第4章 原油凈化

1、1第四章第四章 原油凈化原油凈化 Chapter 4Chapter 4 PurificationPurification of Crudeof Crudeu 原油乳狀液原油乳狀液u 原油熱化學(xué)脫水原油熱化學(xué)脫水u 原油電脫水原油電脫水u 破乳劑的優(yōu)選破乳劑的優(yōu)選u 原油脫水工藝流程原油脫水工藝流程u 原油集輸系統(tǒng)除砂工藝原油集輸系統(tǒng)除砂工藝主要內(nèi)容主要內(nèi)容2u了解原油乳狀液的性質(zhì)和形成條件；了解原油乳狀液的性質(zhì)和形成條件；u掌握熱化學(xué)脫水和電脫水原理、工藝特點(diǎn)及應(yīng)掌握熱化學(xué)脫水和電脫水原理、工藝特點(diǎn)及應(yīng)用要求；用要求；u掌握集輸除砂工藝；掌握集輸除砂工藝；u能正確選用原油脫水方法。能正確選用原

2、油脫水方法?；疽蠡疽蟮谒恼碌谒恼?原油凈化原油凈化3第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 AbstractAbstract原油中的主要雜質(zhì)；原油中的主要雜質(zhì)；原油凈化的必要性；原油凈化的必要性；原油脫水方法。原油脫水方法。4一、原油中的主要雜質(zhì)一、原油中的主要雜質(zhì)v水；水；v鹽類，如氯化物（氯化鉀、氯化鈉、氯化鎂、氯化鹽類，如氯化物（氯化鉀、氯化鈉、氯化鎂、氯化鈣）、硫酸鹽、碳酸鹽等；鈣）、硫酸鹽、碳酸鹽等；v泥沙等固體雜質(zhì)。泥沙等固體雜質(zhì)。第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 AbstractAbstract5二、原油凈化的必要性二、原油凈化的必要性u 原油中含水、含鹽、含泥砂等雜質(zhì)會給原油的集輸、原油中含水、

3、含鹽、含泥砂等雜質(zhì)會給原油的集輸、處理處理和煉制帶來很多問題，主要是：和煉制帶來很多問題，主要是：l增大了流量，降低了設(shè)備和管路的有效利用率增大了流量，降低了設(shè)備和管路的有效利用率; ;l增加了動力消耗和燃料消耗增加了動力消耗和燃料消耗; ;l引起金屬管路和設(shè)備的結(jié)垢與腐蝕；引起金屬管路和設(shè)備的結(jié)垢與腐蝕；l原油中泥砂等固體雜質(zhì)會使泵、管路和其它設(shè)備產(chǎn)生激原油中泥砂等固體雜質(zhì)會使泵、管路和其它設(shè)備產(chǎn)生激烈的機(jī)械磨損烈的機(jī)械磨損; ;l影響煉制工作的正常進(jìn)行。影響煉制工作的正常進(jìn)行。u 由于上述原因，必須在油田上及時地對含水、含鹽、含機(jī)由于上述原因，必須在油田上及時地對含水、含鹽、含機(jī)械雜質(zhì)的原

4、油進(jìn)行凈化處理，使之成為合格的商品原油出礦。械雜質(zhì)的原油進(jìn)行凈化處理，使之成為合格的商品原油出礦。第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 AbstractAbstract6污水污水水質(zhì)水質(zhì)出路出路l常規(guī)水處理技術(shù)常規(guī)水處理技術(shù)l含聚水處理技術(shù)含聚水處理技術(shù)l高腐蝕性污水處理技術(shù)高腐蝕性污水處理技術(shù) l低滲透油田采出水精細(xì)低滲透油田采出水精細(xì)過濾技術(shù)過濾技術(shù) l稠油采出水處理后回用稠油采出水處理后回用鍋爐技術(shù)鍋爐技術(shù) l采出水達(dá)標(biāo)外排技術(shù)采出水達(dá)標(biāo)外排技術(shù)l水質(zhì)穩(wěn)定技術(shù)水質(zhì)穩(wěn)定技術(shù)第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 AbstractAbstract7三、原油脫水方法三、原油脫水方法沉降脫水；沉降脫水；熱化學(xué)脫水；熱化學(xué)脫水

5、；原油電脫水；原油電脫水；潤濕聚結(jié)破乳脫水。潤濕聚結(jié)破乳脫水。第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 AbstractAbstract8 斯托克斯（斯托克斯（StokesStokes）定律描述了沉降分離的基）定律描述了沉降分離的基本規(guī)律：本規(guī)律：oow2w8 . 1)(du 沉降速度與原油中水滴直徑的平方成正比；與水、沉降速度與原油中水滴直徑的平方成正比；與水、油密度差成正比；與原油的粘度成反比。油密度差成正比；與原油的粘度成反比。第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 AbstractAbstract9第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 Abstract 以該公式為指導(dǎo)，人們研究出如下提高油水以該公式為指導(dǎo)，人們研究出如下提高油水分離

6、效率的方法：分離效率的方法： （1 1）增大水滴直徑的方法。）增大水滴直徑的方法。如：如：添加化學(xué)破乳劑，降低乳狀液的穩(wěn)定性；添加化學(xué)破乳劑，降低乳狀液的穩(wěn)定性；采用高壓電場處理油包水型（采用高壓電場處理油包水型（W/OW/O）乳狀液；）乳狀液；利用電磁場對利用電磁場對W/OW/O型乳狀液進(jìn)行交變振蕩破乳；型乳狀液進(jìn)行交變振蕩破乳；利用親水憎油固體材料使利用親水憎油固體材料使W/OW/O型乳狀液的水滴在型乳狀液的水滴在其表面潤濕。其表面潤濕。10 （2 2）擴(kuò)大水、油密度差的方法。）擴(kuò)大水、油密度差的方法。如選擇合適的溫度，如選擇合適的溫度，使油、水密度差增大；在油氣分離過程中，降低壓使油、水

7、密度差增大；在油氣分離過程中，降低壓力，使原油中少量的氣泡膨脹，密度降低。力，使原油中少量的氣泡膨脹，密度降低。 （3 3）降低原油粘度的方法。）降低原油粘度的方法。如采用加熱的方法，以如采用加熱的方法，以降低原油粘度；降低原油粘度； （4 4）采用旋流分離器，提高油水分離速度。）采用旋流分離器，提高油水分離速度。 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 AbstractAbstractoow2w8 . 1)(du11 熱化學(xué)脫水是在一定條件下向原油乳狀液中熱化學(xué)脫水是在一定條件下向原油乳狀液中添加化學(xué)添加化學(xué)破乳劑，使其到達(dá)原油乳狀液的油水界破乳劑，使其到達(dá)原油乳狀液的油水界面上，降低界面張力，破壞油水的乳

8、化狀態(tài)，破面上，降低界面張力，破壞油水的乳化狀態(tài)，破乳后的水珠相互聚結(jié)并沉降分離。乳后的水珠相互聚結(jié)并沉降分離。熱化學(xué)脫水是熱化學(xué)脫水是目前各油田廣泛采用原油脫水方法之一。目前各油田廣泛采用原油脫水方法之一。 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 AbstractAbstract12 原油電脫水是利用原油電脫水是利用高強(qiáng)度電場作用于原油乳狀高強(qiáng)度電場作用于原油乳狀液，使乳狀液的水珠聚結(jié)。通過聚結(jié)，原油中的水液，使乳狀液的水珠聚結(jié)。通過聚結(jié)，原油中的水珠相互合并，粒徑增大，從原油中沉降分離出來。珠相互合并，粒徑增大，從原油中沉降分離出來。電脫水法一般適用低含水量的原油脫水。電脫水法一般適用低含水量的原油脫水。

