原油电脱盐破乳剂筛选及影响因素实验研究

西南石油大学本科毕业设计（论文）原油电脱盐破乳剂筛选及影响因素实验研究PAGE28PAGE27PAGE15摘要实验课题为原油电脱盐破乳剂筛选及影响因素实验研究。塔河原油属于重质原油，具有密度大、黏度高、沥青质含量、硫含量及重金属含量高等特点，因此有脱盐难度大、脱后含盐量高，电脱盐装置操作不稳定，后续装置腐蚀严重。随着塔河原油深度开采，原油性质日益恶化，使原油的脱盐脱水越来越困难。本文针对塔河原油，筛选出性能良好的破乳剂及优化电脱盐的工艺条件。为此，实验将采取低温评选和高温评选的试验方法来筛选出一种对塔河原油来说最优的破乳剂，在筛选出合适的破乳剂的基础上,优化电脱盐工艺参数,使工艺条件达到最佳值,能够更好的提高脱盐效果。关键词：塔河油田；破乳剂；电脱盐；工艺条件；影响因素；评价AbstractTheexperimentoncrudeoilelectricitydesalinationdemulsifierscreeningandinfluencingfactorsoftheexperiment.Taheoilbelongtoheavyoil,hasthedensity,viscosity,highsulfurcontentinasphaltcontentandquality,theheavymetalcontenthighercharacteristic,thedesalinationisdifficult,takeoffafterhighsalt,electricdesaltingdeviceoperationisnotstable,thefollow-updeviceseriouscorrosion.Withtheminingdepthoftaheoil,crudeoilpropertiesdeteriorating,makecrudeoildesalinationdehydrationmoreandmoredifficult.Thispaperintaheoil,andscreenedthegoodperformanceofdemulsifierandoptimizetheprocessconditionsdesalination.Therefore,theexperimentwilltakelowtemperatureselectionandhightemperatureselectionofthetestmethodtosingleoutakindoftaheoilistheoptimaldemulsifier,inappropriatedemulsifierwere,onthebasisofelectricdesalinationtechnologyparametersoptimization,maketheprocessconditionstoachievethebestvalue,tobetterimprovedesalinationeffect.Keywords:oilfield;

demulsifier;

electricdesalting;

conditions;

factors;

evaluation目录TOC\o"1-4"\h\u114051绪论 564881.1国内外原油电脱盐技术 5240531.1.1国外炼油厂电脱盐技术概况 5240531.1.2国外炼油厂电脱盐技术概况 5311191.2课题研究背景 728481.2.1电脱盐脱水的目的 718551.2.2原油电脱盐原理 798791.2.3破乳剂的破乳机理 8232651.2.4新型破乳剂和破乳方法 9242541.3电脱盐工艺参数范围的理论分析 9107311.3.1破乳剂用量 9228571.3.2注水量 1063811.3.3温度 10121461.3.4操作压力 10285471.3.5电场强度 11226911.3.6混合强度 11175961.3.7停留时间 11245011.4研究目的及方法 12122722塔河原油电脱盐破乳剂的筛选 13243132.1研究方案的确定 13105282.2实验准备 13249882.2.1实验仪器 13238742.2.2实验药品 