，形成一层保护膜，保护下部金属不再被腐蚀。 但如同时存在HCl，HCl能与FeS反应，破坏保护膜，反应生 成物为H2S，会进一步腐蚀金属，从而极大地加剧了设备腐 蚀。其反应为：
原油含盐含水对原油储运、加工、产品质量及设备等均 造成很大危害，主要为：
破乳剂：选择合适的破乳剂。
二级电脱盐流程
二级电脱盐流程是一个复杂而精细的过程，涉及多个步骤和关键操作。
该流程的主要目标是去除原油中的盐分和水分，以提高原油的品质和满足后续加工的需求。
以下是对二级电脱盐流程的详细总结：一、流程概述二级电脱盐流程是在一级电脱盐的基础上进行的深化处理过程。
它利用电化学原理，通过高压电场的作用，加速原油中微小水滴的沉降和分离，从而达到进一步脱盐脱水的目的。
该流程主要包括注水、破乳、混合、电脱盐和切水等步骤。
二、流程细节注水与破乳在二级电脱盐流程中，首先向原油中注入适量的水（通常为软化水）和破乳剂。
注水的目的是溶解原油中的固体盐类，使盐类溶于水相中。
破乳剂的加入则是为了破坏原油中的乳化状态，使油水更易于分离。
破乳剂的选择对于脱盐效果至关重要，不同的原油类型和乳化状态需要选用不同的破乳剂。
混合经过注水与破乳后，原油、水和破乳剂在混合器中充分混合。
混合器的设计应确保油水混合均匀，提高破乳效果。
混合强度可以通过调整静态混合器或混合阀的压差来实现。
合适的混合强度有助于形成更大的水滴，从而加速沉降过程。
电脱盐混合后的原油进入电脱盐罐，在高压电场的作用下，原油中的水滴在电场力作用下发生极化，带正电荷的水滴向负极运动，带负电荷的水滴向正极运动。
在移动过程中，水滴受到介质阻力的作用，逐渐变形并增大。
同时，在重力作用下，水滴逐渐沉降到罐底。
通过电脱盐罐的连续操作，原油中的盐分和水分得以有效去除。
在电脱盐过程中，温度的控制至关重要。
一般来说，重质原油需要较高的温度，而轻质原油则需要较低的温度。
提高温度可以增加油水密度差，从而提高油水分离速度。
然而，过高的温度可能导致原油中的轻质组分挥发，影响产品质量。
因此，需要根据原油类型和脱盐要求来选择合适的操作温度。
切水电脱盐罐底部沉积的含盐大水滴通过切水系统被切除。
切水过程中需要控制切水量和切水含油率，以避免浪费和污染环境。
同时，为了降低污水外排和软化水消耗，可以采用常顶切水与软化水混合使用的方法。
原油破乳及化学破乳剂PPT
Than you！
(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。
原油电脱盐操作法
原油电脱盐操作法
1注水操作：
a. 根据处理量大小确定注水量。
b. 启动注水泵，将换热后的软化水注入原油中，并参照水表流量示
数由调节阀配合泵出口阀来调节流量至规定指标。
c. 随油水界面的建立，控制好脱盐罐油水界面至规定指标。
d. 根据处理量的变化适当调整注水量。
2 注破乳剂操作：
a. 根据原油处理量和原油性质确定破乳剂注入量。
b. 在破乳剂溶液罐中将破乳剂配制成1～2%浓度的溶液，由于破乳
剂分子量较大，容易沉入罐底，因此配制中应注意搅拌。
（本厂用原液，不进行稀释）
c. 启动破乳剂泵，将配制好的破乳剂溶液注入原油中，并做到准确
计量。
d. 根据原油处理量和原油性质的变化调整破乳剂注入量。
3 脱盐罐进行在线水冲洗操作
3.1 水冲洗目的：
a. 清除罐底沉积物，以防止积物太多而堵塞脱水管。
b. 便于停工检修的清扫。
c. 防止脱水带油。
3.2 冲洗方法：
a. 打开脱盐罐水冲洗阀向罐内给水，并由罐底排污阀脱水，待罐底
脱水由浑浊变为较清为止。
b. 水冲洗量要适宜，水量太大可能造成乳化层上升，使电极电流上升，水量太小，则达不到冲洗效果。
AE-8031原油破乳剂
AE-8031原油破乳剂———————————————————————————————————————————第一节危险组分及性状产品外观：微黄色至红棕色透明液体。
说明：聚醚、甲醇和水的混合物。
主要用途：用于油田或炼厂原油脱水、脱盐。
第二节危险性概述危险性类别：第3.2类中闪点易燃液体侵入途径：吸入食入经皮吸收健康危害：皮肤接触：会是皮肤变的干燥和皲裂，直接接触，皮肤会吸收并出现症状。
眼睛接触：有刺激性，长期接触会导致眼睛伤害。
吸入：对呼吸道粘膜有轻微刺激。
对视神经系统有毒害影响，特别是对视神经有毒害。
一旦吸入体内，排出速度很慢。
吸入过量的症状包括：头晕、昏昏欲睡、恶心、呕吐、视线模糊不清、失明、休克和死亡。