9、 用于電脫水的電源有交流電、直流電、交直流用于電脫水的電源有交流電、直流電、交直流電和脈沖供電等。電和脈沖供電等。 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 AbstractAbstract13原油電脫水的基本原理原油電脫水的基本原理 原油乳化液在原油乳化液在高壓電場高壓電場作用下作用下, ,乳化液中兩端帶有不乳化液中兩端帶有不同極性電荷的水珠在電場力的作用下被拉長變形發(fā)生偶同極性電荷的水珠在電場力的作用下被拉長變形發(fā)生偶極聚結(jié)、電泳聚結(jié)、極聚結(jié)、電泳聚結(jié)、振蕩聚結(jié)而振蕩聚結(jié)而相互碰撞合并，粒徑變相互碰撞合并，粒徑變大，并最終通過重力作用從原油中分離出來。大，并最終通過重力作用從原油中分離出來。第一節(jié)第一節(jié) 概

10、述概述 Abstract14v在交流電場中主要是使乳狀液的水珠振蕩聚結(jié)和偶極聚結(jié)在交流電場中主要是使乳狀液的水珠振蕩聚結(jié)和偶極聚結(jié)；v在直流電場中，除發(fā)生偶極聚結(jié)外，電泳聚結(jié)起主導(dǎo)作用在直流電場中，除發(fā)生偶極聚結(jié)外，電泳聚結(jié)起主導(dǎo)作用；v在交直流二重電場中，上述數(shù)種聚結(jié)都存在；在交直流二重電場中，上述數(shù)種聚結(jié)都存在；v脈沖供電是向電極間斷送電，除促使振蕩聚結(jié)和偶極聚結(jié)脈沖供電是向電極間斷送電，除促使振蕩聚結(jié)和偶極聚結(jié)外，目的在于避免電場中電流的大幅度增長，可平穩(wěn)操作外，目的在于避免電場中電流的大幅度增長，可平穩(wěn)操作和節(jié)約電能。和節(jié)約電能。 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 Abstract15第一節(jié)第一

11、節(jié) 概述概述 Abstract16 潤濕聚結(jié)破乳脫水主要是潤濕聚結(jié)破乳脫水主要是采用一種不易為油采用一種不易為油所潤濕而極易為水所潤濕的固體材料，利用這種所潤濕而極易為水所潤濕的固體材料，利用這種材料的特性使原油中的水珠在固體材料表面上聚材料的特性使原油中的水珠在固體材料表面上聚結(jié)，達(dá)到破乳目的。結(jié)，達(dá)到破乳目的。 潤濕聚結(jié)僅對穩(wěn)定差的潤濕聚結(jié)僅對穩(wěn)定差的W/OW/O型乳狀液的水珠或型乳狀液的水珠或游離水起作用。游離水起作用。第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 AbstractAbstract17 與熱化學(xué)破乳和電法破乳的能力相比較，潤濕聚結(jié)能與熱化學(xué)破乳和電法破乳的能力相比較，潤濕聚結(jié)能力較弱，故一般僅

12、讓其起輔助作用，即將其力較弱，故一般僅讓其起輔助作用，即將其與化學(xué)破乳、與化學(xué)破乳、電破乳結(jié)合在一起使用。電破乳結(jié)合在一起使用。 例如：作為高含水原油兩段脫水的第一段，將化學(xué)破例如：作為高含水原油兩段脫水的第一段，將化學(xué)破乳劑預(yù)先加入含水原油之中，經(jīng)管道流動或節(jié)流攪拌后乳劑預(yù)先加入含水原油之中，經(jīng)管道流動或節(jié)流攪拌后再進(jìn)入聚結(jié)材料填充的設(shè)備進(jìn)行聚結(jié)脫水，使高含水原再進(jìn)入聚結(jié)材料填充的設(shè)備進(jìn)行聚結(jié)脫水，使高含水原油變?yōu)榈秃?，然后再進(jìn)行電脫水，使含水率進(jìn)一油變?yōu)榈秃?，然后再進(jìn)行電脫水，使含水率進(jìn)一步達(dá)到凈化油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。步達(dá)到凈化油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 Abstract18含

13、聚含聚采出水處理技術(shù)采出水處理技術(shù) 聚結(jié)沉降（聚結(jié)沉降（OPSOPS）+ +磁分離（磁分離（CoMagCoMag）處理含聚污水技術(shù)）處理含聚污水技術(shù) 聚結(jié)沉降（聚結(jié)沉降（OPSOPS）+ +磁分離（磁分離（CoMagCoMag）處理含聚污水技術(shù)在勝利油田進(jìn)行中試?。┨幚砗畚鬯夹g(shù)在勝利油田進(jìn)行中試取得成功。在孤五試驗(yàn)期間進(jìn)水平均含油得成功。在孤五試驗(yàn)期間進(jìn)水平均含油380mg/L380mg/L，經(jīng)，經(jīng)OPSOPS處理后含油降到處理后含油降到58mg/L58mg/L，去，去除率為除率為84.784.7，再經(jīng)，再經(jīng)CoMagCoMag處理后含油降至處理后含油降至5mg/L5mg/L、懸浮物降至、

14、懸浮物降至6.5mg/L6.5mg/L，OPSOPS加加CoMagCoMag磁分離技術(shù)在含聚水處理試驗(yàn)中也取得初步成果，引出了除油與除懸浮物有磁分離技術(shù)在含聚水處理試驗(yàn)中也取得初步成果，引出了除油與除懸浮物有機(jī)結(jié)合的新工藝，目前正在機(jī)結(jié)合的新工藝，目前正在坨一站進(jìn)行坨一站進(jìn)行5000m3/d5000m3/d擴(kuò)大性工業(yè)試驗(yàn)擴(kuò)大性工業(yè)試驗(yàn)。磁粉磁粉聚合鋁聚合鋁 聚合物聚合物混合罐混合罐來水來水污泥處理污泥處理澄清罐澄清罐循環(huán)循環(huán)第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 Abstract19 近年來，出現(xiàn)原油聲波、超聲波和微波破乳脫水新近年來，出現(xiàn)原油聲波、超聲波和微波破乳脫水新技術(shù)，并正在商業(yè)化。技術(shù)，并正在商業(yè)化

15、。 與傳統(tǒng)的熱化學(xué)、電脫水相比：與傳統(tǒng)的熱化學(xué)、電脫水相比：u聲波可加速水珠聚結(jié)，提高原油脫水效率；聲波可加速水珠聚結(jié)，提高原油脫水效率；u超聲波可降低能耗和減少破乳劑用量；超聲波可降低能耗和減少破乳劑用量；u微波在降低乳狀液穩(wěn)定性的同時，還可加熱乳狀液，進(jìn)一微波在降低乳狀液穩(wěn)定性的同時，還可加熱乳狀液，進(jìn)一步促進(jìn)水滴的聚結(jié)，在解決我國東部老油田因三次采油等步促進(jìn)水滴的聚結(jié)，在解決我國東部老油田因三次采油等引起的原油性質(zhì)復(fù)雜的深度脫水問題方面具有很好的應(yīng)用引起的原油性質(zhì)復(fù)雜的深度脫水問題方面具有很好的應(yīng)用前景。前景。 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 Abstract20 2020世紀(jì)世紀(jì)9090年代末

16、，由加拿大艾伯塔研究委員會研究開發(fā)年代末，由加拿大艾伯塔研究委員會研究開發(fā)了利用聲波對原油進(jìn)行破乳和脫氣的專利技術(shù)。了利用聲波對原油進(jìn)行破乳和脫氣的專利技術(shù)。 該技術(shù)利用安裝在高含水油井下游管徑小于該技術(shù)利用安裝在高含水油井下游管徑小于100mm100mm的生產(chǎn)的生產(chǎn)管線上，按預(yù)定頻率向原油釋放高頻聲波以降低表面張力，管線上，按預(yù)定頻率向原油釋放高頻聲波以降低表面張力，使油水更易分離。使油水更易分離。v在對一口高固體含量的稠油井進(jìn)行的試驗(yàn)表明，聲波法可將在對一口高固體含量的稠油井進(jìn)行的試驗(yàn)表明，聲波法可將原油含水最低降至原油含水最低降至1.0%1.0%，耗電和操作費(fèi)用低，節(jié)省藥劑投加，耗電和操