14320462.3实验原理 1477402.4实验方法 14195352.5塔河原油破乳剂的筛选 1549442.5.1破乳剂的低温评选 15316932.5.2破乳剂的高温评选 16138943塔河原油破乳剂影响因素实验研究 18260453.1具体实验方法 18191033.2实验结果的记录和分析处理 18210773.2.1破乳剂用量对电脱盐后含盐含水量的影响 18298383.2.2注水量对电脱盐后含盐含水量的影响 1994283.2.3电场温度对电脱盐后含盐含水量的影响 20138123.2.4电场强度对电脱盐后含盐含水量的影响 21203063.2.5影响因素分析的正交试验 22259113.2.6最佳操作条件下的电脱盐实验 24256254结论 252716谢辞 2631259参考文献 271绪论1.1国内外原油电脱盐技术1.1.1国内炼油厂电脱盐技术概况

80年代中期随着二次加工装置对原料金属杂质的要求，以及加工重质含酸、含硫原油给常减压装置带来的腐蚀问题，原油电脱盐越来越受到人们的关注。我国先后有3个厂引进了Petrolite公司的脱盐技术，5个厂引进了Howebaker公司的脱盐技术，它们的主要技术特征是低速交流电脱盐。水平电撅板分二层或三层设援，形成一个交流强电场、一个交流弱电场，采用100％阻抗防爆变压器，输出电匿分档次调节。从效果看Howe—baker引进的技术不太适应国内重质原油，后来大部分进行了改造。在消化吸收引进技术并结合自己经验的基础上，我国开发了有自己特色的交流电脱盐技术。在80年代末我国又开发了交直流高效电脱盐技术．进一步提高了脱盐效率，降低了电耗，满足了生产需要。它的主要技术特点是使用吊挂式垂直电报饭，正负相间悬挂在脱盐罐内，罐内有直流强电场、直流弱电场、交流弱电场共兰个电场。目前交直流电脱盐已有取代交流电脱盐的趋势，最近新建和改扩建的常减压装置大多使用了该技术。有的炼厂为解决重油稠油深度脱盐的问题，还把二级电脱盐改造成三级电脱盐。平均脱后含盐在3．25mg／L。在正确评选电脱盐工艺条件的基础上，洛阳石化工程公司工程研究院针对塔河原油的性质尤其是沥青质含量高的特点，开发了新型的高效电脱盐设备，提高了电脱盐罐内电场的利用率及其油水分离效率。研制了新型高效破乳剂ERI1160；对塔河原油电脱盐工艺，包括破乳剂用量、脱盐温度、注水量、混合强度等工艺条件进行了优化。该套设备及工艺技术，用于塔河1.5Mt/a常压焦化装置上。该设备尺寸为3200mm×15700mm×26mm，三级电脱盐。装置自2004年12月投入使用，2005年3月对装置操作工艺参数(破乳剂注入量、电场强度、脱盐温度、混合强度、注水量、操作压力等)进行了调整优化，取得良好的电脱盐效果。1.1.2国外炼油厂电脱盐技术概况国外炼厂对进厂的原油一般都有要求，美国、欧洲规定含盐不大于50mg／L,含水不大于0．5％，俄罗斯规定含盐不大于4Omg／L，欧美各国要求脱后含盐小于3mg／L,这与国内基本是一致的，但美国的炼厂单级脱盐率一般在90％～95％，两级达98％～99％，电耗0．014-0．07kWh／t，这些指标比国内先进得多。因原油性质的不同，国外电脱盐的操作参数与国内有较大的差异，它的停留时间较短，所以电耗较低。国外电脱盐单罐最大处理能力12.0Mt／a，国内只有2．5Mt／a。Petrolite公司继交流低速电脱盐后+8O年代研制出了Cylectr]e电脱盐技术，它的技术特点是原油在两层水平带电电极间进料。油和水在强电场中分层。油向上，水向下，下层极板与界面间的弱电场用来消除水的界位区乳化液的形成，由于水的流率减小，排水得到改善。目前电脱盐罐的设计能力一般为：立式罐0.5m3/m3×h，球形罐1.5m3/m3×h和卧式罐1.4m3/m3×h。其中立式罐处理量小，管理复杂，难于分配均匀。球形电脱盐罐体积较大，生产率高，压力较低（0.6～0.7MPa)，但金属耗量大，安装复杂，费用昂贵，不能和原油蒸馏系统建在一起。卧式罐直径不大，延长设备长度可以满足生产能力的要求，生产率较高，无立式或球形罐的缺点，可与原油蒸馏装置建在一起，所以目前大都采用卧式。据国外报道[2]，引进技术上的改进有可能使卧式罐的处理能力大大设计能力，生产能力可达到3.2～3.6m3/m3×h。