一種稠油老化油處理方法

《一種稠油老化油處理方法》是中國石油天然氣股份有限公司、中國石油遼河油田鑽采工藝研究院於2010年12月30日申請的發明專利，該專利的公布號為CN102041038A，專利公布日為2011年5月4日，發明人是袁鵬、鄭猛、王浩、謝加才、張群、冉傑、梁凌熏、劉晶晶、龍華、張琳、王煒、洪斌、張玉濤。

《一種稠油老化油處理方法》提供了一種稠油老化油用破乳劑，以其總重量計，其具有以下原料組成：苯酚0.5-1％，苯乙烯1.5-2％，多乙烯多胺0.5-1％，甲醛0.5-1％，催化劑0.5-1％，環氧乙烷40-50％，環氧丙烷40-50％。該發明還提供了一種三相臥螺離心機，包括差速器、螺旋推進器、轉鼓、罩殼、機座、電機和進料管。該發明還提供了一種稠油老化油處理方法，包括以下步驟：利用上述破乳劑對稠油老化油進行破乳處理；將經過破乳處理的稠油老化油輸入三相臥螺離心機中進行離心分離，分別得到油泥、污水和油。

2017年12月11日，《一種稠油老化油處理方法》獲得第十九屆中國專利優秀獎。

（概述圖為《一種稠油老化油處理方法》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：一種稠油老化油處理方法
• 公布號：CN102041038A
• 公布日：2011年5月4日
• 申請號：2010106150451
• 申請日：2010年12月30日
• 申請人：中國石油天然氣股份有限公司、中國石油遼河油田鑽采工藝研究院
• 地址：北京市東城區東直門北大街9號
• 發明人：袁鵬、鄭猛、王浩、謝加才、張群、冉傑、梁凌熏、劉晶晶、龍華、張琳、王煒、洪斌、張玉濤
• Int. Cl. ：C10G33/04(2006.01)I、C10G31/10(2006.01)I、C10G53/02(2006.01)I、B04B1/20(2006.01)I
• 專利代理機構：北京三友智慧財產權代理有限公司
• 代理人：韓蕾
• 類別：發明專利

專利背景

老化油通常含有40-60％的原油，60-40％的水，2-3％的泥或渣，0.5％的酸、鹼或鹽及表面活性劑，是非常穩定的乳化油體系，採用通用的集輸脫水手段，難以處理。世界上的各個油田都普遍存在老化油問題，稠油老化油更是世界性難題，油田集輸行業一般用下列3種方法處理老化油：1、將老化油直接摻入原油外輸系統，但是會帶來原油外輸含水超標的副作用，影響原油產品質量；2、將老化油摻入原油脫水系統，但是會導致原油脫水系統運行不穩定，影響脫水效果；3、直接作罐底廢物處理，但是會造成原油的大量損失，不能按合格商品油銷售，經濟效益低，同時潛在的環保管理風險也不能忽視。以遼河油田為例，遼河油田30多座聯合站中，決大部分聯合站中存有數量不等的老化油，最多的站達到了每年2萬多噸。據不完全統計，全油田老化油總量接近11萬噸/年。大量的老化油不能在處理後實現達標外輸，既嚴重影響油田的經濟效益，也嚴重影響油田正常的安全生產，油田生產急需老化油處理工藝技術及設備。

200320126151.9號中國專利申請公開了一種油田老化油處理成套裝置，該裝置由加藥罐、加熱爐、過濾器、旋流器結構等組成，利用該裝置對大慶原油老化油進行處理，使其能夠進入電脫水器，最後能將老化油處理成商品油。但是，大慶油田老化油為稀油老化油，對稠油老化油沒有借鑑性；另外，老化油經過處理進入電脫器，還需要進行電脫處理，工藝及設備過於複雜。

200620091934.1號中國專利申請公開了一種聚驅工藝產生的老化油回收處理設備，用於聚驅老化油的處理，其技術關鍵點為：1、使用強氧化性的破乳劑處理硫酸鹽還原菌菌團；2、三相分離器將油處理到能電脫處理的水平。但是，該專利申請公開的技術方案對於稠油老化油的處理也沒有借鑑性。

