重质油包水乳液破乳过程及降黏强化机制

重质油包水(W/O)乳液普遍存在于石油开采与加工过程中,因其高黏度、高密度、强界面稳定特性,导致重质油包水乳液分离困难,生产成本增加。为了提高重质W/O乳液的分离效率,本文探究了温度与甲苯加入量对重质油黏度的影响规律。在此基础上,研究了上述降黏过程与脱水率之间的协同机制。采用自制的TJU-3破乳剂对重质W/O乳液进行破乳,通过调整破乳剂在乳液中的浓度和破乳温度得到了最佳工艺条件。利用分子模拟的方法构建了重质油平均分子模型并计算了SARA四组分在不同甲苯含量的重质油中的扩散系数,分析了甲苯添加量对重质油中SARA四组分相互作用的影响规律,研究了沥青质分子和TJU-3破乳剂分子在油水界面的运移过程。结果表明:重质油的黏度降低到1500mPa·s时,可实现在1h内完全破乳;黏度降低到50mPa·s时可实现在20min内完全破乳。当破乳剂在乳液中的浓度为400mg/L时,乳液的脱水率最高;破乳温度为60℃时,破乳速度最快。SARA四组分中胶质的扩散系数增大最显著,是重质油的黏度能被甲苯迅速降低的主要原因。TJU-3分子能够破坏沥青质界面膜,进而实现破乳。该协同机制和工艺条件可为石油工业中重质W/O乳液的低温快速破乳工艺提供参考。