油溶性破乳剂的研究张佩祥王鹏翔（南京石油化工股份有限公司南京市２１００３１）摘要主要针对炼油厂常减压电脱盐装置原油脱盐，陆上油田和海上油田的破乳脱水。以及柴油精制电脱水破乳用的油溶性破乳剂的研究。分别进行水溶性破乳剂和油溶性破乳剂的合成，水溶性破乳剂和油溶性破乳荆对比试验。试验证明使用我们的油溶性破乳

剂使用量为３—１５（ＰＰＭ），电场脱后含盐低于３（ｍｇ／Ｌ）合格率大于９０％，电脱盐二级脱后污水含油小于２００ｐｐｍ，脱后原油水含３００ｐｐｍ，本文还对水溶性破乳剂和油溶性破乳荆的性能和破乳机理进行比较。关键词油溶性破乳剂；水溶性破乳剂；电脱盐；合成；筛选；破乳机理。

破乳剂是石油工业中最大的表面活性剂类的化学品之一，主要用于原油的集输和炼制过程。随着石油工业的发展，由于强化采油技术，特别是热采技术的应用，原油乳状液稳定程度明显增加。为了适应现代开采原油的脱水和脱盐要求，我们采用多元线型和体型聚合物、抗乳化层添加剂、快速渗透荆和适应性强的有机溶剂等的高效复配型油溶性破乳剂来解决上述问题，这类破乳剂能够快速、充分持久地吸附在油水界面上，产生乳状液的不稳定性，达到脱盐脱水作用。近年来，水溶性破乳荆有了长足的发展，并通过配方调整和加以复配，基本能够做到一类原油选出一种适合的水溶性破乳剂。但是水溶性破乳剂有自身的特点，即针对性很强、使用量较大和油种及工况条件变化后适应性差的问题。我们公司调查和研究国内和国际破乳剂发展情况，经多年研究，我公司开发了适用于炼油厂常减压电脱盐装置用的油溶性破乳剂ＮＳ一８０系列。ＮＳ一８０系列具有适应性强，对工况要求较宽和破乳剂使用量较低的特点。

破乳剂类型使用量（ＰＰＭ）产品流向适应性环保方面脱后含盐，＜３（ｍｇ／ｔ．）备注水溶性破乳剂３～１５油相国内原油进口原油不对水相造成污染合格率为≥９０％油溶性破乳剂３０～５０水相和油相适合于某一种原油水相中含有有机物合格率为６０－－９０％

１合成１．１原料及试剂多乙烯多胺，工业级（上海染料厂）；高碳醇，工业级，（吉化公司）；多聚甲醛，工业级（美国进口）；冰醋酸，氢氧化钾，试剂级；甲醇（乙醇），甲苯，二甲苯，煤油，工业级（南京炼油厂）；丙三醇，二甘醇，正丁醇，异辛醇，蔗糖；工业级，苯酚，工业级，（国标ＧＢ３３９—６４，凝固点３９．５℃；环氧丙烷，工业级（金浦集团江苏钟化有限公司）；环氧乙烷，工业级（扬子石化公司）聚甲基三乙基硅油，工业级（北京化工二厂）；丙烯酸（上海高桥）；丁二酸，马来酸酐，异氰酸酯等，工业级（台湾进口）２．２合成方法油溶性破乳剂ＮＳ一８０系列经过八步反应，最终调配而成。分别经过起始剂合成，起始剂交连，三嵌段聚醚，嵌段加无规聚醚，有机硅交连，丁二酸、马来酸酐交连，快速渗透剂合成，ＨＬＢ值调配剂的合成。最终根据油品性质进行调配而成。２室内评价将合成的样品进行分类，并对产品稳定性观察试验，以及与其他产品的互溶性试验，同时用大庆原油、鲁宁管输油、新疆原油、海上原油和部分进口原油进行静态破乳脱水和电脱盐试验。Ａ．破乳脱水实验：本试验确定以静态非电场法进行筛选和评价，具体步骤如下：（１）．取油样放人７０－－９０＇１２的恒温水浴中，保温预热１小时，倒入到高速混调器，加入６—１０％的水，通·－一３４４·－—－过控制搅拌速度和搅拌时间调节乳化强度，转速从２０００１５０００转／分，搅拌时间为３－－９秒；（２）．将混合好的油样倒入试验瓶中，把预先配制好的破乳剂样品分别加入试验瓶；（３）．把试验瓶上下摇动１０－－３０次，放入水浴中静态破乳脱水，并开始计时，按一定时间间隔记录下出水量和水质情况。Ｂ．电脱盐试验：本试验确定以电场法进行筛选和评价，具体步骤如下：（１）．取油样放入７０Ｎ９０＂Ｃ的恒温水浴中，保温预热１小时，倒入到高速混调器，加入４—８％的水，通过控制搅拌速度和搅拌时间调节乳化强度，转速从２０００～１５０００转／分，搅拌时间为３～９秒；（２）．将混合好的油样倒入电脱盐器中，把预先配制好的破乳剂样品分别加入电脱盐器；（３）．待温度升到试验温度后，将电脱盐器放人油浴中盖上盖子，启动预热开关，听到蜂鸣声后取出上下摇动１０～３０次；（４）．将搅拌后电脱盐器重新放入油浴盖上盖子，打开电源启动工作按扭，进行低高压脱盐；（５）．听到报警声后，关掉电源开关，取出电脱盐器；（６）．将取出的电脱盐器水冷至约６０～７０℃，打开下端微型开关放出水，然后放出脱盐后原油进行分析。以鲁宁管输油为例，试验数据如下：２．１破乳脱水实验一注水量６％（叭），油水混调时间为６秒，试验量５０ｍｌ

