原油乳狀液凍融穩(wěn)定性的研究.pdf

1、原油含水對原油儲運、加工、產(chǎn)品質(zhì)量及設(shè)備等均造成很大危害。因此，原油的破乳脫水歷來是石油開采及加工生產(chǎn)中最重要的環(huán)節(jié)之一。本文從一個嶄新的角度——乳狀液的冷凍解凍(凍融)，研究影響油水乳狀液穩(wěn)定性的因素及破乳機理，從而達(dá)到油水分離的目的。
　　 文中分析了原油乳狀液中所包含的各種成分，重點研究了三元復(fù)合驅(qū)劑(堿—表面活性劑—聚合物)、天然表面活性物質(zhì)(瀝青質(zhì)、膠質(zhì))、無機鹽以及固體粒子這四種成分對乳狀液凍融穩(wěn)定性的影響。通過改變

2、這些物質(zhì)的含量或類型，研究了它們對乳狀液表面張力、Zeta電位、乳狀液的結(jié)晶溫度、乳狀液經(jīng)過冷凍—解凍破乳后的脫水率以及脫出水透光率的影響。破乳實驗中，采用了微波、空氣(室溫)和水浴三種解凍方式。本文還從理論上分析了冷凍速率與乳狀液穩(wěn)定性之間的關(guān)系。
　　 研究結(jié)果表明乳狀液表面張力受三元復(fù)合驅(qū)劑的影響比較??；瀝青質(zhì)和膠質(zhì)濃度的增加均可使乳狀液的表面張力降低；而增加乳狀液中石墨或粘土顆粒的含量，則使乳狀液表面張力上升；隨著所含陽

3、離子價電子數(shù)的升高，乳狀液的表面張力也逐漸升高。通過正交試驗結(jié)果可知，三元復(fù)合驅(qū)劑中影響乳狀液Zeta電位絕對值大小的順序是表面活性劑、堿和聚合物。瀝青質(zhì)和膠質(zhì)濃度的增加，以及乳狀液中加入無機鹽離子，均可使乳狀液的Zeta電位絕對值降低。而增加O/W乳狀液中粘土顆粒的含量，可使乳狀液Zeta電位的絕對值呈上升趨勢。
　　 表面活性劑(石油磺酸鹽)及堿(Na2CO3)對乳狀液凍融脫水率有明顯的影響，隨著表面活性劑和堿濃度的增加，脫

4、水率逐漸降低。同樣，瀝青質(zhì)和膠質(zhì)濃度的增加，也可以使乳狀液的最終脫水率隨之降低。加入無機鹽的乳狀液經(jīng)過冷凍解凍破乳后，脫水率要高于未加入無機鹽的乳狀液，尤其是加入三價Al3+離子的乳狀液脫水率更高。在本文實驗中，隨著W/O乳狀液中石墨含量的增加，乳狀液最終脫水率出現(xiàn)了先下降后上升的趨勢。加入粘土的O/W乳狀液最終脫水率隨粘土含量的增加而下降。石油磺酸鹽和聚合物(HPAM)濃度對脫出水透光率的影響比較大，隨著它們濃度升高，破乳脫出水的透光

5、率逐步下降。瀝青質(zhì)和膠質(zhì)濃度的增加，以及乳狀液中固體含量的增加均可使乳狀液的脫出水透光率呈下降的趨勢。含高價陽離子的乳狀液脫出水透光率明顯要高于含一價陽離子。對于三元復(fù)合驅(qū)模擬乳狀液、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)穩(wěn)定的乳狀液，以及加入無機鹽和石墨的W/O型乳狀液，微波解凍可以明顯提高乳狀液的脫水率。
　　 本文還研究了乳狀液單向冷凍過程中分散相粒子的受力情況，通過理論分析提出了乳狀液冷凍時凝固界面最大臨界速率。當(dāng)冷凍乳狀液時的速率低于此臨界速率