乳状液破乳机理及破乳剂

1、乳状液破乳机理及破乳剂摘要：综述了原油乳状液中天然表而活性物质，如沥青质、胶质、 固体颗粒物以及石蜡对原油乳状液稳定性的影响。综述了原油乳状 液的破乳机理以及评价原油破乳剂性能优劣的指标及破乳剂的选 择方法。关键词:原油乳状液 破乳机理 破乳剂 评价指标0引言各个油田随着原油开采进入中后期都会遇到这样的问题，原油中 胶质、沥青质含量增加，使得原油乳状液变得更加稳定，此外随着 新技术的不断更新，大量的表而活性剂用来驱油，使得原油组成变 得更加复杂，油田采出的原油含水含盐率不断增加，这就给原油脱 水脱盐的提出了更大的挑战。因此要求我们不断深入研究影响原油 乳状液稳定性的因素，以及破乳的机理，寻找更

2、好的原油破乳剂。1、原油乳状液的稳定性原油多以o/w型乳状液存在，由于原油中含有沥青质、胶质、石 蜡、石油酸皂及微量的黏土颗粒，它们作为天然乳化剂吸附在油水 界而，形成具有一定强度的黏弹性膜，给液滴聚并造成了动力学障 碍，因而使原油乳状液得以稳定存在。1. 1沥青质对原油乳状液的影响moschopedis、ignasiak、frankman等研究发现，沥青质含有 许多极性基团，如一 oh、一、一 cOOh等，吸附在油水界面上并且 有规则地堆积起来，形成一个刚性的界而膜，阻止液滴的聚结，从 而使原油乳状液得以稳定。在原油乳状液中，沥青质在界而的吸附 对界而膜强度起重要作用并影响乳状液的稳定性，沥

3、青质含量越 高，油水界而膜的强度越大，乳状液也越稳定。1. 2胶质与沥青质的协同作用对原油乳状液的影响由于胶质对沥青质有溶解作用，能够阻碍沥青质的缔合、聚结。 从而改变沥青质的胶束状态。一般认为胶质和沥青质具有很强的协 同乳化作用。由于胶质对沥青质的溶解作用，胶质和芳怪可被沥青 质吸收，另外，胶质还对沥青质颗粒的形成有明显的分作用可防止 沥青的沉淀。因此，胶质和沥青质以微粒形式充分分散在原油中， 很易吸附到油，水界而上，使沥青质具有较强的界而活性。1. 3蜡晶和固体颗粒对原油乳状液的影响对于石蜡基原油，蜡含量较高，而石蜡也是原油乳状液稳定的一 个因素。原油中的蜡组分含有极性基团，当温度较高时，

4、蜡组分可 以吸附在油水界而上，降低油水界面张力，当温度较低时，蜡组分 形成的蜡晶聚集在油水界而，能提高界而膜的强度和乳状液的稳定 性。尤其是蜡的网状结构的形成，将水滴分隔包围，使水滴不能絮 凝、沉降合并，促进乳状液的稳定性。固体颗粒稳定机理对原油乳状液稳定性起着重要的作用。由于固 体颗粒的存在，液滴相互间距离较大，阻碍液滴的靠近和聚结，从 而增加乳状液的稳定性。2、原油乳状液破乳机理一般认为破乳剂的破乳过程需经历分油、絮凝、膜排水及聚结等。 破乳剂加入后朝油水界而扩散，由于破乳剂的界而活性高于原油中 成膜物质的界而活性，能在油水界而上吸附或部分置换界而上吸附 的天然乳化剂，并且与原油中的成膜物

5、质形成具有比原来界而膜强 度更低的混合膜，导致界面膜破坏，将膜内包复的水释放出来，水 滴互相聚结形成大水滴沉降到底部，油水两相发生分离，达到破乳 的目的。根据研究，目前提出的破乳机理主要有：（1）相转移-反向变形机理。加入破乳剂，发生了相转变，即能 够生成与乳化剂形成的乳状液类型相反的表而活性剂可以作为破 乳剂（反相破乳剂）。（2）碰撞击破界面膜机理。在加热或搅拌的条件下，破乳剂有 许多的机会碰撞乳状液的界面膜，或吸附在界而膜上，或排替部分 表而活性物质，从而击破界而膜，使其稳定性大大降低，发生了絮 凝、聚结而破乳。（3）增溶机理。使用的破乳剂一个或少数几个分子即可形成胶 束，这种高分子线团或

6、胶束可增溶乳化剂分子，引起乳化原油破乳。（4）褶皱变形机理。显微镜观察结果表明，w/。型乳状液具有 双层或多层水圈，两层水圈之间是油圈。液滴在加热搅拌和破乳剂 的作用下，液滴内部各层水圈相互连通，使液滴凝聚而破乳。（5）絮凝一聚结机理。分子量较大的破乳剂分子将细小的液滴集 合成松散的鱼卵状“聚集体”，增加液滴相互碰撞的机会。群集在 一起的水滴再相互合并而聚结成大水滴后由于油水密度差，沉降分 离。(6) 中和界面膜电荷机理。乳状液分散相液滴带有电荷，致使 乳状液相当稳定。阳离子型聚合物对乳状液有中和界而电荷、吸附 桥联、絮凝聚结等作用，因此具有良好的破乳性能。3、原油破乳剂的性能评价指标3. 1

7、 hlb 值由于破乳剂同时具有亲油亲水两种基团，比乳化剂具有更小的表 而张力，更高的表面活性。hlb值反映了破乳剂分子中亲油亲水基 团在数量上的比例关系，其范围一般在020之间。3. 2脱水率指某种化学破乳剂用于某种原油脱水时，在规定的条件下，自原 油中脱出的水量与原油中原来所含的总水量之比。3. 3出水速率是指在一定的静置沉降时间内脱出水量的多少或脱水率的大小。 化学破乳剂的出水速度一般呈：先快后慢；先慢后快；等速率三种 情况。3.4油水界而状态指原油沉降分出水后，油水界而处的分层状态。有的油水界而分 明，有的油水间存在油包水或水包油型乳状液过渡层。一般随添加 的化学破乳剂品种不同而出现不同

8、的过渡层，应尽量选择暂时性过 渡层的化学破乳剂。3.5脱出水的含油率该指标通常由重量百分数表示，一般应小于0.05%。3.6最佳用量原油脱水率一般不完全与破乳剂用量成正比，当破乳剂用量达到 一定剂量后，原油脱水率不再继续提高。在脱水温度下达到所要求 的原油脱水率所需的破乳剂最小用量称最佳用量，最佳用量越小越 好。3. 7低温脱水性能是指化学破乳剂在低温下同样可以达到脱水率较高、油水界而整 齐、脱出水清澈、使用量较少等优良性能。其目的是为了降低含水 原油加热时的能耗。4、总结破乳剂是当今原油脱水必不可少的助剂，随着我国大型油田进入 高含水时期，对于怎样确保破乳剂在其破乳过程中的高效性与经济 性是现阶段急需解决的问题。进一步研究乳状液的稳定性、油田化 学破乳剂的作用机理、以及各项评价指标，这对于新型破乳剂的研 究和现有破破乳剂的筛选十分重要。参考文献：1 黄泾，唐娜，牟占军.原油乳状液的稳定性研究与新型破乳 剂研究进展j.天津化工.2007, 21(1).2 和冰，刘宏雷.原油乳状液的稳定及新型破乳剂的研究.j. 河北化工.2008,31(5).3 吴结丰，