因此，開發一種適用於稠油老化油的處理方法以及相應的破乳劑、處理設備是該領域亟待解決的問題之一。

發明內容

專利目的

《一種稠油老化油處理方法》的目的是提供一種稠油老化油用破乳劑，該破乳劑具有良好的破乳功能，能夠很好地實現對於油水界面膜的破壞。

該發明的目的還在於提供一種適用於稠油老化油處理方法的三相臥螺離心機。

該發明的目的還在於提供一種採用破乳劑以及三相臥螺離心機對稠油老化油進行處理的方法。

技術方案

《一種稠油老化油處理方法》首先提供了稠油老化油用破乳劑，以該稠油老化油用破乳劑的總重量計，其具有以下原料組成：苯酚0.5-1％，苯乙烯1.5-2％，多乙烯多胺0.5-1％，甲醛0.5-1％，催化劑0.5-1％，環氧乙烷40-50％，環氧丙烷40-50％。

在該發明提供的上述破乳劑中，優選地，該破乳劑可以包括以下組成：苯酚0.8％，苯乙烯2.0％，多乙烯多胺0.6％，甲醛0.8％，催化劑0.75％，環氧乙烷45.05％，環氧丙烷50％。

在該發明提供的上述破乳劑中，優選地，所採用的催化劑為NaOH或KOH等。該發明提供的老化油用破乳劑以苯酚、苯乙烯、多乙烯多胺、甲醛等作為破乳劑的起始劑，使其在催化劑的作用下合成高分子的環氧乙烷-環氧丙烷嵌段共聚物，然後再與溶劑相混合，得到老化油破乳劑。根據該發明的具體技術方案，優選地，該破乳劑是按照以下步驟製備得到的：將苯酚、苯乙烯、多乙烯多胺和甲醛添加到反應釜中，在120-140℃下混合，得到起始劑；將催化劑添加到反應釜中，抽真空並將反應釜中的壓力控制在0.4兆帕以下，在120-140℃下緩慢加入環氧乙烷和環氧丙烷，反應至負壓，得到該老化油用破乳劑。

根據該發明的具體技術方案，優選地，該破乳劑的羥值小於45毫克KOH/克。該發明還提供了一種三相臥螺離心機，其包括差速器、螺旋推進器、轉鼓、罩殼、機座、電機和進料管，其中，所述罩殼固定在所述機座上，所述轉鼓設定在所述罩殼中，所述轉鼓的兩端分別為圓柱形區域和圓錐形區域；所述螺旋推進器設定在所述轉鼓內部的中心位置，並且，所述轉鼓內壁與所述螺旋推進器之間形成一料池，該料池在所述轉鼓的圓柱形區域一端設有出油口和出水口，該出油口靠近所述螺旋推進器，該出水口靠近所述轉鼓的內壁，並且所述出油口和出水口處設有位置可調節的遮擋板，該遮擋板用於控制出油口和出水口的位置，該料池在所述轉鼓的圓錐形區域的末端（直徑較小的一端）設有一出渣口；所述差速器與所述螺旋推進器連線，用於控制螺旋推進器的轉速，並且設定在所述轉鼓的圓柱形區域的外側；所述電機包括主電機和副電機，固定在所述機座上，並且分別與所述轉鼓和所述螺旋推進器連線；所述進料管設定在所述轉鼓的圓錐形區域一側，從圓錐形區域直徑較小的一端伸入轉鼓內部，所述螺旋推進器的內部設有一布料腔，該布料腔固定並與所述進料管連通，並且，該布料腔通過設定在所述螺旋推進器內壁上的分料口與所述料池連通，由進料管輸入的老化油通過布料腔進入料池中；所述螺旋推進器的外壁上設有葉片，並且，所述螺旋推進器靠近所述轉鼓的圓錐形區域的外壁上設定有擋板，用於阻擋油進入所述出渣口。在該發明提供的三相臥螺離心機中，優選地，所述轉鼓的有效直徑與工作長度的比為1:4。

在該發明提供的三相臥螺離心機與2010年12月前的三相臥螺離心機具有一定的相似之處，例如該發明的三相臥螺離心機的罩殼、差速器、主電機、副電機、機座等結構均可以與2010年12月前的三相臥螺離心機相同，其設定方式也可以參照2010年12月前的離心機進行設定。