国外脱盐器通常采用卧式，电极板均采用棒状组合式电扳，水平安装，处理能力不同，电极板及排列也不尽相同，大致可分成双层极板结构和3层极板结构。一般情况下，若原油在强电场的上升速度为1O～19cm/min，则极板间距取200～300mm为宜。目前国内外都在研究适用性广泛的破乳剂，以克服破乳剂专一性强的弱点，但真正实现却有困难。复配技术的应用，在一定程度内，可以缓解这一矛盾，针对某种原油或类型相近的原油，将两种或几种有效活性成分进行有机配伍，往往可以收到意外的效果，此方法在国外已很普遍。总的来看破乳剂的研究发展有以下的几种趋势[3]：非聚醚型聚合物破乳剂是目前发展较快的破乳剂，不仅脱水快、水色清、用量少，而且还特别适用于稠油破乳；2)出现可环氧化物的替代物，由于环氧化物的毒性、危险性及随原油乳化液破乳困难的增加，非聚醚类破乳剂的研究代表了破乳剂的发展趋势；3)相对分子质量继续增大，各种扩链剂表现为此种趋势，目前国外使用较多的扩链剂包括醛、二元或多元羧酸、环氧衍生物和多异氰酸酯；4)由水溶性转向油溶性，由于油田采液中含水量越来越高，而油溶性破乳剂主要分配在油中，能延长作用时间，提高破乳效果；5)由直链线型转向支链线型，如从羟基系列的引发剂发展到用酚醛树脂，从氨基系列的引发剂发展到多乙烯基多胺；6)开发低温时效果好、适应性强并用于重质原油和副产中间层乳浊液的破乳剂；7)复配使用；8)破乳剂趋向系列化。1.2课题研究背景1.2.1电脱盐脱水的目的由于原油中含有的水和盐，对原油的运输、加工过程及设备和原油产品都有不利的影响，如：（1）原油含盐会造成常减压蒸馏塔顶系统以及换热系统腐蚀，而且常压塔顶腐蚀比较集中，缩短了生产周期；（2）原油中的重金属对后续装置(重油催化、汽油重整等)易造成催化剂中毒失活，影响经济效益；（3）原油中的水份蒸发潜热造成热量损失，原油中的盐在换热器、加热炉等管壁上结垢，使换热效果下降，增加能耗。因此要进行原油脱水脱盐，同时也脱除了所含的其它杂质。原油的脱盐通常分两步进行。第一步是原油采出后立即在油田进行脱盐脱水，使原油含盐量逐步降低，达到一定标准后再向外输送；第二步是原油到达炼厂后，炼厂根据生产工艺和设备要求进行深度脱盐，使原油的含盐量进一步大大降低，以满足原油产品质量和所用催化剂活性的要求。炼厂中原油深度脱盐（脱后含盐不大于3mg/l)对原油的后续加工生产有以下一些好处：（一）脱除氯化物，减少氯化氢的含量，同时减轻炼厂常压塔、减压塔塔顶系统的腐蚀。（二）脱除原油中的固体杂质，减轻常压塔加热炉炉管和换热器的结垢，提高传热效率，减少管内物斜在气液流动中对设备的磨损和腐蚀。（三）除去一些金属杂质，会延长铂重整催化或催化裂化等装置中催化剂的寿命。1.2.2原油电脱盐原理在高压交流电场内，原油中的微小水滴受到电场极化作用聚集成大水滴，在油水密度差的作用，水滴在油中沉降分离，原油中的盐溶解于水，随水脱除。沉降到下部水中的固体杂质也随水排出或沉积在罐底部。根据自由沉降的斯托克斯定律[4]：(1-1)式中:—水滴沉降速度；d—水滴直径；、—水、原油的密度；—原油粘度；g—重力加速度。由式1-1可知,要增大水滴沉降速度,主要取决于增大水滴直径和降低油的粘度,并使水与油的密度差增大,前者由加破乳剂和电场力来实现,后者则通过加热来实现。而且电脱盐罐中水滴的下降与原油的上升同时进行,只有原油上升速度小于水滴沉降速度时,水滴才能沉降到罐底部从而排出罐外。1.2.3破乳剂的破乳机理因为破乳剂是一种表面活性物质，具有很强的活性，能使原油乳化液界面膜强度减弱或破裂使水珠相撞，接触合并，从原油中沉将下来，破乳剂的破乳机理有以下四种[5]：(1)正相吸附作用：破乳剂是高效能的表面活性剂，其活性一般随相对分子质量增加而增加，它可以聚集在乳化液的水界面上，最大限度地降低界面自由能，因而使水滴很容易从“油包水”型的界面膜中解脱出来实现破乳。当乳化液加入含水原油中时，能降低油水界面张力，使表面自由能减少，油膜内小水珠很容易从油包水界面膜解脱出来，合并成大水珠沉降出来。(2)反相乳化作用：“油包水”型乳化液是原油中憎水的乳化剂形成的，如环烷酸、沥青质等。采用亲水的破乳剂可以将“油包水”型的乳化液改变成“水包油”型的乳化液，借乳化液的转化过程及“水包油”型乳化液的不稳定性可以实现破乳。