原油破乳剂

原油破乳剂的机理是相转移一反向变形机理。加入破乳剂后发生了相转变，即能够生成与乳化剂形成的乳状液类型相反的表面活性剂（反相破乳剂）。这类破乳剂与憎水的乳化剂作用生成络合物，从而使乳化剂失去了乳化性能。碰撞击破界面膜机理。在加热或搅拌的条件下，破乳剂有许多的机会碰撞乳状液的界面膜，或吸附在界面膜上，或排除替代部分表面活性物质，从而击破界面膜，使其稳定性大大降低，发生了絮凝、聚结而破乳。

基本信息

原油破乳剂是针对石油采出液进行油水分离的油田化学剂，其破乳原理是破乳剂深入并粘附在乳化液滴的界面上，取代原乳化剂并破坏表面膜，将膜内包复的液滴释放并使之聚结，从而使油、水两相发生分离。由于石油开采技术不从最初的注水采油到稠油热采，又到碱水驱油、表面活性剂驱油、聚合物驱油以及三次采油，经原油中的胶质物、沥青、环烷酸、脂肪酸及盐、晶态石蜡加之人为引入的各种具有表面活性的物质的乳化作用，使得采出的原油呈现出乳状液的形态。又由于新工艺的不断推进，我国现大部分油田已进入了高含水期，原油乳状液由CDE型转为EDC型，加大了原油破乳脱水的困难，也使得原油破乳剂在组成结构、破乳机理等方面也都发生了很大变化，而对于一理想原油破乳剂来说应需具有较强的表面活性、良好的湿润性能、足够的絮凝能力、较好的聚结效果。在满足油田需要，确保原油破乳脱水效果的同时，也极大地推动了原油破乳剂的研发进程。

介绍

Crude oil demulsifier

原油乳液在油品的生产和炼制中经常出现。世界上主要的粗品油都以一种乳液的形态产出。一种乳液由至少两种不相混溶的液体组成。其中之一是以一种极细的分散体如大约1mm直径的液滴悬浮于另一液体上。

这些液体的其中之一通常为水，而另一个经常是油。油有可能极细地分散于水中。在这种情况下，乳液是一种水包油型。水被称作连续相，而油被称作分散相。相反地，如果油为连续相而水是分散相，乳液就称作油包水型。大多数的原油乳液属于这种类型。

水分子之间相互吸引，同样地，油分子之间也是如此。但是在单个的水分子和油分子之间存在排斥力。排斥力在油和水的界面发生作用。表面张力将此界面面积降到一个最低值。所以，水滴在油包水乳液中是球形的。此外，单个的水滴倾向于形成聚集体，聚集体的总面积比所有液滴面积总和小。因此，一种由纯水和纯油组成的乳液是不稳定的。分散相趋于凝集，而两个分离的层面因此而形成。

界面上的排斥力抵消，如通过特种化学品在界面上的累积可降低表面张力。在技术上，许多情形通过加入熟知的乳化剂以生产稳定的乳液而开发利用这种作用。任何以这种方式起稳定作用的物质必须具有能使其同时与水分子和油分子互相作用化学组成，即它应含有一个亲水基团和一个疏水基团。

原油乳液因油中含有的天然物质而稳定。这些物质通常含有极性基团如羧基或酚基。它们可能以一种溶液或一种胶态分散体的形态存在。特别的影响是附着于末端。在此情形下，绝大多数的微粒分散于油相中并在油水界面累积，在此界面上，它们并排排列，极性基团指向水中。所以最后形成了一种物理稳定的界面层。像微粒层或石蜡结晶体似的固体包。以肉眼通常认识到的结果包覆在界面层中。这个机理解释了原油乳液的陈化和难于破除的事实。

破乳机理

近些年来，原油乳状液破乳机理研究多集中在液滴聚结过程的精细考察和破乳剂对界面流变性质的影响等方面。但由于破乳剂对乳状液的作用非常复杂，尽管在这个领域进行了大量的研究工作，目前对破乳机理尚无统一论断。

以下几种目前公认的破乳机理：③增溶机理。使用的破乳剂一个或少数几个分子即可形成胶束，这种高分子线团或胶束可增溶乳化剂分子，引起乳化原油破乳。④褶皱变形机理。显微镜观察结果表明，W/O型乳状液具有双层或多层水圈，两层水圈之间是油圈。液滴在加热搅拌和破乳剂的作用下，液滴内部各层相互连通，使液滴发生凝聚而破乳。

此外，国内在对O/W型乳化原油体系的破乳机理研究方面也有一些研究工作，认为理想的破乳剂必须具备下列条件：较强的表面活性；良好的润湿性能；足够的絮凝能力；较好的聚结效果。

