污油脫水新型破乳劑與絮凝劑配方研制及應(yīng)用

王立新

摘要：污油脫水新型破乳劑與絮凝劑是專為玉門煉油廠污水車間污油脫水而研制的一種正反向復(fù)配的破乳劑和絮凝劑，該工藝及藥劑處理方案最終實(shí)現(xiàn)了污油的油水渣的三相分離，實(shí)現(xiàn)了高含渣污油的破乳脫水及脫渣。本文介紹了該破乳劑及絮凝劑的室內(nèi)研究、性能、室內(nèi)評(píng)價(jià)等。

關(guān)鍵詞：污油;高含渣;破乳;乳化

1.前言

玉門煉油廠污水車間的廢水來(lái)自各生產(chǎn)裝置和電脫鹽車間，廢水中的鹽類、油類、膠質(zhì)、蠟質(zhì)、固體懸浮物的含量以及礦化度均比較高?；厥盏奈塾推鋪?lái)源較雜，性質(zhì)差異大，不論輕質(zhì)污油還是重質(zhì)污油均含有較多水分，一般體積分?jǐn)?shù)為10%～90%。污油本身又含有膠質(zhì)、瀝青質(zhì)和環(huán)烷酸等天然乳化劑，富集于油水界面，形成牢固的界面膜，處理難度極大。由于這些雜質(zhì)大多是電解質(zhì)，它們是破壞電場(chǎng)的主要原因，所以污油脫水不能像原油一樣采取電脫鹽罐脫水方法。

2.污油性質(zhì)分析

2.1.1污油含水量測(cè)定

污油取自玉門煉油廠污水車間污油罐罐底部分。采用蒸餾法對(duì)污油水含量進(jìn)行3次測(cè)定，并取平均值，經(jīng)檢測(cè)玉門污油平均含水量為54.3%。

2.1.2污油含鹽量測(cè)定

污油取自玉門煉油廠污水車間污油罐罐底部分。，采用電量法對(duì)污油鹽含量進(jìn)行3次測(cè)定.并取平均值，，經(jīng)檢測(cè)玉門污油污油含鹽量為5463 mg/l。

2.1.3污油及油泥四組分測(cè)定

污油取自玉門煉油廠污水車間污油罐罐底部分，對(duì)污油及離心得到的油泥分別進(jìn)行四組分分析測(cè)試，結(jié)果如表2-3所示。

2.1.4污油渣（油泥）含量測(cè)定

污油取自玉門煉油廠污水車間污油罐罐底部分，使用索氏提取法（共沸蒸餾法）一步實(shí)現(xiàn)污油水、油、渣分離，并測(cè)定污油的含水率、含油率和含渣率，經(jīng)檢測(cè)玉門污油平均含渣率/（wt%）為21.1。含水率/（wt%）為55.2。含油率/（wt%）為23.7。

2.2污油性質(zhì)分析

從檢測(cè)報(bào)告中可以看出：1）膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量高：玉門污油為高含鹽（礦化度），高含水及高含渣污油。從四組分分析表2-1可知，污油中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量較高，而且對(duì)比可進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，存在于污油油泥中的膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量顯著高于污油自身的含量，膠質(zhì)瀝青質(zhì)結(jié)構(gòu)類似，均具有兩親性官能團(tuán)，可牢固地吸附在油水界面膜上。界面膜的界面強(qiáng)度隨膠質(zhì)瀝青質(zhì)的含量增多而增強(qiáng)，從而提高了污油的乳化穩(wěn)定性。與膠質(zhì)相比，瀝青質(zhì)含有更多羥基、芳香羰基和芳香碳碳雙鍵，分子間氫鍵作用強(qiáng)烈，更易造成污油粘稠，對(duì)污油的乳化穩(wěn)定性影響更大。由于膠質(zhì)、瀝青質(zhì)和環(huán)烷酸為天然乳化劑，可富集于油-水-渣界面，形成牢固的界面膜，使得油泥高度乳化并均勻穩(wěn)定地分散于污油體系中，使得乳化難度大大增加。2）固體顆粒含量高：與一般低含渣污油相比，玉門油田污油含有大量固體顆粒（油泥）。高含渣污油具有更高的固體顆粒含量，由于固體顆粒本身即為乳化劑，其含量越高，與膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等形成的固體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)越致密。且緊密地粘附在油水界面膜上，使得體系粘度增大，極大的提高了污油的乳化穩(wěn)定性，增加了破乳難度，尤其對(duì)于渣含量較高的罐底污油而言破乳脫水難度更大。

