油气集输-原油净化第2节

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1、第二节原油乳状液原油乳状液的类型；原油乳状液的生成机理；原油乳状液的性质；1一、原油乳状液的类型两种（或两种以上）不互溶（或微量互溶）的液体，其中一种以极小的液滴分散于另一种液体中，这种分散物系称为乳状液。2原油乳状液的两种类型一种是水以极微小的颗粒分散于原油中，称为：“油包水”型乳状液，用符号W/O表示，水是内相或称分散相，油是外相或称分散介质，因外相液体是相互连接的，故又称连续相；另一种是油以极微小颗粒分散于水中，称为；“水包油”型乳状液，用符号O/W表示，此时油是内相，水是外相。3二、原油乳状液的

2、生成机理界面能和界面张力；乳化剂；形成稳定乳状液的必要条件；原油乳状液的形成；预防措施。41.界面能和界面张力欲使液体内层分子移到表面上来，扩大液体的表面，就必须对系统作功以克服分子所受的指向液体内部的拉力。所作的功储存于表层，成为表层分子的位能，故液体表层分子比内部分子多储存一部分能量，这种能量称表面自由能，或表面能。51.界面能和界面张力表面能产生的示意图6表面张力在恒温、恒压条件下，液体表面积每增大一个单位所增加的表面能称为比表面能，以J/m单位。在数值上，比表面能等于在液体表面上垂直作用于单位长

3、度上的表面紧缩力，即表面张力。表面张力可解释为抑制使表面积增加而来自液体的阻力。7两种液体相接触时，表面能与表面张力称为界面能和界面张力。界面能和界面张力82.乳化剂将煤油和水激烈搅拌，虽能使一种液体搅拌成极微小的颗粒分散于另一种液体中形成乳状液，但搅拌停止后，内相颗粒在周围液体分子热运动的撞击下发生不断改变方向的无秩序运动，即布朗运动，使内相颗粒相互碰撞、合并，很快油水就分层了，即所得乳状液的稳定性（寿命）很差。9若向油一水系统中加入第三种物质后，经搅拌能得到稳定的乳状液，则把这种使乳状液稳定的物质称

4、为乳化剂。2.乳化剂10根据热力学第二定律，在恒温、恒压下，物系都有自动向自由能减小方向进行的趋势。当煤油-水形成乳状液时，其接触界面和界面能都很大，从热力学观点看，乳状液是一种不稳定体系，分散相液滴必然会自发地合并，缩小界面面积使界面能趋向最低，这就是没有乳化剂时煤油和水不能生成稳定乳状液的原因。2.乳化剂11把那些溶入少量就能显著降低溶液表面张力的物质称为表面活性物质，或表面活性剂。表面活性剂降低表面张力的能力称表面活性，或表面活度。凡是能使溶液表面张力升高的物质，称为表面惰性物质。2.乳化剂12（

5、1）乳化剂的类型乳化剂的类型很能多，大部分乳化剂都有表面活性剂。按生成乳状液类型可以分为两大类：形成O/W型乳状液的乳化剂，它们都是亲水性，在水中的溶解度大于油中，如水溶性的皂类、蛋白质、植物胶、淀粉等；形成W/O型乳状液的乳化剂，它们都是亲油性，易溶于油，如高级醇类、胶质、高级脂类等。13乳化剂可通过多种途径使分散体转变为乳状液。乳化剂的作用表现在以下几方面：乳化剂吸附在油水界面，降低油水界面张力；乳化剂在分散相周围形成一层粘性薄膜，阻止内相液滴在碰撞时聚结成较大液滴。乳化剂可能是以某种方式排列的极性

6、分子，使液滴表面带电，同性相斥，液滴聚结难度增大。（2）乳化剂的作用14乳化剂使乳状液稳定的原因，是由于它在界面上形成一层薄膜，保护分散相，使其界面被掩蔽，液滴碰撞时，膜在外边保护着，液滴不会因界面接触而合并，其情形如下两图所示。（3）乳状液的保护膜15O/W型乳状液的保护膜16W/O型乳状液的保护膜173.形成稳定乳状液的必要条件系统中必须存在两种以上互不相溶（或微量相溶）的液体；要有强烈的搅动，使一种液体破碎成微小的液滴分散于另一种液体中；要有乳化剂存在，使微小液滴能稳定地存在于另一种液体中。184

7、.原油乳状液的形成当油、气、水混合物由井底沿井筒油管举升到井口，经过油嘴的节流，以及集油管线、阀件、离心式油泵等的强烈搅拌，使水滴充分破碎成极小的颗粒，并为原油存在的环烷酸、胶质、沥青质、石蜡、粘土和砂粒等“油包水”型乳化剂所稳定、均匀地分散在原油中，从而形成稳定W/O型乳状液。195.预防措施提高油田地面集输系统和油气分离器的压力，减小油嘴前后压差，有助于减少乳状液的生成；尽量减少弯头、三通、阀件等局部阻力；往油井环形空间内注入破乳剂。20三、原油乳状液的性质原油乳状液的主要物理一化学性质有分散度、粘

8、度、密度、电学性质和稳定性等。211.分散度分散相在连续相中的分散程度称为分散度。分散度用内相颗粒平均直径的倒数表示。此外，也常用内相颗粒平均直径或内相颗粒总表面积与总体积的比值，即比表面积表示。222.粘度影响乳状液粘度的因素很多，主要有：外相粘度；内相的体积浓度；温度；乳状液的分散度；乳化剂及界面膜的性质；内相颗粒表面带电强弱等。23原油粘度愈大，生成W/O型乳状液后其粘度也愈大。例如：50℃时，大庆某油区所产原油粘度为3.09mPa·