CN101121898B - 一种快速破乳方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种快速破乳方法。本发明采用的技术方案是：一种快速破乳方法，包括微波辐射，按乳化原油含水量质量份加入破乳剂，水与破乳剂的质量份比是1：0.5×10-4～5×10-4，用微波进行破乳。所述的破乳剂是多胺类聚氧丙稀聚氧乙烯醚、树脂类聚氧丙稀聚氧乙烯醚、高碳醇类起始剂破乳剂或丙二醇类破乳剂的一种或二种以上混合。所述的微波辐射，微波辐射频率为2450MHz或915MHz。本发明利用破乳剂与微波辐射的协同作用，可在较短的时间内对油包水型乳状液进行破乳，并且得到较大的脱水率，提高破乳效率。在少量破乳剂存在的条件下，利用微波辐射破乳，比常规加热破乳速度提高了1～2个数量级。本发明操作简单，节能，破乳速度快，破乳效果好。
Description
技术领域：本发明涉及一种乳化液的破乳方法，特别涉及一种对油包水型乳化液的破乳方法。
背景技术：原油脱水历来是石油开采及加工生产中最重要的环节之一。油-水乳状液的存在，会增加油气储运的负担，易造成管线腐蚀，对石油加工利用不利。为使生产正常进行，这些乳状液必须被处理，从而达到油水分离。而原油脱水的关键是原油乳状液的破乳。
目前的破乳方法主要有：1.沉降法；2.在常压下加热或蒸馏；3.在高压下加热或蒸馏；4.电力；5.化学；6.离心；7.过滤；8.超声波。国内大多采用化学破乳，这种方法存在着药剂加入量大、脱后水质差、污染环境、设备易腐蚀等不足，而其它的一些常规方法，如重力沉降在破乳效率上又大大降低，因此，急需寻求一种新的、高效的破乳方法。
Klaika和Wolf首先提出了微波辐射破乳的概念。Klaika在美国路易斯安那州(Louisana)油田进行了微波辐射破乳的现场试验，用微波辐射18.2h，消耗的总能量为417.5kWh，乳状液分离出146桶(bbls)合格油和42桶(bbls)清水。Fang等报道了对1：1和3：7油包水型模型油体系乳状液的微波辐射破乳，结果表明在适当的条件下，脱水率可达80％以上。
微波破乳方法的出现部分解决了这一难题，尤其对稠油和矿化度高、油水相对密度差小、粘稠的聚合物井液具有较好的效果，但微波存在着破乳有效面积有限、不够均匀的缺点。
发明内容：为了解决上述问题，本发明提供一种快速破乳方法，通过破乳剂与微波辐射的协同作用，可在较短的时间内，对油包水型乳状液进行破乳，并且得到较大的脱水率，提高破乳效率。
本发明采用的技术方案是：一种快速破乳方法，包括微波辐射，按乳化原油含水量质量份加入破乳剂，水与破乳剂的质量份比是1∶0.5×10-4～5×10-4，用微波进行破乳。
所述的破乳剂是多胺类聚氧丙稀聚氧乙烯醚、树脂类聚氧丙稀聚氧乙烯醚、高碳醇类起始剂破乳剂或丙二醇类破乳剂的一种或几种。
所述的多胺类聚氧丙稀聚氧乙烯醚是多乙烯多胺聚环氧乙烷环氧丙烷醚(HD-5)或四亚乙基己胺聚氧丙烯聚氧乙烯醚(AE-121)的一种或二种。
所述的树脂类聚氧丙稀聚氧乙烯醚是酚胺类聚环氧乙烷环氧丙烷醚(TA-1031)或聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇单醚(PR-23)的一种或二种。
所述的高碳醇类起始剂是十八醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚(SP-169)或高碳醇聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物(DY-1)一种或二种。
所述的丙二醇类破乳剂是聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚(BPE2070)或丙二醇聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物(BP-169)的一种或二种。
所述的微波辐射，微波辐射频率为2450MHz或915MHz。
破乳剂和微波辐射都具有破乳的作用，破乳剂通过其在油水界面中的“吸附”、“顶替”和对液珠的“絮凝”、“聚并”作用从而改变界面膜的特性，降低油水界面膜的强度，达到破乳。微波辐射一方面破坏油水界面膜的Zeta电位，另一方面，界面膜中的油由于受热而溶解度增高，使得界面膜的机械强度变低而达到破乳。
