油田破乳剂的开发及应用.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑副标题,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,谢谢！,油田破乳剂的开发及应用,技术交流报告,一、原油乳状液,二、破乳剂的种类及结构,三、化学破乳机理,四、破乳剂评价方法及优选规律,五、国内外发展概况及研究方向,六、几种典型破乳剂的制备方法,七、国内外产业状况,主 要 内 容,一、原油乳状液,存在着互不相溶的两相（水和油相）,存在至少一种乳化剂（表面活性剂）,具备强烈的搅拌条件（增加体系能量）,一、原油乳状液,“,相体积”理论,74.02%(,均匀,),(,非球形,),(,不均匀,),水相体积,26%,，,W/O,型,水相体积,74%,，,O/W,型,一、原油乳状液,“,聚结速度”理论,1957,年,Davies,定量理论,油、水、乳化剂,水滴的聚结速度,油滴的聚结速度，则形成,O/W,型乳状液,两相聚结速度相近，则体积分数大的相将构成外相,一、原油乳状液,“,定向锲”理论,1917,年,Harkins,乳化剂分子在油,水界面处发生单分子层吸附时，极性端伸向水相，非极性端则伸入油相,。,乳化剂比成两头大小不同的“楔子”截面小的一头总是指向分散相，截面大的一头总是伸向分散介质,一、原油乳状液,分散在油相中的固体，如高熔点微晶蜡、含钙质粘土等,解于原油中的环烷酸、脂肪酸的皂类,分散在原油中的胶质、沥青质,溶解在水中的盐类,原油中的天然乳化剂,一、原油乳状液,物理性质,含水量在,10%,左右时，颜色与纯原油接近，随含水量上升，呈现棕红色，当含水量达到,30%50%,时，呈深棕色,当含水率上升到,50%70%,时，粘度达到峰值,凝固点也随含水率的上升而有所提高,颜色,密度,粘度,凝固点,“老化”,电泳,一、原油乳状液,影响原油乳状液稳定的因素,界面张力,界面膜强度,扩散双电层,固体粉末,温度,无机盐,pH,值,一、原油乳状液,原油乳状液的危害,增大了液流的体积，降低了设备和管道的有效利用率；,增加了输送过程中的动力消耗；,增加了升温过程的燃料消耗；,引起金属管道、设备的结垢和腐蚀；,对炼油厂加工过程的影响,一、原油乳状液,-,脱水方法,(1),增大水珠粒径的方法,添加化学破乳剂，降低乳状液的稳定性；,采用高压电场处理,W/O,型乳状液；,利用亲水憎油固体材料使乳状液的水珠在其表面润湿聚结。,(2),增大水、油密度差的方法,向原油乳状液中掺入轻质油，降低原油的密度；,选择合适温度，使油水密度向着有利于增大密度差的方向变化；,在油气分离过程中降低压力，使原油中少量的气泡膨胀，密度降低；,(3),降低原油粘度的方法,掺入低粘轻质油稀释原油；,加热以降低原油乳状液的粘度。,沉降分离,一、原油乳状液,-,脱水方法,变形、聚结而形成大水滴,水是导体，油是绝缘体,电脱水法,一、原油乳状液,-,脱水方法,即在加热、投入破乳剂的同时，使乳状液从一种强亲水物质,(,如脱脂木材、陶瓷、特制金属环、玻璃球等,),的缝隙间流过。,当乳状液,(W/O),中的水滴与这种强亲水物质碰撞时，水滴极易将这些物质润湿，并吸附在其表面，水滴相互聚结，由小水滴聚结成大水滴,(,也叫粗粒化,),，最后沉降脱离出来。,润湿聚结脱水法,一、原油乳状液,-,脱水方法,二、破乳剂种类和结构,较强的表面活性；,良好的润湿性；,足够的絮凝能力；,优良的聚结能力,理想的破乳剂,二、破乳剂种类和结构,亲水基与亲油基必须平衡；,最好有,2,个或,2,个以上的亲水基；,苯基上有烃基和亲水基，则它们最好处于邻位或间位,破乳剂的分子结构二、破乳剂种类和结构,低分子破乳剂,(M20%),，一般应选用油溶性破乳剂；,选择低温破乳剂，应选择亲水基较小的破乳剂；,当脱出水易结垢时，可以采用,AP,型、,AE,型破乳剂；,选用破乳剂,一般规律,五、国内外发展概况及研究方向,时间,所需浓度，,mg/L,化学破乳剂,特点,20,世纪,20,年代,1000,烧碱、普通皂类、磺酸盐、芳基或烷基磺酸盐、土耳其红油、磺化蓖麻油,用量大，效果差，,易受电解质影响,20,世纪,30,年代初,1000,石油磺酸盐、磺酸钠皂、,氧化蓖麻油、磺化琥珀酸酯,1935,年以后,100500,脂肪酸、脂肪醇、烷基酚的聚氧乙烯醚,耐酸、碱、盐，,原油脱水效果明显提高，,用量大幅度减少,1950,年以后,100,氧化乙烯,/,氧化丙烯共聚物、对烷基苯酚甲醛树脂的氧化乙烯,/,氧化丙烯嵌段共聚物及其改性产物,1965,年以后,3