張麗莉 李世洪 胡慶梅 張鵬

摘要：以蘇丹六區(qū)高酸高粘原油為研究對象，根據(jù)高酸高粘原油的基本性質(zhì)，實驗室合成一種新型消泡劑，并確定消泡劑配方。實驗表明，該消泡劑能滿足高酸值、高粘度原油的消泡要求，并且有很好的抑泡性。

關(guān)鍵詞 消泡劑高酸高粘 原油 研制 應(yīng)用

Abstract taking Sultan six area high acid crude oil of high viscosity as the research object, according to the basic properties of acid crude oil of high viscosity, laboratory synthesis of a new defoaming agent, and determining the defoamer formulations. Experimental results show that, the defoaming agent can meet the high acidity, high viscosity crude oil defoamer requirements, and has very good bubble suppression of.

Key words: defoamer high acid crude oil of high viscosity development application

中圖分類號：TQ437 文章標(biāo)識碼：A

1. 前言

近些年蘇丹、遼河、勝利、大港、委內(nèi)瑞拉等油田高酸高粘原油的產(chǎn)量日益增加，占世界原油總產(chǎn)量的15%左右。由于膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、脂肪酸、環(huán)烷酸等天然表面活性劑的存在，使原油存在嚴(yán)重的起泡問題。泡沫的出現(xiàn)給生產(chǎn)過程中帶來很多問題。如蘇丹六區(qū)原油屬于高酸高粘原油，形成氣泡后，在氣泡界面形成彈性膜，其穩(wěn)定性很強，常態(tài)下不易破壞。使計量不準(zhǔn)確，誤差高達50%以上，降低分離效率等。目前，解決原油起泡的主要方法就是加消泡劑。因此，在原油輸送過程中加入消泡劑，將會大大改善由于起泡嚴(yán)重帶來的問題。

2. 高酸高粘原油的起泡特性

蘇丹六區(qū)原油物性分析見表1。

表1 蘇丹六區(qū)原油物性分析

通過對原油的起泡性的測試，在溫度78℃時，氣流量200mL/min,原油起泡速率為82mL/min，半衰期為24h。

以蘇丹六區(qū)原油為例，分析高粘高酸原油原油起泡特性。

（1）易起泡

表面活性劑（如脂肪酸、環(huán)烷酸、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)），能降低油氣表面張力，容易鋪展到氣泡表面，使泡沫易于生成。

（2）難消泡

表面活性劑（膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、脂肪酸、環(huán)烷酸）吸附在油氣表面，可在油氣表面上形成高強度的表面膜，起穩(wěn)定作用泡沫很難破裂。

正由于環(huán)烷酸與膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等天然表面活性劑的共同作用，使蘇丹六區(qū)原油起泡量大，半衰期長，消泡困難。

3. 室內(nèi)試驗

3.1消泡機理及類別

消泡機理包括兩個方面：

一是抑制泡沫的產(chǎn)生，當(dāng)體系加入消泡劑后，其分子優(yōu)先于液體表面，此種液體在溶液表面鋪展時會帶走鄰近表面的一層溶液，使液膜局部變薄，于是液膜破裂，即終止泡沫的產(chǎn)生。

二是對已經(jīng)生成的泡沫的消除，當(dāng)體系大量產(chǎn)生泡沫后，加入消泡劑，其分子迅速在泡沫表面擴散，快速鋪展，進一步擴散、滲透，層狀入侵，從而取代原泡沫壁。由于消泡劑界面活性高于環(huán)烷酸、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)的界面活性，分子間的作用力小，形成的液膜表面極易破裂，達到消泡的目的。

一種性能良好的消泡劑必須同時兼具消泡、抑泡的作用，不但能迅速使泡沫破裂，而且能在相當(dāng)長的時間內(nèi)防止泡沫再次大量產(chǎn)生。這在工業(yè)生產(chǎn)中非常重要。有機化合物如醚類、醇類、磷酸酯類化合物的鋪展能力很強，但是作用時間較短，極易溶解于天然表面活性劑中去，失去消泡作用，這樣就使得抑泡作用能力很弱。因此，一種針對高酸高粘原油的消泡劑的研制，是十分必要的。

3.2消泡劑分子結(jié)構(gòu)設(shè)計

根據(jù)高酸高粘原油消泡劑的作用機理的要求，一種高效的消泡劑應(yīng)該具備如下結(jié)構(gòu)：

（1）多支鏈結(jié)構(gòu)

多支鏈的分子結(jié)構(gòu)形成的消泡劑界面膜不致密，形成的液膜表面極易破裂。

（2）合適的HLB值

根據(jù)蘇丹六區(qū)原油的高酸高粘的特性，通過親水基、親油基不同比例的調(diào)整，得到消泡劑具有合適的HLB值。使消泡劑的界面活性高于高酸高粘表面活性劑的表面活性。