种类

破乳剂的种类繁多，按表面活性剂的分类方法可分为：阳离子型、阴离子型、非离子型、两型离子型破乳剂。阴离子型破乳剂有羧酸盐类、磺酸盐类和聚氧乙烯脂肪硫酸酯盐等，具有用量大、效果差、易受电解质影响而减效等缺点；阳离子型破乳剂主要有季铵盐类，其对稀油有明显效果，但不适合稠油及老化油；非离子型主要有以胺类为起始剂的嵌段聚醚，以醇类为起始剂的嵌段聚醚，烷基酚醛树脂嵌段聚醚，酚胺醛树脂嵌段聚醚，含硅破乳剂，超高相对分子质量破乳剂，聚磷酸酯，嵌段聚醚的改性产物和以咪唑啉原油破乳剂为代表的两型离子型破乳剂。

评定指标

原油乳状液的破乳是一个很复杂的问题，它既与原油的组分、性质、乳状液的类型及稳定因素有关，也与破乳剂的分子结构及性质有关，故选择破乳剂需综合考虑以下因素：脱水率、脱水速度、油一水界面状态、脱出水的含油量、破乳剂的最佳用量、低温脱水性能。

研发进展

近年来，由于三次采油技术的推广应用，所采出的原油乳状液的组成13趋复杂，这无疑对破乳剂的组成结构提出了新的要求，国外对此问题的研究方向值得关注。其研究重点主要集中在以下几个方面：

(1)对扩链剂研究的不断深入和多种扩链剂的使用，使破乳剂的分子质量不断增高。如用双酚A或其他多元醇的环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚、酚醛树脂环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚与丙烯酸、甲基丙烯酸或马来酸酐进行酯化后，再进行聚合得到的破乳剂系列产品，具有在低温下使用破乳速度快、用量少的优点。

(2)油田采出液含水量的增高，使得水溶性破乳剂的破乳效果变差而向油溶性破乳剂或混合型破乳剂方向发展。

(3)以酚醛树脂、多乙烯多胺为起始剂合成的原油破乳剂的高效应用，使国外认识到支链型破乳剂的破乳效果优于直链型破乳剂。比如，近期开发的以氨一丙烯酸甲酯为核心与乙二胺进行酰胺缩合反应得到的星型聚合物，便是典型的支链型破乳剂。

(4)高分子原油破乳剂存在专一性强的缺点，由于原油采出液具有复杂多样性，使得国外新型高分子破乳剂不断得到开发应用，并根据实际需要，在分子结构中引入了硅、氮、磷、硼等元素，甚至提出用碳酸乙酯代替烷氧基合成高分子破乳剂的设想。

国内发展状况

我国60年代以前，原油破乳、脱水用的化学剂及其应用技术，主要是靠进口来满足我国各油田的需要。60年代中期开始进行原油破乳剂的研究，产品有聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物。70年代后期研制了少数聚氨酯、聚磷酸酯和超高相对分子质量聚醚型的原油破乳剂。

从80年代末期开始，我国新型破乳剂的研究进展缓慢，聚氨酯、聚磷酸酯等破乳剂的研究并未形成规模，而现在使用的破乳剂品牌虽然多达200余个，但单剂品种仅40余个。近年来油田开发和应用的破乳剂，以及科研单位研究的新型破乳剂大多以复配为主，忽视了具有全新化学结构的新型破乳剂的研制开发。

由以上几例研究方向可以看出，我国破乳剂的研制仍停留在用环氧化物制备嵌段共聚物的水平上，只是在催化剂、起始剂、扩链剂上作一些改动以增加相对分子质量，而从根本上改变聚醚类产品的破乳剂很少见。

展望

针对我国目前原油破乳剂的使用和研究现状以及越来越严格的环保要求，对新型高效破乳剂的研究和应用显得愈来愈紧迫。比较国内外破乳剂的发展：① 在具有新的化学结构的破乳剂研究方面，国内研究的比较少，非聚醚型聚合物破乳剂有望逐渐取代聚醚型破乳剂。②尽管已意识到聚醚型破乳剂在生产和应用中的不足，但由于单剂品种少，新类型破乳剂开发难；而复配破乳剂由于能低温破乳，用量少，节省热能，快速破乳，提高设备处理效率，扩大破乳剂对原油的适用范围，克服破乳剂专业性过强这一弱点，正日益受到重视；因此各科研单位仍将以复配破乳剂研究为主，而且．目前情况下复配也是解决破乳剂专一性的最有效办法之一。③对污水(o/w型乳液)的破乳处理，还未引起足够的重视，在此领域国内应投入较大力量进行研究。

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