在該發明提供的上述三相臥螺離心機中，在工作狀態下，轉鼓（該轉鼓具有一中心軸）與螺旋推進器同軸轉動，並且，螺旋推進器比轉鼓的轉速更快一些。老化油通過進料管進入布料腔，並通過布料腔進入料池中，在上述轉鼓和螺旋推進器的轉動下，實現油、水和渣的三相分離。油處於靠近轉鼓中心軸的位置，並通過出油口離開料池，進入後續步驟（離開的油屬於合格的油料，可以直接進入油罐儲存或進入原油集輸系統）。水位於靠近轉鼓邊緣的區域，通過出水口離開，這部分水屬於含油污水，可以進入原污水處理系統進行處理。螺旋推進器上設有葉片，在轉動過程中，油渣會在葉片推動下逐漸向轉鼓的圓錐形區域匯集，相當於在圓錐形區域爬坡，最後到達最頂端，與轉鼓分離，通過出渣口離開離心機。這部分油渣屬於含油量大約20％的油泥，可以通過其他油泥處理方法予以處理。

常規的離心機中，油和水的溢流直徑只有一個可以進行調整，但是，在該發明提供的上述離心機中，油和水的溢流直徑都可以進行調整，由此，可以獲得更精確的油水分解面，提高分離效率，也有利於獲得質量更好地油。這一調整，可以通過設定在出水口和出油口處的遮擋板進行。根據需要處理的老化油的含水率等的不同，通過調節遮擋板可以改變出油口和出水口的大小以及位置，可以更準確地實現油水的分離。

該發明提供的上述三相臥螺離心機的最高分離因數（離心加速度比重力加速度的倍數）可以達到3000以上，而常規離心機只有2000-2500左右。並且，該發明提供的上述離心機具有超常規的液池深度，常規的液池深度與轉鼓半徑的比值一般為0.3-0.35，而該發明提供的上述離心機的液池深度與轉鼓半徑之比可以達到0.45-0.5，採用該發明提供的離心機對老化油進行油水分離，可以使油水分界面更加清晰，可獲得更純的油，具有良好的分離效果。

該發明提供的上述三相臥螺離心機設有主電機和副電機，分別控制轉鼓和螺旋推進器的轉動。該離心機可以採用共直流母線雙變頻雙電機控制方式，實現副電機能量反饋，節約電能。而且，上述離心機中的螺旋推進器的螺旋輸料速度可以無級調節，適合於各種條件。對於上述主電機和副電機與轉鼓、螺旋推進器的連線方式可以按照該領域的常規做法進行。

該發明還提供了一種稠油老化油處理方法，其包括以下步驟：利用破乳劑對稠油老化油進行破乳處理；將經過破乳處理的稠油老化油輸入三相臥螺離心機中進行離心分離，分別得到油泥、污水和油；其中，所採用的破乳劑為該發明所提供的上述稠油老化油用破乳劑。

在該發明提供的上述處理方法中，優選地，所採用的三相臥螺離心機可以為該發明所提供的上述三相臥螺離心機。在該發明提供的上述處理方法中，所述破乳處理（破乳脫水處理）是將老化油與破乳劑相混合，並加熱到一定溫度進行保溫，使老化油得到緩衝沉降。其中，優選地，以稠油老化油的總重量計，破乳劑的添加量為100-1000毫克/千克；更優選地，破乳劑的添加量為600毫克/千克。在破乳處理過程中，優選地，所述破乳處理的溫度控制為90-95℃；優選地，保溫時間可以控制為約8小時。

在該發明提供的上述處理方法中，經過破乳處理的老化油進入三相離心機進行三相分離，分離出油泥（含油20％，可以採用油泥處理方法進行處理）、水（含油污水，可以輸入污水處理系統進行處理）以及油（含水5-8％），優選地，三相臥螺離心機的轉速可以控制為2500-3200轉/分鐘。