出水量（ｍ。）破乳剂名称使用浓度（ｐｐｍ）水质界面５ｍｉｎ１０ｍｉｎ１５ｍｉｎ３０ｍｉｎ４５ｍｉｎ

ＮＳ一８１１００．１Ｏ．７１．０２．０３．０水清，界平ＮＳ一８２１００．１０．８１．１２．０２．９水清，界平ＮＳ一８５１００．２０．９１．５２．４３．２水清，界平ＮＳ一８６１００．１０．８１．３２．２２．９

水清，界平

ＮＳ一２０４０３０Ｏ．１０．８１．４１．８２．６水清，界平

由１７２＿ｈ试验数据可以看出在油溶性破乳剂加入量为１０ｐｐｍ和水溶性破乳剂加入量为３０ｐｐｍ时，ＮＳ一８５系列破乳剂与ＮＳ－２０４０系列破乳荆对比，脱水效果好，破乳剂用量少。２．２电脱实验注水量６％（ｗｔ），油水混调时间为６秒，恒温１２０＂（２，强电场８５０Ｗｅｔｌｌ，２ｍｉｎ，弱电场３５０Ｗｔｉｌｌ，４ｍｉｎ，沉降１０ｍｉｎ，试验量５０ｍｌ，原油脱前含盐量为１６．８ｍｇ］Ｌ使用浓度脱后含盐脱除率使用浓度脱后含盐脱除率破乳剂名称破乳剂名称（ｐｐｍ）（ｍｇ／Ｌ）（％）（ｐｐｍ）（ｍｇ］Ｌ）（％）