有些破乳剂可以促使油包水转相形成水包油，水在外面碰撞很容易聚集合并成大水滴沉降下来。(3)反离子作用：在石油乳化剂中呈分散相的细水滴几乎总是带负电荷，并在自己表面吸附正离子，因而石油乳化液相应的带有负电荷。因为所带电荷相同，分散相的粒子互相排斥，这使他们不能汇合成更大的聚合体，因而保持乳化液的稳定性。向乳化液中加入电解质后，使离子发生根本改变，乳化液的离子开始吸附符号相反的电解质离子，这样一来，带电荷的分散相吸附电解质阴离子，阴离子自然会把这种颗粒上的正电荷中和，结果消除电荷，同时也消除了稳定性。乳化液的颗粒开始合并成大液滴，最后油水分层达到破乳的作用。形成“油包水“型乳化液的重要原因是阴离子的乳化剂存在，加入阴离子形的表面活性剂后，使阴阳离子结合，阴离子失去表面活性，从而达到破乳的目的。(4)“润湿”和“渗透”作用：表面活性剂有一种很强的“润湿”和“渗透”作用，能穿过“油包水”型乳化液的界面而与水亲合，达到破乳的作用。1.2.4新型破乳剂和破乳方法国内外科研工作者在进行化学破乳剂研究的同时，也力图开辟非化学破乳剂的领地，现在研究的新型非化学破乳剂和破乳方法主要有：1)生物破乳剂。生物破乳剂具有独特的结构和功能，且易降解，对环境污染少，很可能成为破乳剂的升级换代产品，但由于成本高，目前还无法推出。2)微胶囊破乳剂。微胶囊的壳是一种凝胶，并用有效数量的螯合剂加以稳定，将破乳剂置于胶囊中，在高浓度盐水和碱金属存在下，可以延长破乳剂的释放时间，达到长时间破乳的目的。3)声化学破乳。其原理是将声波能量辐射到原油乳液中，使之产生一系列的超声效应(搅拌、空化等)，从而破坏油水相之间的膜，起到破乳脱水的作用。4)微波辐射破乳。其原理是由里向外加热，极子旋转和离子传导。但由于微波设备难以推广，所以目前仅限于实验研究。5)超声波原油脱水。早在20世纪50-60年代，前苏联和美国开始研究该方法，中国60年代开始研究。其特点是能耗低，对原油无污染，为特种乳化油脱水提供了有效的途径。除以上方法外，还有电泳法破乳、振动破乳、电磁场在破乳中的作用、电声波在破乳中的应用和膜分离技术破乳等。1.3电脱盐工艺参数范围的理论分析1.3.1破乳剂用量加入破乳剂的目的是替代和削弱水滴的乳化液膜，减小它们的表面张力，从而破坏包围水滴的乳化膜，并防止洗涤水滴的外面形成乳化膜。相对而言，破乳剂本身也是一种乳化剂，所以使用时还要注意防止形成新的、或更牢固的乳化层。破乳剂的类型和用量与原油类型有关，一般处理效果与下列条件有关：原油类型有关（含蜡量及表面活性含量）；破乳剂类型及加入量；在罐中的停留时间；注入点的位置等。通常混合时间稍长效果更佳，所以注入点都在原油脱水系统的上游加入，一般是在一级原油泵的入口前将破乳剂加入到原油中去。对不同油田的不同性质的原油宜选用与之相适应的破乳剂。破乳剂的评选在实验室内完成，用量通常为几十个PPM。1.3.2注水量Howe-Baker公司认为[6]重质原油脱盐困难主要是因为原油中含有大量结晶盐，需采用静态混合器并增大混合强度和增加注水量才有效果。其实注入洗涤水的主要作用是溶解原油中的无机盐及部分有机物，随着洗涤水的脱除而脱除盐分，原油中增加注水量可以提高水滴间的凝聚力，以利于水滴聚结。然而当注入洗涤水量超过10%就不会增大太多，相反，会引起脱水不及时，水位上升，影响正常供电，甚至将水带入后续装置，造成憋压及冲塔等事故的发生。而且注水量增大也不利于降低能耗。参考国外加工重质原油数据注水可达10%，而不是国内比较保守的5%-8%。在实验中也验证了大水量注水效果较好。确定为一二级注水5%，主要脱除易溶于水的盐，三级注水10%，主要脱除不易溶于水的结晶盐类。1.3.3温度操作温度是原油脱水脱盐过程中的主要参数[7],影响着过程的大部分操作参数,具体如下:1）对水滴聚结和分散的影响因液体粘度与温度有下式的关系:(1-2)由上式1-2可知,随着温度T的提高,原油粘度下降(A、B为常数),因而减小了对水滴运动的阻力,加快了水滴的运动速度。同时降低了油水界面张力,促使水滴热膨胀,减弱了乳化膜强度,从而减小了水滴聚结阻力。但由于油水界面张力的降低,也增加了电分散作用。