17、作費(fèi)用低，節(jié)省藥劑投加量量50%50%，年創(chuàng)效益約，年創(chuàng)效益約125125萬美元。萬美元。 聲波破乳和脫氣專利技術(shù)聲波破乳和脫氣專利技術(shù)第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 AbstractAbstract21u 微波破乳技術(shù)（微波破乳技術(shù)（MSTMST）是使用專利微波發(fā)生器降低）是使用專利微波發(fā)生器降低原油乳狀液穩(wěn)定性，乳狀液中的水首先吸收施加的能量原油乳狀液穩(wěn)定性，乳狀液中的水首先吸收施加的能量而被加熱，促進(jìn)了乳狀液分子運(yùn)動使液滴界面破裂和水而被加熱，促進(jìn)了乳狀液分子運(yùn)動使液滴界面破裂和水滴聚結(jié)。處理后乳狀液可在離心式分離器或沉降罐內(nèi)加滴聚結(jié)。處理后乳狀液可在離心式分離器或沉降罐內(nèi)加速沉降分離成油、水和

18、固體顆粒。速沉降分離成油、水和固體顆粒。 微波破乳技術(shù)（微波破乳技術(shù)（MSTMST）第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 AbstractAbstract22乳狀液進(jìn)料吸收的能量使其溫度上升約乳狀液進(jìn)料吸收的能量使其溫度上升約1010，一般出口，一般出口溫度不超過溫度不超過9393，無需進(jìn)一步加熱。，無需進(jìn)一步加熱。MSTMST具有能降低含水率和藥劑成本、污泥量少、提高油產(chǎn)具有能降低含水率和藥劑成本、污泥量少、提高油產(chǎn)量等特點(diǎn)，適用于油田礦場、儲運(yùn)設(shè)施和石油船運(yùn)等場量等特點(diǎn)，適用于油田礦場、儲運(yùn)設(shè)施和石油船運(yùn)等場合。合。MSTMST裝置可以安裝在裝置可以安裝在3 m3 m12m12m的橇塊上或的橇塊上或l4

19、.5 ml4.5 m2.4m2.4m的的拖車上，裝置處理能力為拖車上，裝置處理能力為128128640m3/d640m3/d，并可通過組合，并可通過組合增大處理能力。增大處理能力。 微波破乳技術(shù)（微波破乳技術(shù)（MSTMST）第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 AbstractAbstract23 每種脫水方法都有各自的特點(diǎn)和適用條件。每種脫水方法都有各自的特點(diǎn)和適用條件。因此，選用什么原油脫水方法應(yīng)根據(jù)因此，選用什么原油脫水方法應(yīng)根據(jù)油水性質(zhì)、油水性質(zhì)、含水率、天然乳化劑類型、乳狀液分散度和穩(wěn)定含水率、天然乳化劑類型、乳狀液分散度和穩(wěn)定性等因素，通過試驗(yàn)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。性等因素，通過試驗(yàn)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

20、確定。 在油田生產(chǎn)實(shí)踐中，經(jīng)常是綜合應(yīng)用上述脫在油田生產(chǎn)實(shí)踐中，經(jīng)常是綜合應(yīng)用上述脫水方法以求得較好的脫水效果。水方法以求得較好的脫水效果。 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 AbstractAbstract24第二節(jié)第二節(jié) 原油乳狀液原油乳狀液 Crude emulsion 原油乳狀液的類型；原油乳狀液的類型；原油乳狀液的形成過程原油乳狀液的形成過程減輕原油乳化程度的措施減輕原油乳化程度的措施原油乳狀液的性質(zhì)原油乳狀液的性質(zhì)25一、原油乳狀液的類型一、原油乳狀液的類型乳狀液是一個多相體系，其中至少有一種乳狀液是一個多相體系，其中至少有一種液體以極小的微滴分散于另一種液體中，這種液體以極小的微滴分散于另

21、一種液體中，這種分散物系稱為乳狀液。分散物系稱為乳狀液。乳狀液具有一定的穩(wěn)定性，即它的存在狀乳狀液具有一定的穩(wěn)定性，即它的存在狀態(tài)不會在一瞬間自發(fā)破壞（分離成層）的性質(zhì)。態(tài)不會在一瞬間自發(fā)破壞（分離成層）的性質(zhì)。 第二節(jié)第二節(jié) 原油乳狀液原油乳狀液26 一種是水以極微小的顆粒分散于原油中，稱為一種是水以極微小的顆粒分散于原油中，稱為：“油油包水包水”型乳狀液型乳狀液，用符號，用符號W/ OW/ O表示，水是內(nèi)相或稱分散相，表示，水是內(nèi)相或稱分散相，油是外相或稱分散介質(zhì)，因外相液體是相互連接的，故又油是外相或稱分散介質(zhì)，因外相液體是相互連接的，故又稱連續(xù)相；稱連續(xù)相； 另一種是油以極微小顆粒分散

22、于水中，稱為另一種是油以極微小顆粒分散于水中，稱為；“水包水包油油”型乳狀液型乳狀液，用符號，用符號O/WO/W表示，此時油是內(nèi)相，水是外相。表示，此時油是內(nèi)相，水是外相。 原油乳狀液的兩種類型原油乳狀液的兩種類型第二節(jié)第二節(jié) 原油乳狀液原油乳狀液27 油水乳狀液的類型可用油水乳狀液的類型可用染色法、沖淡法、電染色法、沖淡法、電導(dǎo)法和顯微鏡觀察等方法確定。導(dǎo)法和顯微鏡觀察等方法確定。染色法染色法 是在乳狀液中加入少量只溶于油、不溶于是在乳狀液中加入少量只溶于油、不溶于水的染料，輕輕搖動，若整個乳狀液呈現(xiàn)染料的水的染料，輕輕搖動，若整個乳狀液呈現(xiàn)染料的顏色，則說明連續(xù)相為油，即為顏色，則說明連續(xù)

23、相為油，即為W/OW/O型，若只有型，若只有分散的液滴呈染料的顏色，則說明分散相為油，分散的液滴呈染料的顏色，則說明分散相為油，即為即為O/WO/W型。型。染色法用于鑒別常為黑色的原油乳染色法用于鑒別常為黑色的原油乳狀液有一定困難。狀液有一定困難。第二節(jié)第二節(jié) 原油乳狀液原油乳狀液28沖淡法沖淡法 根據(jù)乳狀液易為連續(xù)相液體所沖淡的特點(diǎn)來確定現(xiàn)狀液根據(jù)乳狀液易為連續(xù)相液體所沖淡的特點(diǎn)來確定現(xiàn)狀液的類別。鑒別方法是將兩滴乳狀液分開放在玻璃板上，取的類別。鑒別方法是將兩滴乳狀液分開放在玻璃板上，取形成此乳狀液的兩種液體形成此乳狀液的兩種液體油和水，分別滴在兩滴乳狀液油和水，分別滴在兩滴乳狀液中，輕輕

