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目录
1 前言 1
1.1 课题背景及意义 1
1.2 固体颗粒对原油乳状液稳定性研究进展 2
1.3 影响破乳剂对原油乳状液破乳的主要因素 4
芙蓉鸡蛋
1.4 破乳剂的破乳机理 8
1.5 破乳剂性能评价方法 10
1.6 破乳剂复配的主要思路 12
1.7 实验方案 12
2 实验原理和方法 14
2.1 含固原油乳状液的制备方法 14
《滕王阁序》
2.2 破乳剂的评价方法 14
2.3 含固原油模拟乳状液微观结构分析 15
2.4 油中水含量的测定 16
2.5 水中油含量的测定 16
3 结果与讨论 18
3.1稳定含固原油乳状液制备条件的研究 18
3.2 破乳剂的评选 18
3.3 破乳剂的复配 25
3.4机理讨论 27
4 结论 33
5 参考文献 34
6 致谢 36
摘要
本文针对某原油开展了含固原油/矿化水两元体系原油乳状液的稳定性及破乳研究。以含皂土的原油乳状液为基础针对实验室现有破乳剂进行评价，得出以乙二胺为起始剂9-6#、有机硅破乳剂603和以酚醛树脂为起始剂HB-843脱水效果最好，在破乳剂加入量路由器上不了网50 mg/L、热沉降2h后脱水率为42%、金华教育局66%和20%。实验得出在复配破乳剂XY-1（体积比13 : 1的9-6#苏岑和603）加入浓度为50 mg/L、实验温度50℃、热沉降时间7h对含皂土乳状脱水率可达70%、水中含油量2.88%。本文同时研究了固体颗粒类型，石英砂、皂土、硅藻土和高岭土及固体在乳状液的加入量对乳状液稳定性的影响，固体的粒径和浓度均对乳状液稳定性存在显著影响。本课题的研究对工业上过渡层的形成机理，对消除过渡层具有一定的指导意义。
关键词：固体颗粒，乳状液，稳定性，破乳
Abstract
In this paper, including solid crude oil in the KuangHuaShui/two yuan system oil emulsion stability and rearch. In order to contain soap soil oil emulsion for laboratory bad on existing demulsifier, starting with ethylenediamine as agent of 9-6 #, organic silicon demulsifier 603 and phenolic resin for starting do HB - 843 dehydration effect is best, in the quantity of demulsifier 50 mg/L, thermal subsidence after dehydration rate for 42% 2h, 66% and 20%. Experiment with mixed demulsifiers in volume 1 (XY - 13:1 9-6 # and 603) to join the concentration of 50 mg/L, experimental temperature 50 ° c, thermal subsidence time of bentonite 7h emulsion dehydration rate can reach 70%, water 2.88% oil. The paper also studies the type of solid particles, quartz, soap, diatomite and kaolinite and solid in the emulsion of addition amount of emulsion stability, the influence of solid particle size distribution and concentration of emulsion stability are significant influence. This topic in the rearch on the industry transition layer to eliminate the formation mechanism of transition layer has certain directive significance.
Keywords：particle, emulsion, stability, demulsification
1 前言
1.1 课题背景及意义强力枇杷露
在经历20世纪70年代的两次石油危机后，世界各国一方面在加快发展石油替代能源的同时，也加快了石油开采、利用的进程以保证石油产量的持续增长。不仅我国的石油资源储量在逐步下降，在2008年全球探明石油储量也出现了1998年以来的首次下降。据估计，按照目前的生产速度，全球拥有的石油储量仅够开采42年。新油田开采的困难及老油田的开采到了中后期，石油开采越来越困难。油页岩和油矿沙等资源也在逐步被开发和利用。利用先进的开采技术，提高油田采收率，尽可能榨取油田里存在的每一滴油成了更多研究者追求的目标。
