淀粉類物質對風城油田老化油的破乳脫水影響實驗

王 鎮，李若梅，唐勤超，靳賢嫻

（1.西南石油大學化學化工學院，四川成都 610500；2.中國石油長慶油田公司第七采油廠，甘肅環縣 745708）

風城油田藏有3.6億噸超稠油資源，而其生產中產生的老化油也具有超稠油的一般性質。風城油田老化油主要來源于凈水系統、原油處理系統排到污油池的污油，在曝氧、光照等條件下形成的老化油和在重力除油罐中上浮的老化油，還有部分落地原油。這就造成了風城油田老化油雜質含量高，含水率高，從而導致老化油的破乳脫水困難。目前對老化油科學的處理方法是將老化油收集起來,然后進入老化油處理系統進行單獨處理。而對老化油進行回收脫水處理,使其達到外輸標準,不僅可以提高原油二次產量，同時還可以保障脫水系統的正常運行,兼具環保與經濟意義[1，2]。

本實驗在對風城老化油破乳脫水進行探索研究時，找出一種合適的助劑處理風城油田老化油，使其能達到回收使用。

1 實驗方法

實驗用油取自風城油田老化油集中處理罐，該罐中老化油含水率為34.52%。實驗破乳方法為在250 mL燒杯中加入100 g左右的去除游離水后的老化油，在恒溫水浴中加熱至設定溫度后，加入破乳劑，用玻璃棒攪拌均勻，放入恒溫水浴中靜置一段時間后，采用蒸餾法測定原油的含水率，以含水率評定破乳劑的效能。

2 實驗結果與討論

2.1 破乳劑的篩選

在破乳溫度90℃，破乳劑加量600 mg/L，破乳時間6 h的實驗條件下，實驗室考察了5種破乳劑534、535、539、9-5、3-16 對風城老化油的破乳效果，實驗結果（見表1）。

表1 不同破乳劑處理老化油性能表

由表1可以得出：單一破乳劑對老化油的破乳脫水效果達不到外輸標準（原油含水率小于2%）。破乳劑534在90℃的條件下破乳，6 h之后污油的含水率為 4.96%，相對于其他破乳劑 535、539、9-5、3-16的破乳效果較好，因此采用破乳劑534進行以下實驗。

2.2 可溶性淀粉作為助劑的破乳實驗

單用破乳劑不能收到很好的破乳效果，采用助劑能輔助脫水。因為可溶性淀粉是長鏈大分子物質，其含有大量的羥基，使其具有很好的親水性，因此實驗中采用可溶性淀粉作為助劑，固定破乳劑534的加量為400 mg/L，調整助劑加量分別為100 mg/L，200 mg/L，300 mg/L，測定6 h后的含水率，實驗結果（見表2）。

表2 可溶性淀粉對破乳效果的影響

可溶性淀粉加量達到300 mg/L時，與破乳劑534共同作用可使老化油含水率降低到0.185%，達到外輸標準。對比實驗2.1的出水顏色情況，此次出水顏色渾濁，是因為這次出水中含有固體顆粒。

2.3 可溶性淀粉與其它破乳劑復配后的破乳實驗

由前面實驗可知道，含多羥基類物質與破乳劑534復配對風城老化油有很好的破乳效果。這里選用可溶性淀粉與破乳劑 534、535、539、9-5、3-16 按照 3:4的比例進行復配，在實驗溫度90℃條件下，測定6 h后的破乳含水率，實驗結果（見表3）。

表3 可溶性淀粉與其它破乳劑的復配結果

與實驗2.1相比，可溶性淀粉與破乳劑復配后，都能提高破乳效果，出水水質中都攜帶出了固體顆粒。

2.4 淀粉的改性物質與破乳劑復配后的破乳實驗

淀粉醚是淀粉分子中的羥基與反應活性物質反應生成的淀粉取代基醚；糊精是淀粉在受到加熱、酸或淀粉醚作用下發生分解和水解時，將大分子的淀粉首先轉化成為小分子的中間物質。淀粉醚和黃糊精都是淀粉的改性物質。選用破乳劑534與淀粉酶和黃糊精按照4:3的比例分別進行復配，在實驗溫度90℃條件下，測定6 h后的破乳含水率，實驗結果（見表 4）。

