破乳剂应用与联合站集输工艺运行影响因素分析

【摘要】在原油处理相关工艺中，采用破乳剂进行原油处理，作用原理是原油和破乳剂相互发生了一定的化学反应，使水油界面具有的稳定性遭到破坏，从而达到水油物质达到状态上的分离。然后再利用水物质和油物质之间不同密度值以及重力效果，使其在沉降罐设备中完成沉降处理，最终达到水和原油彻底分离的目标。本文主要探讨破乳剂的应用，并联合站集输工艺运行的相关影响因素进行分析。

【关键词】集输工艺 破乳剂 影响因素

原油中含有大量的水分以及其他物质，这些杂物能增加大液流具有的体积流量，从而减少了管路和相关设备的利用效率，使输送环节中的动力消耗以及升温处理中的燃料消耗增大，造成金属设备以及金属管路腐蚀、结垢情况，对原油的炼制造成不良影响。因此，需要将原油中的水分以及相关杂质处理干净，从而获得合格的使用原油。

1 原油脱水和破乳剂作用相互关系分析

在油田中发现的乳状液物质大部分为w/ o类型，也就是油为外相以及水是内相分布在原油物质中[1]。乳状液中界面上均有天然乳化剂如：沥青、胶质以及有机酸等物质分布存在。其含有的杂物会与无机盐、粘土等混合在一起，并在液滴表面上构成一层膜结构，该膜结构越厚，表明液滴大小就越小，其机械强度也就相应比较大，因此其乳状液物质稳定性就越强。实际工作中进行破乳操作，其作用原理是破乳分子进入乳状液中，其替代了天然乳化剂并粘附在乳化液滴表面，然后对其表面膜产生破坏作用。表面膜遭受破坏之后，膜内含有的水分就被释放出来，而水滴相互凝结在一起然后沉降下来，从而达到了水和油两种物质的分离。在这过程中采用的破乳剂，其具有的针对性比较强，目前还没一种可以适用于不同原油破乳作用的破乳剂。为了更好利用破乳剂服务于原油破乳工作，了解其作用原理，应先掌握使乳化液达到稳定状态的界面膜结构的相关特性，还有破乳剂发生作用时，界面膜下发生的变化。然而，界面膜发生变化会对原油中水与油的界面张力造成影响，因此探究界面张力情况是进一步认识界面膜改变的一种比较直观的方式。

作为破乳剂需要满足：

（1）其表面活性要比天然乳化剂中含有的破乳分子活性，并且能较快粘附在界面结构上，从而替代天然乳化剂分子的位置，使界面膜张力和强度明显降低。

（2）破乳剂分子具备较好的润湿能力，其能向乳化液分散，通过固体颗粒间的保护层过程中较易粘附在这些固体粒子表面，比如：金属盐粒子、石蜡晶粒等。然后降低这些固体粒子的表面能，使这些粒子间的相互接触活动发生改变。

2 分析原油脱水和溢流沉降操作之间的联系

原油处理中将水分与油相分离的操作有电脱水方法、电化学联合脱水方法以及热沉降脱水方法，另外还有化学脱水等。随着某些联合站中原油产量的不断增多，原有沉降罐设备的容积大小不能满足当前的生产情况。本文主要针对影响沉降罐水分与油分离操作的相关因素进行分析。

原油处理过程中采用的沉降罐设备，其工作原理是借助下部水分具有的水洗作用，还有上部原油物质中水滴发生的沉降作用，从而达到了油水分离的效果。使携带水分的毛油通过进口位置的中心汇管以及形状为辐射状的配液管道，然后进入到沉降罐设备下部的水层中。携带水分的原油在经过水分层过程中，因为水分表面具有的张力较强，可以将原油中含有的直径较大的水滴和游离水分、亲水性杂质以及盐类物质等纳入水分层，这就是水洗环节。因为从原油中分离出一部分水分，使原油物质从油水界面结构向上运动的流速变小，这有利于原油物质中粒径比较小的水滴发生沉降作用。因此，原油全部上升到达沉降罐设备顶部液面后，原油中含水量大大减少。然后经过沉降分离工艺后的净化原油物质通过集油槽设备以及溢油管道流出。采用的配液汇管是顺着长度所在方位在管道底部结构钻有多个小孔的一类多孔管，以灌设备的中心向四周方向分散，孔口大小也随着变大，从而使排出的油和水的混合物按照罐设备截面均匀分散，确保原油得到脱水净化。