本发明采用以下实验室试验验证破乳剂和微波辐射协同作用破乳的效果。
1、乳化液的配制：
材料：水；原油；煤油；
司盘-80(Span-80)：主要成分：山梨醇单油酸酯
产地：辽宁旅顺化工厂；
乳化液的配制：油相：将0.3652g Span-80，加入到9.1307g原 油和27.3921g煤油的混合液中，混合均匀。在试管中，准确移取油相1.5ml，加入水3.5ml，在漩涡混合仪上震荡3分钟，制成W/O型乳化液。本乳化液5.0ml，含水3.5ml，为一次破乳实验用量。
2、破乳方法实验
实验例1
向乳化液中分别加入3.5×10-4g破乳剂HD-5、AE-121、TA-1031、PR-23、SP-169、DY-1、BPE2070、BP-169，振荡，使破乳剂完全溶解，然后置入微波发生器中，启动微波发生器，微波辐射频率为2450MHz，观察测量试管中，水相的体积。结果见表1。对照例为不添加破乳剂，直接进行微波辐射破乳。
表1水相体积随微波辐射时间的变化
| 时间s破乳剂 | 0 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 100 | 200 | 300 | 400 |
| HD-5 | 0 | 0.37 | 3.00 | 3.45 | ||||||
| AE-121 | 0 | 0.47 | 3.17 | 3.5 | ||||||
| TA-1031 | 0 | 2.8 | 3.0 | 3.1 | 3.5 | |||||
| PR-23 | 0 | 2.6 | 3.1 | 3.5 | ||||||
| SP-169 | 0 | 0.17 | 0.67 | 1.30 | 2.13 | 3.50 | ||||
| DY-1 | 0 | 0.10 | 0.55 | 1.00 | 2.05 | 3.40 | ||||
| BPE2070 | 0 | 3.05 | 3.12 | 3.15 | 3.50 | |||||
| BP-169 | 0 | 3.12 | 3.15 | 3.31 | 3.50 | |||||
| 对照例 | 0 | 0 | 0 | 1.96 | 2.13 | 2.88 | 3.00 | 3.20 | 3.40 | 3.40 |
从表1结果可见，加破乳剂明显比不加破乳剂，破乳时间缩短7～10倍。
实验例2
向乳化液中，分别加入不同量的破乳剂，振荡，使破乳剂完全溶解，然后置入微波发生器中，微波辐射频率为2450MHz，观察测量完 全破乳时间。结果见表2。
表2水相体积随微波辐射时间的变化
| 用量g破乳剂 | 1.75×10<sup>-4</sup> | 5.25×10<sup>-4</sup> | 7.0×10<sup>-4</sup> | 10.5×10<sup>-4</sup> | 14×10<sup>-4</sup> | 17.5×10<sup>-4</sup> |
| HD-5 | 63 | 40 | 37 | 35 | 32 | 29 |
| AE-121 | 6060 | 3939 | 3535 | 30 | 2929 | 27 |
| TA-1031 | 79 | 49 | 43 | 40 | 38 | 37 |
| PR-23 | 62 | 48 | 43 | 41 | 38 | 37 |
| SP-169 | 80 | 58 | 53 | 50 | 48 | 46 |
| DY-1 | 83 | 60 | 57 | 53 | 50 | 48 |
| BPE2070 | 76 | 48 | 42 | 40 | 37 | 36 |
| BP-169 | 82 | 45 | 42 | 40 | 39 | 37 |
从表2的结果看，添加破乳剂可以缩短破乳时间，起初破乳速度快，其后缓慢增加，所以破乳剂的加入量以水与破乳剂的质量份比是1：1×10-4～3×10-4为优选。
实验例3
向乳化液中，分别加入二种或二种以上的破乳剂，振荡，.使破乳剂完全溶解，然后置入微波发生器中，微波辐射频率为2450MHz，观察测量完全破乳时间。
(1)破乳剂：AE-121 0.5×10-4g SP-169 3.0×10-4g
破乳时间：35秒
(2)破乳剂：AE-121 1.5×10-4g TA-1031 2.0×10-4g
破乳时间：39秒
(3)破乳剂：SP-169 1.6×10-4g DY-1 1.9×10-4g