3.污油處理工藝的理論依據(jù)

污油破乳的三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：

（1）加入預(yù)處理劑：目的是使用預(yù)處理劑的氧化作用，對(duì)渣表面的膠質(zhì)和瀝青質(zhì)等進(jìn)行氧化降解反應(yīng)，降低界面張力，為隨后的破乳劑進(jìn)入發(fā)揮作用起到良好的預(yù)處理作用。

（2）破乳劑、絮凝劑混配使用：破乳-絮凝作用同時(shí)發(fā)生，使得預(yù)處理破乳之后的浮渣能夠充分絮凝成團(tuán)，為后續(xù)超聲沉降奠基基礎(chǔ)。

（3）超聲空化作用：利用超聲空化效應(yīng)產(chǎn)生的污油內(nèi)部微環(huán)境內(nèi)高溫高壓作用，諧波震蕩聚并作用，使得破乳絮凝后的浮渣和微小水滴實(shí)現(xiàn)有效聚并及沉降。

4、藥劑作用機(jī)制分析

由于本處理工藝為預(yù)處理劑及藥劑聯(lián)合超聲的處理工藝，為單因素考察復(fù)配藥劑的作用規(guī)律，本文通過(guò)污油、預(yù)處理劑+超聲、預(yù)處理劑+藥劑+超聲等三種條件下處理污油，對(duì)比獲得藥劑作用機(jī)制。預(yù)處理劑+超聲、預(yù)處理劑+藥劑+超聲均可實(shí)現(xiàn)破乳，但預(yù)處理劑+藥劑+超聲的破乳效果最佳，破乳后上層油層最薄，即破乳脫水脫渣量最多，且水質(zhì)澄清，渣沉底，實(shí)現(xiàn)了油水渣的三相分離。充分體現(xiàn)了藥劑良好的破乳性能。

在預(yù)處理劑+超聲的處理下，污油的微觀形態(tài)已發(fā)生明顯改變，即水滴的含量明顯減少，破乳效果較佳;而在預(yù)處理劑+藥劑+超聲處理下，水滴含量繼續(xù)減少，破乳進(jìn)一步提升。說(shuō)明藥劑有明顯促進(jìn)破乳作用。污油中水渣含量、膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量及污油的粘度、表面張力均較高，在預(yù)處理劑+超聲、預(yù)處理劑+藥劑+超聲處理下，污油中的含水量分別降至18.3%、8.5%，污油中膠質(zhì)含量、瀝青質(zhì)含量、粘度、表面張力的降幅分別為（32.7%、20.6%、30.4%、28.1%），（41.7%、27.0%、31.6%、45.3%），由此可見(jiàn)，在預(yù)處理劑+超聲的處理下，污油中膠質(zhì)含量、瀝青質(zhì)含量、粘度、表面張力已實(shí)現(xiàn)大幅的降低，而藥劑的添加進(jìn)一步降低了污油中上述指標(biāo)，使破乳效果達(dá)到最佳。

5.結(jié)論

1）玉門油田污油屬于高含渣污油，破乳的難點(diǎn)及重點(diǎn)在于脫渣，即油泥（渣）的處理，對(duì)油泥進(jìn)行有效的破乳—脫渣脫水是該研究能否工業(yè)化達(dá)標(biāo)生產(chǎn)的關(guān)鍵所在。

2）在破乳之前加入預(yù)處理劑，目的是使用預(yù)處理劑的氧化作用，對(duì)渣表面的膠質(zhì)瀝青質(zhì)等（一般破乳劑對(duì)此難以發(fā)揮作用）進(jìn)行氧化降解反應(yīng)，降低界面張力，預(yù)處理劑的加入能夠?yàn)楹罄m(xù)的藥劑進(jìn)入油水界面發(fā)揮破乳及絮凝作用起到良好的作用。

3）破乳-絮凝作用同時(shí)發(fā)生，使得破乳之后的浮渣能夠充分絮凝成團(tuán)，充分發(fā)揮絮凝劑作用，為后續(xù)超聲降渣脫水分離奠定基礎(chǔ)。

超聲作用，利用超聲空化效應(yīng)產(chǎn)生的污油內(nèi)部微循環(huán)內(nèi)高溫高壓作用，諧波震蕩聚并作用，使得破乳絮凝后的浮渣和微小水滴實(shí)現(xiàn)有效聚并及沉降，超聲實(shí)現(xiàn)脫水分層。