油田常用化学药剂作用原理全解

化学药剂作用原理一、概述二、破乳剂三、消泡剂四、清水剂五、浮选剂六、缓蚀剂七、防垢剂八、杀菌剂九、总结内容简介概述海上油田在原油采出和处理过程中，存在诸多问题，采出的原油和污水单凭生产设备进行处理，很难达到生产合格标准。原油采出过程中，会产生大量气泡；原油与水由于乳化液的存在，形成大量乳化液，生产设备难以分离；生产管汇及生产设备会产生腐蚀、结垢等各种问题。药剂名称药剂型号药剂储罐注入点注入浓度(ppm)注入速率(L/h)消泡剂BHP-03T-701V-101入口/V-102入口207油系统清水剂BHQ-06T-702V-101入口/V-102入口/T301入口7015破乳剂BH-20AT-703P-101入口/T-101入口/V-101入口/V-102入口5013破乳剂BH-20AT-704V-101入口10022.5浮选剂BHFX-04AT-705V-301入口/T-301入口108T-706T301入口备用缓蚀剂BHH-02T-707T-301入口106防垢剂BHF-04T-708P-401入口/T-301入口106水系统清水剂BHQ-130T-709T-301入口255杀菌剂BHS-11/BHS-16T-710V-301入口/T-301入口间歇冲击加注油系统清水剂BHQ-06T-711V-101入口T-702备用备用破乳剂BH-20AT-712T-704备用备用药剂类型和注入点药剂罐和药剂泵药剂储罐容积m3药剂名称泵泵排量m3/hT-7011.5消泡剂P-701A/B0.053T-7021.5油系统清水剂P-702A/B0.12T-7033破乳剂P-703A/B0.15T-7043破乳剂P-704A/B0.15T-7051.5浮选剂P-705A/B0.046T-7061.5P-706A/B0.046T-7071.5缓蚀剂P-707A/B0.046T-7081.5防垢剂P-708A/B0.046T-7091.5水系统清水剂P-709A/B0.046T-7103杀菌剂P-710A/B0.14类型作用破乳剂破坏乳状液的稳定性，改善油水分离效果消泡剂防止油液起泡、改善油气分离效果防腐剂/缓蚀剂防止或延缓原油处理设施受油井产出腐蚀物的腐蚀降凝剂、防蜡剂改善原油流动性能清水剂使含油污水中的微小有机颗粒絮状凝成较大粒子，使之沉降下来，达到净化污水的目的原油处理常用化学药剂一种液体以一定大小的液滴形式分散于另一种液体中，这一过程就叫乳化；形成的新液体就是乳化液。原油是一种常见的乳化液。原油乳状液的危害：①增大了液流的体积，降低了设备和管道的有效利用率。②增加了输送过程中的动力消耗。③增加了升温过程的燃料消耗。乳状液破乳剂的作用：破乳剂的作用就是破除这种乳状液，使分散的小水滴聚集成大水滴，并沉降下来，达到油水分离的目的。原油破乳剂主要为聚醚类的有机物。破乳剂脱水的要求：脱水速度快—空间限制脱水水质清—环保要求终脱水率高—外输需要加药浓度低—成本控制破乳剂（BH-20A）第一步——絮凝过程中，分散相的液珠聚集成团，但各液珠皆仍然存在。这些珠团与介质之间的密度差是足够大的，则此过程能使分层加速。若乳状液是足够浓的，它的粘度就显著增加。第二步——聚结，在这一过程中，这些珠团合并成一个大滴。这一过程是不可逆的，导致液珠数目减少和最后原油乳状液的完全破坏。第三步——沉降，聚结水滴由重力作用下沉到底部，油水分离完毕。絮凝沉降聚结原油破乳过程：破乳过程通常分为三步：絮凝，聚结和沉降。分别如下所述：加入破乳剂，发生了相转化，即能够生成与乳化剂形成的乳状液类型相反(反相破乳剂)的表面活性剂可以作为破乳剂。在加热或搅拌的条件下，破乳剂有较多的机会碰撞乳化液的界面膜，或吸附于界面膜上，或排替部分表面活性物质，从而击破界面膜，使其稳定性大大降低，发生了絮凝、聚结而破乳。微镜观察结果表明，W／O型乳状液均有双层或多层水圈，两层水圈之间是油圈，因而提出褶皱变型机理，液珠在加热搅拌和破乳剂的作用下，液珠内部各层水圈相连通，使液滴凝聚而破乳。