污油脱水新型破乳剂与絮凝剂配方研制及应用

王立新

摘要：污油脱水新型破乳剂与絮凝剂是专为玉门炼油厂污水车间污油脱水而研制的一种正反向復配的破乳剂和絮凝剂，该工艺及药剂处理方案最终实现了污油的油水渣的三相分离，实现了高含渣污油的破乳脱水及脱渣。本文介绍了该破乳剂及絮凝剂的室内研究、性能、室内评价等。

关键词：污油;高含渣;破乳;乳化

1.前言

玉门炼油厂污水车间的废水来自各生产装置和电脱盐车间，废水中的盐类、油类、胶质、蜡质、固体悬浮物的含量以及矿化度均比较高。回收的污油其来源较杂，性质差异大，不论轻质污油还是重质污油均含有较多水分，一般体积分数为10%～90%。污油本身又含有胶质、沥青质和环烷酸等天然乳化剂，富集于油水界面，形成牢固的界面膜，处理难度极大。由于这些杂质大多是电解质，它们是破坏电场的主要原因，所以污油脱水不能像原油一样采取电脱盐罐脱水方法。

2.污油性质分析

2.1.1污油含水量测定

污油取自玉门炼油厂污水车间污油罐罐底部分。采用蒸馏法对污油水含量进行3次测定，并取平均值，经检测玉门污油平均含水量为54.3%。

2.1.2污油含盐量测定

污油取自玉门炼油厂污水车间污油罐罐底部分。，采用电量法对污油盐含量进行3次测定.并取平均值，，经检测玉门污油污油含盐量为5463 mg/l。

2.1.3污油及油泥四组分测定

污油取自玉门炼油厂污水车间污油罐罐底部分，对污油及离心得到的油泥分别进行四组分分析测试，结果如表2-3所示。

2.1.4污油渣（油泥）含量测定

污油取自玉门炼油厂污水车间污油罐罐底部分，使用索氏提取法（共沸蒸馏法）一步实现污油水、油、渣分离，并测定污油的含水率、含油率和含渣率，经检测玉门污油平均含渣率/（wt%）为21.1。含水率/（wt%）为55.2。含油率/（wt%）为23.7。

2.2污油性质分析

从检测报告中可以看出：1）胶质沥青质含量高：玉门污油为高含盐（矿化度），高含水及高含渣污油。从四组分分析表2-1可知，污油中的胶质、沥青质含量较高，而且对比可进一步发现，存在于污油油泥中的胶质沥青质含量显著高于污油自身的含量，胶质沥青质结构类似，均具有两亲性官能团，可牢固地吸附在油水界面膜上。界面膜的界面强度随胶质沥青质的含量增多而增强，从而提高了污油的乳化稳定性。与胶质相比，沥青质含有更多羟基、芳香羰基和芳香碳碳双键，分子间氢键作用强烈，更易造成污油粘稠，对污油的乳化稳定性影响更大。由于胶质、沥青质和环烷酸为天然乳化剂，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匀稳定地分散于污油体系中，使得乳化难度大大增加。2）固体颗粒含量高：与一般低含渣污油相比，玉门油田污油含有大量固体颗粒（油泥）。高含渣污油具有更高的固体颗粒含量，由于固体颗粒本身即为乳化剂，其含量越高，与胶质、沥青质等形成的固体网状结构越致密。且紧密地粘附在油水界面膜上，使得体系粘度增大，极大的提高了污油的乳化稳定性，增加了破乳难度，尤其对于渣含量较高的罐底污油而言破乳脱水难度更大。

3.污油处理工艺的理论依据

污油破乳的三个关键点：

（1）加入预处理剂：目的是使用预处理剂的氧化作用，对渣表面的胶质和沥青质等进行氧化降解反应，降低界面张力，为随后的破乳剂进入发挥作用起到良好的预处理作用。

（2）破乳剂、絮凝剂混配使用：破乳-絮凝作用同时发生，使得预处理破乳之后的浮渣能够充分絮凝成团，为后续超声沉降奠基基础。

（3）超声空化作用：利用超声空化效应产生的污油内部微环境内高温高压作用，谐波震荡聚并作用，使得破乳絮凝后的浮渣和微小水滴实现有效聚并及沉降。

4、药剂作用机制分析

由于本处理工艺为预处理剂及药剂联合超声的处理工艺，为单因素考察复配药剂的作用规律，本文通过污油、预处理剂+超声、预处理剂+药剂+超声等三种条件下处理污油，对比获得药剂作用机制。预处理剂+超声、预处理剂+药剂+超声均可实现破乳，但预处理剂+药剂+超声的破乳效果最佳，破乳后上层油层最薄，即破乳脱水脱渣量最多，且水质澄清，渣沉底，实现了油水渣的三相分离。充分体现了药剂良好的破乳性能。

在预处理剂+超声的处理下，污油的微观形态已发生明显改变，即水滴的含量明显减少，破乳效果较佳;而在预处理剂+药剂+超声处理下，水滴含量继续减少，破乳进一步提升。说明药剂有明显促进破乳作用。污油中水渣含量、胶质沥青质含量及污油的粘度、表面张力均较高，在预处理剂+超声、预处理剂+药剂+超声处理下，污油中的含水量分别降至18.3%、8.5%，污油中胶质含量、沥青质含量、粘度、表面张力的降幅分别为（32.7%、20.6%、30.4%、28.1%），（41.7%、27.0%、31.6%、45.3%），由此可见，在预处理剂+超声的处理下，污油中胶质含量、沥青质含量、粘度、表面张力已实现大幅的降低，而药剂的添加进一步降低了污油中上述指标，使破乳效果达到最佳。

5.结论

1）玉门油田污油属于高含渣污油，破乳的难点及重点在于脱渣，即油泥（渣）的处理，对油泥进行有效的破乳—脱渣脱水是该研究能否工业化达标生产的关键所在。

2）在破乳之前加入预处理剂，目的是使用预处理剂的氧化作用，对渣表面的胶质沥青质等（一般破乳剂对此难以发挥作用）进行氧化降解反应，降低界面张力，预处理剂的加入能够为后续的药剂进入油水界面发挥破乳及絮凝作用起到良好的作用。

3）破乳-絮凝作用同时发生，使得破乳之后的浮渣能够充分絮凝成团，充分发挥絮凝剂作用，为后续超声降渣脱水分离奠定基础。

超声作用，利用超声空化效应产生的污油内部微循环内高温高压作用，谐波震荡聚并作用，使得破乳絮凝后的浮渣和微小水滴实现有效聚并及沉降，超声实现脱水分层。