24、攪拌，易于和乳狀液攙和者則為連續(xù)相介質(zhì)。中，輕輕攪拌，易于和乳狀液攙和者則為連續(xù)相介質(zhì)。電導(dǎo)法電導(dǎo)法 利用油和水的電導(dǎo)不同來判別乳狀液類型，原油導(dǎo)電能利用油和水的電導(dǎo)不同來判別乳狀液類型，原油導(dǎo)電能力很差，因此測定電導(dǎo)即可確定乳狀液連續(xù)相為何種液體力很差，因此測定電導(dǎo)即可確定乳狀液連續(xù)相為何種液體所構(gòu)成。所構(gòu)成。 此外，利用原油和水透光性的差別，在顯微鏡下也容易此外，利用原油和水透光性的差別，在顯微鏡下也容易確定乳狀液內(nèi)相介質(zhì)的類型。確定乳狀液內(nèi)相介質(zhì)的類型。第二節(jié)第二節(jié) 原油乳狀液原油乳狀液29二、原油乳狀液的形成過程二、原油乳狀液的形成過程1 1形成穩(wěn)定乳狀液的必要條件形成穩(wěn)定乳狀液的必要

25、條件2 2原油乳狀液的形成原油乳狀液的形成 3 3原油乳化程度的變化原油乳化程度的變化 第二節(jié)第二節(jié) 原油乳狀液原油乳狀液301 1形成穩(wěn)定乳狀液的必要條件形成穩(wěn)定乳狀液的必要條件u 系統(tǒng)中必須存在兩種以上互不相溶（或微量相系統(tǒng)中必須存在兩種以上互不相溶（或微量相溶）的液體；溶）的液體；u 要有強(qiáng)烈的攪動，使一種液體破碎成微小的液要有強(qiáng)烈的攪動，使一種液體破碎成微小的液滴分散于另一種液體中；滴分散于另一種液體中；u 要有乳化劑存在，使微小液滴能穩(wěn)定地存在于要有乳化劑存在，使微小液滴能穩(wěn)定地存在于另一種液體中。另一種液體中。第二節(jié)第二節(jié) 原油乳狀液原油乳狀液312 2原油乳狀液的形成原油乳狀液的

26、形成 原油的乳化劑對形成原油穩(wěn)定乳狀液有十分重要的作用，原油的乳化劑對形成原油穩(wěn)定乳狀液有十分重要的作用，原油的天然乳化劑由下列四種類型的物質(zhì)所組成：原油的天然乳化劑由下列四種類型的物質(zhì)所組成：（1 1）分散在油相中的固體物，主要是粘土、巖石粉、結(jié)）分散在油相中的固體物，主要是粘土、巖石粉、結(jié)晶石蠟等。其顆粒直徑小于晶石蠟等。其顆粒直徑小于2 2微米，且被吸附在油水界面上與微米，且被吸附在油水界面上與膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等形成表面膜，使乳狀液穩(wěn)定。膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等形成表面膜，使乳狀液穩(wěn)定。（2 2）分散在原油中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)，這些物質(zhì)的分子量）分散在原油中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)，這些物質(zhì)的分子量都比較大。一般地

27、講，都比較大。一般地講， 瀝青質(zhì)的分子量要比膠質(zhì)大一些。至瀝青質(zhì)的分子量要比膠質(zhì)大一些。至于瀝青質(zhì)和膠質(zhì)在原油中的含量，隨原油產(chǎn)地的不同，差異很于瀝青質(zhì)和膠質(zhì)在原油中的含量，隨原油產(chǎn)地的不同，差異很大。大。（3 3）溶解在原油中的物質(zhì)，這類物質(zhì)有環(huán)烷酸等。）溶解在原油中的物質(zhì)，這類物質(zhì)有環(huán)烷酸等。 第二節(jié)第二節(jié) 原油乳狀液原油乳狀液32 （4 4）溶解在水中的物質(zhì)，如某些鹽類和某些高極）溶解在水中的物質(zhì)，如某些鹽類和某些高極性的表面活性物質(zhì)。性的表面活性物質(zhì)。 以上四種就是我們通常所說的原油天然氣乳化劑。以上四種就是我們通常所說的原油天然氣乳化劑。 當(dāng)油、氣、水混合物由井底沿井筒油管舉升到井當(dāng)

28、油、氣、水混合物由井底沿井筒油管舉升到井口，經(jīng)過油嘴的節(jié)流，以及集油管線、閥件、離心式油口，經(jīng)過油嘴的節(jié)流，以及集油管線、閥件、離心式油泵等的強(qiáng)烈攪拌，使水滴充分破碎成極小的顆粒，并為泵等的強(qiáng)烈攪拌，使水滴充分破碎成極小的顆粒，并為原油存在的環(huán)烷酸、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、石蠟、粘土和砂粒原油存在的環(huán)烷酸、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、石蠟、粘土和砂粒等等“油包水油包水”型乳化劑所穩(wěn)定、均勻地分散在原油中，型乳化劑所穩(wěn)定、均勻地分散在原油中，從而形成穩(wěn)定從而形成穩(wěn)定W/OW/O型乳狀液。型乳狀液。 第二節(jié)第二節(jié) 原油乳狀液原油乳狀液33 3 3原油乳化程度的變化原油乳化程度的變化 原油乳狀液形成于油層開采和原油礦場集輸

29、整個過原油乳狀液形成于油層開采和原油礦場集輸整個過程之中，原油乳狀液的乳化程度是逐漸加深的。在油井程之中，原油乳狀液的乳化程度是逐漸加深的。在油井油嘴前后和集油過程原油乳化程度的變化情況如下：油嘴前后和集油過程原油乳化程度的變化情況如下： （1 1）自噴油井油嘴前后乳化程度的變化）自噴油井油嘴前后乳化程度的變化 （2 2）集油過程中乳化程度的變化）集油過程中乳化程度的變化 第二節(jié)第二節(jié) 原油乳狀液原油乳狀液34（1 1）自噴油井油嘴前后乳化程度的變化）自噴油井油嘴前后乳化程度的變化 當(dāng)原油、地層水和伴生氣自地層向油井井底流當(dāng)原油、地層水和伴生氣自地層向油井井底流動時，由于流速緩慢一般不會產(chǎn)生乳

30、狀液。當(dāng)沿著動時，由于流速緩慢一般不會產(chǎn)生乳狀液。當(dāng)沿著油管自井底向地面流動時，隨著壓力的降低，溶解油管自井底向地面流動時，隨著壓力的降低，溶解在原油中的伴生氣不斷析出，氣體體積膨脹，會使在原油中的伴生氣不斷析出，氣體體積膨脹，會使油水產(chǎn)生攪動。油氣水混合物到達(dá)地面后，由于油油水產(chǎn)生攪動。油氣水混合物到達(dá)地面后，由于油嘴孔徑小、壓降大、流速猛增，并伴有溫度的下降，嘴孔徑小、壓降大、流速猛增，并伴有溫度的下降，使原油和水的乳化程度迅速提高。使原油和水的乳化程度迅速提高。 第二節(jié)第二節(jié) 原油乳狀液原油乳狀液35表表4-2 4-2 某油田自噴井油嘴前后乳狀液的乳化程度變化情況某油田自噴井油嘴前后乳狀

31、液的乳化程度變化情況表表4-24-2表明，表明，油嘴前游離水含量多，乳化水量較少，油嘴前游離水含量多，乳化水量較少，油嘴后游離水含量降低，乳化水成倍增加，乳化水含量還油嘴后游離水含量降低，乳化水成倍增加，乳化水含量還隨油嘴壓降增大而增加。這表明攪拌程度對乳化程度的影隨油嘴壓降增大而增加。這表明攪拌程度對乳化程度的影響。響。取樣位置取樣位置分析次數(shù)分析次數(shù)油嘴壓降油嘴壓降10105 5PaPa平均含水率（平均含水率（% %）總含水總含水游離水游離水乳化水乳化水油嘴前油嘴前46462.52.53.53.562.262.244.744.717.517.5油嘴后油嘴后78782.52.53.53.56

