稠油乳化降粘方法初探

劉景華

遼河石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院（盤錦 114000）

稠油是指在油層溫度下粘度大于 100MPa·s的脫氣原油，但通常都在1Pa·s以上，是我國石油資源中的重要組成部分。稠油的突出特點是高粘度和高含水量，要想作為燃料使用，必須先降低粘度去除水分后方能使用。稠油降粘一直是困擾原油輸送的難題，主要針對乳化降粘法進行了介紹。

1 乳狀液概述

乳狀液是指兩種互不相溶(或不完全相溶)的液體。其中一種液體以不同大小液滴形式分散在另一相中，形成具有一定穩(wěn)定性的非均勻體系。由于原油中含有天然乳化劑(膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等)，當(dāng)原油含水之后，易形成W/O型乳狀液，使原油粘度急驟增加。如果能設(shè)法將W/O型乳狀液轉(zhuǎn)變成O/W型乳狀液，則乳狀液的粘度將大幅度降低。

乳狀液的性質(zhì)不僅受內(nèi)相濃度(油水比)、乳化劑種類、濃度等物理組成的影響，而且與熱力條件、剪切條件及時間、無機鹽等因素和物質(zhì)有關(guān)，更復(fù)雜的是其組成狀態(tài)不同。如內(nèi)相顆粒大小及其分布不同也會使乳狀液宏觀性質(zhì)發(fā)生變化。另外，各組分的化學(xué)組成及物理化學(xué)性質(zhì)的影響也很大。

2 乳化降粘原理

乳化降粘就是添加一種表面活性劑或利用稠油中所含有的有機酸與堿反應(yīng)，生成表面活性劑，其活性大于原油中天然乳化劑的活性，使W/O型乳狀液轉(zhuǎn)變成O/W型乳狀液，從而達到降粘的目的。

稠油乳化降粘液就是采用一定量的乳化降粘劑和礦化水配成活性水，按一定比例注入稠油中，使稠油、降粘劑和水充分混合，形成以稠油為分散相，水為連續(xù)相的O/W型乳狀液，從而阻止了油滴的聚結(jié)。由于連續(xù)相水的粘度很低，在流動的過程中稠油間相互內(nèi)摩擦變成水與水之間的內(nèi)摩擦；稠油與管壁間的摩擦變?yōu)樗c管壁間的摩擦，這樣，就大大降低油管內(nèi)流動的阻力，動力消耗減少。

3 稠油乳化降粘方法綜述

目前稠油輸送中常用的方法有加熱法、摻稀油法、稠油改質(zhì)降粘法及乳化降粘法等。乳化降粘法近年來受到普遍關(guān)注，用以達到減少動力消耗，降低系統(tǒng)壓力，提高輸送能力等目的。

乳化降粘法即采用乳化降粘劑的方法。其主要成分是表面活性劑，可用乳化降粘劑的表面活性劑主要有下列幾類：

烷基酚聚氧乙烯醚(OP)、烷基酚聚氧乙烯醚硫酸酯鈉鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)、脂肪醇硫酸鹽(AS)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯鈉鹽(AES)、兩段或三段的環(huán)氧丙烷環(huán)氧乙烷嵌段共聚物、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽。

此外，還有其它如脂肪酸聚氧乙烯醚、脂肪胺聚氧乙烯醚、脂肪肽胺聚氧乙烯醚、石油磺酸鹽、兩性表面活性劑等。

原油乳化降粘劑多根據(jù)協(xié)同作用原理采用多元復(fù)配型配方，同時包含非離子型表面活性劑和離子型表面活性劑，部分原油乳化降粘劑配方中除了表面活性劑以外還加入堿。加入堿的目的是使其與高酸值原油中的酸性物質(zhì)如環(huán)烷酸反應(yīng)生成表面活性劑，以降低外加表面活性劑的用量。

與離子型表面活性劑相比，非離子型表面活性劑具有抗鹽性高、發(fā)泡性低和原油乳狀液高下易發(fā)生油水分離的優(yōu)點。

(1)Geminis表面活性劑又稱雙極性基表面活性劑或二聚體表面活性劑。與傳統(tǒng)表面活性劑相比，Geminis表面活性劑由于聯(lián)接基團緊密連接兩親分子，兩親分子緊密接觸，而表現(xiàn)出很高的表面活性，因此，Geminis表面活性劑被認(rèn)為是最有可能成為21世紀(jì)的新型表面活性劑。

(2)羧酸鹽型乳化降粘劑

羧酸鹽是一類重要的表面活性劑。原油中一般都含有一定量的天然羧酸，遇堿皂化后能形成羧酸鹽，這種羧酸鹽能大幅度降低油水界面張力。當(dāng)界面張力足夠低時，可使稠油由 W／O型變?yōu)镺／W型，這樣的稠油加堿水就能乳化。經(jīng)現(xiàn)場應(yīng)用證明，稠油中天然羧酸含量越多，越容易實現(xiàn)堿液乳化。乳化降粘性能不僅和乳化降粘劑的含量有關(guān)，而且和乳化降粘劑中羧酸鹽的結(jié)構(gòu)有關(guān)。

4 結(jié)語

綜上所述，表面活性劑溶液與稠油接觸使油水界面張力下降，形成水包油型乳狀液，表面活性劑水溶液的濕潤作用使液流流動阻力顯著減少，由此達到乳化降粘的目的。另外，原油乳化降粘輸送要求O/W型原油乳狀液具有適度的穩(wěn)定性和適當(dāng)?shù)墓に嚄l件保證管輸中穩(wěn)定不發(fā)生分相或轉(zhuǎn)型，最后到聯(lián)合站或煉廠又能較容易破乳而實現(xiàn)最終油水分離。

[1]尉小明.稠油降粘方法概述.精細石油化工,2002(5).