研究高酸原油乳化原因，對(duì)開(kāi)發(fā)破乳效果更好的破乳劑意義重大。通過(guò)對(duì)榮卡多、多巴和阿爾巴拉克3種典型高酸原油的乳化特性研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前常用的破乳劑效果較差，油一水混合強(qiáng)度和洗鹽水pH值顯著影響高酸原油的破乳效果，采用酸性助劑和螯合助劑方法可以大幅提高破乳劑的效果。
高(含)酸原油的探明儲(chǔ)量、開(kāi)采量和加工量正在呈快速增加趨勢(shì)。由于其價(jià)格較常規(guī)原油低廉，成為受煉油廠(chǎng)青睞的機(jī)會(huì)原油。但由于其乳化、金屬、腐蝕等特性明顯不同于常規(guī)原油，給加工裝置的正常運(yùn)行增加了困難。如在加工過(guò)程首先遇到的原油破乳問(wèn)題，常用破乳劑的效果很差，原油經(jīng)破乳處理后的含鹽和含水均很高，污水含油嚴(yán)重，滿(mǎn)足不了后續(xù)煉油工藝的要求。為此，人們對(duì)高酸原油破乳開(kāi)展了大量的研究，篩選出一些效果較好的破乳劑，對(duì)解決高酸原油的破乳問(wèn)題起到了積極作用。但由于高酸原油性質(zhì)特殊，破乳效果普遍較差，不能滿(mǎn)足生產(chǎn)需要，因此，研究高酸原油乳化特性，開(kāi)發(fā)效果更好的新型破乳劑，仍十分必要和迫切。為此，選擇榮卡多、多巴和阿爾巴拉克3種典型的高酸原油為研究對(duì)象，在深入研究其主要組成和乳化特性基礎(chǔ)上，研制效果更好的新型破乳劑。
1 實(shí)驗(yàn)部分
1．1原油樣品
阿爾巴拉克原油，酸值1．66 mgKOH／g；榮卡多原油，酸值2．57 mgKOH／g；多巴原油，酸值150 rnin，同時(shí)觀察污水濁度及油一水界面是否整齊。
1．2主要儀器
DPY一2C破乳劑及電脫水性能測(cè)試儀，高溫電脫鹽測(cè)試儀。
1．3原油的破乳分水
取預(yù)熱至100℃的90 g油樣、10 g水樣及175弘L破乳劑溶液，采用變速攪拌器1檔混合20 s，立即將其轉(zhuǎn)移到分水瓶中稱(chēng)重，再置于80℃水浴中破乳分水，每隔15 Hlin記錄1次分水瓶底部水體積，連續(xù)記錄150 rnin，同時(shí)觀察污水濁度及油一水界面是否整齊。
2 結(jié)果與討論
2．1 常用破乳劑對(duì)高酸原油的破乳效果
國(guó)內(nèi)某煉油廠(chǎng)以加工高(含)酸原油為主，其中榮卡多、多巴和阿爾巴拉克3種高酸原油量占加工原油比例最高。表1為這3種原油的主要性質(zhì)。由表1可見(jiàn)，3種原油的酸值均較高，密度較大，膠質(zhì)含量中等，瀝青質(zhì)含量較低，金屬鈣含量較高，均為典型的高酸原油。
該煉油廠(chǎng)電脫鹽裝置的實(shí)際運(yùn)行效果不好，經(jīng)破乳脫鹽處理的原油含鹽、含水和污水含油均嚴(yán)重超標(biāo)。如2010年，脫鹽原油含鹽平均為22．7 mgNaCl／L，最高達(dá)145．6 mgNaCl／L；含水平均為o．77％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，最高達(dá)1．5％，大大超過(guò)煉油工藝要求的3 mgNaCl／L和o．3％。電脫鹽污水含油最高達(dá)984．2 mg／L，最低為283．2 mg／L，也遠(yuǎn)超污水含油需低于200 mg／L的標(biāo)準(zhǔn)，不能滿(mǎn)足生產(chǎn)正常運(yùn)行需要。
為此，選擇11種最常用的破乳劑，對(duì)榮卡多、多巴和阿爾巴拉克3種高酸原油進(jìn)行破乳脫水，結(jié)果列于表2。從表2可以看出，11種破乳劑對(duì)3種高酸原油雖都具一定的破乳脫水效果，但均不理想，脫水率普遍較低，脫水效果最好的脫水率也只有59％，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足生產(chǎn)需要。另外，11種破乳劑對(duì)榮卡多原油的脫水效果均特別差，脫水率均不超過(guò)45％，說(shuō)明榮卡多原油破乳最難。多巴原油的酸值雖然最高，達(dá)到4．19 mgKOH／g，但破乳脫水率在3種原油中卻最高，說(shuō)明原油酸值不一定是影響原油破乳脫水的主要因素。
2．2油一水混合強(qiáng)度對(duì)原油脫鹽、脫水效果的影響
