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原油破乳剂是一种表面活性剂,广泛地用于油田和炼厂的破乳、脱水和脱盐加工过程中。目前国外大多数炼油厂采用油溶性破乳剂,而国内炼油厂则大多使用水溶性破乳剂,但是,随着国内油田的深度开采和国内炼油厂原油品种多样化的发展,具有脱盐率高、降低加工成本等优点的油溶性破乳剂取代水溶性破乳剂指日可待。因此研究、合成油溶性破乳剂对于石油石化工业具有极其重要的现实意义。
最近一段时期,破乳剂的制备大都以多烯多胺、乙二醇或丙二醇等作起始剂,在KOH催化剂存在下,用PO(环氧丙烷)和EO(环氧乙烷)嵌段共聚得到的聚氧乙烯聚氧丙烯醚(简称聚醚)是正在广泛应用的石油原油破乳剂原料。就我国目前情况而言,由于某些油田已经进入三次采油阶段,原油含水量高达60%~90%,乳液更趋稳定,现有的破乳剂已很难满足要求,包括破乳脱水速率和水色都成为了问题,因此要求开发新型原油破乳剂。目前的主要做法是往聚醚中加入交联剂或引入含有双键的功能基团,然后进行共聚等方法,其中前者有代表性的做法是用TDI(甲苯二异氰酸脂)作扩链剂,提高聚醚相对分子质量,后者是20世纪90年代后,国际上普遍采用的方法,但是,目前的脂化反应条件较苛刻,或者脂化后的产物共聚较困难。
本文采用的合成技术路线:首先,制备油头。通过以壬基酚为原料,合成酚醛树脂,以苯酚、多乙烯多胺为原料,合成酚胺树脂。其次,合成混合破乳剂。把酚醛树脂、酚胺树脂、丙二醇、十八碳醇、乙二胺等原料加入反应釜,搅拌并升温至100~130℃,加入催化剂氢氧化钾,通入环氧化物直至反应结束,得到混合破乳剂。最后,混合破乳剂进行嵌段聚合,取样分析羟值合格后加冰醋酸中和出料得干剂产品,按此工艺可制得多种不同种类及不同牌号的破乳剂。
破乳剂合成后,选取鲁宁管输原油和进口阿曼原油油样进行了破乳脱盐试验,通过反复评选,依据原油破乳脱水率和脱盐后原油的含盐量,筛选出了适合扬子石化炼油厂的破乳剂NS-D,该油溶性破乳剂的破乳脱盐效果及稳定性都表现良好,能确保装置的高效、平稳和长周期运行。
采用高温电脱盐脱水法对油溶性破乳剂进行实验室评价,初步确定合适的电场强度、注水量、脱盐温度和破乳剂注入量等工艺参数,为破乳剂在工业生产装置的应用提供理论依据。
最后,油溶性破乳剂NS-D在扬子石化公司炼油厂常减压装置上进行工业应用表明:NS-D油溶性破乳剂可以取代水溶性破乳剂,可以在炼油厂大力推广,并且具有以下优点:
1、提高电脱盐合格率。从表-13可以看出,使用油溶性破乳剂3个月脱后含盐平均值为92.96%,而油溶性为79.07%,油溶性原油破乳剂性能优于水溶性破乳剂,脱后含盐合格率大大高于水溶性破乳剂。
2、降低炼厂成本。电脱盐加注油溶性破乳剂时,破乳剂浓度为5~8PPm,而同样采用水溶性时需加注20~40PPm,尽管油溶性破乳剂价格是水溶性破乳剂的三倍,加注油溶性还是可以大大降低生产成本。
3、有利于保护环境。工厂使用水溶性破乳剂时需要用水稀释,并且电脱盐注水量要提高到5~7%,而采用油溶性破乳剂时注水量只有3%左右,因此减少了大量含盐污水的生成,减少了污水处理费用,保护了环境。