2）对水滴沉降的影响从斯托克斯定律（1-1）可知,水滴沉降速度与水滴直径的平方和油水密度差的一次方成正比,与原油粘度成反比。但原油温度升高时,由电分散所决定的临界水滴直径却随温度升高,界面张力降低而减小,导致水滴平均沉降速度的降低。综合上述各点，操作温度应选在低于某一水溶解度指标的温度，而高于使原油粘度足够小的有效脱盐脱水的温度范围内，一般可从60摄氏度到140摄氏度，过高或过低都不利于操作和油水的分离。1.3.4操作压力操作压力要不超过电脱盐罐的设计压力，它主要是影响实际操作和油品品质。脱盐罐需在一定压力下进行操作，以避免原油中的轻组分汽化，引起油层搅动，影响水的沉降分离。操作压力的大小视原油中轻馏分含量和加热温度而定，从理论上讲[8]，脱盐罐操作压力应比预期最高脱盐温度下的油水饱和蒸气压高出0.10-0.35MPa，以防止原油在操作温度下汽化。提高脱盐罐的操作压力受一级脱盐罐的设计压力以及罐区原油泵杨程的限制，而更换耐压较高的脱盐罐则投资较大。因此要在脱盐罐设计允许压力的有限空间内对脱盐罐操作压力进行调整优化。1.3.5电场强度电场强度是影响电脱盐效率的一个主要的工艺参数[9]。每一种原油都有与其相适应的脱盐电场强度，过高或过低都会使脱盐效率降低。在原油质量稳定的情况下，8KV的电场强度足以满足生产需要，但是，当原油质量波动大时，它就不满足要求了。如果原油在电场中停留时间一定，提高电场强度有利于脱盐率的提高。因此在实际生产中可根据原油含盐情况，适当调节电压使电场强度增强，以此来满足生产的要求。按经验可知，在脱盐器中一般原油的击穿电压约在40KV，所以脱盐电压不应超过此值。随操作温度和压力的升高，原油导电性增大，直到电压超过40KV这一点时，表现出绝缘失败，即发生电击穿现象。加入了化学药剂的原油的导电性要比未加时高。电场强度过高还易引起电分散，不利于水滴的聚结分离。可见，在能够满足工艺生产要求的条件下，即只要能够达到分离指标的要求，电场强度（表现为电压）不宜过高，尤其不可超过这个临界电压，否则会给分离和操作带来不便。1.3.6混合强度原油含盐的脱除程度，在很大程度上取决于原油与洗涤水和破乳剂的混合程度。为了达到深度脱盐的目的，要求原油与洗涤水充分地混合，以保证新鲜水滴与原油中的盐水滴充分接触。但过于强烈的混合又会产生不易破坏的乳化液。因此需用能调节的油水混合器一一混合阀和静态混合器，以便在各种情况下均能得到最佳的混合作用。混合器两端的压力降△P是注水在原油中分散程度的标志，所以用改变这个压力降来调节混合强度，△P最适当的混合强度是既达到希望的混合程度重乳化。通过调节混合阀与静态混合器的压降大小来调节混合强度，压降越大，混合得越强烈。1.3.7停留时间油水分离主要是靠两相密度差别来实现。而分离速度即分离时间在任何设计和应用体系中都要起重要作用。水滴平均半径为10微米。在1100F下，10微米颗粒沉降速度是0.0699ft/hr，同样的颗粒在1500F时的沉降速度是0.1486ft/hr，如果得到的微粒半径为100微米，则在1100F下沉降速度为6.992ft/hr，是10微米时的100倍，是1500F下10微米水滴半径的沉降速度的47倍。综上所述，由于升温所带来的原油损失及操作上的不便，所以最适用的方法是增大水滴粒径。最有效的分离系统应是加热、加入化学添加剂破乳剂、缩短分离时间以提高分离工作效率，以及采用引起小水滴聚结成大水滴的方法。目前最有效的工艺过程就是利用高压电场静电聚结的办法。原油在电场中的停留时间则通过调节原油流量大小来控制。较小的流量会造成较大的停留时间，流量大则停留时间较短。水滴直径是控制水滴沉降速率的重要因素。水滴直径一点小小的增加会在沉降速率上产生一个较大的提高，因为沉降速率与水滴直径的平方成正比。增加原油在系统中的停留时间，使小水滴在脱盐器中有足够的时间和机会碰撞，聚结成大水滴，对脱盐效果很重要。但是停留时间也不宜过长，一是影响装置的处理能力，二是在强电场停留过久会导致电分散，影响油水的分离。1.4研究目的及方法随着原油中盐含量越来越高，对于原油电脱盐研究较为成熟，破乳剂也开发不少。本试验通过对已有的破乳剂进行筛选，评选出对塔河油田电脱盐效果最好的破乳剂，并对影响破乳剂脱盐效果的因素进行研究。因此，开展塔河原油电脱盐破乳剂评选及影响因素实验研究，对加工塔河原油具有重要意义。