海洋石油工艺设计手册11-辅助系统.doc

第四章 辅助系统工艺设计 化学药剂系统 一、药剂的品种、功能 海上油气田的开发都离不开化学药剂，这些药剂主要用来添加到生产流体、海水等介质中，以提高各有关处理设备的处理效率，保护设备和井口管线，以及延长设备的使用寿命等。 化学药剂的种类和作用 表2-4-1 列举了几种常用的化学药剂类型及其作用。 表2-4-1 常用的化学药剂 类型作用破乳剂 消泡剂 防腐剂 降凝剂 反相破乳剂 除氧剂 杀菌剂 防海生物化学药剂 防垢剂 絮凝剂 浮选剂 防冻剂破坏乳状液的稳定性，改善油水分离效果 防止油液起泡，改善油气分离效果 防止或缓解处理设施受油井产出腐蚀物的腐蚀 降低原油凝固点，防止管线内的原油冻结 使含油污水中的微小有机颗粒凝聚使之沉降下来，达到净化污水的目的 将经过脱氧塔之后的海水中残余的氧气脱除，以防止海水长时间的腐蚀 用来控制水处理系统中细菌的生长 防止海洋生物在海水系统内生长 用以帮助海水或生产水中碳酸盐和硫酸盐的溶解，减少结垢 主要用于从水中脱除悬浮固体颗粒 用于稳定气泡以改善浮选机的浮选效果 降低天然气水化物的形成温度 在原油处理中，常用的化学药剂有破乳剂、消泡剂、防腐剂和降凝剂；在生产水处理系统中，一般用反相破乳剂、防腐剂、防垢剂和浮选剂等；而在海水处理系统中常用防垢剂、防腐剂和氯化物，其中氯化物也可用氧化铜或氧化铝代替，它们都是用来防止海洋生物在海水系统内的生长；防冻剂常用在天然气系统中。 当生产水作为注水介质时，还需加入絮凝剂和杀菌剂进行处理，以确保注水质量能满足油藏需求；如果用海水作为注水介质，除了要加絮凝剂、杀菌剂外，一般还需要加入脱氧剂和消泡剂。 2. 化学药剂的功能。 化学药剂的品种很多，加之油气田之间物性的差别也较大，因此各油田对化学药剂的种类和用量需求也各有特点，都需要通过室内实验和现场工业性试验进行筛选，才能选择出效果最好而用量却最少的化学药剂。下面分别就化学药剂的功能和选择进行扼要的介绍，以供大家在选用时参考。 1）破乳剂 破乳剂一般都是人工合成的大分子、高分子或超高分子的表面活性剂，是原油脱水工艺中最常用，最有效的化学药剂。 由于原油本身就含有天然乳化剂，且绝大部分是憎水亲油的，因而容易形成稳定的油包水型乳状液（乳状液是两种不溶液体的混合液，其中一种以小液滴的形式分散在另一种液体中），破乳剂的作用就是能够迅速移动到油水界而上，并和乳化剂争夺在界面上的位置，降低油水界面薄膜的表面张力，并通过絮凝、聚结等作用，使水从油中分离出来，提高油水分离效率。 原油破乳剂的种类很多，几种典型的化学破乳剂可参见表2-4-2 [1]。不同的油田由于原油性质不同，原油乳化程度和引起乳化的原因也各不相同，所以需要通过室内试验和现场工业性试验筛选出效果最好，用量最少的原油破乳剂。 表2-4-2 几种典型的破乳剂及其性能说明 破乳剂性能说明 聚乙二醇酯 低分子树脂衍生物 高分子树脂衍生物 黄酸盐（酯） 烷基醇胺缩合物 氧烷基酚 聚胺衍生物 能迅速地使乳化液澄清，但常常有生成淤渣和水沉降缓慢的倾向，并存在处理过度的问题 倾向于加速水沉降和具有相当良好的综合破乳性能，在高API重度乳化液中有处理过度的倾向 通常具有强的湿润倾向和较好的澄清和水沉降特性，经常把它们与其它物质组合使用 具有良好的湿润性能和水沉降性能，有一定的澄清特性，处理过度的倾向非常小 在一些乳化液中能促进水的的沉降，并能产生一些澄清作用，为获得良好的综合效果，可与其它物质调和使用 主要是湿润剂，具有一定的破乳性能，与其它物质混合使用 可产生良好的澄清性能，并且是良好的调合剂，其它方面性能较差 破乳剂以它们在水溶液中是否形成电解质而分为离子型和非离子型两大类，非离子型破乳剂与离子型相比有如下优点：用量少（每吨原油约用20~50g），不会产生沉淀，脱出的水中含油少，脱水成本低，仅为离子型的几十分之一。因而被广泛用于原油脱水上。非离子型破乳剂中的聚氧烷基醇、聚氧烷基多胺等破乳剂的脱水效果都很好，基本可以满足我国原油脱水的需要。 非离子型破乳剂按溶解性又可分为水溶性、油溶性和混合溶性三大类。水溶性破乳剂可以根据需要配制成任意浓度的水溶液使用，而油溶性破乳剂则需要有机溶剂油稀释，海上平台多用柴油。 水溶性破乳剂在破乳脱水后，剩余的破乳剂留在了污水中，可在污水回掺工艺中继续发挥作用；油溶性破乳剂在破乳脱水后，剩余的破乳剂留在了原油中，使原油中破乳剂的含量逐渐提高；混合溶性破乳剂则能增加使用的灵活性，这是由于单一的一种原油破乳剂很难完全满足要求，而将两种或两种以上的破乳剂以一定比例混合构成一种新的破乳剂，其脱水效果可能高于任何一种单独作用的效果。 根据现场使用经验，当原油含水超过40%时，油溶性破乳剂使用效率高，而水溶性破乳剂略差。原油脱水对破乳剂的要