付亞榮（華北油田第五采油廠）

冀中南部油田低溫脫水技術示范

付亞榮（華北油田第五采油廠）

為降低石蠟基原油脫水溫度,應用具有低溫脫水性能的AE8051、與對高黏原油脫水效果好的聚醚多元醇型SAA、聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚BP28進行“協(xié)同”復配；再用少量的C—F表面活性劑增加體系的活性及互溶性的石蠟基原油低溫破乳劑FYR-015。按基本配方合成了一系列低溫破乳劑樣品，選擇固含量為55%的5號配方成品破乳劑投入現(xiàn)場使用，加藥量達到60mg/L時分離出的原油含水小于0.2%，達到了外輸優(yōu)質(zhì)原油標準，脫出污水含油小于50mg/L，水質(zhì)清。以處理量3500m3/d為某聯(lián)合站脫水為例，年節(jié)約天然氣費用約196萬元。

石蠟基原油 脫水 低溫 節(jié)能

1 前言

冀中南部油田集中著一大部分石蠟基原油，原油性質(zhì)：20℃密度：0.8469～0.8837g/cm3，凝固點：32～38℃，膠質(zhì)、瀝青質(zhì)：16.4%～19.2%，含蠟：14.2%～25.9%，50℃黏度：8.6～42.3mPa·s，油水界面張力：116.2～125mN/m，油水反常點：60%～70%。常規(guī)脫水方法是將原油加熱到60～65℃，加入100～150mg/L破乳劑進行三相分離或化學沉降后，再進行電脫水，才能使原油達到含水小于0.5%的優(yōu)質(zhì)標準。脫水溫度高，消耗大量的熱能，需要加入大量的破乳劑。降低生產(chǎn)運行成本。提出了利用頂替學、膠溶學理論，創(chuàng)新建立了石蠟基原油低溫脫水破乳劑的生產(chǎn)方法，實現(xiàn)了站外來油在40℃經(jīng)過三相分離器處理后，脫后原油含水小于0.2%，污水含油小于50mg/L。

2 研究思路

根據(jù)頂替學說與膠溶學說理論，結(jié)合冀中南部石蠟基原油物性特征，破乳劑的研制主要集中在含有聚氧乙烯聚氧丙烯的嵌段聚合物的非離子型上。對以酚類、胺醇類、糖類、派嗪類、咪唑啉類、酰化多胺類合成的破乳劑，通過正交試驗確定出了適合冀中南部石蠟基原油低溫破乳劑HLB值在4~6范圍內(nèi)。特征是：原材料組分重量比：AE8051：15%～20%；聚醚多元醇型SAA：20%～30%；聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚BP28：10%～18%；FC—N01氟碳表面活性劑：0.05%～0.1%；甲醇：20%～30%；其余為水。制備方法是：首先，將AE8051、聚醚多元醇型SAA、FC—N01氟碳表面活性劑、聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚BP28四種原料按重量百分比加入搪瓷反應釜；緩慢升溫到70～75℃；在不斷攪拌下加入甲醇，繼續(xù)攪拌30min后，停止加熱；邊冷卻邊攪拌，冷卻至常溫；按比例加入水，邊加邊攪拌，攪拌20min后出料，得到石蠟基原油脫水用低溫破乳劑FYR-015。已獲中國發(fā)明專利，ZL200710119732.2。

3 破乳劑篩選及最佳加藥量

3.1 采用標準[2]

中華人民共和國國家標準GB/T8929-2006《原油水含量的測定蒸餾法》和石油天然氣行業(yè)標準SY/T5281-2000《原油破乳劑使用性能檢測方法（瓶試法）》。

3.2 實驗結(jié)果

實驗油樣為某聯(lián)合站混合原油，含水30%，取加藥量為200mg/L，在50℃下按基本配方組成不同的16種破乳劑進行了脫水試驗篩選，實驗數(shù)據(jù)表明在基本配方范圍內(nèi)改變各原料的組份，可以得到對某聯(lián)合站混合原油在40℃時效果非常優(yōu)異的破乳劑，在實驗條件下有3種破乳劑90min脫水率超過95%，且脫出水水質(zhì)清，油水界面齊，見表1、表2。