主要目的是通过实验筛选出破乳效果好的破乳剂，并且通过优化电脱盐操作参数，使脱后原油盐含量不大于3mg/l，给塔河原油电脱盐操作条件的优化提供依据。此次课题主要针对各种破乳剂和电脱盐工艺进行研究，研究方法如下：1）查阅各种资料，了解破乳剂，原油特性，电脱盐特性及注意事项等；2）根据所查资料，进行实验准备；3）测定不同破乳剂在各种原油中的电脱盐后含盐量、含水量来筛选出一种性能较好的破乳剂；4）比较不同因素对这种破乳剂的影响，找出电脱盐的最佳条件。2塔河原油电脱盐破乳剂的筛选2.1研究方案的确定（1）塔河油田原油电脱盐难度大，要求脱后盐含量不大于3mg/L。整个操作系统需要加入的物质几乎不含杂质盐类。（2）实验装置应操作简单、连贯。（3）选用17种破乳剂，可以通过不同破乳剂在低温评价后原油含水量、出水速率来评价筛选出几种性能较好的破乳剂，再用这几种破乳剂在高温评价后原油盐含量，筛选出一种效果最好的破乳剂，再进行后面的实验，减小工作量。（4）通过上述电脱盐工艺参数的理论分析，在实验条件允许的情况下，选择破乳剂用量、注水量、加电场温度和电场强度几个因素进行单因素分析，从而找到原油电脱盐的最佳条件。（5）原油含盐量的测定参照SY/T0536—2008，原油含水量的测定参照GB/T8929—2006。2.2实验准备2.2.1实验仪器KY-4微机盐含量测定仪，姜堰市科苑电子仪器有限公司，如图：YS-3电脱盐实验仪，洛阳市双阳仪器有限公司，如图：JB50-D型增力电动搅拌机，上海标本模型厂制造；10ml量筒1个，胶头滴管，2ml移液管2支，1ml移液管1支，电子天平一台，铁架台一台，250ml容量瓶1个，试瓶若干，水浴锅一台，离心机一台，振荡机一台。2.2.2实验药品原油样品，取自加工塔河重质原油的某炼油厂；冰醋酸（优级纯），上海试剂一厂；95%的乙醇（分析纯）、二甲苯（分析纯），成都市科龙化工试剂厂。2.3实验原理向原油里注入一定量的蒸馏水，搅拌均匀，使原油里的无机盐充分溶解到水中，形成W/O型乳状液，加入高效破乳剂，降低W/O型乳状液的界面膜稳定性，利用电场力的偶极力和电泳力促使水滴聚并，借助高温来降低原油粘度，增加油水密度差，最终在重力的作用下达到脱水脱盐的目的[10]。2.4实验方法实验方法如下：=1\*GB3①取四支管分别称取原油50g，分别加入一定量的纯水，分别加入一定量的破乳剂，混合一定时间，放入YS-3电脱盐试验仪，设定试验仪条件，进行脱盐，重复进行三次脱盐。②脱盐完毕至油品冷却，用小勺搅拌均匀油品，称取0.8-1.2g油品于小试管中，称取完毕，将试管放在水浴中恒温在80摄氏度，加入1.5ml二甲苯和2.0ml乙醇-水1:1混合液进行萃取。将试管振荡充分，静置一会儿将试管放入离心机中使油水充分分离。使用KY-4微机盐含量测定仪，开机后让机器先工作1分钟，然后调到平衡档测定偏压，然后换到工作档，将电阻调到1K，测量单位氯化钠，取30ul标样进行校正，调整峰型到最好，然后各取30ul进行测定得到电脱盐后含盐量。③因为破乳剂用量、加电场温度、注水量和电场强度这4个因素是影响电脱盐效果的主要因素，混合时间和停留时间是次要因素，所以确定混合时间和停留时间来寻找其它4个主要因数的最佳值。结合实际情况，混合时间定为5min，破乳温度定为80℃，破乳停留时间定为40min,加电场停留时间定为1h，进行三级电脱盐。2.5塔河原油破乳剂的筛选2.5.1破乳剂的低温评选评选方法：用100mL具塞量筒量取原油60ml，加入10ml水，加入破乳剂80ug/g，放置于80℃恒温水浴中恒温20min，取出具塞量筒手工振荡100次，将具塞量筒放入恒温水浴中，每隔10min记录具塞量筒的出水量[11]。