32、0.060.022.022.038.038.0油嘴后油嘴后9 99 9101060.060.00.70.759.359.3第二節(jié)第二節(jié) 原油乳狀液原油乳狀液36（2 2）集油過程中乳化程度的變化）集油過程中乳化程度的變化在油井至接轉(zhuǎn)站的集油過程中，原油中水珠直徑是在油井至接轉(zhuǎn)站的集油過程中，原油中水珠直徑是在逐漸變小的。特別是在經(jīng)過分離器和泵以后變化很大。在逐漸變小的。特別是在經(jīng)過分離器和泵以后變化很大。取樣測定結(jié)果見表取樣測定結(jié)果見表4-34-3所示。所示。表表4-3 4-3 原油中水珠粒徑變化情況原油中水珠粒徑變化情況取樣部位取樣部位油井井口油井井口分離器分離器進(jìn)口進(jìn)口分離器分離器出口出口

33、離心泵離心泵出口出口水珠粒徑，水珠粒徑，mm1 12002005 525253 310103 35 5第二節(jié)第二節(jié) 原油乳狀液原油乳狀液37（2 2）集油過程中乳化程度的變化）集油過程中乳化程度的變化在孤島油田南區(qū)某摻活性水降粘接轉(zhuǎn)站進(jìn)行過實(shí)地測定，在孤島油田南區(qū)某摻活性水降粘接轉(zhuǎn)站進(jìn)行過實(shí)地測定，發(fā)現(xiàn)離心泵進(jìn)出口試樣的乳化程度差異很大，如表發(fā)現(xiàn)離心泵進(jìn)出口試樣的乳化程度差異很大，如表4-44-4所示。所示。原油與水在設(shè)備或管道中一起流動的時間越長、攪動越激原油與水在設(shè)備或管道中一起流動的時間越長、攪動越激烈，原油中所乳化的水量就越多，水珠數(shù)量稠密，粒徑小，并烈，原油中所乳化的水量就越多，水珠

34、數(shù)量稠密，粒徑小，并趨于均勻。這足以說明原油乳化程度是在油氣開采和油氣集輸趨于均勻。這足以說明原油乳化程度是在油氣開采和油氣集輸過程中逐漸形成的。過程中逐漸形成的。表表4-4 4-4 泵進(jìn)出口油樣對比表泵進(jìn)出口油樣對比表取樣部位取樣部位油水分層時間，油水分層時間，s s分出游離水，分出游離水，% %油相顏色油相顏色泵進(jìn)口泵進(jìn)口30306060黑色黑色泵出口泵出口60602020紅棕色紅棕色第二節(jié)第二節(jié) 原油乳狀液原油乳狀液38三、減輕原油乳化程度的措施三、減輕原油乳化程度的措施 1 1正確布局油田脫水裝置的位置正確布局油田脫水裝置的位置 2 2預(yù)先加入化學(xué)破乳劑預(yù)先加入化學(xué)破乳劑 3 3正確設(shè)

35、計(jì)和建設(shè)集油管道正確設(shè)計(jì)和建設(shè)集油管道 4 4正確選用增壓設(shè)備正確選用增壓設(shè)備 第二節(jié)第二節(jié) 原油乳狀液原油乳狀液39四、原油乳狀液的性質(zhì)四、原油乳狀液的性質(zhì)l分散度分散度l粘度粘度l密度密度l電學(xué)性質(zhì)電學(xué)性質(zhì)l穩(wěn)定性穩(wěn)定性原油乳狀液的主要物理原油乳狀液的主要物理化學(xué)性質(zhì)有：化學(xué)性質(zhì)有：第二節(jié)第二節(jié) 原油乳狀液原油乳狀液401.1.分散度分散度 分散相在連續(xù)相中的分散程度稱為分散度。分分散相在連續(xù)相中的分散程度稱為分散度。分散度用內(nèi)相顆粒平均直徑的倒數(shù)表示。此外，也常散度用內(nèi)相顆粒平均直徑的倒數(shù)表示。此外，也常用內(nèi)相顆粒平均直徑或內(nèi)相顆?？偙砻娣e與總體積用內(nèi)相顆粒平均直徑或內(nèi)相顆?？偙砻娣e與總

36、體積的比值，即比表面積表示。的比值，即比表面積表示。第二節(jié)第二節(jié) 原油乳狀液原油乳狀液412.2.粘度粘度影響乳狀液粘度的因素很多，主要有：影響乳狀液粘度的因素很多，主要有：外相粘度；外相粘度；內(nèi)相的體積濃度；內(nèi)相的體積濃度；溫度；溫度；乳狀液的分散度；乳狀液的分散度；乳化劑及界面膜的性質(zhì)；乳化劑及界面膜的性質(zhì)；內(nèi)相顆粒表面帶電強(qiáng)弱等。內(nèi)相顆粒表面帶電強(qiáng)弱等。第二節(jié)第二節(jié) 原油乳狀液原油乳狀液422.2.粘度粘度u原油粘度愈大，生成原油粘度愈大，生成W/OW/O型乳狀液后其粘度也愈大。型乳狀液后其粘度也愈大。例如：例如：5050時，大慶某油區(qū)所產(chǎn)原油粘度為時，大慶某油區(qū)所產(chǎn)原油粘度為3.09m

37、Pa3.09mPas s，當(dāng)含水，當(dāng)含水23.723.7時實(shí)測粘度為時實(shí)測粘度為11.43mPa11.43mPas s，而，而5050粘度為粘度為9.49 mPa9.49 mPas s的原油，含水的原油，含水24.724.7時時實(shí)測粘度為實(shí)測粘度為30 mPa30 mPas s。v乳狀液粘度與溫度的關(guān)系同原油類似，隨溫度的升高而降低。乳狀液粘度與溫度的關(guān)系同原油類似，隨溫度的升高而降低。u原油乳狀液粘度隨含水率的變化卻呈現(xiàn)較為復(fù)雜的關(guān)系。原油乳狀液粘度隨含水率的變化卻呈現(xiàn)較為復(fù)雜的關(guān)系。第二節(jié)第二節(jié) 原油乳狀液原油乳狀液圖圖4-14-1原油乳狀液粘度與含水率的關(guān)系原油乳狀液粘度與含水率的關(guān)系

38、43 如圖所示如圖所示: :含水率較低時，乳狀液的粘度隨含水率的增加而緩慢上升；含水率較低時，乳狀液的粘度隨含水率的增加而緩慢上升；含水率較高時，粘度迅速上升；含水率較高時，粘度迅速上升；當(dāng)含水率超過某一數(shù)值（圖中約為當(dāng)含水率超過某一數(shù)值（圖中約為65657575）時，粘度又）時，粘度又迅速下降，此時迅速下降，此時 W/OW/O型乳狀液轉(zhuǎn)相為型乳狀液轉(zhuǎn)相為O/WO/W型或型或W/O/WW/O/W型乳狀液。型乳狀液。此后，隨含水率的進(jìn)一步增加，油水混合物的粘度變化不此后，隨含水率的進(jìn)一步增加，油水混合物的粘度變化不大。大。第二節(jié)第二節(jié) 原油乳狀液原油乳狀液80粘度，Pas21.51.00.5含

39、水 率 ， %402060567433.02.02.5110057643704040505081（ 加 藥 ）27（ 加 藥 ）818127剪 切 速 率 ，s-1溫 度 ， 曲 線1240402781443.3.密度密度 原油含水、含鹽后，其密度顯著增大。若已知乳狀液體原油含水、含鹽后，其密度顯著增大。若已知乳狀液體積含水率積含水率、原油和含鹽水的密度分別為、原油和含鹽水的密度分別為o o和和w w，則原油，則原油乳狀液的密度可按下式確定。乳狀液的密度可按下式確定。wowowwoo)1 (VVVV V Vo o、V Vw w分別為油和水的體積，分別為油和水的體積，m m3 3。第二節(jié)第二節(jié)