30小时后症状时好时坏。
误服：症状与吸入相对应。
能使人中毒或失明。
慢性影响：视神经衰弱综合症，植物神经功能失调，粘膜刺激，视力减退等。
皮肤出现脱脂、皮炎。
环境影响：对水生生物有害。
物理和化学及火灾和爆炸方面的危害：火灾危害：本品液态易燃！其蒸汽比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇明火会引起回燃。
与强氧化剂发生化学反应或引起燃烧。
爆炸危害：本品遇高热、火星、或火苗，能引起燃烧爆炸。
在火场中，受热的容器有爆炸危害。
当温度高于闪点时，可以形成具有爆炸性的蒸汽和空气混合物。
空的容器可能含有残留物，未经适当处理不可重新使用。
分解性：分解后有易燃／毒性气体生成。
参见第十节“稳定性和反应活性”。
———————————————————————————————————————————第三节急救措施皮肤接触：脱去污染的衣着，立即用肥皂水及清水冲洗至少15分钟，如果皮肤大面积接触到化学品，需用淋浴彻底冲洗身体，并立即请医生处理。
眼睛接触：立即翻开眼睑，用清水冲洗至少15分钟，并立即请医生处理。
吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。
保持呼吸道通畅。
保暖并休息。
呼吸困难时给输氧。
呼吸停止时，立即进行人工呼吸，并立即请医生处理。
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。
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DPY-2B型破乳剂及电脱水性能测定仪
使
用
说
明
姜堰市奥普特分析仪器有限公司
一、用途：
在炼厂电脱盐工艺过程中，破乳剂起着重要作用，其破乳效果的好坏直接关系到脱盐（脱水）效果，而且同一种破乳剂用于性质不同的原油。
破乳效果也不一样。
另外供应炼厂的原油性质也是经常变化的。
为了保证脱盐（脱水）效果的稳定，就必须不断地调整破乳剂的计量，甚至变换破乳剂的品种，因此，评选破乳剂的工作是炼厂电脱盐工艺过程中心不可少的手段。
目前，我国各炼厂采用热化学评选法来筛选破乳剂，其速度慢与电脱盐实际生产工艺差距较大，评选结果适应不了生产需要。
该仪器以电化学方法为主。
热化学方法为辅。
即先将适量的原油加热然后在电场作用下评选破乳剂。
它与电脱盐实际工况相近。
评选结果较热化学方法准确、可靠、能同时评选6种破乳剂，或同一种破乳剂评选6种不同的加剂量，评选速度快，（约为热化学方法的三倍）、耗电小、能耗为热化学方法的十分之一。
该仪器电压可调、温度自由设定，操作简便、迅速、结构紧凑体积小，便于携带既适于实验室使用以适于现场服务，是评选破乳剂的一种较为理想的仪器。
二、只要技术指标
1、输入电压:AC220V～10% 50Hz
2、输出电压：0～6000V连续可调
3、输出交流电流：0～100mA
4、加热器功率：600W
5、整机功率：不大于1000W
6、加热器温度自动控制范围：室温～100℃之间可以任意设定
7、温度控制精度±1℃
8、预热时间：温度预设75℃时，预热时间约为15分钟（随室温高低，预热时间略有变化）
9、电场强度调节：粗调输出交流电压
细调同轴电极内外电极间距离
10、仪器使用环境温度：0℃～＋40℃
11、相对湿度：不大于85%
12、外形尺寸：400（长）×284（宽）×292（高）
13、重量：约20Kg
三、仪器工作原理
原油中都含有一定量的水份，在开采和运输过程中，油、水由于碰撞、搅拌和摩擦等而形成乳状液，同时，在原油脱盐过程中，主要是采用水洗的方法以去除油中的盐。
因此，必须先注入一定量的水并使油、水充分混合，形成乳状液，这种乳状液是以油包水型或水包油型的团粒结构形式存在着，由于原油中的胶质，沥青质等成份都是天然乳化剂，它们受油分子的吸引力较小，能够排列到油水界面上形成一道屏障，因而乳状液都是较稳定的，必须采取适当的措施，方能破乳脱水脱盐。
（电脱盐过程实质为脱水过程）
为了提高脱水效率，常在脱水过程中加入少量破乳剂，对于不同品种的破乳剂和不同性质的原油。
需要选出较为合适的破乳剂和适宜的加剂量，方能达到提高破乳下水的目的。
该仪器评选破乳剂的原理就是：先取一定量的原油，按比例加入定量的水，再剧烈搅拌使油、水充分乳化后，各取100mL分别倒入六个离心瓶中，然后，依次加入一定量的破乳剂，并适当加温以降低原油的粘度，再加上交流高电压，产生强磁场，使小油滴和小水滴发生电荷交换，达到电中和的目的。
