本站原创摘 要：随着我国油田的数量与规模的不断增大,需要处理的水包油（O/W）乳状液量亦愈发增多,研究具更好广谱性的反相破乳剂成为了一种更为迫切的需求,本文首先对反相破乳剂的研究现状进行一定阐述,并在此基础上对我们经长期实验后近期在室内合成筛选出一种广谱性反相破乳剂CN-08的特性进行分析,通过室内评价实验与选场应用后发现其效果均非常理想,可明显降低污水含油量,大幅度节省用药量,而且有利于简化流程,值得进一步推广应用.
关 键 词：反相破乳剂污水除油油水分离油田
随着我国油田的数量与规模的不断增大,其所产生的需要处理的水包油（O/W）乳状液量亦愈发增多,同时这些乳化液的乳化程度也表现出更加严重的趋势,其成分更加复杂,受其影响处理难度显著增加[1].针对该情况虽然在近些年我国在反相破乳剂的研究方面取得了一定成绩,但具更好广谱性的反相破乳剂有待进一步深入研究.我们在通过长期实验后近期在室内合成筛选出一种广谱性反相破乳剂CN-08,其室内评价实验与现场应用情况均获得满意效果,现结合反相破乳剂的研究现状作如下报道,以供业内人士参考.
一、反相破乳剂的研究现状
到目前为止,国内外用做水包油型乳状液破乳的反相破乳剂大致可以分为以下几类：低分子电解质、醇类、表面活性剂和聚合物[2].其中,电解质与醇类主要是通过改变油珠表面的负电性以及转移乳化剂亲油亲水性进而起到破乳效果,但此种方法往往在大量投入电解质和醇类的情况也只能收到非常有限的除油效果,且容易形成二次污染,目前基本被淘汰.表面活性剂类破乳剂主要有阳离子、阴离子和非离子型三种类型,阳离子表面活性剂主要是季铵盐类,其所带有的正电荷具电中和中用,同时其分子的碳氢链还具亲油性而对油滴表现有较强吸附力,进而起到破乳作用[3]；阴离子表面活性剂主要为二硫代氨基甲酸盐,其除油功能主要是通过与污水中的铁离子发生反应生成絮体来实现的；非离子表面活性剂主要为聚胺类物质,因其具较好水溶性与高表面活性,因此易吸附表面带有负电荷的油滴,进而破坏其界面膜的稳定性而起到破乳效果.最后,聚合物类反相破乳剂的开发始于上世纪80年代,常见的比如有二烯丙基二氯化铵均聚物与单烯丙基胺聚合物等,多数均对带有负电荷O/W型乳状液的液膜兼具中和电荷、吸附桥联、絮凝聚结等多方面作用,因此往往能在低温条件下采用少量即可获得较快和更高效的破乳效果.
二、CN-08反相破乳剂制备原理
根据油田采出水的特殊性,采油污水处理用反相破乳剂应具备以下性能：对O/W、W/O及多重乳状液都具有较强的破乳能力,以期将乳状液中以滴状存在的油充分解放出来,给油水分离创造条件；药剂对污水中游离的油滴、机杂有较强的聚结和絮凝能力,使其形成大的油滴或颗粒,加速油、水、机杂的分离[4].基于此,我们再根据反相破乳剂应具备的特殊性能,设计并研制了一种结构独特的反相破乳剂CN-08,该产品分子中一方面有合适的阳离子度,可以中和O/W乳化液滴表面带的负电荷；另一方面还拥有表面活性基团及较强的链段聚结能力,可以破坏油水界面层,产生桥联和絮凝作用,使油滴聚结起来,形成粒径大的油珠,在水的浮力作用下逐渐从水中分离出来,从而达到反相破乳的目的.
三、CN-08反相破乳剂的室内评价实验
采用通用的瓶试验法,首先从新疆油田重油开发公司的克浅10、61#、92#、93#四个原油处理站取得原油污水样液,将其静置分层,取下层乳状液备用；接着取100ml此乳状液将其装入150ml试瓶中后置于恒温水浴中预热至试验温度；最后将CN-08反相破乳剂配成0.2%的水溶液,并用取液器以待检液按5～10mg/L的标准准确取量CN-08反相破乳剂水溶液加入试瓶中,震动试瓶50～200次,仔细观察并记录乳状液的瞬时变化,同时在静置10～15min后采用汽油萃取并用比色测定法检测水中的残油含量.以上四个原油处理站的原油污水样液均进行3次检测后取平均值.检测结果显示,克浅10污水加药前平均含油1504mg/L,加药后降到了200mg/L以下,61#、92#、93#三个站加药前污水含油均在3000mg/L左右,加药后均降到了300mg/L以下,四个原油处理站的原油污水样液3次平均除油率均在90%以上,除油效果良好,结果详见表1.
四、CN-08反相破乳剂的选场应用
我们于2012年4～5月将CN-08反相破乳剂应用于新疆油田重油开发公司的克浅10、61#、92#、93#四个原油处理站进行现场除油试用,并与原用反相破乳剂进行了对比.由于几处现场应用情况均较理想且情况大体一致,所有本文仅对克浅10与92#的应用情况进行阐述.
1.克浅10原油处理站现场应用分析
药剂注入点选择污水沉降罐之前,并同时观察沉降罐进出口含油情况,我们发现在加药浓度为10mg/L时水出口的含油量达到最低,清水效果最为明显,因此我们在现场应用时将CN-08反相破乳剂加药量控制在该水平范围左右,结果显示,当CN-08反相破乳剂以最佳注入速率注入时,其清水效果明显优于原用反相破乳剂的清水效果,同时药剂用量比原用药剂量降低56%,而脱油率反而提升了16%.详见表2.
2.92#原油处理站现场应用分析
同上法获得最佳加药浓度为10.8mg/L,因此我们在现场应用时将CN-08反相破乳剂加药量控制在该水平范围左右,结果显示,当CN-08反相破乳剂以最佳注入速率注入时,其清水效果明显优于原用反相破乳剂的清水效果,同时药剂用量比原用药剂量降低36%,而脱油率反而提升了20%.详见表3.
五、结论
本研究结果显示,CN-08反相破乳剂用于油田采出液污水脱油的处理,其室内评价实验与选场应用效果俱佳,可明显降低污水含油量,大幅度节省用药量,而且有利于简化流程,值得进一步推广应用.