40、原油乳狀液原油乳狀液454.4.電學(xué)性質(zhì)電學(xué)性質(zhì)當(dāng)水中溶有少量酸、堿、鹽類時，其電導(dǎo)率成數(shù)十倍當(dāng)水中溶有少量酸、堿、鹽類時，其電導(dǎo)率成數(shù)十倍地增加。因此，原油乳狀液的電導(dǎo)率除取決于其含水率和地增加。因此，原油乳狀液的電導(dǎo)率除取決于其含水率和水顆粒的分散度外，在很大程度上決定于水中的含鹽、含水顆粒的分散度外，在很大程度上決定于水中的含鹽、含酸、含堿量。乳狀液的電導(dǎo)率還隨溫度的增高而增大。酸、含堿量。乳狀液的電導(dǎo)率還隨溫度的增高而增大。介電系數(shù)是乳狀液另一項(xiàng)重要的電性質(zhì)。原油的介電介電系數(shù)是乳狀液另一項(xiàng)重要的電性質(zhì)。原油的介電系數(shù)為系數(shù)為2 2，水的介電系數(shù)約為油的，水的介電系數(shù)約為油的4040倍

41、，即為倍，即為8080。由于原油。由于原油和水介電系數(shù)的懸殊差別，當(dāng)把乳狀液置于電場內(nèi)時，乳和水介電系數(shù)的懸殊差別，當(dāng)把乳狀液置于電場內(nèi)時，乳狀液的內(nèi)相水滴將沿電力線排列，并使乳狀液的電導(dǎo)率激狀液的內(nèi)相水滴將沿電力線排列，并使乳狀液的電導(dǎo)率激烈增加。這種性質(zhì)常被用來破壞原油乳狀液，脫除原油中烈增加。這種性質(zhì)常被用來破壞原油乳狀液，脫除原油中所含的水。所含的水。第二節(jié)第二節(jié) 原油乳狀液原油乳狀液465.5.穩(wěn)定性和老化穩(wěn)定性和老化u原油乳狀液的穩(wěn)定性是指：乳狀液不被破原油乳狀液的穩(wěn)定性是指：乳狀液不被破壞，抗油水分層的能力。它是原油乳狀液最重壞，抗油水分層的能力。它是原油乳狀液最重要的性質(zhì)之一。

42、要的性質(zhì)之一。u影響乳狀液穩(wěn)定性的主要因素有：乳狀液影響乳狀液穩(wěn)定性的主要因素有：乳狀液的分散度和原油粘度、乳化劑的類型和保護(hù)膜的分散度和原油粘度、乳化劑的類型和保護(hù)膜的性質(zhì)、內(nèi)相顆粒表面帶電、乳狀液溫度和水的性質(zhì)、內(nèi)相顆粒表面帶電、乳狀液溫度和水的的p pH H值等。值等。第二節(jié)第二節(jié) 原油乳狀液原油乳狀液47u 若油水混合物內(nèi)有足夠的乳化劑，并受到充分?jǐn)嚢?，若油水混合物?nèi)有足夠的乳化劑，并受到充分?jǐn)嚢瑁瑒t形成內(nèi)相顆粒小、分散度高的原油乳狀液。水滴愈小，則形成內(nèi)相顆粒小、分散度高的原油乳狀液。水滴愈小，分散度愈大，布朗運(yùn)動愈強(qiáng)烈，就能克服重力影響不下分散度愈大，布朗運(yùn)動愈強(qiáng)烈，就能克服重力影

43、響不下沉，而保持穩(wěn)定。此外，原油粘度愈大，水滴愈不易下沉，而保持穩(wěn)定。此外，原油粘度愈大，水滴愈不易下沉，原油乳狀液也就愈穩(wěn)定。沉，原油乳狀液也就愈穩(wěn)定。（1 1）分散度和原油粘度）分散度和原油粘度第二節(jié)第二節(jié) 原油乳狀液原油乳狀液48 原油中存在的天然乳化劑大體上可分為三類：原油中存在的天然乳化劑大體上可分為三類： 第一類乳化劑是低分子有機(jī)物，如脂肪酸、環(huán)烷酸和某第一類乳化劑是低分子有機(jī)物，如脂肪酸、環(huán)烷酸和某些低分子膠質(zhì)。這類物質(zhì)有較強(qiáng)的表面活性，易在內(nèi)相顆粒些低分子膠質(zhì)。這類物質(zhì)有較強(qiáng)的表面活性，易在內(nèi)相顆粒界面形成界面膜。但由于分子量低，界面保護(hù)膜強(qiáng)度不高，界面形成界面膜。但由于分子量

44、低，界面保護(hù)膜強(qiáng)度不高，故乳狀液的穩(wěn)定性較低。故乳狀液的穩(wěn)定性較低。第二類是高分子有機(jī)物，如瀝青、瀝青質(zhì)等。它們在內(nèi)第二類是高分子有機(jī)物，如瀝青、瀝青質(zhì)等。它們在內(nèi)相顆粒界面形成較厚的、粘性和彈性較高的凝膠狀界面膜，相顆粒界面形成較厚的、粘性和彈性較高的凝膠狀界面膜，機(jī)械強(qiáng)度很高，使乳狀液有較高的穩(wěn)定性。機(jī)械強(qiáng)度很高，使乳狀液有較高的穩(wěn)定性。第三類是粘土、砂粒和高熔點(diǎn)石蠟等固體乳化劑。由這第三類是粘土、砂粒和高熔點(diǎn)石蠟等固體乳化劑。由這類乳化劑構(gòu)成的界面膜的機(jī)械強(qiáng)度很高，因而乳狀液的穩(wěn)定類乳化劑構(gòu)成的界面膜的機(jī)械強(qiáng)度很高，因而乳狀液的穩(wěn)定性也很高。由蠟晶粒作為固體乳化劑，因溫度增高時蠟晶粒性也

45、很高。由蠟晶粒作為固體乳化劑，因溫度增高時蠟晶粒的溶解而使乳狀液穩(wěn)定性下降。的溶解而使乳狀液穩(wěn)定性下降。（2 2）乳化劑的類型和保護(hù)膜的性質(zhì)）乳化劑的類型和保護(hù)膜的性質(zhì)第二節(jié)第二節(jié) 原油乳狀液原油乳狀液49 內(nèi)相顆粒界面上帶有極性相同的電荷是乳狀液穩(wěn)定的內(nèi)相顆粒界面上帶有極性相同的電荷是乳狀液穩(wěn)定的重要原因。重要原因。 乳狀液內(nèi)相顆粒界面上力場的不平衡，會選擇性地從乳狀液內(nèi)相顆粒界面上力場的不平衡，會選擇性地從外相介質(zhì)中吸附陽離子或陰離子以降低界面張力。這樣，內(nèi)外相介質(zhì)中吸附陽離子或陰離子以降低界面張力。這樣，內(nèi)相顆粒界面上稍有同種電荷，而貼近顆粒的外相介質(zhì)內(nèi)則帶相顆粒界面上稍有同種電荷，而貼

46、近顆粒的外相介質(zhì)內(nèi)則帶有極性相反的電荷。有極性相反的電荷。 處于內(nèi)相顆粒界面上的分子電離，電離后的陽離子或處于內(nèi)相顆粒界面上的分子電離，電離后的陽離子或陰離子分布到鄰近顆粒的外相介質(zhì)中去。陰離子分布到鄰近顆粒的外相介質(zhì)中去。（3 3）內(nèi)相顆粒表面帶電）內(nèi)相顆粒表面帶電第二節(jié)第二節(jié) 原油乳狀液原油乳狀液50 由于內(nèi)相顆粒在外相介質(zhì)中的布朗運(yùn)動；因摩擦而帶電。由于內(nèi)相顆粒在外相介質(zhì)中的布朗運(yùn)動；因摩擦而帶電。乳狀液內(nèi)乳狀液內(nèi)相顆粒界面上和其鄰近的介質(zhì)中帶有數(shù)量相等而符號相反的電荷，構(gòu)相顆粒界面上和其鄰近的介質(zhì)中帶有數(shù)量相等而符號相反的電荷，構(gòu)成雙電成雙電場，如圖場，如圖4-24-2所示。所示。（3