相转移——反向变型机理：碰撞击破界面膜机理:褶皱变型机理:破乳剂的破乳机理危险性：破乳剂是高闪点易燃液体侵入途径：吸入食入经皮肤吸收环境影响：对水生生物有害。物理和化学及火灾和爆炸方面的危害：火灾危害：本品易燃！其蒸汽遇到火源也可燃烧。与强氧化剂发生反应，可引起燃烧。爆炸危害：本品遇高热、火星、或火苗，能引起燃烧爆炸。当温度高于闪点时，可以形成具有爆炸性的蒸汽和空气混合物。分解性：分解后有易燃／毒性气体生成。破乳剂的注意事项吸入：如果吸入，移送到空气新鲜的地方。一般不需要紧急救护。食入：如果吞服，不要诱吐，喝数杯清水来稀释。如果大量误服，进行药物治疗并请医生诊治。皮肤接触：如果接触到皮肤，脱去工作服，用肥皂和清水清洗。眼睛接触：一旦接触，立即用大量清水清洗眼睛。要求医生检查。急救措施：皮肤接触：脱去污染的衣着，立即用肥皂水及清水冲洗至少15分钟，如果皮肤大面积接触到化学品，需用淋浴彻底冲洗身体，并立即请医生处理。眼睛接触：立即翻开眼睑，用清水冲洗至少15分钟，并立即请医生处理。吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。保暖并休息。呼吸困难时给输氧。呼吸停止时，立即进行人工呼吸，并立即请医生处理。误服：不要催吐，先给一些水，并立即请医生处理。消泡剂（BHP-03）能够消除原油泡沫的化学药剂叫原油消泡剂。降低泡沫局部表面张力，破坏膜的弹性，破坏泡沫上表面活性剂的双电层，促使液膜排液等，从而达到消泡的目的。原油产生气泡原因:原油采出和处理过程中，温度升高和压力降低都会破坏原油的气液平衡，使溶解于原油中的轻烃成为气体逸出；但轻烃气体因受油相粘度、空间、流动等因素影响，很难顺利逸出原油表面，它会在油相内部形成气泡，引起原油体积膨胀，生成泡沫。原油中含有的脂肪酸盐、环烷酸盐等天然表面活性剂和盐、滑石或沥青质等固体颗粒都对泡沫起稳定作用。消泡剂:原油泡沫一方面造成生产分离器和计量分离器产生假液位，减少有效分离空间和液相停留时间，降低分离效率，导致整个生产流程的波动；另一方面生产和计量分离器的高压气相如携带大量油滴进入气相系统，造成火炬燃烧不充分。此外，原油泡沫的存在，还会增加流体粘度、占用管线空间，增加流动压力。会影响气相系统工作。因此正确使用原油消泡剂对于稳定海上油田原油生产有重要意义。泡沫危害:原油消泡剂的作用机理：（1）原油消泡剂降低气液界面张力的能力大于起泡剂，通过顶替和增溶起泡剂破坏泡膜，使液膜破裂。（2）促进液膜排液速度，使液膜迅速变薄而消泡。（3）破坏膜的弹性，气泡受压时会变形，局部活性剂膜变稀薄而使表面张力，这种表面张力差使其可自动修复，泡不致破裂，破坏这种弹性就易消泡，消泡剂加入会向气液界面扩散，使原来的助泡剂难以有恢复膜弹性的能力。（4）破坏泡沫上表面活性剂的双电层而“拆除”液膜。原油消泡剂特点：海上原油消泡剂除具备消泡、抑泡性能外，还应具有闪点高、毒性小、凝点低、流动性好等特点，方便现场使用。原油消泡剂的使用：水基消泡剂一般使用浓度40mg/l以下，因稀释会造成乳液破乳分层，所以采用原液加入；虽然安全性好，但低温下使用不便。油基消泡剂一般使用浓度30mg/l以下，可采用柴油稀释，也可原液投加。清水剂（BHQ-06，BHQ-130）清水剂：除去水中多余杂质，达到清水目的的化学药剂称为清水剂。如浮选剂、反向破乳剂、絮凝剂、凝聚剂。从原油中分离出的污水，含有少量油滴以及一些固体悬浮物，这些物质如果不被处理掉，在污水回注时会堵塞地层，致使油田不能正常生产；若污水排海，会使水中含油值超标，污染环境。所以使用清水剂清除污水中的杂质，是十分必要的。清水剂的必要性：清水剂作用：使含油污水中的微小有机颗粒絮凝成较大粒子沉降下来，达到净化污水的目的。