CN110819380B - 一种原油破乳方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及石油化工技术领域，公开了一种原油破乳方法。所述破乳方法包括将原油与破乳剂溶液混合，再将所得混合物进行油水分离，得到水相和油相；其中，所述破乳剂为聚酯海绵。本发明提供的方法显示出良好的破乳效果，并且破乳剂用量较少，具有高效和成本低廉的特点；一方面可实现对海绵、尤其是废旧海绵的处理，另一方面又能使所处理的海绵得到有效利用，变废为宝，一举多得。
Description
技术领域
本发明涉及石油化工技术领域，具体涉及一种原油破乳方法。
背景技术
据资料统计，高达80％的原油是以乳状液形态存在，具体以W/O、O/W或W/O/W型乳状液形态存在，其中，原油中含有的胶质、沥青质、石蜡等组分属于天然的高性能乳化剂，乳液形态的原油给运输、加工、销售等环节带来了困难；同时，原油中含有的水与盐分会发生化学反应，生成堵塞管道、仪器设备的沉淀结垢物质，盐分还会与其它杂质形成催化剂，严重影响原油乳液的稳定性，破坏原有组分结构，生成新的杂质成分。原油中盐和水的存在也会给常减压装置及后续装置的平稳操作、设备腐蚀带来相当大的危害。因此，对原油破乳脱盐、脱水是生产过程中必不可少的环节，就需要对原油进行破乳处理，通常是采用破乳剂进行破乳。
破乳剂是与电脱盐、电脱水技术密切相关的一项技术。目前，中国大多炼厂都使用水溶性破乳剂，而水溶性破乳剂最终将随排出的污水进入到水处理系统中，大大增加水处理的负担和费用，为绿色工业和可持续发展带来很大的威胁；油溶性破乳剂在环保方面具有很明显的技术优势，破乳剂在完成破乳作用后将留在原油中，能够尽量减少对环境水体的污染。
因此，从中国目前破乳剂的使用情况以及环保要求分析，油溶性破乳剂是破乳剂的发展方向。现有的油溶性破乳剂主要为各种嵌段聚醚型破乳剂，包括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、含硅破乳剂等。这些油溶性破乳剂操作起来更方便，其表面活性和渗透能力更强，具有广谱、高效、低剂量等优点，但油溶性破乳剂本身也存在制备复杂或成本较高等问题。此外，随着我国石油工业的发展，所开采原油的组成更加复杂，破乳脱水难度增加，因此，仍有必要围绕破乳剂开发新的原油破乳的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种新的原油破乳方法。本发明的发明人意外发现，以溶解聚酯海绵的溶液处理原油时，原油出现油水分离现象，能起到对原油的破乳脱水作用，基于该发现，完成本发明。
本发明提供了一种原油破乳方法，该方法包括将原油与破乳剂溶液混合，再将所得混合物进行油水分离，得到水相和油相；其中，所述破乳剂为聚酯海绵。该方法具有原料易得、成本低、环保和高效等特点。
在本发明的方法中，作为破乳剂使用的聚酯海绵可以是未被使用的新海绵，也可以是使用过的废旧海绵。海绵属于高分子结构化合物，海绵废料是无法直接抛向大自然的，因为大自然通常无法自然吸收这些海绵，而即便可以吸收，也需要很长时间；另外，若采取燃烧的方式处理海绵废料，会产生如一氧化碳、氰化氢、甲醛等有毒气体，对环境和人体都会造成很恶劣的影响，甚至会发生中毒死亡。我国是海绵的生产大国，年产量超过500万吨，每年会产生大量的废旧海绵，如若处理不当，会造成大量的环境污染。
本发明提供的方法以聚酯海绵作为破乳剂，通过以海绵溶解所形成的均相溶液对原油进行破乳处理，显示出良好的破乳效果，与现有的油溶性破乳剂相比，同样也具有高效的特点。本发明一方面可实现对海绵、尤其是废旧海绵的处理，另一方面又能使所处理的海绵得到有效利用，变废为宝，一举多得。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明提供了一种原油破乳方法，该方法包括将原油与破乳剂溶液混合，再将所得混合物进行油水分离，得到水相和油相，其中，所述破乳剂溶液中的破乳剂为聚酯海绵，属于油溶性破乳剂。