表1 對某聯(lián)合站混合含水原油在40℃時脫水效果最好的3種破乳劑的組成數(shù)據(jù)（%）

表2 對某聯(lián)合站混合含水原油脫水效果最好的3種破乳劑脫水實驗數(shù)據(jù)（加藥量200mg/L，脫水溫度40℃）

將2號、5號、9號破乳劑按黃金分割比例（0.618∶0.382）進行復配脫水實驗[3]，結(jié)果見表3。從表3數(shù)據(jù)可以看出：這種低溫破乳劑按照黃金分割比例的二元復配的脫水效果與單劑基本相當。

表3 對某聯(lián)合站混合含水原油（含水30%）脫水效果最好的3種破乳劑兩兩復配脫水實驗數(shù)據(jù)（加藥量200mg/L，脫水溫度40℃）

3.3 最佳加藥量

優(yōu)選出的這3種低溫破乳劑的最佳加藥量均為100mg/L，40℃下對某聯(lián)合站混合含水原油90min脫水率在93%以上，脫出水水質(zhì)清，油水界面齊。

4 現(xiàn)場應用

某聯(lián)合站脫水工藝流程為：油井來液—計量站(加破乳劑)—（三相分離器）—凈化油罐—外輸。根據(jù)室內(nèi)篩選結(jié)果，2號、5號、9號3種破乳劑對某聯(lián)合站含水原油均有較好的低溫脫水效果。選擇固含量為55%的5號配方成品破乳劑投入現(xiàn)場試驗。

1）加藥點選取原工藝計量站作為加藥點，原加藥濃度80mg/L，更換低溫破乳劑后，需要一個適應過程，將加藥濃度95mg/L，脫水溫度55℃，用低溫破乳劑替換原破乳劑，脫水運行平穩(wěn)；

2）在不改變低溫破乳劑加藥量的情況下，按5℃的溫度梯度由55℃降低進入三相分離器溫度至40℃，脫水運行平穩(wěn)；

3）在不改變脫水溫度下，加藥量降至60mg/L，脫水運行平穩(wěn)。分離出的原油含水小于0.2%，達到了外輸優(yōu)質(zhì)原油標準，脫出污水含油小于50mg/L，水質(zhì)清。

5 節(jié)能效果

以200mg/L的加藥量在40℃用于含水30%的某聯(lián)合站混合原油的低溫脫水，得到了90min相對脫水率超過93%的3個配方的低溫破乳劑，其二元復配得到的低溫破乳劑在同一溫度、同一加藥量的情況下脫水效果與單劑相當，在加藥量試驗中得到3個配方的低溫破乳劑在40℃的最佳加藥量均為100mg/L。

某聯(lián)合站脫水為例，使用原破乳劑處理量為3500m3/d，脫水溫度55℃，需消耗天然氣4480m3/d；脫水后原油從55℃升溫至70℃后外輸，需耗天然氣1492m3/d，則集輸總耗氣5972m3/d；使用低溫破乳劑后脫水溫度可降至40℃,節(jié)省了脫水部分耗氣；原油從40℃升溫至70℃外輸，則集輸總耗氣2985m3/d；天然氣價格按1.8元/m3計算，年可節(jié)約天然氣費用約196萬元。

6 結(jié)論

1）低溫破乳劑在低溫狀態(tài)下具有較好的破乳作用，保證了脫后水相含油和外輸油含水指標達標，且好于原破乳劑處理效果；

2）現(xiàn)場試驗表明，使用低溫破乳劑減少了天然氣消耗，降低了藥劑成本，具有一定的經(jīng)濟優(yōu)勢。

[1]付亞榮.一種用于石蠟基原油脫水用低溫破乳劑及其制備方法[P].中國,ZL200710119732.2.

[2]付亞榮.富含黏土的含水原油破乳劑的研發(fā)[J].油田化學，2010,103（1）:32-34.

[3]付亞榮.原油低溫破乳劑的研究與應用[J].精細與專用化學品,2010,18（4）:19-20.

10.3969/j.issn.2095-1493.2012.07.022

2012-02-18）

付亞榮，1987年畢業(yè)于重慶石油學校，高級工程師，主要從事油田開發(fā)方面的研究，E-mail：cy5_fyr@petrochina.com.cn，地址：河北省辛集市華北油田第五采油廠，052360。