浅谈对原油破乳剂的认识

摘 要：由于原油含水会增加集输、处理、储运过程中设备、管道和容器的负荷，引起金属表面腐蚀和结垢，增加动力消耗和燃料消耗，因此乳化原油外输前必须进行破乳、脱水，以保证油田开发和炼油厂加工过程的正常进行。

主题词：原油破乳 破乳剂 破乳机理

一、前言

世界上大多数原油在开采时都有伴生水，并含有天然表面活性剂。这种原油在开采和集输的过程中，经过地层孔隙、管线、泵及阀门时的搅拌作用，使得采出油为原油乳状液。随着二次采油和三次采油技术的日益推广，大量的注水以及化学驱油剂的注入，使得原油采出液中水含量越来越高，原油乳状液的成分也更加复杂。致使原油破乳成为当今油田必不可少的化学工序之一，在油田应用的各种化学助剂中，破乳剂的需求量也日益增加。

二、乳化液破乳方法

乳化液的破坏称为破乳。原油乳状液的破乳过程是由分散水珠相互接近结合在一起、界面膜破裂、水珠合并粒径增大、在油相中沉降分离等一系列环节组成。从现有的原油乳状液破乳脱水方法来看，破乳的主要方法可以按如下分类[1]：

1.机械方法：重力沉降、离心沉降（分离）、过滤、超滤、微量过滤、过滤聚结等；

2.物理方法：热法、电法、磁场法、超声波法以及电渗析法、反渗透法等；

3.化学方法：用破乳剂实现原油乳化液破乳。

这里简单介绍一下化学方法破乳：

化学破乳一般是采用向原油乳状液中加入一种或几种化学物质来改变乳状液的类型和界面性质，目的是为了降低界面膜的强度，或破坏界面膜的性质，从而使原油乳状液不稳定而发生破乳。原油破乳剂就是能够破坏原油乳状液的化学剂。

在油田的实际生产过程中，为了提高原油破乳效果达到油水分离的目的，对原油进行破乳一般采用加入破乳剂为主，多种方法同时进行，这样可以提高破乳效果。

三、对破乳剂的认识

1.破乳剂的种类

按照破乳剂的溶解性，它可分为油溶性和水溶性两类。投加破乳剂是乳化原油脱水的重要方法。因此，在破乳过程中使用好的破乳剂应具有在油、水两相中具有较快的扩散速度和顶替原油界面膜的能力，使破乳速度较快，脱水率高。

目前，国内外的原油破乳剂，品种繁多，但多是非离子型的破乳剂，破乳效果也各有千秋。但就其分子组成来说，主要是环氧乙烷与环氧丙烷的共聚物。目前油田中常用的非离子型破乳剂主要有五种：平平加或OP型，它是以高碳醇或烷基酚为起始剂与环氧乙烷的共聚物；SP型，它是以高碳醇为起始剂的共聚物；BE、BP型及其改性产品，是以丙二醇为起始剂与环氧乙烷、环氧丙烷的二段或三段共聚物及其改性产品；GP型，它是以丙三醇为起始剂的三段共聚物；AR、AF型及其改性产品，是以烷基苯酚甲醛树脂为起始剂的二元、三元共聚物及其改性产品。

2.破乳剂的破乳机理

原油乳状液的稳定性主要取决于油水界面膜[2]。因此，破乳剂的作用过程可分为三个阶段：即水珠的絮凝、聚结和沉降阶段。其实质是破乳剂分子渗入并粘附在乳化液滴的界面上取代天然乳化剂并破坏表面膜，将膜内包复的水释放出来，水滴互相聚结形成大水滴并沉降到底部，油、水两相发生分离，达到破乳的目的[3]。

直到如今，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。科技人员在长期的油田实践中，积累了一些经验，并由此得出了一些规律性的认识，查阅相关资料，笔者归纳出了几种原油破乳剂的破乳机理：

2.1相转移-反向变型机理：

加入破乳剂，发生了相转化，即能够生成与乳化剂形成的乳状液类型相反（反相破乳剂）的表面活性剂可以作为破乳剂。此类破乳剂易与乳化剂生成络合物使乳化剂失去了乳化性。

2.2碰撞击破界面膜机理：

在加热或搅拌的条件下，破乳剂有较多的机会碰撞乳化液的界面膜，或吸附于界面膜上，或排替部分表面活性物质，从而击破界面膜，使其稳定性大大降低，发生了絮凝、聚结而破乳。

2.3增溶机理：

使用的破乳剂一个分子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。

2.4褶皱变型机理：

微镜观察结果表明，W/O型乳状液均有双层或多层水圈，两层水圈之间是油圈，因而提出褶皱变型机理，液珠在加热搅拌和破乳剂的作用下，液珠内部各层水圈相连通，使液滴凝聚而破乳。

实际的破乳过程可以是几种机理综合作用的结果。

3.理想破乳剂应具备的性质

Bansbach认为理想的破乳剂应具备的条件[4]是：较强的表面活性，可降低液滴的表面张力；良好的润湿性和渗透性能，能顶替天然乳化剂，降低或破坏界面膜强度；足够好的絮凝能力，增加液珠碰撞和聚结的机会，使水珠迅速聚结长大沉降出来；脱水效率高，使用温度低，用量少，价格便宜；不影响原油质量，不引起管道、设备的腐蚀和结垢。

由上述条件可知，破乳剂的选择应是从乳状液类型及应用效果来考虑的。

四、对破乳剂研究的建议

1.破乳剂的研究应由水溶性转向油溶性，这是由于油田采出液含水升高，水溶性破乳剂主要分配在水中因而破乳效果越来越差，而油溶性破乳剂主要分配在油中，能延长其作用时间，提高破乳效果；

2.进一步研究三次采油中外加化学试剂对原油乳状液的影响，主要包括外加表面活性剂的分配、外加碱与原油的作用以及聚合物在乳状液中的吸附等；

3.加大对含油污水（O/W型乳状液）的破乳研究，节约能源，改善环境。

参考文献：

[1] 黄俊英.油气水处理工艺与化学.山东东营：石油大学出版社，1993：85～90.

[2] 李学文，康万利.原油乳状液的稳定性与界面膜研究进展[J].油气田地面工程，2003，22（10）：7～8.

[3] Bhardwaj A，Handland S.Kinetics of coalescence of water droplets in water-in-crude[J].J Disper Sci Technol，1994，15（2）：133.

[4] 胡玉国.原油破乳剂的研究应用现状和发展[J].化工技术经济，2001，18（3）：15～17.

作者简介：何怡，女，1988年1月12日出生， 2010年毕业于中国石油大学（华东）石油工程专业，现在第五采油厂从事油田化学助剂质检工作