本发明对所述聚酯海绵没有特别地限定，可以是现有的任何能够实现被溶剂溶解的聚酯海绵。所述聚酯海绵可以是商购的新海绵，也可以是回收得到的废旧海绵。所述废旧海绵是指在海绵生产、加工或使用过程中的陈旧或废弃的聚酯海绵。
在本发明中，所述破乳剂溶液是采用溶剂溶解所述聚酯海绵所形成的均相溶液。优选情况下，所述溶剂选自甲苯、二甲苯、重芳烃溶剂油、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、丙酮、乙酸乙酯、三氯甲烷和二氯甲烷中的至少一种。所述重芳烃溶剂油例如为200#溶剂油。
按照一种实施方式，所述破乳剂溶液是通过将所述聚酯海绵在30-200℃的温度下溶解在溶剂中得到。优选情况下，所述溶解在低于所述溶剂沸点的温度下进行。所述溶解可在搅拌或振荡条件下进行。
根据本发明的方法，所述破乳剂溶液中，相对于100mL的溶剂，所述聚酯海绵的质量可以为10-40g，优选为15-35g。
本发明对所处理的原油没有特别的限定，可以为任何现有的轻质原油、中质原油和重质原油等，另外，所述原油可以是W/O乳状液、O/W乳状液。
根据本发明的方法，所述破乳剂(聚酯海绵)的用量可依据原油的种类进行选择。一般地，所述破乳剂溶液的添加量使得所述混合物中的破乳剂含量为5-400mg/L。
从保证破乳效果的同时进一步降低成本的角度出发，优选情况下，将原油与破乳剂溶液混合时，所述破乳剂溶液的添加量使得所述混合物中的所述破乳剂的含量为10-200mg/L，进一步优选为10-150mg/L。
根据本发明的方法，可以在常规条件下将所述破乳剂溶液与所述原油混合并进行油水分离。一般地，可以在40-140℃、优选在50-120℃的温度下，将所述原油与破乳剂溶液混合。所述混合可在搅拌或振荡条件下进行。
根据本发明的方法，可以采用常规方法将原油与破乳剂溶液的混合物进行油水分离，例如：静置分离。本发明的方法对原油具有良好的破乳效果，例如在静置分离90分钟时对原油的脱水率在90％以上。
以下结合实施例详细说明本发明，但并不因此限制本发明的范围。
以下实施例中，所采用的新海绵和废旧海绵均为聚酯海绵，其中，新海绵为购自上海正阳泡绵有限公司的印台海绵，废旧海绵为回收的空调过滤层的聚酯海绵。对比例采用的海绵为聚醚海绵，具体为购自上海正阳泡绵有限公司的包装海绵。
原油1为塔河原油，水含量为0.5重量％，密度为0.9702g/cm3，80℃的动力粘度为1500mPa·s；
原油2为委内瑞拉重质原油，水含量为0.9重量％，密度为0.9874g/cm3，80℃的动力粘度为7200mPa·s；
其中，水含量根据GB/T8929《原油水含量测定法-蒸馏法》的方法测得，密度根据GB/1884-92测得，动力粘度根据GB/T11137-1989测得。
根据SY/T5281-2000《破乳剂使用性能检测法-瓶试法》测定脱水效果；具体地，在以下实施例和对比例中，将原油和破乳剂溶液混合后，进行静置分离，测定静置不同时间下脱水后原油(油相)的含水量并计算脱水率，并观察油水界面及水相颜色。
以下实施例1-10用于说明对原油1的破乳。
实施例1
(1)制备破乳剂溶液
将50g废旧海绵剪成碎末后，加入N,N-二甲基甲酰胺250mL，再将所得混合物加热到100℃并搅拌，使海绵溶解，得到破乳剂溶液。
(2)原油破乳
在110℃下，向原油1中加入上述破乳剂溶液，其添加量使得破乳剂的含量为20mg/L，将所得体系振荡混合均匀，之后进行静置分离，得到水相和油相。
该实施例的脱水结果如表1所示。
实施例2
(1)制备破乳剂溶液
将100g废旧海绵剪成碎末后，加入N,N-二甲基乙酰胺400mL，再将所得混合物加热到100℃并搅拌，使海绵溶解，得到破乳剂溶液。
(2)原油破乳
在110℃下，向原油1中加入上述破乳剂溶液，其添加量使得破乳剂的含量为10mg/L，将所得体系振荡混合均匀，之后进行静置分离，得到水相和油相。
该实施例的脱水结果如表1所示。
实施例3
(1)制备破乳剂溶液