改善效果

在《一種稠油老化油處理方法》中，通過採用破乳劑結合離心的方法處理老化油，尤其是稠油老化油，解決了油田（尤其是遼河油田）稠油老化油破乳脫水的難題，能夠滿足現場生產的需要。該發明提供的處理方法提高了聯合站的有效庫容，為保障聯合站的安全平穩運行具有重要意義。採用該發明提供的處理方法處理稠油老化油，處理後的老化油產品中的含水平均值為約7.62％，純淨油品回收率平均值為83.26％，污水含油平均值為2623.68ppm，能夠達到工業化生產的要求，可以直接進入原油集輸系統，能夠提高合格商品油量，提高聯合站的有效庫容，保證油氣集輸及聯合站安全平穩生產，並避免油品流失的風險，經濟效益和社會效益顯著。

附圖說明

圖1為實施例2提供的三相臥螺離心機的結構示意圖。

附圖示號說明：螺旋推進器1、轉鼓2、進料管3、料池4、出油口5、出水口6、出渣口7、布料腔8、葉片9、擋板10、分料口11。

技術領域

《一種稠油老化油處理方法》涉及一種老化油處理方法，尤其涉及一種稠油老化油的處理方法，屬於石油勘探開發領域。

權利要求

1.一種稠油老化油用破乳劑，以該稠油老化油用破乳劑的總重量計，其具有以下原料組成：苯酚0.5-1%，苯乙烯1.5-2%，多乙烯多胺0.5-1%，甲醛0.5-1%，催化劑0.5-1%，環氧乙烷40-50%，環氧丙烷40-50%，各原料組成之和滿足100%；其中，所述催化劑為NaOH或KOH；該破乳劑是按照以下步驟製備得到的：將苯酚、苯乙烯、多乙烯多胺和甲醛添加到反應釜中，在120-140℃下混合，得到起始劑；將催化劑添加到反應釜中，抽真空並將反應釜中的壓力控制在0.4兆帕以下，在120-140℃下緩慢加入環氧乙烷和環氧丙烷，反應至負壓，得到該老化油用破乳劑。

2.如權利要求1所述的破乳劑，其中，該破乳劑的羥值小於45毫克KOH/克。

3.一種稠油老化油處理方法，其包括以下步驟：利用破乳劑對稠油老化油進行破乳處理；將經過破乳處理的稠油老化油輸入三相臥螺離心機中進行離心分離，分別得到油泥、污水和油；其中，所述破乳劑為權利要求1或2所述的稠油老化油用破乳劑；以稠油老化油的總重量計，所述破乳劑的添加量為100-1000毫克/千克；所述破乳處理的溫度控制為90-95℃。

4.如權利要求3所述的處理方法，其中，所述三相臥螺離心機包括差速器、螺旋推進器、轉鼓、罩殼、機座、電機和進料管，其中，所述罩殼固定在所述機座上，所述轉鼓設定在所述罩殼中，所述轉鼓的兩端分別為圓柱形區域和圓錐形區域；所述螺旋推進器設定在所述轉鼓內部的中心位置，並且，所述轉鼓內壁與所述螺旋推進器之間形成一料池，該料池在所述轉鼓的圓柱形區域一端設有出油口和出水口，該出油口靠近所述螺旋推進器，該出水口靠近所述轉鼓的內壁，並且所述出油口和出水口處設有位置可調節的遮擋板，該料池在所述轉鼓的圓錐形區域的末端設有一出渣口；所述差速器與所述螺旋推進器連線並且設定在所述轉鼓的圓柱形區域的外側；所述電機包括主電機和副電機，固定在所述機座上，並且分別與所述轉鼓和所述螺旋推進器連線；所述進料管設定在所述轉鼓的圓錐形區域一側，所述螺旋推進器的內部設有一布料腔，該布料腔固定並與所述進料管連通，並且，該布料腔通過設定在所述螺旋推進器內壁上的分料口與所述料池連通；所述螺旋推進器的外壁上設有葉片，並且，所述螺旋推進器靠近所述轉鼓的圓錐形區域的外壁上設定有擋板，用於阻擋油進入所述出渣口。