油一水混合強(qiáng)度對(duì)原油脫鹽、脫水影響很大�；旌蠌�(qiáng)度過(guò)小，不能形成乳狀液，原油含鹽不能轉(zhuǎn)移到水相，使脫鹽效果不好；反之，混合強(qiáng)度過(guò)大，形成的乳狀液則十分穩(wěn)定，破乳困難，脫水效果也不好。圖1為榮卡多原油采用不同混合強(qiáng)度得到的脫鹽、脫水結(jié)果。從圖1可以看出，當(dāng)混合強(qiáng)度低于2500 r／min時(shí)，脫鹽、脫水后原油含鹽量隨混合強(qiáng)度增大而大幅度降低，從19．2 mgNaCl／L降低到2．7 mgNaCl／L，此時(shí)的脫水效果也很好，且保持穩(wěn)定不變，均達(dá)到100％；當(dāng)混合強(qiáng)度提高到2500～5500 r／min范圍時(shí)，原油含鹽量和脫水率基本不變，含鹽量均小于3 mgNaCl／L，脫水率100％，顯示出良好的脫鹽脫水效果；當(dāng)混合強(qiáng)度大于5500 r／min時(shí)，脫鹽、脫水后原油含鹽量隨混合強(qiáng)度增加直線(xiàn)升高，脫水率則直線(xiàn)降低，如當(dāng)混合強(qiáng)度從5500 r／min提高到8500 r／min時(shí)，原油含鹽從1．4 mgNaCl／L上升到12．1 mgNaCl／L，脫水率從100％降低到11％。因此，榮卡多原油脫鹽、脫水最適宜的混合強(qiáng)度在2500～5500 r／min范圍。油一水混合強(qiáng)度對(duì)多巴和阿爾巴拉克2種原油的脫鹽、脫水的影響也表現(xiàn)出相似的規(guī)律，最適宜的混合強(qiáng)度分別在2500～4500 r／min和2500～5500r／min范圍。
2．3洗鹽水pH值對(duì)高酸原油破乳性能的影響
洗鹽水對(duì)原油破乳脫水具有一定的影響。圖2為不同pH值的洗鹽水對(duì)榮卡多、多巴和阿爾巴拉克3種高酸原油破乳脫水的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。圖2結(jié)果顯示，洗鹽水pH值對(duì)榮卡多原油破乳脫水影響很大。當(dāng)pH≤3時(shí)，脫水率隨pH值上升而大幅增加；當(dāng)pH>3時(shí)，脫水率隨pH值上升而逐漸降低，當(dāng)pH≥10時(shí)，脫水率降低到零，說(shuō)明此時(shí)形成的乳狀液非常穩(wěn)定。因此，對(duì)榮卡多原油，洗鹽水的pH值為3時(shí)，破乳脫水效果最好。洗鹽水pH值對(duì)多巴和阿爾巴拉克2種原油的破乳脫水影響與榮卡多原油的規(guī)律相似，但影響程度不同；對(duì)多巴原油的影響最大，對(duì)阿爾巴拉克原油的影響次之，且在洗鹽水pH值分別為3和4時(shí)，脫水效果最好，脫水率最高。
上述結(jié)果與常規(guī)原油不同，常規(guī)原油在洗鹽水pH值為6～7時(shí)的破乳脫水效果最好。這可能是因?yàn)槌Ｒ?guī)原油基本不含環(huán)烷酸鹽，而高酸原油不但含有環(huán)烷酸，而且含有一定量的環(huán)烷酸堿金屬鹽。環(huán)烷酸堿金屬鹽自身呈堿性，可與洗鹽水中的酸性成分發(fā)生中和反應(yīng)，生成表面活性較小的環(huán)烷酸，從而表現(xiàn)出酸性洗鹽水有利于原油破乳脫水作用。
2．4復(fù)合酸性破乳劑效果
根據(jù)洗鹽水對(duì)高酸原油破乳脫水的影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，采用在破乳劑K中加入酸性成分S，形成復(fù)合破乳劑SK，3種高酸原油分別在破乳劑K和SK作用下的脫水結(jié)果列于表3。從表3可以看出，采用復(fù)合破乳劑SK，榮卡多、阿爾巴卡拉和多巴原油的脫水率分別從單獨(dú)使用破乳劑S的45％、47％和57％提高到66％、61％和65％，增效明顯。該結(jié)果說(shuō)明酸性組分可提高破乳劑對(duì)高酸原油的破乳脫水效果。
2．5 復(fù)合雙功能破乳劑的效果
高酸原油含有的環(huán)烷酸堿金屬鹽具有較強(qiáng)的表面活性，是導(dǎo)致破乳脫水效果變差的主要原因。如果將這些堿金屬鹽從原油中脫除，破乳脫水效果將得到提高。在破乳劑K中加入具有脫金屬功能T得到雙功能復(fù)合破乳劑TK，用于3種高酸原油的破乳脫水，結(jié)果列于表4。從表4可見(jiàn)，采用雙功能復(fù)合破乳劑TK，榮卡多、多巴和阿爾巴卡拉3種高酸原油的脫水率比單獨(dú)使用破乳劑K所得脫水率均得到明顯提高，說(shuō)明具有脫金屬功能的物質(zhì)可以提高破乳劑對(duì)高酸原油的破乳脫水效果。
3 結(jié)論
(1)榮卡多、多巴和阿爾巴拉克3種原油為典型高酸原油，油一水混合強(qiáng)度明顯影響其脫鹽、脫水效果�；旌蠌�(qiáng)度過(guò)小，脫鹽效果不好；反之，混合強(qiáng)度過(guò)大，脫鹽、脫水效果均不好。
(2)洗鹽水pH值對(duì)榮卡多、多巴和阿爾巴拉克3種原油的破乳脫水效果影響顯著。在洗鹽水pH值分別為3．o、3．o和4．o時(shí)的破乳脫水效果最好；pH值過(guò)高和過(guò)低，3種原油的破乳脫水效果均不好，且破乳脫水效果最好的洗鹽水pH值明顯低于常規(guī)原油。
(3)環(huán)烷酸鹽是影響高酸原油破乳脫水的主因，在破乳劑中復(fù)配一定量的特定酸性組分或具有脫金屬功能的組分，可大幅度提高高酸原油的破乳脫鹽脫水效果。
（文章來(lái)源：石油學(xué)報(bào)（石油加工））