ＮＳ一８１破乳剂６２．８８３．３ＮＳ一８２破乳剂６２．１８７．５

ＮＳ一８５破乳剂６１．６９０．５ＮＳ一８６破乳剂６３．０８２．１

ＮＳ－２０４０破乳剂３０３．２８１．Ｏ由以上试验数据可以看出在油溶破乳剂加入量为６ｐｐｍ和水溶性破乳剂加入量为３０ｐｐｍ时，ＮＳ一８０系列破乳剂中的ＮＳ一８５破乳剂脱盐效果最好。并将筛选好的油溶性破乳剂与国外公司的产品进行实验室模拟电脱盐装置比较试验，结果发现我们研制的油溶性破乳剂Ｎｓ一８０系列达到国际水平。３现场试验南京石油化工股份有限公司的油溶性破乳剂ＮＳ一８８，先后在镇海炼化公司和上海金山公司使用，在镇海炼化公司试用时，ＮＳ一８８直接使用纯油溶性破乳剂，不加稀释剂。现场试用期间，装置加工的原油为陆丰、流花：布伦特（２．５：１），陆丰：萨哈林（３．５：１），涠洲油、胜利：杜里（１．２：１）等三种混合油，原油属于重质油，破乳剂的平均注入量为９．０（ｐｐｍ）平均脱前含盐２７．５（ｍｇ］Ｌ），平均脱后含盐１．９（ｍｇ／Ｌ），脱盐率为８０．０—９８．５％，平均脱盐率为９３．１％，电脱盐二级脱后污水含油小于２００ｐｐｍ，脱后原油水含量小于３００ｐｐｍ。现场试验表明油溶性破乳剂ＮＳ一８８达到较理想的效果。４机理探讨原油乳化是一种油中含微小水滴的现象。这些小水滴被天然乳化剂形成的稳定界面膜包围，从而阻一３４５—碍了水滴的接触聚合沉降和与原油的分离。原油乳化并不是自发性的，是由于激烈混合搅拌所引起的。混合搅拌的程度影响油中水滴之大小，进而影响乳化之稳定性。破乳剂的表面活性高于天然乳化剂，破乳剂分子能很快优先吸附在油水界面上，取代天然乳化剂分子，降低油水的界面张力和界面膜强度。破乳剂的界面活性越高，所形成的界面张力越低。由于存在于原油乳化液中的天然乳化剂，在原油一水界面形成界面膜，这种界面膜具有相当高的粘度、较高的机械强度，以阻止水滴的聚结，而形成稳定的原油乳化液。吸附在原油一水界面上的乳化剂为环烷酸、皂类、沥青质、石蜡、驱油剂等。加人的油溶性破乳剂首先在原油乳化液中非常快速的分散开，然后进人油一水界面。由于破乳剂具有比乳化剂更高的界面活性，将吸附在原油一水界面的乳化剂顶替置换出来，从而达到破乳的目的。水溶性破乳剂含有亲油基和亲水基，水溶性破乳剂从水相到乳化液滴界面，它要完成分子扩散和对流扩散两种扩散运动；亲油基基本上是平覆在油水界面上，亲水基伸入水相。水溶性破乳剂要在油水界面合理排列后才有合力作用，从而使分散在原油中的水滴聚结。油溶性破乳剂含有多个亲油基链段和多个亲水基链段，油溶性破乳剂以分子状态处于油相中，它向乳化液滴界面的移动是纯粹的分子扩散移动；其亲油基链节基本上是环状覆盖在油一水界面上；油溶性破乳剂比水溶性破乳剂形成更松散的界面膜，油溶性破乳剂能自然形成合力，因此油溶性破乳剂能更快和更有效的而使分散在原油中的水滴聚结。油溶破乳剂还需具有良好的润湿能力，破乳剂分子在油相中快速向乳化液滴扩散并渗透过水滴保护层时，易吸附在固体粒子如沥青胶质粒子、石蜡晶粒、粘土粒子和水滴表面，降低它们的表面能，改变表面的润湿性能，破坏保护层上粒子之间的接触，使界面膜的强度剧烈降低而破裂。破乳剂的润湿能力与其分子结构有密切关系。油溶性破乳剂分子具有分支结构，分支结构不利于分子缔合和形成胶束，而有利于分子在固体表面吸附，从而改变表面的润湿性。亲水基相连的烃链不太长也不太短，使亲水基与亲油基保持一定的平衡，以增加对固体粒子表面的润湿反转效果。从结构上讲，油溶性破乳剂同时具有多个亲水基团和亲油基团，并且最外层的两个亲油基团合力环状作用在油水界面上，比乳化剂具有小的表面张力，更高的表面活性。通过对油溶性破乳剂分子中亲油亲水基团在数量中的比例关系控制，可改变其亲水和亲油性质，以适合不同类型原油乳化液的破乳。因此，可以通过对不同性质原油的破乳模拟评价，选择合适型号的油溶性破乳剂。５结论本文对油溶性破乳剂发展的过程进行了概述，并简单介绍了油溶性破乳剂的合成，炼油厂常减压装置的电脱盐评定方法，以及油溶性破乳剂的工业应用情况，还对水溶性破乳剂和油溶性破乳剂进行机理探讨。油溶性破乳剂具有以下特点：提供更纯的脱盐原油；优化脱盐效率；加速乳化问题的解决；消除界面的形成；提

配剂泵配剂罐注剂泉混合阀注剂泉混合阀注水泵

油溶性破乳剂使用流程简图

高节能；防止脱盐罐电极的短路和液面的失控问题；降低原油预热器及后序炼油操作的污垢；帮助洗油，并将过滤性固体变为水湿性的，使其在水相中去除；提供优异的成本性能；在加工设备中不污染催化剂；还有环保价值。参考文献［１］王彪．原油破乳剂研究新进展（Ｊ）．油田化学１９９４，１１（３）２６６—２７２（２］张金素．非离子型破乳剂的微观结构及其作用机理的研究（Ｊ）油田地面工程１９９３，１２（６）４０—４３［３］夏立新．沥青质和胶质稳定的油包水乳状液的破乳研究（Ｊ）．油田化学２００３，２０（１）２３—２５（４］卫一龙．嵌段聚醚非离子表面活性剂在油水界面吸附的动态ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ模拟（Ｊ）．油田化学２００４，２１（４）３７６—３８０（５］刘程．表面活性剂大全（Ｍ）．北京：北京工业大学出版社１９９４：