从而使小滴之间加强碰撞并逐渐聚结沉降，达到脱水目的。
然后，根据下水量的多少或测定下水中氯离子含量的多少来评定破乳剂的优劣。
四、结构概述：
该仪器主要分为高压整流电路、温度控制电路，加热系统及电场破乳系统等四部分。
仪器分控制器及高压加热体两部分，通过相应的连接线实现联机工作。
电场破乳部分主要靠同轴电极和装原油的离心瓶。
五、仪器的使用方法：
使用前的准备工作：
使用本仪器评选破乳剂之前，应具备下列条件：
⑴供加热用的电炉一只
⑵电动搅拌器一台
⑶液体快速混合器一台
⑷秒表一只
⑸1000ml烧杯、量筒、吸液管各数支
⑹供分析上下水中氯离子含量用的仪器设备：ZWC-2000型盐含量测定仪一台
⑺不同品种的破乳剂若干和供试验用的原油
⑻在加热底座6个离心瓶加热孔中要放入少量变压器油，使传热均匀，以离心瓶放入加热孔后不溢出为宜。
⑼洗涤剂：以汽油清洗为好。
使用方法：
⑴接好仪器连接线、接通电源开关，电源指示灯亮。
⑵给定加热温度（一般为65℃～75℃）接通加热开关：开始加温，待加热到给定温度后。
温度显示给定值仪器进入自动恒温状态
⑶取600ml原油放入容器内（在严格计算脱水率时，应先测定原油本身含水量）按5%的比例加入蒸馏水，放在电炉加热至六七十度左右，然后置于搅拌器上搅拌，直至油、水充分乳化。
⑷将乳化后的原油分别倒入6只100ml的离心瓶中，根据已评选破乳剂的要求，确定加入各离心瓶内破乳剂的品种。
方法：如其中1只离心瓶不加破乳剂，另5只依次加入一定浓度（通常为1%）的破乳剂5ml、10ml、15ml、20ml、25ml或在6只离心瓶中分别加入等量等浓度不同品种的破乳剂等，加好破乳剂后，再仔细地将同轴电极旋入离心瓶并旋紧（手感旋紧即可）
⑸将加入破乳剂的离心瓶放在专用快速混合器中激烈振动1分钟左右，再放入加热底离心瓶加热孔中10分钟。
⑹取出6只离心瓶，放在专业摇架上并固定好，然后沿瓶轴向慢摇50次，再放入加热底座中，同时使各离心瓶露出加热底座的高度应力求一致，因油品各异，为防止因高压电场产生强大气体，建议将电极旋松，使防爆孔能出气，以保护瓶体不至爆炸。
⑺将调压旋钮调至最低处，轻轻盖好加热底座上盖并从两侧观察窗检查上盖，板与同轴电极是否接触良好，确认接触良好后，再接通高压开关，高压指示灯亮，缓慢调节高压调节器，使高压至2500V（仪表值×10）观察电流表，应在150mA左右，若超值应调低高压，如不到可适当调高高压值。
同时用秒表及时，5分钟后先切断高压开关，
后打开加热底座上盖，取出离心瓶并旋出同轴电极。
观察并记录下水量。
每5分钟观察记录一次，共记四次。
若电流较大，分子运动加快，可相应缩短高压通电时间。
⑻根据下水量的多少及分析破乳剂下水中盐含量，即可评定出更适合于现场原油
电脱盐工艺需要的破乳剂的品种，液度和用量。
⑼试验完毕后，应切断仪器电源并擦干净仪器所用设备等。
六、维护及注意事项
1、该仪器最高有6000伏高压，仪器外壳必须接好地线。
2、高压开关接通后，加热底座电极即带交流高压电，因此，在不加电场时，严禁接通高压开关，以免产生触电危险。
3、加热底座上盖各电极和同轴电极表面保持清洁，应经常检查离心瓶加热孔中的缓冲垫，离心瓶放入加热孔后。
应使电极端面的高度尽量一致，以保证其互相接触良好。
4、记录下水量时，要把同轴电极提出水层，以免造成误差。
5、若要抽取下水量并作盐含量分析时，应按微量分析操作要求进行。
6、使用方法中第三条要对加水后的原油进行搅拌，要求乳化充分，否则可出现脱水率不正常，使下水中的盐含量偏低的情况。
一般搅拌时间在5～10分钟，搅拌速度以原油不飞溅为限。
7、同轴电极旋进或旋出离心瓶时，应用均匀平稳，切勿过猛过快，以防损坏离心瓶。
8、仪器不用时应放置干燥处，避免受潮，影响正常工作。
9、仪器发生故障后，应送具有电子技术知识的人员处检修或制造厂家联系。
特别注意：
1、在完成使用方法6后，应将离心瓶上的电极拧松，以能排除气体为宜，方可置入加热底座。
2、评选过程中电流表超过300mA时，应降低高压，如降低高压后电流仍超过300mA，应与厂方联系，加装特殊电路，以适应不同性质的原油使用。
七、仪器的成套性
1、DPY-2B型主机1套
2、使用说明书1份
3、同轴电极6套
4、离心瓶8只
5、电源线1根
6、备用保险丝4只。