5.如權利要求4所述的處理方法，其中，所述轉鼓的有效直徑與工作長度的比為1:4。

6.根據權利要求3所述的處理方法，其中，所述三相臥螺離心機的轉速控制為2500-3200轉/分鐘。

實施方式

• 實施例1 老化油用破乳劑

該實施例提供了一種老化油用破乳劑，其具有以下組成：苯酚、0.8％，苯乙烯、2.0％，多乙烯多胺、0.6％，甲醛、0.8％，催化劑、0.75％，環氧乙烷、45.05％，環氧丙烷、50％。

該老化油用破乳劑是按照以下步驟製備得到的：將苯酚、苯乙烯、多乙烯多胺和甲醛添加到反應釜中，在120-140℃下混合，得到起始劑；將催化劑添加到反應釜中，抽真空並將反應釜中的壓力控制在0.4兆帕以下，在120-140℃下緩慢加入環氧乙烷和環氧丙烷，反應至負壓，得到該老化油用破乳劑。

該實施例提供的上述老化油破乳劑尤其適合於稠油老化油的破乳處理。

• 實施例2 三相臥螺離心機

該實施例提供了一種三相臥螺離心機，其包括差速器、螺旋推進器1、轉鼓2、罩殼、機座、電機和進料管3，其中，罩殼（圖中未顯示）固定在機座（圖中未顯示）上，罩殼和機座的設定方式可以按照2010年12月前的離心機的設定方式進行，轉鼓2設定在罩殼中，轉鼓2的兩端分別為圓柱形區域和圓錐形區域；螺旋推進器1設定在轉鼓2內部的中心位置，並且，轉鼓2內壁與螺旋推進器1之間形成一料池4，該料池4在轉鼓2的圓柱形區域一端設有出油口5和出水口6，該出油口5靠近螺旋推進器1，該出水口6靠近轉鼓2的內壁，並且出油口5和出水口6處設有位置可調節的遮擋板（圖中未顯示），該料池4在轉鼓2的圓錐形區域的末端設有一出渣口7；差速器（圖中未顯示）與螺旋推進器1連線並且設定在轉鼓2的圓柱形區域的外側；電機包括主電機（圖中未顯示）和副電機（圖中未顯示），固定在機座上，並且分別與轉鼓2和螺旋推進器1連線；進料管3設定在轉鼓2的圓錐形區域一側，螺旋推進器1的內部設有一布料腔8，該布料腔8固定並與進料管3連通，並且，該布料腔8通過設定在螺旋推進器1內壁上的分料口11與料池4連通，由進料管3輸入的老化油通過布料腔8進入料池4中；螺旋推進器1的外壁上設有葉片9，並且，螺旋推進器1靠近轉鼓2的圓錐形區域的外壁上設定有擋板10，用於阻擋油進入出渣口7。

• 實施例3 老化油處理方法

該實施例提供了一種老化油處理方法，該老化油處理方法是針對遼河油田的冷一聯合站老化油進行處理的方法，可以利用油田中2010年12月前的老化油處理設備。

該方法包括以下步驟：冷一聯合站稠油老化油的20℃地面脫氣粘度約為80000-150000厘泊，利用加熱爐將冷一聯稠油老化油（含水約50％）加熱到90-95℃；通過加藥泵向加熱後的稠油老化油中添加實施例1提供的老化油破乳劑，以稠油老化油的總重量計，破乳劑的添加量為600毫克/千克；將添加了破乳劑的稠油老化油輸送到老化油緩衝沉降灌中，保溫沉降約8小時；將沉降處理之後的稠油老化油輸送到實施例2提供的三相臥螺離心機中，分離得到油、水、泥三相，其中，油經泵輸入好油罐或直接進入原油集輸系統；水經泵提升後，去聯合站污水處理系統；油泥定期汽運去集中處理廠。

經過該實施例處理的稠油老化油，其含水量由最初的45-50％下降到8％左右。採用該發明提供的老化油處理方法能夠解決遼河油田稠油老化油破乳脫水的難題，並具有可觀的經濟效益，每噸老化油處理後的銷售價格提高了802.8元，遼河油田每年的老化油產生量為55757噸，經濟效益可以達到4476.17萬元/年。

榮譽稱號

2017年12月11日，《一種稠油老化油處理方法》獲得第十九屆中國專利優秀獎。