表4 淀粉的改性物質對破乳效果的影響

從實驗數據可以看出，黃糊精與534復配后的破乳效果優于淀粉醚與534的復配效果；黃糊精復配的出水中也攜帶出了油相中的固體顆粒。

2.5 含多羥基類物質作為助劑的破乳實驗

選用與可溶性淀粉相似的含有大量羥基的檸檬酸和羧甲基纖維素鈉（CMC）作為考察對象。檸檬酸屬于短鏈物質，CMC屬于長鏈聚合物，兩者作為含多羥基類物質都具有一定的代表性。在實驗溫度90℃，固定破乳劑534加量為400 mg/L，調整這兩種助劑加量，測定6 h的含水率，實驗結果（見表5）。

表5 含多羥基類物質對老化稠油的破乳效果

以上實驗說明，選用的兩種助劑對老化油的破乳脫水也能起到很好的效果。

2.6 實驗討論

對比2.1和2.2部分的實驗情況可知，可溶性淀粉作為助劑加入后，對老化油的破乳脫水效果得到明顯改善，同時2.3部分的實驗進一步驗證了可溶性淀粉作為助劑與不同破乳劑復配都能取得較好的破乳脫水效果。這是因為可溶性淀粉中含有大量的羥基，羥基與水分子形成氫鍵，具有很好的親水性，對水有更強的吸附性。同時可溶性淀粉為長鏈物質，加入后對油中的水具有網捕作用，把油相中分散開的水珠通過吸附，網捕作用聚集、聚并在一起，更有利于水珠的聚集，聚并，沉降，從而達到更好的破乳效果，2.5部分的實驗得到進一步驗證了由于網捕作用使長鏈物質比短鏈物質具有更好的脫水效果。

通過對比破乳后的出水水質情況可知加入可溶性淀粉后出水水質渾濁，這是由于出水過程中把老化油中的固體顆粒攜帶出來了。除了檸檬酸和淀粉醚之外，可溶性淀粉，淀粉的改性物質和羧甲基纖維素鈉都能破壞油相中固體顆粒的穩定性。這是由于含羥基的長鏈物質對油相中的固體顆粒起到了包裹作用，在沉降過程中攜帶出固體顆粒。

3 實驗結論與展望

（1）實驗室所提供的5種破乳劑與可溶性淀粉復配后，對風城油田老化稠油的破乳效果都好于破乳劑的單獨使用，其中破乳劑534與可溶性淀粉復配，破乳6 h后老化稠油含水率降到了0.185%。淀粉的改性物質以及羧甲基纖維素鈉和檸檬酸作為助劑與破乳劑聯用都能提高老化稠油的破乳效果。

（2）淀粉類物質與破乳劑聯用能取得很好的破乳效果是由于所含羥基的親水性和長鏈產生的網捕作用。

（3）含多羥基的物質對油相中固體顆粒的破壞是由于長鏈的包裹作用，在沉降時攜帶出固體顆粒。

本次試驗中首次使用淀粉類物質做為助劑，對于風城油田老化稠油的破乳脫水取得了良好的效果。但淀粉類物質作為助劑對其他油田上老化油處理的適用性還有待驗證，但為化學破乳法提供了一條新的途徑。

[1]邢黎.老化油處理工藝探討[J].油氣田地面工程，2007，26（2）：52.

[2]楊忠平，等.吉林油田聯合站老化原油成因與脫水方法研究[J].油田化學，2010，27（3）：337-341.

[3]張錫娟.稠油采出液聲化學破乳脫水實驗研究[D].中國石油大學，2008.

[4]安秀林，李慶忠.乳狀液穩定性的影響和表達[J].張家口農專學報，2003，19（3）：29－31.

[5]杜玉海.高膠質瀝青質稠油的特性破乳劑研究與篩選評價[D].天津大學化工學院，2006，6.