3 探讨对化学破乳工艺以及集输工艺产生影响的相关因素

3.1 温度对化学破乳剂的影响分析

随着温度不断增大，原油物质中携带的胶质物质、石蜡物质等杂质，其在原油中的溶解程度变大，从而使水滴相互接触、碰撞的机会增大，加快下沉速度。另一方面，温度增大，原油具有的黏度也随之降低了，按照斯托克斯定律而言[2]：原油物质中粘度降低，加快了水滴下沉速度，水滴在油相中容易沉降。于此同时，温度也会对原油破乳产生相应的作用，温度升高能帮助防止石蜡结晶，阻碍石蜡粘附在界面膜结构上，加快水滴体积不断膨胀，从而使界面膜破损速度加快，有助于水滴相互凝聚。温度升高还能减少原油物质间的粘结程度，促进破乳剂发生分散，加快渗透作用，从而加快破乳时间。3.2 下沉所需时间对油水分离的影响

根据上文内容介绍，了解到原油处理过程中需要经过水洗油环节，但是此时油层中还会携带有部分游离状态的细小水珠，还含有通过破乳分离之后的水滴，因此还要利用重力作用，使这些水珠具有足够的时间沉降到水分层内，从而完全达到油水分离。在工厂实际工作中，为了加快油水混合物通过输送管道中流动速度，可以在主干线增压位置上作增压处理，毛油物质通过联合站，然后通过缓冲罐设备、换热器机械以及沉降罐设备的配液管，最后达到沉降罐下部。通过相关计算表明，沉降罐设备中水层具有的高度值与原油完全下沉所需时间存在密切关系，而实际中大幅度减小水层高度并不能达到帮助增加沉降时间。

3.3 现场工艺处理情况的影响分析

原油处理现场条件以及集输步骤均能对原油脱水具有的稳定性造成影响，而原油进入沉降罐的液量多少也会影响沉降罐正常运作。经过破乳之后的油水混合物，在通过管道设备流进溢流沉降罐设备后，如果想将游离水滴彻底排出，就必须具备稳定性良好的油水层，以及足够的下沉时间。因此，进液量的均衡是影响沉降罐设备正常工作的重要因素。沉降罐设备在运作过程中，通过卸油台设备的原油量造成波动较大，沉降罐设备脱水量不稳定、倒罐泵设备中液体排出量太大等因素，都会对沉降罐具有的动态平衡性造成不良影响，从而减少原油下沉时间。

4 小结

总之，为了确保热化学沉降脱水工艺能获得高效运作，必需确保原油破乳剂质量，还要具备良好的硬件设施以及较高水平的集输工艺。然而，片面重视某一影响因素或是操作环节是不科学的，因此只有综合考虑各种不同影响因素，使这些因素都得到很好的控制，才能有效完成原油物质的油水分离处理，从而获得较高纯度的净化原油。

参考文献

[1] 朱好华，章文荣，么丽媛，任永宏.破乳剂应用与联合站集输工艺运行影响因素探讨[J].石油化工应用.2009，28（04）：46-51

[2] 朱好华，王伟波，章文荣，么丽媛.长庆油田破乳剂破乳影响因素的探讨[J].新疆石油科技. 2009（03）：48-52

作者简介

刘强锋（1978，2-）男，汉，甘肃静宁人，采油助理工程师，主要从事石油开采工作。