老化油稳定性分析及综合处理方法研究

作     者：宋敏 

作者单位：中国石油大学(华东) 

学位级别：硕士

导师姓名：何利民

授予年度：2014年

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

主      题：老化油 稳定性 水滴粒径分布 硫化亚铁 静电聚结 离心分离 超声波 掺稀 

摘      要：老化油是一种乳化严重、稳定性强的原油乳状液,其含水率较高且成分复杂,易导致净化原油含水率超标及电脱水装置跳闸,给油田正常生产带来了极大危害。老化油中含有的大量胶质、沥青质等组分及固体杂质等表面活性物质促使了其形成及稳定存在。目前,国内外油田对老化油主要采用回掺和热化学沉降的处理方法,但处理效果都不理想。本文以吉林油田扶余、新木两个联合站的老化油为研究对象,通过实验手段,将微观水滴粒径分布变化与宏观脱水效果相结合,对两种老化油稳定性的原因及处理方法进行了深入研究。在老化油稳定性分析方面,研究表明温度的影响并不显著,不同温度下老化油中的水滴粒径都呈近似对数正态分布且曲线间的差别微小,热沉降无法使其破乳脱水,最优加热温度可选定为60℃。水滴粒径主要集中在52μm之间,过小的粒径使水滴难以聚并,这是导致老化油强稳定性的根本原因。X射线衍射表明老化油中含有大量硫化亚铁,将其去除后老化油的脱水效果明显改善,因此硫化亚铁的存在是导致老化油强稳定性的另一重要原因。强酸或强氧化剂可用于硫化亚铁的去除。在老化油处理方法研究方面,重点考察了静电聚结、离心分离、超声波破乳和掺稀等的处理效果。实验发现,静电聚结对老化油不具有处理效果。电场作用后的老化油未能破乳脱水,而波形、电压、频率、电场作用时间等电参数的改变对水滴粒径分布影响不大。离心分离法可应用于老化油脱水。离心后的老化油分为四层,其中油水过渡层处理难度最大。以高锰酸钾溶液作为硫化亚铁去除剂时的最佳离心参数为1500g离心6min或2000g离心4min。超声波不能用于老化油处理。超声辐照后老化油中的水滴产生了分散破裂现象,反而增加了处理难度。掺稀使老化油的粘度大幅降低,但老化油中的水滴仍然无法在重力作用下聚并。扶余老化油的最佳柴油掺入比为15%,新木老化油为20%。掺稀与静电聚结及超声波处理相结合依然无法使老化油破乳脱水,但掺稀能提升离心分离的处理效果。