CN106244192B

CN106244192B - 一种污油乳液的破乳处理工艺

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Publication number: CN106244192B
Application number: CN201510322552.9A
Authority: CN
Inventors: 孙冠嵩; 孟琴; 梁颖杰; 韩莉; 郑华桂; 王顺利; 曹庆志; 谭克峰; 张占昭; 朱利军
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2015-06-13
Filing date: 2015-06-13
Publication date: 2018-03-20
Anticipated expiration: 2035-06-13
Also published as: CN106244192A

Abstract

一种污油乳液的破乳处理工艺，属于重污油破乳技术领域。其特征在于，具体破乳工艺为：向污油乳液中连续加入鼠李糖脂和化学破乳剂的复合破乳剂，并加碱调节破乳环境的pH为9.5~10，温度在50~60℃，在80rpm~100rpm的温和搅拌下结合后续的两次循环进行破乳反应1h~6h，脱水后的污油乳液上中层油层含水量均小于1.5%，其中鼠李糖脂在污油乳液中的浓度占400mg/L~750mg/L，化学破乳剂在污油乳液中的浓度占400mg/L~750mg/L。本发明的污油破乳大幅度降低了污油中的固体杂质含量，使脱水率达到95%以上。油相中含水率低于1.5%。

Description

一种污油乳液的破乳处理工艺

技术领域

一种污油乳液的破乳处理工艺，属于重污油破乳技术领域。

背景技术

在原油的运输、存储及加工过程中往往会产生大量的原油乳液。原油乳液成分复杂，含有大量来自于原油以及人为添加的表面活性剂，十分稳定。根据类型不同，原油乳液可分为油包水W/O和水包油O/W型乳液。炼油厂的污油(waste crude oil)为典型的W/O型的原油乳液。这些原油乳液直接排放会严重危害生态环境和人类健康，需对其进行无害化处理。传统的化学表面活性剂十二烷基硫酸钠SDS、壬基酚聚氧乙烯醚OP以及其它化学破乳剂均不能使污油脱水。

重污油主要来源于电脱盐装置和原油贮罐每月所排出的含水污油和罐底油（统称污油），乳化严重，一般在静置数天甚至在2000转/分的离心分离的情况下大都不会分层，破乳脱盐脱水困难。少量可掺入到正常油品（即掺炼5%左右），大量被贮存在油品罐区的重污油罐内。即使少量的污油掺炼也容易造成装置波动，给生产带来了不利的影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种油层水含量低，可直接进行回炼的污油乳液的破乳处理工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该污油乳液的破乳处理工艺，其特征在于，具体破乳工艺为：向污油乳液中连续加入鼠李糖脂和化学破乳剂的复合破乳剂，并加碱调节破乳环境的pH为9.5~10，温度在50~60℃，在 80rpm~100rpm的温和搅拌下结合后续的两次循环进行破乳反应1 h ~6h，脱水后的污油乳液上中层油层含水量均小于1.5%，其中鼠李糖脂在污油乳液中的浓度占400 mg/L ~750 mg/L，化学破乳剂在污油乳液中的浓度占400 mg/L ~750 mg/L。

鼠李糖脂这种高效的脱水能力，可能与其具有高的表/界面活性相关。高的表/界面活性，使鼠李糖脂快速吸附于乳液微粒的界面，并替换出起稳定原油乳液作用的表面活性剂，然后通过破坏乳液的界面膜促进乳液微粒聚并，最终导致乳液微粒破乳脱水。碱性环境下鼠李糖脂的亲水性增加，更有利于其破乳作用的发挥。这与鼠李糖脂物理化学特性易受pH的影响有关。鼠李糖脂在碱性环境下，其羧基端的电离程度更高，从而显示出更加良好的亲水性，因此有利于W/O型污油乳液的破乳。鼠李糖脂在pH为10时，可破乳污油并脱除其中约90 %的水，远高于文献报道中电场破乳的51.6 %和常规的化学破乳效果。

优选的，所述的污油乳液含水质量分数在5%~80%、含盐质量分数为400mg/L ~1200mg/L。

优选的，所述的鼠李糖脂为纯度在99%~100%的双鼠李糖脂。鼠李糖脂均指单双糖脂混合的粗产品。鼠李糖脂由单、双鼠李糖脂组成，且鼠李糖脂发酵液成分较复杂，除鼠李糖脂主成分外，尚含蛋白质、盐及其它表面活性成分。本发明的发明人发现对污油乳液的破乳实际起作用的是双鼠李糖脂，当把鼠李糖脂中的双鼠李糖脂提纯出来后，破乳效果会更加明显，效率大大提高。