050,胺的聚氧乙烯化合物,分子量高，,破乳效果好，用量低,20,世纪,7090,年代至今,1030,烷基聚氧乙烯酯、环状对烷基酚醛树脂等,五、国内外发展概况及研究方向,五、国内外发展概况及研究方向,聚醚的改性产物；,聚磷酸酯；,丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯与聚氧丙烯、聚氧乙烯酸酯的共聚物；,高极性有机氨衍生物；,阳离子酰胺化合物；,疏水缔合的三聚物；,纳米改性破乳剂；,各种复配型产品,五、国内外发展概况及研究方向,非离子的聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚合物的,改性,改头、换尾、加骨、扩链、接枝、交联、复配,五、国内外发展概况及研究方向,改头,酚类起始剂,胺、醇类起始剂,糖类起始剂,哌嗪类起始剂,咪唑啉类起始剂,酰化多胺类起始剂,树枝状起始剂,五、国内外发展概况及研究方向,换尾,用松香酸、硫酸等作封尾剂对聚醚类破乳剂进行酯化改性；,或采用乙酸酐、苯甲酰氯和系列羧酸对聚醚类破乳剂进行酯化；,用马来酸酐和胺反应得到的聚合物或者用马来酸酐对聚醚进行酯化改性,对聚合物的端基进行酯化，增大分子量,五、国内外发展概况及研究方向,加骨,在破乳剂分子中加入新的骨架而生成的一种新的破乳剂,如：,以正丁醇为起始剂，在碱催化下由,PO,、,EO,合成聚氧乙烯聚氧丙烯，然后与,乙氧基聚硅烷,进行反应,五、国内外发展概况及研究方向,扩链,采用适当的化学方法,用双官能团活泼氢化合物作扩链剂，将分子量较低的聚合物连接起来，形成线形分子，使分子量成倍或几十倍地增加。,甲苯二异氰酸酯（,TDI,）,二元羧酸或二聚脂肪酸,2-,丁烯二酸、苯二酸,四丙烯琥珀酸酐等,五、国内外发展概况及研究方向,接枝,利用特殊的化学反应使高分子量链上的某些官能团与其它化合物反应，从而在分子中引入一定分子量或具有特殊官能团的支链，增大分子量或局部改变分子的结构。,如：,将,C3,C20,的二元酸、二元酸酐或二元羧酸酯,(,如马来酸酐或其聚合物,),和多乙烯多胺,(,至少有,2,个,C,和,2,5,个以上的氨基,),进行缩聚反应,五、国内外发展概况及研究方向,交联,用交联剂，将很多高分子交联起来形成分子量更大的超高分子。,如：,采用山梨糖醇、多乙烯多胺或甘油等作起始剂合成聚氧乙烯聚氧丙烯化合物，然后以多元醇或双环化合物作交联剂。,溶解度差。,五、国内外发展概况及研究方向,复配,协同效应,对于含胶质沥青质多、密度大、粘度高的原油，应选用破乳能力强、脱水速度快、油水界面乳化层薄的破乳剂进行复配，破乳剂在结构与类型上相差大，效果较好。,对于含石蜡多、含胶质沥青质少、密度小、较易脱水而脱水后污水较混浊的原油，应选用三段结构的能出清水的破乳剂与另一种脱水速度快，净化油质量好的破乳剂进行复配。,五、国内外发展概况及研究方向,超高分子量破乳剂；,低温高效破乳剂；,聚驱产出液破乳剂，反向破乳剂（污水系统）；,破乳助剂；,研究方向,六、几种典型破乳剂的制备方法,丙二醇起始的聚胺酯破乳剂,六、几种典型破乳剂的制备方法,高碳醇或多乙烯多胺起始的破乳剂,六、几种典型破乳剂的制备方法,酚胺醛树脂起始的破乳剂,六、几种典型破乳剂的制备方法,星型聚合物破乳剂,以乙胺为原料，交替与丙烯酸甲酯和乙二胺进行,Mickeal,加成和酰胺化缩合反应，得到端基分别为,-COOCH,3,和,-NH,2,的聚酰胺,-,胺,六、几种典型破乳剂的制备方法,非聚醚类阳离子有机胺酯破乳剂,七、破乳剂产业状况,钻井用化学品、油气开采用化学品、油气集输用化学剂和水处理用化学剂,钻井用化学品、固井用化学品、完工用化学品、生产用化学品,国内,国外,七、破乳剂产业状况,英国鲍利葛工业有限公司,(Borregaard LignoTech,）、阿库龙（,Aqualon,）、罗地亚（,Rhodia,）、克莱恩（,Clariant,）、巴斯夫（,BASF,）和阿克苏诺贝尔（,Akzo Nobel,）等。,英国石油公司（,BP,）、壳牌（,Shell,）、美孚（,ExxonMobile,）和雪佛龙菲利浦化学公司（,ChevronPhillips,）等,内部采购化,七、破乳剂产业状况,国内石油化学添加剂生产商近,1000,家，产品牌号上千种，其中油田化学品生产商,600,家左右，通过油化产品质量认证中心认证的有,239,家。油田化学品生产商,80%,属于,油田多经企业,淄博建拓石化有限公司,陕西华森高科有限公司,山东滨化集团,西安万德化工,东营市孚科斯石油技术有限公司,.,谢谢！,