将50g废旧海绵剪成碎末后，加入二甲亚砜300mL，再将所得混合物加热到100℃并搅拌，使海绵溶解，得到破乳剂溶液。
(2)原油破乳
在120℃下，向原油1中加入上述破乳剂溶液，其添加量使得破乳剂的含量为15mg/L，将所得体系振荡混合均匀，之后进行静置分离，得到水相和油相。
该实施例的脱水结果如表1所示。
实施例4
(1)制备破乳剂溶液
将50g废旧海绵剪成碎末后，加入二甲亚砜150mL和N,N-二甲基甲酰胺150mL，再将所得混合物加热到120℃并搅拌，使海绵溶解，得到破乳剂溶液。
(2)原油破乳
在110℃下，向原油1中加入上述破乳剂溶液，其添加量使得破乳剂的含量为20mg/L，将所得体系振荡混合均匀，之后进行静置分离，得到水相和油相。
该实施例的脱水结果如表1所示。
实施例5
(1)制备破乳剂溶液
将50g废旧海绵剪成碎末后，加入二甲苯100mL和二甲亚砜200mL，再将所得混合物加热到120℃并搅拌，使海绵溶解，得到破乳剂溶液。
(2)原油破乳
在110℃下，向原油1中加入上述破乳剂溶液，其添加量使得破乳剂的含量为20mg/L，将所得体系振荡混合均匀，之后进行静置分离，得到水相和油相。
该实施例的脱水结果如表1所示。
实施例6
(1)制备破乳剂溶液
将50g新海绵剪成碎末后，加入N,N-二甲基甲酰胺250mL，再将所得混合物加热到120℃并搅拌，使海绵溶解，得到破乳剂溶液。
(2)原油破乳
在110℃下，向原油1中加入上述破乳剂溶液，其添加量使得破乳剂的含量为20mg/L，将所得体系振荡混合均匀，之后进行静置分离，得到水相和油相。
该实施例的脱水结果如表1所示。
实施例7
(1)制备破乳剂溶液
将50g新海绵剪成碎末后，加入丙酮300mL，再将所得混合物加热到50℃并搅拌，使海绵溶解，得到破乳剂溶液。
(2)原油破乳
在50℃下，向原油1中加入上述破乳剂溶液，其添加量使得破乳剂的含量为40mg/L，将所得体系振荡混合均匀，之后进行静置分离，得到水相和油相。
该实施例的脱水结果如表1所示。
实施例8
(1)制备破乳剂溶液
将50g废旧海绵剪成碎末后，加入甲苯300mL，再将所得混合物加热到90℃并搅拌，使海绵溶解，得到破乳剂溶液。
(2)原油破乳
在95℃下，向原油1中加入上述破乳剂溶液，其添加量使得破乳剂的含量为20mg/L，将所得体系振荡混合均匀，之后进行静置分离，得到水相和油相。
该实施例的脱水结果如表1所示。
实施例9
(1)制备破乳剂溶液
将50g废旧海绵剪成碎末后，加入200#溶剂油300mL(购自扬州飞扬化工有限公司，牌号为S-200)，再将所得混合物加热到150℃并搅拌，使海绵溶解，得到破乳剂溶液。
(2)原油破乳
在100℃下，向原油1中加入上述破乳剂溶液，其添加量使得破乳剂的含量为5mg/L，将所得体系振荡混合均匀，之后进行静置分离，得到水相和油相。
该实施例的脱水结果如表1所示。
实施例10
(1)制备破乳剂溶液
将50g废旧海绵剪成碎末后，加入乙酸乙酯300mL，再将所得混合物加热到65℃并搅拌，使海绵溶解，得到破乳剂溶液。
(2)原油破乳
在70℃下，向原油1中加入上述破乳剂溶液，其添加量使得破乳剂的含量为60mg/L，将所得体系振荡混合均匀，之后进行静置分离，得到水相和油相。
该实施例的脱水结果如表1所示。
对比例1
按照实施例1的方法对原油1进行破乳，所不同的是，用商购的RUN131油溶性破乳剂代替实施例1的废旧海绵，进行破乳。
在110℃下，向原油1中加入上述油溶性破乳剂，其添加量使得破乳剂的含量为20mg/L，将所得体系振荡混合均匀，之后进行静置分离，得到水相和油相。
该对比例的脱水结果如表1所示。
对比例2
按照实施例1的方法对原油1进行破乳，所不同的是，在配制破乳剂溶液时，用等质量的聚醚海绵代替实施例1的废旧海绵。
在120℃下，向原油1中加入聚醚海绵，其添加量使得破乳剂的用量50mg/L，将所得体系振荡混合均匀，之后进行静置分离，得到水相和油相。
该对比例的脱水结果如表1所示。
以下实施例11-12用于说明对原油2的破乳。
实施例11
(1)制备破乳剂溶液