（3）親油基類型

親油基和環(huán)烷酸、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)要有相似的結(jié)構(gòu)，使消泡劑分子有更好的滲透性。

（4）具有一定的化學(xué)穩(wěn)定性，不與原油的化學(xué)組分反應(yīng)。

3.3.消泡劑的合成及性能測試

3.3.1消泡劑的合成工藝

（1）主要原料及規(guī)格

起始劑：自制工業(yè)品。

環(huán)氧丙烷：工業(yè)品。含量大于99%。

環(huán)氧乙烷：工業(yè)品。含量大于99%。

催化劑：工業(yè)品。

穩(wěn)定劑：工業(yè)品。

（2）主要的條件及優(yōu)化

將計量好的起始劑投入高壓反應(yīng)釜中，按照優(yōu)化好的比例加入催化劑、穩(wěn)定劑，加入環(huán)氧丙烷，得到中間體，經(jīng)取樣分析合格后，再加入定量的環(huán)氧乙烷，通過優(yōu)化后溫度和時間不斷調(diào)整，得到最終的消泡劑反應(yīng)物比例確定配方，命名為DDF1002。

（3）基本性能指標(biāo)

該消泡劑閃點高于50℃，凝點小于-30℃,固含量大于85%，消泡率高于90%。

3.3.2消泡劑性能測試

（1）不同消泡劑的對比試驗

以蘇丹六區(qū)原油為檢測對象，通過Q/HD DWL001-2009標(biāo)準(zhǔn)來檢測DDF1002的消泡性能。

試驗溫度：78℃（油田提供）。

加藥量：25mg/L。

氣流量：200mL/min。

實驗結(jié)果如表2：

表2 消泡性能數(shù)據(jù)

備注：消泡率%=（空白原油起泡量-加入消泡劑原油起泡量）/空白原油起泡量×100%,半衰期是指氣泡消失一半體積時所需要的時間。（采用標(biāo)準(zhǔn)Q/HD DWL001-2009）

從表2可以看出消泡劑DDF1002的起泡速率2mL/min與空白油樣相比具有很好的抑泡性,半衰期為3h有很好的消泡性。

（2）穩(wěn)定性：包括離心穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。將制得的DDF1002在離心機上以600r/min的離心速度離心30min，無分層現(xiàn)象，表明有良好的離心穩(wěn)定性；將制得的主劑在45-60℃的條件下存放，無分層，證明所有很好的熱穩(wěn)定性。

（3）消泡劑的適用性實驗

由于油田中后期采出油含水量不斷增加，因此，在試驗溫度、加藥量、氣流量以及采用標(biāo)準(zhǔn)全部不變的條件下，通過改變原油含水率來檢測消泡劑的適用范圍。

表3 不同含水率原油對消泡性能的影響

由表3可知：隨著原油含水量的不斷增加，起泡速率也不斷增加；在含水從0%-50%，加藥量為50 mg/L，消泡劑消泡率均在90%以上。

4. 現(xiàn)場應(yīng)用情況

4.1蘇丹六區(qū)CPF生產(chǎn)概況

圖1 六區(qū)CPF生產(chǎn)流程圖

蘇丹六區(qū)CPF重油日產(chǎn)量約1.3萬噸，含水約為50%。重油先經(jīng)過三相分離器，再經(jīng)過78℃熱沉降罐三次處理，最后經(jīng)過原油儲罐，檢測達標(biāo)后外輸。

4.2現(xiàn)場應(yīng)用情況

加入消泡劑之前，三相分離器出口含水在18%左右，大罐出口含水大于0.50%，外輸含水超標(biāo)。因此在重油進入三相分離器之前注入消泡劑DDF1002,測量三相分離器出口的含水和大罐出口含水，來檢測消泡劑的使用性能。

表4 消泡性應(yīng)用前后對照表

從2012年7月5日加入25mg/L消泡劑DDF1002之后出口含水逐漸降為5%左右，提高了三相分離器的分離效率，大罐出口含水小于0.35%，能夠保證出口含水小于0.50%，達到外輸要求。

4．結(jié)論

(1) 通過實驗制備了消泡劑的最佳配方和優(yōu)化條件.

(2) 在實驗室評價條件下，針對高酸高粘原油，研制的DDF1002消泡劑表現(xiàn)出良好的消泡性能和抑泡性能。

(3) 現(xiàn)場應(yīng)用階段，蘇丹六區(qū)經(jīng)過三相分離器的原油含水有明顯的下降趨勢，說明消泡劑DDF1002提高了三相分離器的分離效率；大罐出口含水小于0.35%，能夠保證出口含水穩(wěn)定小于0.50%，達到外輸要求。

5．參考文獻

[1]秦中秋L(fēng)HY-1型消泡劑的研制 齊魯石油化工 2006.34（1）：18-19

[2]梁百勝 王睿有機硅消泡劑的應(yīng)用 化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù) 2002-23-4