47、 3）內(nèi)相顆粒表面帶電）內(nèi)相顆粒表面帶電圖圖4-6 4-6 水滴相互作用示意圖水滴相互作用示意圖 （a a）水滴的雙電層；（）水滴的雙電層；（b b）兩水滴的靜電排斥）兩水滴的靜電排斥第二節(jié)第二節(jié) 原油乳狀液原油乳狀液51 顯然，全部內(nèi)相顆粒界面上均帶有同種電荷。由于靜顯然，全部內(nèi)相顆粒界面上均帶有同種電荷。由于靜電斥力，內(nèi)相顆粒難于碰撞，或碰撞后又迅即分開，因而小電斥力，內(nèi)相顆粒難于碰撞，或碰撞后又迅即分開，因而小顆粒難于合并成大顆粒下沉，乳狀液變得穩(wěn)定。顆粒難于合并成大顆粒下沉，乳狀液變得穩(wěn)定。 相比之下，內(nèi)相顆粒界面帶電對含水率低的原油乳狀相比之下，內(nèi)相顆粒界面帶電對含水率低的原油乳狀液

48、穩(wěn)定性的影響更為明顯。液穩(wěn)定性的影響更為明顯。（3 3）內(nèi)相顆粒表面帶電）內(nèi)相顆粒表面帶電第二節(jié)第二節(jié) 原油乳狀液原油乳狀液52 乳狀波溫度對其穩(wěn)定性有很大影響，隨溫度乳狀波溫度對其穩(wěn)定性有很大影響，隨溫度的增高，乳狀液穩(wěn)定性下降。的增高，乳狀液穩(wěn)定性下降。乳狀液的主要乳化劑乳狀液的主要乳化劑瀝青質(zhì)、膠質(zhì)、石蠟等瀝青質(zhì)、膠質(zhì)、石蠟等在原油中的溶解度增加；在原油中的溶解度增加；內(nèi)相顆粒體積膨脹，使界面膜變薄，機(jī)械強(qiáng)度減內(nèi)相顆粒體積膨脹，使界面膜變薄，機(jī)械強(qiáng)度減弱；弱；（4 4）溫度）溫度第二節(jié)第二節(jié) 原油乳狀液原油乳狀液53加劇了內(nèi)相顆粒的布朗運(yùn)動，增加了互相碰撞，合并成加劇了內(nèi)相顆粒的布朗運(yùn)動

49、，增加了互相碰撞，合并成大顆粒的機(jī)率；大顆粒的機(jī)率；油水體積膨脹系數(shù)不同，原油體積膨脹系數(shù)較大，使水油水體積膨脹系數(shù)不同，原油體積膨脹系數(shù)較大，使水和油的密度差增大，水滴易于在油相中下沉；和油的密度差增大，水滴易于在油相中下沉；降低了原油的粘度，水滴易于沉降。降低了原油的粘度，水滴易于沉降。 由上述可知，由上述可知，對原油乳狀液加熱，能使乳狀液穩(wěn)對原油乳狀液加熱，能使乳狀液穩(wěn)定性降低，有利于原油脫水。定性降低，有利于原油脫水。但加熱需要消耗燃料，將但加熱需要消耗燃料，將增加原油蒸發(fā)損耗。增加原油蒸發(fā)損耗。一般不希望把加熱作為主要的脫水一般不希望把加熱作為主要的脫水手段。在達(dá)到脫水要求的前提下，

50、應(yīng)手段。在達(dá)到脫水要求的前提下，應(yīng)盡可能對乳狀液少盡可能對乳狀液少加熱或不加熱。加熱或不加熱。（4 4）溫度）溫度第二節(jié)第二節(jié) 原油乳狀液原油乳狀液54 水的水的pHpH值對原油乳狀液的穩(wěn)定性存在影響。一般，值對原油乳狀液的穩(wěn)定性存在影響。一般，pHpH值增加，內(nèi)相顆粒界面膜的彈性和機(jī)械強(qiáng)度降低，乳值增加，內(nèi)相顆粒界面膜的彈性和機(jī)械強(qiáng)度降低，乳狀液的穩(wěn)定性變差。向乳狀液中引入強(qiáng)堿提高水的狀液的穩(wěn)定性變差。向乳狀液中引入強(qiáng)堿提高水的pHpH值，值，能促進(jìn)乳狀液破乳。能促進(jìn)乳狀液破乳。 （5 5）水的）水的pHpH值值第二節(jié)第二節(jié) 原油乳狀液原油乳狀液55 分散在原油中的天然乳化劑，特別是固體乳化

51、劑，分散在原油中的天然乳化劑，特別是固體乳化劑，在油水界面的吸附并構(gòu)成致密的薄膜需要有一定的時間。在油水界面的吸附并構(gòu)成致密的薄膜需要有一定的時間。原油乳狀液隨時間的推移變得逐漸穩(wěn)定。乳狀液的這種性原油乳狀液隨時間的推移變得逐漸穩(wěn)定。乳狀液的這種性質(zhì)稱為乳狀液的老化。在形成乳狀液的初始階段，乳狀液質(zhì)稱為乳狀液的老化。在形成乳狀液的初始階段，乳狀液的老化十分顯著，隨后逐漸減弱，常常在一晝夜后乳狀液的老化十分顯著，隨后逐漸減弱，常常在一晝夜后乳狀液的穩(wěn)定性就很少再增加。的穩(wěn)定性就很少再增加。（6 6） 乳狀液的老化乳狀液的老化第二節(jié)第二節(jié) 原油乳狀液原油乳狀液56第三節(jié)第三節(jié) 原油熱化學(xué)脫水原油熱

52、化學(xué)脫水T Thermochemistryhermochemistry dehydration of crude dehydration of crude化學(xué)破乳劑的破乳機(jī)理化學(xué)破乳劑的破乳機(jī)理 實(shí)現(xiàn)化學(xué)破乳的技術(shù)要求實(shí)現(xiàn)化學(xué)破乳的技術(shù)要求影響破乳脫水效果的因素影響破乳脫水效果的因素 原油破乳劑的加入原油破乳劑的加入 熱化學(xué)沉降脫水器熱化學(xué)沉降脫水器 57一、化學(xué)破乳劑的破乳機(jī)理一、化學(xué)破乳劑的破乳機(jī)理表面活性作用表面活性作用反相作用反相作用“潤濕潤濕”和和“滲透滲透”作用作用反離子作用反離子作用第三節(jié)第三節(jié) 原油熱化學(xué)脫水原油熱化學(xué)脫水58 破乳劑都具有高效能的表面活性物質(zhì)，它們很容易吸附破

53、乳劑都具有高效能的表面活性物質(zhì)，它們很容易吸附在油水界面上，降低界面膜的表面自由能，使形成在油水界面上，降低界面膜的表面自由能，使形成W/OW/O型乳型乳狀液變得很不穩(wěn)定，界面膜在外力作用下極易破裂，從而使?fàn)钜鹤兊煤懿环€(wěn)定，界面膜在外力作用下極易破裂，從而使乳狀液微粒內(nèi)相的水突破界面膜進(jìn)入外相，從而使油水分離。乳狀液微粒內(nèi)相的水突破界面膜進(jìn)入外相，從而使油水分離。 . .表面活性作用表面活性作用第三節(jié)第三節(jié) 原油熱化學(xué)脫水原油熱化學(xué)脫水 原油乳狀液是在原油中憎水的乳化劑作用下形成的，原油乳狀液是在原油中憎水的乳化劑作用下形成的，稱稱W/OW/O型乳狀液。采用親水型的破乳劑可以將乳狀液轉(zhuǎn)化為型乳

