摘要：原油含水是油田开发中的普遍现象和正常状态，而原油含水的危害也非常严重。近年来，随着原油开采进入中后期，原油的组成变得更加复杂，油田采出的原油含水含盐率逐年增加，这就加重了原油脱水脱盐的任务。因此，原油破乳对开采、集输和加工过程十分重要，对破乳剂的研究也有着重要的意义。本文概述了破乳剂的破乳原理，简要叙述了破乳剂的改头、换尾、加骨、交联和复配的合成方法，对常见的破乳剂的合成方法进行了阐述，并对今后破乳剂的复配破乳剂和生物破乳剂两种发展方向进行了介绍。
关键词：原油破乳剂；合成；发展
原油本身是一种多组分混合物，不论从经济角度，便于石油的销售和加工，还是从环境保护角度，排放的水不影响工农业生产的再利用，均需对原油进行破乳脱水和污水除油。因此，客观上要求我们不断研究影响原油乳状液稳定性的因素和破乳机理，不断开发新型高效的破乳剂产品。本文对破乳剂破乳原理进行了简单概述，并对其合成方法进行了综述，对其发展方向进行了展望，以期为破乳剂的研究提供理论依据。
一、破乳剂破乳原理
1.1 破乳剂破乳原理
目前公认的破乳机理有以下几点[1]：（1）相转移—反向变型机理：加入破乳剂，发生了相转化。即能够生成与乳化剂形成的乳状液类型相反（反相破乳剂）的表面活性剂可以作为破乳剂；（2）碰撞击破界面膜机理：在加热或搅拌的条件下，破乳剂有较多的机会碰撞乳化液的界面膜，或吸附于界面膜上，或排替部分表面活性物质，从而击破界面膜，使其稳定性大大降低，发生了絮凝、聚结而破乳；（3）增溶机理：使用的破乳剂一个分子或少数几个分子即可形成胶束，这种高分子线团或胶束可增溶乳化剂分子，引起乳化原油破乳。
二、破乳剂的合成方法
我国原油破乳剂的研究与开发是随着我国石油工业的发展而发展的。有许多设有科研所并具有充足生产能力的破乳剂企业，如：山东滨化股份、广东茂名石化等。随着研究工作的深入，研究机构、油田和化工厂家密切协作，我国研制、开发的破乳剂完全满足了油田原油脱水和炼厂原油脱盐的需要。
目前，国内外研究的破乳剂从化学类型上看，主要是以非离子的聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚合物为主，在传统破乳剂的基础上进行改性，其研究的方法主要有：
改头、换尾、加骨、交联、复配等。
2.1 改头
改头是指选择、设计和合成具有活泼氢的起始剂。通常采用的起始剂有酚类、醇类、脂肪酸、脂肪胺类等。现在随着研究的不断深入，人们采用的起始剂由原来的简单、单一化逐渐转为复杂多样化。
2.1.1 酚类起始剂
以往采用的酚类起始剂主要是壬基酚、辛基酚、异丁基酚等，其结构组成简单，现在人们开始采用各类烷基酚的酚醛树脂和各类带有不同支链的结构复杂的双酚A为起始剂，该类破乳剂对原油乳液破乳效果好。
2.1.2 胺、醇类起始剂
目前采用的胺、醇类起始剂的官能团逐渐增多，出现了三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺等六官能团、七官能团、八官能团起始剂。现在也有人将胺与醇类的特点结合起来，合成氨基醇，以此为起始剂，合成聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚合物破乳剂，破乳效果显著。
2.1.3 糖类起始剂
除了用戊糖、己糖等简单的糖外，现在逐渐采用它们的衍生物和低聚糖化合物作起始剂。
2.1.4 哌嗪类起始剂