优选的，所述的化学破乳剂为十二烷基硫酸钠破乳剂。

优选的，所述的破乳环境的温度在55℃。破乳环境底部温度会控制在70~80℃，顶部约50~60℃。温度的上升可以促进油水分离，估计高温可以显著降低污油粘度，加速油水分层。

优选的，所述的温和搅拌的转速在100rpm。温和的搅拌有利于破乳后的污油分水，而剧烈的搅拌会使得破乳后的部分水又重新与污油乳化，导致初始脱水速率变慢。

优选的，所述的鼠李糖脂和化学破乳剂的质量比为1:1~1.5。当破乳剂中鼠李糖脂与E48破乳剂比为1:1~1.5时，污油乳液脱水效果最佳，脱水率可达到约83.75%。这可能有复配体系的表/界面性能发生改变有关，利用鼠李糖脂与其他化学表面活性剂复配可降低界油水面张力。为保证污油处理效果，鼠李糖脂浓度选择为750 mg/L，十二烷基硫酸钠破乳剂也选择为750 mg/L。

优选的，所述的鼠李糖脂和化学破乳剂在连续加入破乳环境前先稀释至质量浓度为0.5%~1%。加药方便。脱水前后污油乳液含水量发生了较大的变化，脱水后的污油乳液上中层油层含水量均小于0.5%，可达到工业回炼标准。

所述的两次循环为一个污油罐的污油经离心泵打入另一污油罐，在两污油罐间重复两次，并在离心泵前连续注入复合破乳剂。

与现有技术相比，本发明的污油乳液的破乳处理工艺所具有的有益效果是：本发明的污油破乳大幅度降低了污油中的固体杂质含量，使脱水率达到95%以上。油相中含水率低于1.5%。本发明可以提高储油罐的装置利用率和降低安全隐患。通过生物表面活性剂的破乳，可以及时回收重污油，既消除了囤积污油带来的安全隐患，又产生了很好的经济效益。

生物表面活性剂的使用可以克服使用化学表面活性剂所带来的环境问题。多数化学表面活性剂对微生物有毒性且难以被生物降解，因此其本身也是极大的污染源，严重时甚至破坏下游水处理系统的正常运转。另外，化学破乳剂由于破乳活性差使油水分层界面不清晰，导致部分油随水相进入污水处理系统，经气浮分离后又重新返回污油罐，造成无谓的浪费。相比之下，鼠李糖脂不仅本身易被微生物降解，而且还可以帮助难溶有机物被微生物利用的能力（即提高生物降解能力），而且由于破乳比较彻底，避免了重污油重新返回污水系统。

采用此技术对重污油进行处理后，可以回收原油和并带来经济效益，按污油回炼的加工流程，即重污油脱水后先进第二常减压拔头处理，处理后减顶（收率22%）进第四常减压掺炼，减底作为渣油燃料，采用本技术处理重污油可以产生十分显著的经济效益。采用生物破乳剂进行重污油脱水具有很好的经济与社会效益。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步说明，其中实施例1为最佳实施例。

实施例1

由污油储罐上部抽取的污油乳液，取样采用蒸馏法和卡尔费休法进行含水量的分析；再将一定体积的污油（约300uL）放入Enpendorf管，再往管中加入600uL的汽油，将该管放入小型离心机中，在12000rpm的转速下进行5分钟的离心，观察底部的固体体积含量，并估算渣含量。得到污油乳液含水质量分数在13.0%，含盐质量分数为600mg/L，含渣量约5%，久置及离心不分层。该污油乳液泵入经离心泵打入一污油罐，在离心泵前连续注入纯度在99%的双鼠李糖脂和十二烷基硫酸钠破乳剂的复合破乳剂。鼠李糖脂和化学破乳剂在连续加入破乳环境前先稀释至质量浓度为0.7%。并加碱调节破乳环境的pH为10，温度在55℃，在100rpm的温和搅拌，并在1h和4h时分别经离心泵打入另一污油罐循环进行破乳，共反应5h，其中鼠李糖脂在污油乳液中的浓度占480mg/L，化学破乳剂在污油乳液中的浓度占580mg/L。脱水后的污油乳液含水量小于0.5%，使脱水率达到99%以上。

实施例2

由污油储罐上部抽取的污油乳液，取样采用蒸馏法和卡尔费休法进行水含量的分析；再将一定体积的污油（约300uL）放入Enpendorf管，再往管中加入600 uL的汽油，将该管放入小型离心机中，在12000rpm的转速下进行5分钟的离心，观察底部的固体体积含量，并估算渣含量。得到污油乳液含水质量分数在20%，含盐质量分数为700mg/L，含渣量约8%，久置及离心不分层。该污油乳液泵入经离心泵打入一污油罐，在离心泵前连续注入纯度在99%的双鼠李糖脂和十二烷基硫酸钠破乳剂的复合破乳剂。鼠李糖脂和化学破乳剂在连续加入破乳环境前先稀释至质量浓度为1%。并加碱调节破乳环境的pH为10，温度在60℃，在 90rpm的温和搅拌，并在1h和2h是分别经离心泵打入另一污油罐循环进行破乳，共反应3h，其中鼠李糖脂在污油乳液中的浓度占400 mg/L，化学破乳剂在污油乳液中的浓度占600mg/L。脱水后的污油乳液上中层油层含水量均小于0.6%，使脱水率达到97%以上。

