淺析原油集輸中絮凝狀物質(zhì)處理技術(shù)

厚永華 卜志平 胡志才

摘 要：在油田原油集輸中，需要進(jìn)行脫水沉降和污水除油沉降等分離和處理，在這一過程中油水界面易產(chǎn)生粘稠膠狀物，很難實現(xiàn)脫水處理，影響設(shè)備的正常運(yùn)行。本文在對這些絮凝狀物質(zhì)形成機(jī)制進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，對其破乳、離心脫水等處理技術(shù)進(jìn)行了探究。

關(guān)鍵詞：原油集輸；絮凝狀物質(zhì)；處理技術(shù)

在油田原油集輸處理中，需要在聯(lián)合站對原油進(jìn)行脫水沉降和污水除油分離，這一過程中經(jīng)常會在油水界面部位形成絮凝物，大部分是由油、水和固體雜質(zhì)凝結(jié)成的油水混合物，比較難以處理，初期時多以乳化液形式存在，后期以固態(tài)存在。固態(tài)絮凝物除水后大部分為瀝青質(zhì)、蠟等物質(zhì)，還有少量無機(jī)鹽和腐蝕物。因此，需要對絮凝狀物質(zhì)采取相應(yīng)的處理技術(shù)進(jìn)行處理。

1 原油集輸中絮凝狀物質(zhì)的形成

1.1 原油集輸中絮凝狀物質(zhì)的基本構(gòu)成

通過對油田聯(lián)合站中存在的污水罐絮凝狀物質(zhì)進(jìn)行取樣分析和離心后分析，發(fā)現(xiàn)絮凝狀物質(zhì)在離心處理前后含油率均比較高，集輸期含油率可達(dá)70%，清罐時因混入污水，含油率相應(yīng)降低到50%左右，但離心處理后中層含油率可達(dá)近90%。在機(jī)械雜質(zhì)方面，初期僅有2%左右，清罐時可增加1倍以上，說明絮凝狀物質(zhì)成分以油為主，機(jī)械雜質(zhì)含量較少，但機(jī)械雜質(zhì)對整體的穩(wěn)定性影響較大。通過對絮凝狀物質(zhì)進(jìn)行重量法測量，測得酸溶率為40%左右，加入酸性物質(zhì)后產(chǎn)生氣泡和臭雞蛋味，說明機(jī)械雜質(zhì)含有硫化物和碳酸鹽。

在外觀上，絮凝狀物質(zhì)為黑色絮狀膠團(tuán)，在常溫下密度約為0.93-0.96克/立方厘米，室溫沉降后表層絮凝物含油率較高，在12000轉(zhuǎn)/分鐘的高速離心處理后，整體上可分為四層，上層流動性較好，主要為原油；二層為膠結(jié)狀黑色絮凝物；三層為無色透明液體，主要是水，四層是黑色雜質(zhì)沉淀。檢測處理發(fā)現(xiàn)，上層原油和底層沉淀都不含水，中層絮凝狀物質(zhì)微含水，底層物質(zhì)加熱后上浮，加入稀鹽酸處理后可產(chǎn)生硫化氫氣體，加入甲苯處理后部分物質(zhì)會出現(xiàn)溶解現(xiàn)象，說明底部物質(zhì)部分酸溶、部分油溶。經(jīng)過顯微鏡分析，絮凝狀物質(zhì)邊緣含有油層、內(nèi)部含水，整體表現(xiàn)為油包水和水包油的多層復(fù)雜乳狀液。在對比分析中，絮凝狀物質(zhì)的烴類含量比原油低、瀝青質(zhì)含量高，說明絮凝狀物質(zhì)為低烴、高瀝青質(zhì)物質(zhì)，增加了絮凝狀物質(zhì)的黏度，加大了膠質(zhì)、瀝青質(zhì)的吸附力，改變了乳狀液的界面結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化了乳狀液穩(wěn)定性，無法通過常規(guī)方法進(jìn)行破乳處理。

