基于AFM的沥青微观结构研究进展

沥青是一种组成与结构极其复杂的混合物。原子力学显微镜(AFM)可以从纳米尺度观测沥青的微观结构与力学特性,成为研究沥青微观组成结构及解释宏观物理化学性能的有力工具。该研究简要介绍了AFM的技术原理及测试方法,总结了AFM在沥青微观结构研究中取得的成果,重点分析了沥青微观相态结构,尤其是"蜂状结构"相的形成机理与化学组成,并探讨了老化、水损坏等对沥青微观结构的影响。目前AFM主要应用于沥青微观结构分析,未来可尝试采用AFM研究沥青微观力学特性。     

高压电场作用下的原油脱水性能

原油电脱水是应用比较广的一种脱水技术。本文主要研究了高压电场作用下原油的脱水性能。采用自行配制的原油乳化液进行脱水试验,利用彩色图像显微分析系统对W/O型原油乳化液中水滴的状态进行了观察分析,并与破乳剂脱水法进行比较,得出所配置乳状液的电脱水特性。     

合成气直接制取二甲醚的双功能催化剂Ⅱ．脱水组分对催化剂性能影响的研究

采用反应评价并结合ＸＲＤ、ＴＰＲ、吡啶－ＴＰＤ等物理化学手段研究了不同脱水组分对合成气直接制取二甲醚双功能催化剂结构和催化性能的影响，发现采用共沉淀沉积法制备的以ＣｕＯ－ＺｎＯ－Ａｌ２Ｏ３为甲醇合成活性组分、ＨＳＹ或ＨＺＳＭ－５Ａ分子筛为脱水组分的双功能催化剂表现出优良的催化性能：ＣＯ转化率达８９％，ＤＭＥ在有机物中的选择性接近９９％；此处还发现，双功能催化剂的两活性组分发生“协同效应”，该反应中的脱水步骤在催化剂的弱酸位上进行     

电场对乳化废油双场耦合分离影响的数值分析

由于单一工艺手段难以有效地完成高含水废油的破乳脱水处理，以脱水型水力旋流器为单元本体，嵌入高压电极，可高效实现废油乳化液的高压电场和旋流离心场耦合破乳脱水处理。通过建立双场耦合分离数值分析模型，结合流体控制方程，借助用户自定义函数法，计算分析了电场条件对旋流离心场中油-水混合液速度场分布及分离效率的影响。数值结果表明，高压电场嵌入脱水型水力旋流器对双场耦合单元内部流场分布影响较小,其中切向速度有较小增加，有利于乳化液的油 水分离，而轴向速度无明显变化；然而，高压电场对油-水分离效率有明显地促进作用，溢流口脱水率及底流口脱油率分别提高了12.45%和22.20%。废油乳化液双场耦合破乳脱水处理要优于单一场处理方法。     

二维玻璃微观模拟模型的制作和应用

本文介绍了二维玻璃微观模拟模型的制作方法和过程，并初步探讨了该微模型在油藏工程中的应用。结果表明：微观模拟模型可视技术是研究三次采油机理、储集层损害机理和堵水机理等较好的方法与手段，必将在更多的领域中得到更广泛的应用。     

超声波原油脱水试验

根据超声波的性质和作用原理，采用特制的超声波发射仪，用正交试验设计法，进行了多方面原油脱水试验工作。优选出针对古城Ｂ１２３区复合二元驱出液的超声波脱水工艺参数，即超声波频率为３０ｋＨｚ，声强２．１Ｗ／ｃｍ＾２，作用时间为１０ｍｉｎ，加Ｐ－２０１型破乳剂１００ｍｇ／Ｌ脱水温度７０℃，其脱水率达８０％以上。其结论对超声波脱水技术的研究及其机理的进一步探讨，具有一定的指导作用和参考价值。     

第五章 化学破乳剂

自从人们发现原油中的水呈“乳化液滴”以来,就一直在研究用化学破乳剂进行破乳脱水。从物理化学机理着眼,化学破乳剂最能“击中”油—水乳化液的要害,是最基础、最具有发展前途的脱水措施。它的品种繁多、领域广阔发展潜力很大,今后将可能成为原油脱水的主要手段。     