清水剂作用机理:1凝聚作用清水剂分散在水中，中和微小的原油粒子和固体悬浮物的表面电荷，使其利用粒子和粒子之间的范德华吸引力而凝结，小油滴凝结成大油滴，并在重力的作用下上浮，以达到除油的效果2架桥作用清水剂在水中形成絮团，并利用絮团自身的异性电荷，吸引污水中的微小原油粒子、乳化油和其他悬浮物，在重力的作用下，上升或下降以达到除油的效果。3破乳作用降低乳化油表面张力，破坏乳化液的油水结构，促使油水分离。4浮选作用具有浮选功能多为表面活性剂，表面活性剂在水溶液中易被吸附到气泡的气－液界面上。表面活性剂极性的一端向着水相，非极性的一端向着气相。含有待分离的离子、分子的水溶液中的表面活性剂的极性端与水相中的离子或其极性分子通过物理或化学作用连接在一起。当通入气泡时，表面活性剂就将这些物质连在一起定向排列在气－液界面，被气泡带到液面，形成泡沫层，以加快油珠和固体颗粒的絮宁效果，提高絮凝剂与气泡的附着力，从而加速油水分离。常用水处理方法处理方法原理清水剂法加入清水剂，破坏O/W乳化液，实现油水分离沉降法靠原油颗粒和悬浮杂质与污水的比重差实现油水的自然分离，主要用于除去浮油及部分颗粒直径较大的分散油及杂质旋流器法高速旋转重力分离，脱出水中含油混凝法在污水中加入混凝剂，将小油滴聚积成大油滴，加快油水分离速度气浮选法向污水中鼓入气体，使污水中的乳化油或细小的固体颗粒附在气泡上，随气泡上浮到油面，实现油水分离过滤法用活性炭、石英砂、无烟煤、滤芯或其他滤料吸附、过滤污水，除去水中小颗粒油滴以及悬浮物。浮选剂（BHFX-04A）浮选剂：能够加入到油水混合物中，使油珠和悬浮物形成微絮体，并能增强絮体与气泡附着能力从而提高油水分离效果的表面活性剂。浮选机理：向油水混合液中加入表面活性剂。表面活性剂在水溶液中易被吸附到气泡的气－液界面上。表面活性剂极性的一端向着水相，非极性的一端向着气相（如右图所示）。含有待分离的离子、分子的水溶液中的表面活性剂的极性端与水相中的离子或其极性分子通过物理或化学作用连接在一起。当通入气泡时，表面活性剂就将这些物质连在一起定向排列在气－液界面，被气泡带到液面，形成泡沫层，以加快油珠和固体颗粒的絮凝效果，提高絮凝体与气泡的附着力，从而加速油水分离。气浮分离法原理缓蚀剂（BHH-02）缓蚀剂：一种以适当的浓度和形式存在于环境（介质）中时，可以防止或减缓腐蚀的化学物质或几种化学物质的混合物。缓蚀剂的分类：缓蚀剂作用：缓蚀剂就是一种在很低浓度下能够减缓或阻止金属在介质中腐蚀的化学物质。缓蚀剂是通过在金属表面形成沉淀膜、吸附膜或致密的保护膜，从而减缓金属受腐蚀的程度。按通常对物质化学组成的划分，可以把缓蚀剂划分为无机缓蚀剂、有机缓蚀剂两大类。缓蚀剂无机缓蚀剂亚硝酸盐、硝酸盐铬酸盐、重铬酸盐磷酸盐、多磷酸盐钼酸盐硅酸盐砷、锑化物钨酸盐硼酸盐有机缓蚀剂胺类醛类炔醇类有机磷化合物有机硫化合物磺酸及其盐类咪唑啉类杂环化合物其它（天然提取物）缓蚀剂作用机理:无机缓蚀剂机理：阳极（抑制型钝化剂）型缓蚀剂这种缓蚀剂能够抑制腐蚀电池的阳极化学反应，很容易引起金属表面氧化形成一种致密的氧化膜而阻滞金属溶解。在金属腐蚀介质中加入缓蚀剂，使金属腐蚀电位正移，腐蚀电流密度减小，进入了钝化区。如重铬酸钾、亚硝酸钠。阴极型缓蚀剂缓蚀剂的作用主要是增大电化学腐蚀中的阴极极化，阻碍阴极过程的进行，使腐蚀电位向负的方向移动，降低腐蚀速度。（如亚硫酸钠）。防垢剂（BHF-04）防垢剂：指能防止或延缓水中无机物形成垢沉积的化学药剂。主要为缩聚磷酸盐、膦酸盐类物质、表面活性剂、聚合物类物质。通过干扰成垢离子的正常结垢状态，抑制垢晶体的继续长大。防垢剂作用：阻止或延缓水中成垢离子的成垢沉积。主要为缩聚磷酸盐、膦酸盐类物质、表面活性剂、聚合物类物质。通过干扰成垢离子的正常结垢状态，抑制垢晶体的继续长大。防垢剂必要性：油田注水中含有钙镁离子，很容易结垢，管道结出的垢会增大输送能耗，甚者会堵塞管道，影响油田正常生产。防垢剂可阻止无机垢的形成，保证生产。高效、无毒、与其它化学剂配伍使用方便成本低、来源广热稳定性好、作用时间长对防垢剂的要求防垢机理各种防垢剂可以通过不同的机理起到防垢作用，防垢剂防