石油开采到了二次采油后期，三次采油时代，更多的采油助剂被应用到油田的开采中。随着聚合物驱及三元复合驱的广泛应用，大量含聚合物的采出液产出地面，增加了乳状液的稳定性及污水处理难度，原油采出液含水率甚至高达95%以上。在聚合物驱及三元复合驱中除含聚合物外，还含有一定的固体颗粒，而固体颗粒是使原油乳状液稳定的另一个重要因素。被水相和油部分润湿的固体粒子能够有效地稳定乳状液。固体粒子稳定乳状液的效
果取决于以下因素：粒子大小、粒子间的相互作用和粒子的润湿性质。固体粒子稳定的乳状液在原油、合成燃料的加工中是普遍存在的，特别是固体粒子具有无污染或低污染、对地层结构无损害、易分离、可重复使用等优点，在石油开采、化妆品等领域有很好的应用前景。
随着固体粒子在石油开采过程中的应用、高稳态采出液产量的增加，导致化学破乳剂的使用量日益增加，破乳温度不断上升，脱水的难度逐渐增大，大量消耗能源的同时，在沉降罐中出现了大量极度稳定并难于处理的以原油絮状物为主的过渡层，严重影响了原油脱水系统的正常及稳定运行。
针对过渡层出现频度和量越来越大的现状，分析过渡层稳定存在的机理、在机理的基础上研究开发高效破乳剂、有效的工艺是过渡层处理研究中所涉及到的一个重要的技术环节。高效破乳剂的研发，其性能除了满足脱水时油中含水低、水中含油低以外，鉴于过渡层是属于高固相含量的油水乳状液，因此还应具有良好的应具有良好的润湿、渗透和剥离能力，使得绝大部分固相颗粒能从油水界面中分离进入水相，以延缓过渡层的生成。大量的事实显示，固体颗粒的存在是形成过渡层的直接因素。因此，研究固体颗粒在原油乳状液
中的稳定存在机理、找到有效的途径破除过渡层中的固体颗粒从而达到破乳乃至交油目的成了当务之急。
本课题旨在了解固体颗粒的润湿性及在原油乳状液中稳定存在机理的同时，对实验室中已合成的破乳剂进行筛选和复配，选出对常一原油含固乳状液脱水最佳的破乳剂，探讨最佳破乳剂使用浓度。本课题的研究对工业上过渡层的形成机理及消除过渡层具有一定的指导意义。
1.2固体颗粒对原油乳状液稳定性研究进展
固体颗粒在液珠表面形成的界面层可阻碍液珠的聚并，从而提高乳状液稳定性。固体颗粒稳定的乳状液的稳定性一定程度上取决于颗粒分散到界面区域和机械平衡状态下驻留在界面的能力。这些颗粒在界面通常形成刚性结构，对乳状液液滴问的聚并起到空间阻碍作用。如果充电，界面的颗粒通常还能提供一定程度的静电排斥作用，这种排斥力将进一步加强乳状液的稳定性。
固体颗粒能在分散相液滴表面包裹形成致密界面膜。根据空间效应，更多的固体颗粒处于
界面层中才能形成牢固致密的界面膜，这就要求固微粒的尺寸要比液滴的尺寸小很多（至少要小2个数量级）[1]。用来做乳状液稳定剂的颗粒大小通常是在亚微米至几微米之间。
片状颗粒比球形颗粒更有利与乳状液的稳定。片状的黏土颗粒具有较大的表面积，可以对油珠起到一定的絮凝作用，容易形成油-矿物絮凝物（oil-mineral aggregates，OMA）结构。
鄢捷年等[2]在固体颗粒对油水体系的乳化稳定作用中，通过观察单个乳化液滴的显微照片，得出固体颗粒的存在确实存在于油水界面上并且参与了油水界面膜的形成。固体颗粒的种类、浓度、形状、尺寸和表面润湿性是决定乳化稳定性的重要因素，直接影响所形成乳状液的类型和稳定性。亲水固体颗粒趋于稳定O/W乳状液，而亲油固体颗粒趋于稳定W/O乳状液。固体颗粒的粒径越小，所形成乳状液越稳定。
刘晓荣等人[3]在萃取界面乳状液的固体颗粒稳定机理中研究指出，固体微粒稳定乳化液的机制不仅仅是液滴在界面形成坚固地固体界面膜，还包括了两种机制：意识减小乳液滴平均粒径和粒径分布区间；而是以微粒絮团的方式填充于液滴间隙中，阻断液滴接触，使被隔离的液滴间难以聚结破坏。
图1-1 O/W 型乳化液滴的多相复合界面膜示意图
1.2.1 固体颗粒对油水界面张力的影响
张维等人[4]在固体颗粒对O/W乳状液稳定性的影响研究中指出，加入固体颗粒的聚合物溶
审计结论液与原油模拟油的界面张力高于不含固体颗粒的聚合物溶液与原油模拟油的界面张力。由于固体颗粒自身没有界面活性，因此不同浓度之间的固体颗粒、聚合物溶液与原油模拟油的界面张力没有明显变化。因为在聚合物溶液中加入固体颗粒以后，固体颗粒会吸附原油模拟油中通过油水界面分配到水相一侧的界面活性物质，使得油水界面处吸附的原油模拟油中的界面活性物质浓度降低，使实验室测得的固体颗粒的聚合物溶液与原油模拟油的界面张力高。
1.2.2 固体颗粒对剪切粘度的影响
界面剪切粘度是表征油水界面膜的一种重要参数，是界面膜强度的反应，对乳状液的稳定性有很大的影响。剪切粘度的大小取决于成膜物质排列的紧密程度、成膜物质相互作用力的大小和是否有结构形成[5]。Clint和Taylor[6]报导了固体粒子、油相性质和水相性质对界面的流变性质有很大的影响；夏立新等[7]研究固体粒子、胶质对油—水界面扩张粘弹性质的影响，表明固体粒子、胶质可以提高界面膜扩张模量的幅度。
在含聚合物的油水乳状液中，固体颗粒的加入使得油水界面剪切粘度值下降。而当聚合物
浓度一定时，其在固体颗粒表面达到饱和吸附，在界面处聚合物浓度的减少不随固体颗粒浓度的增加而发生变化，不同浓度的固体颗粒的聚合物溶液与原油模拟油的界面剪切粘度值相差不大。
1.2.3 固体颗粒对zeta电位的影响
王慧云等[8]在蒙脱土对胜利原油油水界面性质及油水分离的影响中指出，蒙脱土吸附在油水界面上形成OMA结构，使得zeta电位的绝对值增加，油水界面膜强度增加液滴间难以聚并，对油滴具有稳定作用。
1.2.4 固体颗粒的接触角
固体微粒稳定乳化液必须满足：即液-液-固接触角有利于固体在界面吸附。有Young方程可推出，固体微粒在界面的分配取决于3个界面张力间的关系：