原油旋流脱盐脱水实验研究

为了克服原油电脱盐过程中高压电系统复杂、设备体积相对较大、维护困难的缺点，以旋流分离技术取代高压电脱盐技术，结合混合溶盐技术，构成旋流脱盐新工艺，在8．0Mt／a常减压装置上建成处理量为3．0m^3／h规模的旋流脱盐工业侧线实验装置。对旋流脱盐器的雷诺数（Reynolds number）、欧拉数（Euler number）、压降比等无量纲参数进行了实验研究，找到了参数的相互关系。当进口雷诺数在5000～5800范围内时，采用该装置可将原油中盐的质量浓度从8mg／l降低到3mg／l以下，水的体积分数从5％～8％范围降低至0．40％（平均值）以下。     

聚合物型破乳剂的研制及其作用机理

根据大港原油的特性和破乳机理，设计合成了具有较高芳香度和适宜极性的聚合物型破乳剂，详细阐述了该破乳剂的作用机理。室内研究表明，该聚合物型破乳剂具有较强的表面活性及较强的增溶、絮凝、击破界面膜的能力，具有适宜极性（PHA13％-18％）时，对大港三元复合驱模拟采出液具有较好的破乳脱水效果，优于目前油田常用的聚醚型破乳剂TA1031和F3111。     

含油污泥浓缩剂(NSJ-1)的研制及应用

针对含油污泥的物性，采用改性复配方法研制了双组分污泥浓缩剂：NSJ－l（A）及NSJ－l（B），并对浓缩机理进行了初步探讨。现场应用结果表明，该浓缩剂可使沉降污泥脱水率达问％以上，便于离心脱水，从而使污泥无害固化处理成本明显降低。     

超声波强化原油脱盐脱水的实验研究

 考察了超声强化原油预处理工艺中的部分影响因素，包括电场强度、超声波频率、超声波功率、破乳剂用量、注水量等。超声波是促进原油破乳脱水的主要因素之一。实验结果表明，超声频率为10kHz的处理效果优于20kHz的；超声波功率和电场强度增加，均可使原油的脱盐脱水效率增加，当超声波功率为150W、电场强度为1.2kV/cm时，原油的脱盐脱水效果最佳，继续增加时，脱盐脱水效果反而降低；破乳剂用量也存在一最佳值(20~30μg/g)；注水量越多越有利于脱盐，但水含量增加, 因此采用5%（质量分数）左右的注水量能取得较理想的脱水脱盐效果。超声波强化原油脱水、脱盐工艺技术为炼油过程中原油预处理工艺提供了一种新的途径，保障了炼油生产的稳定与安全。     

聚合物驱原油破乳剂JHW的研究与应用

由于外来的表面活性剂以及高分子聚合物进入油藏，导致原油产出液形成的O／W乳状液比较稳定．现场使用常规的破乳剂存在原油脱水速度慢。脱水后原油含水率以及污水含油率高。不能满足电脱水的要求。在研究聚合物驱原油乳状液形成的条件和机理的基础上。通过室内合成，研制出了JHW阳离子破乳剂。现场试验表明，该破乳剂脱水速度快．污水含油率低，JHW破乳剂在用量为常规破乳剂的一半的条件下．仍然满足现场聚合物驱化学脱水的要求。     

高频/高压脉冲交流电场破乳技术及其原油电脱盐应用研究

劣质原油的电脱盐预处理是当前炼油企业普遍面临的一个技术难题。通过系统介绍世界范围内原油乳化液电场破乳技术的发展历程,指出高频/高压脉冲交流电场应该引起国内业界的关注。实验室内可行性实验和工业侧线试验结果均表明,高频/高压脉冲方波交流电场的破乳效果优于常规工频/高压交流电场,获得最佳破乳效果的电场频率应该依据原油乳化液的具体理化特性(如水含量、乳化程度、破乳温度等)筛选确定,且一般在1 500 Hz以上。BIPTHFAC-Ⅲ型高频/高压脉冲方波交流电源的现场测试结果表明,在最佳电场频率区间内的电脱盐率均高于同期参照对象的平均电脱盐率,同时还能缩短水力停留时间以及节省加热成本。高频/高压脉冲交流电场破乳技术为炼油企业应对复杂劣质原油的脱盐难题提供了一条切实可行的解决方案,值得进一步开展工业应用研究。     