1.2 原油集輸中絮凝狀物質(zhì)形成的過程分析

原油集輸污水中含油量較高，表明原油沒有完全破乳就進(jìn)入污水灌。立式除油罐進(jìn)水管平面上為上向流區(qū)、以下為下向流區(qū)。上向流區(qū)污水中油粒被推動浮在油層底面，污水中各類油粒都是在上向流區(qū)去除的；下向流區(qū)浮生油粒與水流中油粒相互碰撞聚集，粒徑擴(kuò)大后將會獲得更大浮力進(jìn)入上流區(qū)，最后進(jìn)入油層。雖然下向流區(qū)始終存在著相互碰撞和聚集作用，十分有利于小油粒的聚集，但在油粒乳狀液非常穩(wěn)固時，即使到了油層底面，因為其難以聚集，特別是密度介于油水之間，也就聚集在油水界面中間形成絮凝狀物質(zhì)。絮凝劑物質(zhì)一旦形成，因為其黏度較強(qiáng)，會阻礙油粒繼續(xù)上浮聚集，增厚了絮凝狀物質(zhì)，最終影響除油效果。概況而言，絮凝狀物質(zhì)形成需要集輸站污水中含有較多原油乳化液，且乳化液性質(zhì)比較穩(wěn)定、難以聚集。

通過絮凝狀物質(zhì)基本構(gòu)成及形成過程分析，可以發(fā)現(xiàn)優(yōu)選破乳劑強(qiáng)化脫水效果、降低脫水含油率、減少油水中間層的產(chǎn)生是減少絮凝狀物質(zhì)的重要方法，但實際中存在大量未經(jīng)破乳的原油乳狀液，只有進(jìn)一步強(qiáng)化脫水效果，才能減少絮凝狀物質(zhì)。污水中存在懸浮物和微細(xì)膠體物質(zhì)，這類物質(zhì)積聚在原油乳狀液顆粒表面后會強(qiáng)化界面厚度和強(qiáng)度，增強(qiáng)其穩(wěn)定性，離心處理絮狀物含水率比未經(jīng)酸化處理的含水低，說明雜質(zhì)對穩(wěn)定性影響較大。

2 原油集輸絮凝狀物質(zhì)的處理技術(shù)

經(jīng)過絮凝狀物質(zhì)形成分析發(fā)現(xiàn)，其含有少量的雜質(zhì)，原油乳狀液界面非常穩(wěn)固，對其進(jìn)行破乳處理。

首先要評價溫度的作用。將樣液在高溫下水浴后倒入絮凝狀物質(zhì)，在恒溫環(huán)境下預(yù)熱后加入破乳劑并搖動均勻，靜置后觀察油水界面、原油表面情況，并對脫水顏色進(jìn)行記錄。經(jīng)過不同溫度下對比分析發(fā)現(xiàn)，在50、60、80度條件下，常規(guī)破乳劑均未實現(xiàn)脫水，需要利用含有滲透劑、非離子破乳劑、無機(jī)電解質(zhì)和互溶劑的專用破乳劑進(jìn)行破乳處理，削弱原油絮凝狀物質(zhì)吸附力，加快乳狀液破乳。經(jīng)試驗，專用破乳劑應(yīng)用溫度在60度以上時效果較好，一般需要沉降處理4小時以上，在用量為5000毫克/升的情況下效果將在九成以上。

其次要加強(qiáng)離心脫水處理技術(shù)應(yīng)用。試驗分析表明，升溫有利于強(qiáng)化離心脫水效果，30度溫度下采用4000轉(zhuǎn)/分鐘速度、5分鐘離心處理即可將絮凝狀物質(zhì)含水率下降到30%以下；加入專用破乳劑，在60度高溫下采取2000轉(zhuǎn)/分鐘離心處理，5分鐘后分析效果，破乳劑用量為0.1%后脫水率達(dá)80%以上，用量為0.5%后含水率可降低到1.5%以下。

綜上所述，油田原油集輸中存在大量絮凝狀物質(zhì)，影響原油正常的集輸和處理，通過對絮凝狀物質(zhì)進(jìn)行成分分析和形成機(jī)制分析，有利于加深對其了解，通過加強(qiáng)處理技術(shù)分析，提升其處理效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]牛春革，郭慶洲，羅來龍.150BS光亮油低溫下產(chǎn)生絮凝物的組成分析[J].潤滑油，2006（03）.