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目前油田中常用四種非離子型破乳劑

發(fā)表時(shí)間:2022-04-28
目前油田中常用四種非離子型破乳劑:SP型破乳劑,AP型破乳劑AE型破乳劑,AR型破乳劑。
1. SP型破乳劑
SP型破乳劑的主要組分為聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚,理論結(jié)構(gòu)式為R(PO)x(EO)y(PO)zH,式中:EO-聚氧乙烯;PO-聚氧丙烯;R-脂肪醇;x、y、z-聚合度。SP型破乳劑外觀呈淡黃色膏狀物質(zhì),HLB值為10~12,溶于水。SP型非離子型破乳劑對(duì)石蠟基原油具有較好的破乳效果。其疏水部分由碳12~18烴鏈組成,其親水基是通過(guò)分子中的羥基(-OH)、醚基(-O-)與水作用形成氫鍵而達(dá)到親水的目的。由于羥基、醚基親水性較弱,所以只靠一兩個(gè)羥基或醚基不能把碳12~18烴鏈?zhǔn)杷胨?,必須有多個(gè)這樣的親水基,才能達(dá)到水溶的目的。非離子型破乳劑的分子量越大,分子鏈越長(zhǎng),所含的羥基和醚基越多,它的拉力越大,對(duì)原油乳狀液的破乳能力越強(qiáng)。SP型破乳劑適應(yīng)于石蠟基原油的另一個(gè)原因是石蠟基原油不含或極少含膠質(zhì)和瀝青質(zhì),親油性表面活性劑物質(zhì)較少,相對(duì)密度較小。對(duì)含膠質(zhì)和瀝青質(zhì)較高(或含水大于20%)的原油,SP型破乳劑的破乳能力較弱,原因是分子結(jié)構(gòu)單一,無(wú)支鏈結(jié)構(gòu)和芳香結(jié)構(gòu)。
2. AP型破乳劑
AP型破乳劑是以多乙烯多胺為引發(fā)劑的聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚,是一種多枝型的非離子型表面活性劑,分子結(jié)構(gòu)式為:D(PO)x(EO)y(PO)z H,式中: EO-聚氧乙烯;PO-聚氧丙烯;R-脂肪醇;D-多乙烯多胺:x、y、z-聚合度。
AP型結(jié)構(gòu)的破乳劑用于石蠟基原油乳狀液的破乳,效果好于SP型破乳劑,它更適合于原油含水率高于20%的原油破乳,并能在低溫條件下達(dá)到快速破乳的效果。如SP型破乳劑在55~60℃、2h內(nèi)沉降破乳的話,AP型破乳劑只需在45~50℃、1.5h內(nèi)沉降破乳。這是由于AP型破乳劑分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)所致。引發(fā)劑多乙烯多胺決定了分子的結(jié)構(gòu)形式:分子鏈長(zhǎng)且支鏈多,親水能力高于分子結(jié)構(gòu)單一的SP型破乳劑。多支鏈的特點(diǎn)決定了AP型破乳劑具有較高的潤(rùn)濕性能和滲透性能,當(dāng)原油乳狀液破乳時(shí),AP型破乳劑的分子能迅速的滲透到油水界面膜上,比SP型破乳劑分子的直立式單分子膜排列占有更多的表面積,因而用量少,破乳效果明顯。目前該類破乳劑是大慶油田使用較好的非離子型破乳劑。
3. AE型破乳劑
AE型破乳劑是以多乙烯多胺為引發(fā)劑的聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚,是一種多枝型的非離子型表面活性劑。與AP型破乳劑相比,所不同的是AE型破乳劑是一種二段型的聚合物,其分子小,支鏈短。分子結(jié)構(gòu)式為:D(PO)x(EO)yH,式中:EO-聚氧乙烯:PO-聚氧丙烯:D-多乙烯多胺;x、y -聚合度。 雖然AE型破乳劑和AP型破乳劑的分子相貌存在很大的差異,但分子成分是相同的,只是在單體用量和聚合順序上有所差別。
(1)兩種非離子型破乳劑在設(shè)計(jì)合成時(shí),其頭、尾的用料量不同,產(chǎn)生聚合分子的長(zhǎng)短也不同。
(2)AP型破乳劑的分子為二段式的,以多乙烯多胺為引發(fā)劑,與聚氧乙烯、聚氧丙烯聚合形成嵌段共聚物:AE型破乳劑的分子為二段式的,以多乙烯多胺為引發(fā)劑,與聚氧乙烯、聚氧丙烯聚合形成兩段共聚物,因此,設(shè)計(jì)出的AP型破乳劑的分子應(yīng)比AE型破乳劑的分子長(zhǎng)。
AE型是兩段多支結(jié)構(gòu)的原油破乳劑,同樣適應(yīng)于瀝青質(zhì)原油乳狀液的破乳。瀝青基原油中親油的表面活性劑含量越多,粘滯力越強(qiáng),油水密度差小,不易破乳。而采用AE型破乳劑破乳速度快,同時(shí),AE型破乳劑又是較好的防蠟降粘劑。由于其分子的多支結(jié)構(gòu),極易形成微小的網(wǎng)絡(luò),使原油中已形成的石蠟單晶落入這些網(wǎng)絡(luò),阻礙石蠟單晶體自由運(yùn)動(dòng),不能相互連接,形成石蠟的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),降低原油的粘度和凝固點(diǎn),防止蠟晶聚結(jié),從而達(dá)到防蠟的目的。
4. AR型破乳劑
AR型破乳劑由烷基酚醛樹(shù)脂(AR樹(shù)脂)與聚氧乙烯、聚氧丙烯聚和而成的新型油溶性的非離子型破乳劑,HLB值在4~8左右,破乳溫度低達(dá)35~45℃。分子結(jié)構(gòu)式為:AR(PO)x(EO)y H,式中:EO-聚氧乙烯;PO-聚氧丙烯;AR-樹(shù)脂;x、y、z-聚合度。 AR樹(shù)脂在合成破乳劑的過(guò)程中,既起引發(fā)劑的作用,又進(jìn)入破乳劑的分子中成為親油基。AR型破乳劑的特點(diǎn)是:分子不大,在原油凝固點(diǎn)高于5℃的情況下有較好的溶解、擴(kuò)散、滲透效應(yīng),促使乳化水滴絮凝、聚結(jié),能在45℃以下,45 min內(nèi)把含水率在50 %~70 %的原油中的水脫出80 %以上,這是SP型、AP型破乳劑所不能比的。

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