原油破乳剂的物化性能与破乳效果


 原油乳状液的破乳效果主要受破乳剂的物化性能影响 ,而筛选破乳剂的首要指标也是应具有较好的破乳能力。因此 ,目前对原油破乳剂的物化性能与破乳效果的关系的研究方兴未艾 ,取得了许多有益的成果 ,概括起来主要有以下几点 :

(1) 破乳剂的分子结构与破乳效果的关系。破乳剂可分为油溶性和水溶性两种。油溶性破乳剂溶于外相原油后 ,通过分子扩散迁移到水滴界面 ,而水溶性破乳剂需要经历从水相到油相的再分配后才能扩散到水滴界面 ,这期间需要完成分子扩散和有向紊流扩散(或对流扩散) 两个过程。因此 ,对于 WPO 型原油乳状液 ,油溶性破乳剂的破乳效果优于水溶性破乳剂。油溶性破乳剂按分子结构可分为线型和多支链型两种。多分支破乳剂有相对较好的润湿性能和渗透效应 ,可以迅速到达油水界面 ,在油水界面上占有的表面积大于线型破乳剂分子 ,因而用量少 ,破乳效果好。而且多分支链结构的分子容易形成微网络 ,可容纳落入的石蜡微晶 ,阻止其连接成网络结构 ,使油相的粘度和凝固点不致升高 ,破乳脱水过程较易进。但用于高粘度稠油的破乳脱水时 ,多支链型破乳剂的效果并不比线型破乳剂好。

(2) 破乳剂的组成与破乳效果的关系。原油破乳的关键是改变油水界面的性质 ,降低界面张力和膜的强度。界面活性越高、降低油水界面张力和膜强度能力越强的破乳剂 ,其破乳效果越好。针对目前国内多数使用的聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物 ,如果增加分子中 EO (环氧乙烷基团) 含量 ,提高 HLB (亲水亲油平衡) 值 ,原油脱水脱盐率会有一最佳值。若固定 HLB 值 ,增加 PO(环氧丙烷基团) 含量 ,即增大破乳剂的相对分子量 ,脱水脱盐率也会有最佳值。这可能与破乳剂分子在界面吸附的形态有关。
(3) 破乳剂的用量与破乳效果的关系。传统经验认为 ,破乳剂的使用浓度越大 ,破乳脱水效果越好。根据最近的研究成果 ,破乳剂的浓度达到临界聚集浓度(CAC) 之前 ,破乳效果随破乳剂使用浓度增大而提高。超过 CAC 后 ,随破乳剂浓度增大会出现破乳效果下降或几乎不发生变化的情况。这是由于在较低浓度时 ,破乳剂分子以单体形式吸附在油水界面 ,吸附量与浓度成正比 ,此时油水界面张力随破乳剂浓度的增加而迅速下降 ,脱水率也逐渐增大。当破乳剂的浓度接近临界聚集浓度时 ,界面吸附趋于平衡 ,此时界面张力几乎不再下降 ,脱水率也基本达到最大。若再增大破乳剂的浓度 ,破乳剂分子开始聚集形成团簇或胶束 ,反而使界面张力有所上升 ,脱水率可能会下降[6 ] 。因此 ,对每种特定原油 ,破乳剂用量均有最佳值 ,即接近或等于临界聚集浓度。
(4) 破乳剂复配与破乳效果的关系。由于单一的破乳剂普适性较差 ,很难适应复杂多样的原油乳状液的破乳 ,而多种破乳剂复配具有协同效应 ,可以起到单一破乳剂不能达到的良好效果 ,因此目前国内各油田和炼油厂一般采用破乳剂复配来进行破乳脱水。