破乳时间：41秒
(4)破乳剂：DY-1 3.1×10-4g BP-169 0.4×10-4g
破乳时间：43秒
(5)破乳剂：AE-121 1.1×10-4gSP-169 1.2×10-4g
BPE2070 1.2×10-4g
破乳时间：35秒
(6)破乳剂：TA-1031 0.8×10-4g SP-169 1.3×10-4g
BP-169 1.4×10-4g
破乳时间：32秒
(7)破乳剂：PR-23 1.5×10-4g BP-169 2.0×10-4g
破乳时间：39秒
(8)破乳剂：DY-1 1.5×10-4g BP-169 2.0×10-4g
破乳时间：39秒
对比例
向乳化液中分别加入3.5×10-4g破乳剂AE-121和SP-169，振荡，使破乳剂完全溶解，然后置入60℃恒温水浴中，加热进行破乳，观察测量试管中，水相的体积。对照例为不加破乳剂，直接置于恒温水浴中，结果见表3。
表3水相体积随加热时间的变化
| 时间(min)水相体积(ml) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
| AE-121 | 0 | 0.20 | 3.00 | 3.00 | 3.10 | 3.20 | 3.20 |
| SP-169 | 0 | 0 | 0.50 | 0.70 | 0.70 | 0.70 | 0.70 |
| 对照例 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
本发明的有益效果是：实验例和对比例可得出，利用破乳剂与微波辐射的协同作用，可在较短的时间内对油包水型乳状液进行破乳，并且得到较大的脱水率，提高破乳效率。在少量破乳剂存在的条件下，利用微波辐射破乳，比常规加热破乳速度提高了1～2个数量级。本发明操作简单，节能，破乳速度快，破乳效果好。
具体实施方式：
实施例1
取100g乳化原油(含水量80％，来源胜利油田)，装入容器中，分别按水与破乳剂的质量份比是1：1×10-4、1：2×10-4、1：3×10-4、加入破乳剂AE-121和SP-169，振荡，使破乳剂完全溶解，然后置于微波发生器中，频率2450MHz，功率850W，记录完全破乳时间，结果见表4。对照例为不加破乳剂。
表4
实施例2
取100g乳化原油(含水量75％，来源胜利油田)，装入容器中，分别按水与破乳剂的质量份比是1：0.5×10-4、1：1.5×10-4、1：5×10-4，加入破乳剂AE-121和SP-169，振荡，使破乳剂完全溶解，然后置于微波发生器中，频率2450MHz，功率850W，记录完全破乳时间，结果见表5。对照例为不加破乳剂。
表5
实施例3
取100g乳化原油(含水量65％，来源胜利油田)，装入容器中，分别按水与破乳剂的质量份比是1：0.8×10-4、1：2.5×10-4、1：3.5 ×10-4、加入破乳剂AE-121和SP-169，振荡，使破乳剂完全溶解，然后置于微波发生器中，频率2450MHz，功率850W，记录完全破乳时间，结果见表6。对照例为不加破乳剂。
表6
实施例4
重复实施例1，只是将微波频率调为915MHz。结果见表7
表7
| 用量g | 破乳时间s | 用量g | 破乳时间s | 用量g | 破乳时间s | |
| AE-121 | 80×10<sup>-4</sup> | 33 | 160×10<sup>-4</sup> | 30 | 240×10<sup>-4</sup> | 28 |
| SP-169 | 80×10<sup>-4</sup> | 45 | 160×10<sup>-4</sup> | 42 | 240×10<sup>-4</sup> | 41 |
Claims (1)
1.一种快速破乳方法，包括微波辐射，其特征在于：取胜利油田的乳化原油，按乳化原油含水量质量份加入破乳剂，水与破乳剂的质量份比是1∶1×10-4或1∶2×10-4或1∶3×10-4，在微波辐射频率为915MHz下，进行破乳；
其中，破乳剂是四亚乙基己胺聚氧丙烯聚氧乙烯醚或十八醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚。
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