结果如表2.1和图2.1：表2.1破乳剂低温评选脱水结果破乳剂型号脱出水量/mL脱出水质10min20min30min40minT-101微量1.53.55.0浊T-102微量1.52.04.0浊T-103微量1.03.04.5浊T-1040.52.04.05.0清T-105微量1.02.53.5清WDP20微量2.04.0清WDP1100.53.05.0浊WDP140.52.05.07.0清WS302.04.05.0清WS200.53.04.5浊巴斯夫0.53.57.09.0清WS7微量2.03.56.0清续表2.1破乳剂型号脱出水量/mL脱出水质10min20min30min40minDK0201.53.05.0浊DK0301.02.55.5清DK0901.02.05.0浊巴斯夫L101微量2.55.07.0浊巴斯夫L6201.02.03.5清图2.1破乳剂低温评选脱水结果由表2.1和图2.1可知，静置10min、20min时，大部分脱出水量都很少，甚至没有，表明该原油破乳非常困难。相比较而言，破乳剂巴斯夫、WS7、巴斯夫L101、WDP14的破乳效果较好，脱水速度及脱水率都较高，最终巴斯夫脱水量为9ml，WS7脱水量为6ml，巴斯夫L101脱水量为7ml，WDP14脱水量为7ml。但巴斯夫L101的脱出水质不好，较浑浊。为了进一步准确的筛选出破乳效果最好的破乳剂，下一步就是用上述四种破乳剂进行高温筛选。2.5.2破乳剂的高温评选实验条件[12]：三级脱盐，称取原油50g，恒温130℃，注水10%，破乳剂注入量80ug/g，混合强度5min，破乳温度80℃，破乳停留时间40min,强电场800V/cm，加电场停留时间1小时。结果如表2.2和图2.2.1,图2.2.2：表2.2破乳剂高温评选脱盐结果破乳剂原油脱后含盐量（mg/l）原油脱后含水量（%）巴斯夫L10114.300.24WDP1419.700.46巴斯夫9.300.10WS715.900.21图2.2.1原油脱后含盐量图2.2.2原油脱后含水量从表2.2和图2.2.1，图2.2.2可以看出破乳剂巴斯夫脱盐率最高，原油脱后含盐量为9.3mg/l，脱后含水量为0.1%，相比其他几种，对塔河原油的破乳效果更佳。破乳剂巴斯夫系列是从德国巴斯夫公司进口的油溶性的破乳剂，是以甲醛树脂为起始剂，EO/PO嵌段共聚物聚醚类破乳剂，巴斯夫是合成代数最高，分子量最大的一个破乳剂。一般来讲，破乳剂的分子量越大，其破乳效果越好，实验结果也证明了这一点。综上所述，选择巴斯夫为原油的破乳剂。3塔河原油破乳剂影响因素实验研究3.1具体实验方法选择破乳效果最好的破乳剂巴斯夫为以下试验的破乳剂，单独变化破乳剂的投加量、注水量、加电场温度和电场强度进行试验，测得原油脱后含水量和含盐量，然后画图来确定最佳条件范围，从而确定原油电脱盐的最佳条件。3.2实验结果的记录和分析处理3.2.1破乳剂用量对电脱盐后含盐含水量的影响试验条件：原油50g左右，加入一定量的破乳剂，注水量10%，混合器时间5min,破乳温度80℃，破乳停留时间40min,加电场温度130℃，电场强度800V/cm，加电场停留时间1小时，三级电脱盐后分析原油脱后含盐含水量。结果见表2.3和图2.3。表2.3破乳剂用量的影响破乳剂用量（ug/g）1030507090110130150原油脱后含水量（%）0.850.810.730.610.520.580.640.68原油脱后含盐量（mg/l）13.2611.8510.339.128.219.5410.4811.59图2.3破乳剂用量的影响分析图2.3可知，随着破乳剂用量的增加，原油脱后含盐量、含水量都先减少后增大，破乳剂用量在70-90ug/g之间时，原油脱后含盐量、含水量达到最低值。这是因为在破乳剂加量小于90ug/g时，随着其量的增加，原油乳状液的稳定性减小，破乳效果越来越好，油水更容易分离，所以原油脱后含盐量、含水量均逐渐减小。但是，当破乳剂用量超过90ug/g时，原油含盐量、含水量反而成上升趋势，这是由于破乳剂过多，会形成新的乳状液，从而影响油水的分离。因此，确定破乳剂最佳用量在70-90ug/g之间。3.2.2注水量对电脱盐后含盐含水量的影响条件：原油50g左右，注入破乳剂90ug/g，注入系列蒸馏水，混合器时间5min,破乳温度80℃，破乳剂停留时间40min,加电场温度130℃；电场强度800V/cm；混合，加电场l小时，分析原油脱后含盐含水。结果看表2.4和图2.4:表2.4注水量的影响注水量（%）4681012141618原油脱后含水量（%）0.140.220.300.340.430.580.700.81原油脱后含盐量（mg/l）11.979.357.556.496.166.887.759.15图2.4注水量的影响分析图2.4可知，注水量从4%增加到18%时，原油脱后含水量逐渐上升，这是因为当注入的水量增加后，电脱盐后余留在原油中的水分就相应的增加。