54、狀液。采用親水型的破乳劑可以將乳狀液轉(zhuǎn)化為O/WO/W型乳狀液，借乳化過程的轉(zhuǎn)換以及水包油型乳狀液的不型乳狀液，借乳化過程的轉(zhuǎn)換以及水包油型乳狀液的不穩(wěn)定性而使油水分離。穩(wěn)定性而使油水分離。. .反相作用反相作用59 破乳劑可以溶解吸附在油水界面的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等天然破乳劑可以溶解吸附在油水界面的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等天然乳化劑，降低原油粘度，透過薄膜與水飽和，形成親水的吸乳化劑，降低原油粘度，透過薄膜與水飽和，形成親水的吸附層，有利于水滴碰撞時的合并，達(dá)到水滴沉降分離。附層，有利于水滴碰撞時的合并，達(dá)到水滴沉降分離。.“.“潤濕潤濕”和和“滲透滲透”作用作用第三節(jié)第三節(jié) 原油熱化學(xué)脫水原油熱化學(xué)脫水

55、由于原油乳狀液中分散相的水滴表面上吸附了一部分正由于原油乳狀液中分散相的水滴表面上吸附了一部分正離子，使分散相往往帶正電，分散相的水滴之間互相排斥，離子，使分散相往往帶正電，分散相的水滴之間互相排斥，水滴難于合并。如果在原油中加入離子型的破乳劑，它們吸水滴難于合并。如果在原油中加入離子型的破乳劑，它們吸附在水滴表面上并將正電荷中和，使水滴間的靜電斥力減弱，附在水滴表面上并將正電荷中和，使水滴間的靜電斥力減弱，破壞受同性電保護(hù)的界面膜，使水滴合并沉降下來。破壞受同性電保護(hù)的界面膜，使水滴合并沉降下來。 . . 反離子作用反離子作用60二、實(shí)現(xiàn)化學(xué)破乳的技術(shù)要求二、實(shí)現(xiàn)化學(xué)破乳的技術(shù)要求 1 1實(shí)

56、現(xiàn)化學(xué)破乳的必要條件實(shí)現(xiàn)化學(xué)破乳的必要條件 2 2原油脫水對破乳劑的要求原油脫水對破乳劑的要求 第三節(jié)第三節(jié) 原油熱化學(xué)脫水原油熱化學(xué)脫水611 1實(shí)現(xiàn)化學(xué)破乳的必要條件實(shí)現(xiàn)化學(xué)破乳的必要條件 要實(shí)現(xiàn)化學(xué)破乳脫水，必須具備以下條件。要實(shí)現(xiàn)化學(xué)破乳脫水，必須具備以下條件。（）要有對癥下藥的化學(xué)破乳劑（）要有對癥下藥的化學(xué)破乳劑 由于原油本身是一個碳?xì)浠衔锏膹?fù)雜混合物，原油由于原油本身是一個碳?xì)浠衔锏膹?fù)雜混合物，原油乳狀液中起乳化劑作用的物質(zhì)種類和特性也是復(fù)雜的，在乳狀液中起乳化劑作用的物質(zhì)種類和特性也是復(fù)雜的，在通常情況下又是完全未知的。什么樣的化學(xué)破乳劑對某種通常情況下又是完全未知的。什么

57、樣的化學(xué)破乳劑對某種原油乳狀液破乳有效，目前是通過室內(nèi)篩選試驗(yàn)和工業(yè)試原油乳狀液破乳有效，目前是通過室內(nèi)篩選試驗(yàn)和工業(yè)試驗(yàn)找出對癥下藥的化學(xué)破乳劑。驗(yàn)找出對癥下藥的化學(xué)破乳劑。第三節(jié)第三節(jié) 原油熱化學(xué)脫水原油熱化學(xué)脫水621 1實(shí)現(xiàn)化學(xué)破乳的必要條件實(shí)現(xiàn)化學(xué)破乳的必要條件（）要讓化學(xué)破乳劑與原油乳狀液充分接觸混合（）要讓化學(xué)破乳劑與原油乳狀液充分接觸混合 必須讓化學(xué)破乳劑與原油乳狀液進(jìn)行激烈地?cái)嚢杌毂仨氉尰瘜W(xué)破乳劑與原油乳狀液進(jìn)行激烈地?cái)嚢杌旌?，使二者充分接觸。否則，接觸不到化學(xué)破乳劑的原合，使二者充分接觸。否則，接觸不到化學(xué)破乳劑的原油乳狀液滴的穩(wěn)定性難于消失，更談不上破乳脫水。激油乳狀液滴

58、的穩(wěn)定性難于消失，更談不上破乳脫水。激烈攪拌還有利于破乳后的水珠相互接觸合并，使其粒徑烈攪拌還有利于破乳后的水珠相互接觸合并，使其粒徑變大迅速自原油中脫出。變大迅速自原油中脫出。第三節(jié)第三節(jié) 原油熱化學(xué)脫水原油熱化學(xué)脫水631 1實(shí)現(xiàn)化學(xué)破乳的必要條件實(shí)現(xiàn)化學(xué)破乳的必要條件（）破乳后應(yīng)有足夠沉降分離的空間和時間（）破乳后應(yīng)有足夠沉降分離的空間和時間 經(jīng)過充分接觸混合、實(shí)現(xiàn)了化學(xué)破乳以后，應(yīng)在一經(jīng)過充分接觸混合、實(shí)現(xiàn)了化學(xué)破乳以后，應(yīng)在一定容積的沉降設(shè)備中進(jìn)行沉降分離，使油水依靠密度定容積的沉降設(shè)備中進(jìn)行沉降分離，使油水依靠密度差分離成層。由于油水的密度差較小，分離速度較慢，差分離成層。由于油水

59、的密度差較小，分離速度較慢，故需要有足夠地沉降分離的空間和時間來保證分離效故需要有足夠地沉降分離的空間和時間來保證分離效果。果。 第三節(jié)第三節(jié) 原油熱化學(xué)脫水原油熱化學(xué)脫水64 2 2原油脫水對破乳劑的要求原油脫水對破乳劑的要求 （1 1）較強(qiáng)的表面活性）較強(qiáng)的表面活性 化學(xué)破乳劑的表面活性應(yīng)比原油中天然乳化劑的活化學(xué)破乳劑的表面活性應(yīng)比原油中天然乳化劑的活性大得多，有的文獻(xiàn)認(rèn)為應(yīng)大性大得多，有的文獻(xiàn)認(rèn)為應(yīng)大10010010001000倍，使化學(xué)破乳倍，使化學(xué)破乳劑能迅速占據(jù)油水界面，降低乳化水滴的界面張力和界面劑能迅速占據(jù)油水界面，降低乳化水滴的界面張力和界面膜的強(qiáng)度，破壞原油乳狀液、防止進(jìn)

60、一步乳化，降低粘度膜的強(qiáng)度，破壞原油乳狀液、防止進(jìn)一步乳化，降低粘度和加速油水分離的作用。和加速油水分離的作用。（2 2）良好的潤濕能力）良好的潤濕能力 化學(xué)破乳劑對原油中的固體乳化劑應(yīng)有較好的潤濕能化學(xué)破乳劑對原油中的固體乳化劑應(yīng)有較好的潤濕能力，以便吸附在固體粉末上，把砂、粘土等粉塵拉入水相，力，以便吸附在固體粉末上，把砂、粘土等粉塵拉入水相，把石蠟晶粒拉入油相，破壞固體粉末界面膜的作用，使油把石蠟晶粒拉入油相，破壞固體粉末界面膜的作用，使油水分離。水分離。第三節(jié)第三節(jié) 原油熱化學(xué)脫水原油熱化學(xué)脫水65（3 3）很高的絮凝和聚結(jié)能力）很高的絮凝和聚結(jié)能力 吸附在水滴界面上的破乳劑，應(yīng)對鄰近