实施例3

由污油储罐上部抽取的污油乳液，取样采用蒸馏法和卡尔费休法进行水含量的分析；再将一定体积的污油（约300uL）放入Enpendorf管，再往管中加入600uL的汽油，将该管放入小型离心机中，在12000rpm的转速下进行5分钟的离心，观察底部的固体体积含量，并估算渣含量。得到污油乳液含水质量分数在5%，含盐质量分数为1200mg/L，含渣量约5%，久置及离心不分层。该污油乳液泵入经离心泵打入一污油罐，在离心泵前连续注入鼠李糖脂发酵液和十二烷基硫酸钠破乳剂的复合破乳剂。鼠李糖脂和化学破乳剂在连续加入破乳环境前先稀释至质量浓度为0.5%。并加碱调节破乳环境的pH为10，温度在50℃，在 100rpm的温和搅拌，并在0.3h和0.8h是分别经离心泵打入另一污油罐循环进行破乳，共反应1h，其中鼠李糖脂发酵液在污油乳液中的浓度占750mg/L，化学破乳剂在污油乳液中的浓度占750mg/L。脱水后的污油乳液上中层油层含水量均小于1.3%，使脱水率达到96%以上。

实施例4

由污油储罐上部抽取的污油乳液，取样采用蒸馏法和卡尔费休法进行水含量的分析；再将一定体积的污油（约300uL）放入Enpendorf管，再往管中加入600uL的汽油，将该管放入小型离心机中，在12000rpm的转速下进行5分钟的离心，观察底部的固体体积含量，并估算渣含量。得到污油乳液含水质量分数在80%，含盐质量分数为400mg/L，含渣量约13%，久置及离心不分层。该污油乳液泵入经离心泵打入一污油罐，在离心泵前连续注入鼠李糖脂发酵液和十二烷基硫酸钠破乳剂的复合破乳剂。并加碱调节破乳环境的pH为9.5，温度在55℃，在100rpm的温和搅拌，并在1h和4h是分别经离心泵打入另一污油罐循环进行破乳，共反应6h，其中鼠李糖脂在污油乳液中的浓度占500mg/L，化学破乳剂在污油乳液中的浓度占600 mg/L。脱水后的污油乳液上中层油层含水量均小于1.5%，使脱水率达到95%以上。

对比例1

基本实施步骤和工艺条件同实施例1，不同的是破乳剂只添加鼠李糖脂发酵液。鼠李糖脂发酵液在污油乳液中的浓度占1000 mg/L。脱水后的污油乳液上中层油层含水量在30%，使脱水率在78%。可见在未搭配一定量的化学破乳剂时，单单鼠李糖脂发酵液的破乳效果，还无法达到理想的破乳效果。只有在鼠李糖脂发酵液添加量更大时才可能达到更好的效果。

对比例2

基本实施步骤和工艺条件同实施例1，不同的是破乳剂只添加纯度在99%的双鼠李糖脂。双鼠李糖脂在污油乳液中的浓度占800mg/L。脱水后的污油乳液上中层油层含水量在14%，使脱水率在87%。可见在未搭配一定量的化学破乳剂时，单单双鼠李糖脂的破乳效果，还无法达到最理想的破乳效果。但相较于鼠李糖脂发酵液，因为有效成分的提高，破乳效果得到提高。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims

1.一种污油乳液的破乳处理工艺，其特征在于，具体破乳工艺为：向污油乳液中连续加入纯度在99%的双鼠李糖脂和十二烷基硫酸钠破乳剂的复合破乳剂，并加碱调节破乳环境的pH为10，温度在55℃，在100rpm的温和搅拌，并在1h和4h时分别经离心泵打入另一污油罐循环进行破乳，共反应5h，其中双鼠李糖脂在污油乳液中的浓度占480mg/L，十二烷基硫酸钠破乳剂在污油乳液中的浓度占580mg/L；

所述的纯度在99%的双鼠李糖脂和十二烷基硫酸钠破乳剂在连续加入破乳环境前先稀释至质量浓度为0.7%。

2.根据权利要求1所述的一种污油乳液的破乳处理工艺，其特征在于：所述的污油乳液含水质量分数在5%~80%、含盐质量分数为400mg/L ~1200mg/L。