将50g新海绵剪成碎末后，加入N,N-二甲基甲酰胺250mL，再将所得混合物加热到100℃并搅拌，使海绵溶解，得到破乳剂溶液。
(2)原油破乳
在110℃下，向原油2中加入上述破乳剂溶液，其添加量使得破乳剂的含量为110mg/L，将所得体系振荡混合均匀，之后进行静置分离，得到水相和油相。
该实施例的脱水结果如表1所示。
实施例12
(1)制备破乳剂溶液
将50g废旧海绵剪成碎末后，加入丙酮150mL，再将所得混合物加热到100℃并搅拌，使海绵溶解，得到破乳剂溶液。
(2)原油破乳
在50℃下，向原油2中加入上述破乳剂溶液，其添加量使得破乳剂的含量为120mg/L，将所得混合物振荡混合均匀，之后进行静置分离，得到水相和油相。
该实施例的脱水结果如表1所示。
对比例3
按照实施例11的方法对原油2进行破乳，所不同的是，用商购的RUN131油溶性破乳剂代替实施例11的新海绵进行破乳。
在110℃下，向原油2中加入上述油溶性破乳剂，其添加量使得破乳剂的含量为120mg/L，将所得体系振荡混合均匀，之后进行静置分离，得到水相和油相。
该对比例的脱水结果如表1所示。
对比例4
按照实施例11的方法对原油2进行破乳，所不同的是，在配制破乳剂溶液时，用等质量的聚醚海绵代替实施例11的新海绵。
在120℃下，向原油2中加入聚醚海绵，其添加量使得破乳剂的含量为150mg/L，将所得体系振荡混合均匀，之后进行静置分离，得到水相和油相。
该对比例的脱水结果如表1所示。
表1
由表1可知，实施例1-12中采用的破乳剂溶液对不同原油均显示出良好的破乳性能，能有效地脱除原油中的水，且静置分离出的水的水质清晰，表明其中的油含量低。另外，与采用市售的破乳剂的对比例1和3相比可知，实施例1-12采用海绵对不同原油进行破乳，能达到与其相当的破乳效果。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种原油破乳方法，该方法包括将原油与破乳剂溶液混合，再将所得混合物进行油水分离，得到水相和油相；其特征在于，所述破乳剂为聚酯海绵。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述破乳剂溶液中的溶剂选自甲苯、二甲苯、重芳烃溶剂油、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、丙酮、乙酸乙酯、三氯甲烷和二氯甲烷中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述破乳剂溶液是通过将所述聚酯海绵于30-200℃的温度下溶解在溶剂中得到。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述溶解在低于所述溶剂沸点的温度下进行。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述破乳剂溶液中，相对于100mL的溶剂，所述聚酯海绵的质量为10-40g。
6.根据权利要求1-2、4-5中任意一项所述的方法，其中，所述破乳剂溶液的添加量使得所述混合物中的破乳剂含量为5-400mg/L。
7.根据权利要求3所述的方法，其中，所述破乳剂溶液的添加量使得所述混合物中的破乳剂含量为5-400mg/L。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述破乳剂溶液的添加量使得所述混合物中的破乳剂含量为10-200mg/L。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述破乳剂溶液的添加量使得所述混合物中的破乳剂含量为10-200mg/L。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述混合的温度为40-140℃。
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