原油脱后含盐量逐渐减少，在注水量大于10%时较小，这是因为注入的新鲜水溶解了油中的无机盐和稀释了盐溶液，从而使原油中的盐随着水的脱出而去除。但是，当注水量大于12%时，原油因含水太多而形成新的乳状液，脱出水量减少，含盐量反而增大。所以，最适宜的注水量在10%-12%之间。3.2.3电场温度对电脱盐后含盐含水量的影响实验条件：原油50g左右，注破乳剂90ug/g，注水12%，混合器时间5min，破乳剂温度80℃，时间40min,在系列电场温度下，电场强度800V/cm，加电场l小时，试验结果见表2.5和图2.5：表2.5温度的影响温度（℃）90100110120130140原油脱后含水量（%）0.610.520.450.360.290.26原油脱后含盐量（mg/l）14.9410.938.617.426.215.45图2.5温度的影响由图2.5可知，随着加电场温度的增加，原油脱后含盐量、含水量都减少。这是因为温度升高，原油粘度降低，油水密度差增大，油水界面张力减小，水滴热运动增强，乳化剂在油中的溶解度增加，这些都有利于原油中乳化液滴的聚结和脱盐脱水。但是，结合经济考虑，温度越高，能耗越大，成本越高。综上所述，确定适宜的温度在130~140℃之间。3.2.4电场强度对电脱盐后含盐含水量的影响试验方法：取原油50g左右，破乳剂90ug/g，注水量12%，混合器时间5min,破乳剂温度80℃，停留时间40min,加电场温度140℃，在系列电场强度下，加电场停留时间1小时，三级电脱盐。实验结果见表2.6和图2.6。表2.6电场强度的影响电场强度（V/cm）400600800100012001400原油脱后含水量（%）0.640.510.470.320.280.24原油脱后含盐量（mg/l）15.3113.4511.5610.119.228.43图2.6电场强度的影响从实验观察到，电场对原油破乳脱盐脱水有明显作用，加上适当电压时，原油中悬浮的微小水滴迅速聚结下沉。电场强度增大时，微小水滴的聚结作用增强，同时大水滴间的分散作用也增大，所以，脱盐电场要考虑几方面的相互作用。原油电场强度强烈影响原油中水滴的聚结速度以及变压器的容量和脱盐电耗，根据试验数据及有关因素，电场选在1000-1200V/cm之间。3.2.5影响因素分析的正交试验为了得到最佳操作条件及影响因素的主次关系，我们在影响因素最佳范围内进行正交试验，得到最优值。设破乳剂用量（ug/g）为A因素，加电场温度（℃）为B因素，注水量（%）为C因素，电场强度（V/cm）为D因素。在上面的试验中，我们发现，在影响因素最佳范围内，原油脱后含水量大部分都达标，所以在正交试验中我们只以原油脱后含盐量为指标，正交因素水平表如表2.7所示：表2.7正交因素水平表因因素水平ABCD170130101000280135111100390140121200表2.8正交试验结果与分析试验号ABCD原油脱后含盐量（mg/l）1234567897013010100070135111100701401212008013011120080135121000801401011009013012110090135101200901401110009.218.637.408.048.187.617.918.397.82T1T2T325.2425.1625.2125.2223.8325.2024.5024.1524.1322.8423.4923.8673.20m1m2m38.413338.386678.403338.416677.943338.400008.166678.040008.043337.613337.830007.94333R0.470.7870.5730.47因为表2.8中的极值R是反应同一个因素在不同水平下的波动情况，如果R值越大，说明该因素对处理效果的影响越大，相反，R值越小，说明该因素对处理效果的影响越小。从上表可知，R(B)＞R(C)＞R(A)=R(D),说明B因素在不同水平下对处理效果影响最大，所以是电脱盐的主因素。影响因素大小顺序为B>C>A=D，即：加电