海洋油田原油乳化液高频/高压交流电脱水实验

采用自行设计的矩形波高频/高压脉冲交流电源和静电聚结器,以取自海洋油田原油配制的含水率分别为5%和20%的2种W/O型原油乳化液为研究对象,对原油乳化液进行了高频/高压静态电脱水实验,与工频/高压交流电源的脱水效果作对比,并测量了乳化液在施加电场前后的电导率。结果表明,相比工频交流电场,高频/高压脉冲交流电场对原油乳化液具有更好的破乳脱水效果;W/O型原油乳化液最佳脱水频率范围在1400~1500 Hz;高频/高压脉冲电场对W/O型乳化液的电导率参比值有明显影响,乳化液在电场作用后的电导率明显高于施加电场前的电导率,同时电导率参比值随电场强度和频率的变化也会发生变化,因此也可以作为评价原油乳化液脱水效果的指标。     

高酸原油电脱盐技术研究

为解决某炼油厂加工高酸原油时出现的原油乳化严重、脱水脱盐不合格问题,通过模拟实验评选出了最佳破乳剂,并研究了工艺条件对电脱盐脱水效果的影响。结果表明,SH-2型破乳剂具有高效广谱性;在电场强度为600~800 V/cm,脱盐温度为125~130℃,破乳剂用量为25~30μg/g,注水量[m（水）/m（原油）]为6%的最佳工艺条件下,可将多-阿混合原油[m（多巴原油）/m（阿尔巴克拉原油）为1∶2]和荣-马混合原油[m（荣卡多原油）/m（马希拉原油）为3∶2]的含盐量由52.7,12.7 mg/L均降低至小于0.3 mg/L,脱盐脱水原油的含水质量分数均小于0.2%。     

双场耦合破乳脱水装置中乳化油液滴聚结与破碎的数值分析

针对依靠单一的破乳方法或手段,难以对乳化油进行有效地脱水净化处理的问题,运用一种集成电场破乳和旋流离心脱水于一体的双场耦合破乳脱水装置,使油中液滴在电场中聚结增大,在旋流离心场的作用下快速实现油-水分离。由于乳化油中液滴在双场耦合装置中的动态聚结和破碎,对装置的油-水分离性能影响较大,且过程复杂,通过电聚结核函数和破碎核函数,建立群体平衡模型,模拟了双场耦合脱水装置中乳化液滴的聚结和破碎。计算结果表明：外加电压对液滴聚结产生重要影响,随着电压升高,液滴平均粒径和分离效率先增大,随后保持稳定;当U=11 kV时,相对于无电场条件,液滴平均粒径增大了60%,分离效率提高了27.5%;较低的入口流速虽对液滴聚结有利,但降低了油-水在装置中的分离效果,因此存在最佳入口流速。计算结果对装置参数设计与选择具有较好的指导意义。     

Demulsification of Extra Heavy Crude Oil

The demulsification of orimulsion, an extra heavy crude oil, was studied by a PDY-1 instrument of electric demulsification. Some commercial demulsifiers, including P, RN, and RB series demulsifiers, were tested; however, their dewatering efficiency was unsatisfactory. ZQ series demulsifiers were synthesized and applied. It is pointed out that the ZQX3 series demulsifier had satisfactory dewatering ability for extra heavy crude oil emulsion. In order to improve the dewatering efficiency, toluene diisocyanate (TDI) was used as a chain extender to modify the ZQ series demulsifiers and an assistant—ammonium sulfate (t1)—was added. The results indicate that the dewatering efficiency of ZQ43 and a t1 mixture reaches excellent dewatering efficiency.     

Demulsification of Extra Heavy Crude Oil

Abstract

The demulsification of orimulsion, an extra heavy crude oil, was studied by a PDY-1 instrument of electric demulsification. Some commercial demulsifiers, including P, RN, and RB series demulsifiers, were tested; however, their dewatering efficiency was unsatisfactory. ZQ series demulsifiers were synthesized and applied. It is pointed out that the ZQX3 series demulsifier had satisfactory dewatering ability for extra heavy crude oil emulsion. In order to improve the dewatering efficiency, toluene diisocyanate (TDI) was used as a chain extender to modify the ZQ series demulsifiers and an assistant—ammonium sulfate (t1)—was added. The results indicate that the dewatering efficiency of ZQ43 and a t1 mixture reaches excellent dewatering efficiency.     

重质劣质原油的电脱盐操作优化

重质劣质原油电脱盐过程中,易出现脱后原油含盐、含水量高,含盐污水含油量超标等问题。合理利用电脱盐设备,优化操作参数,可实现重质劣质原油较好的脱盐、脱水,缓解含盐污水含油量超标问题。