以哌嗪或其衍生物为起始剂，与环氧乙烷、环氧丙烷或环氧丁烷或它们的混合物进行聚合反应，可得到破乳效果很好破乳剂。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另外，哌嗪可以季铵化，生成的破乳剂还具有杀菌、防腐、絮凝等功效。
2.1.5 咪唑啉类起始剂
该型破乳剂是以咪唑啉为起始剂、氢氧化钠为催化剂合成的不同嵌段顺序、不同比例、不同分子量的系列破乳剂，然后用不同扩链剂进行扩链，最后用甲苯稀释而成。该剂对稠油的作用明显。
2.2 换尾
换尾是利用化学方法将同类或不同类的聚合物端基进行酯化而得到的新的破乳剂，此法是增大分子量的有效方法之一。例如，用松香酸、硫酸等作封尾剂对聚醚类破乳剂进行酯化改性或采用乙酸酐、苯甲酰氯和系列羧酸对聚醚类破乳剂进行酯化，对提高破乳效果有明显的作用[2]。
2.3 加骨
加骨是在破乳剂分子中加入新的骨架而生成的一种新的破乳剂。例如以正丁醇为起始剂，在碱催化下由PO、EO合成聚氧乙烯聚氧丙烯，然后与乙氧基聚硅烷进行反应，得到的破乳剂既有破乳脱水功效，还具防蜡作用。
2.4 交联
交联是利用交联剂，将很多高分子交联起来形成分子量更大的超高分子。作交联剂的试剂或预聚物至少有一种有三个以上的官能团。采用山梨糖醇、多乙烯多胺或甘油等作起始剂合成聚氧乙烯聚氧丙烯化合物，然后以多元醇或双环化合物作交联剂，合成的破乳剂具有制备简单、破乳效果好等优点。
2.5 复配
复配是利用各种表面活性剂的协同效应，将各种具有不同功效的破乳剂按一定的比例混合，使破乳剂具有广泛的适应性，同时也提供了更多可供选择的破乳剂。例如，将以多乙烯多胺起始剂合成的各类聚氧烯聚合物A，烷氧基化的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯与乙烯的二元或三元共聚物B，一元胺或寡胺的烷氧基二元羧酸和环氧乙烷的共聚物进行缩合后的部分或全部季铵化产物C，以及上述化合物交联后的各种产物D，将A、B、C、D四大类中的各种化合物与助剂进行复配，得到多种不同的破乳剂，且破乳效果好。
三、破乳剂的发展方向
3.1 复配型破乳剂
复配是利用各种表面活性剂的协同效应，将各种具有不同功效的破乳剂按一定的比例混合，使破乳剂具有广泛的适应性，同时也提供了更多可供选择的破乳剂；或者将破乳剂与不同的有机或无机添加剂进行混合，得到既具有破乳功效，又具有其它作用如脱蜡、降粘等作用的破乳剂。
3.2 生物破乳剂
生物破乳剂[3]是由细菌等微生物产生的一类具有高表面活性的生物分子，具有环境友好、易生物降解等特点，在现场应用上已取得一定成效。随着破乳剂的成本日渐高昂，寻求一种新型、绿色、价廉的破乳剂成为石油工作者研究的一个重要课题。生物破乳技术是通过加入微生物或其发酵培养液而使乳化液破乳脱水的方法，与传统破乳方法相比，生物破乳具有生产工艺简单，成本低，能耗小，易商品化等优点。更重要的是，生物破乳剂易被降解，不污染环境，对加工设施无腐蚀作用。因此，它在原油脱水，含油污水的分离及污水处理等领域的开发和应用前景十分广阔。
结论
石油是我国重要的能源和化工基础原料，在国民经济中有着举足轻重的地位。石油工业的钻井、采油、集输和储存等一系列作业均要使用油田化学品。在众多的油田化学品中，以破乳剂的用量为最大，因此，研究破乳剂的发展颇为重要。破乳剂的合成方法主要有改头、换尾、加骨、交联、复配，今后的研究方向主要是针对复配型破乳剂和生物破乳剂进行研究，对破乳剂与原油的作用机制进行研究，综合考虑它们的稳定机理，使破乳剂的发展有更广阔的前景。
参考文献
[1]任卓琳,牟英华,崔付义.原油破乳剂机理与发展趋势[J].油气田地面工程,2005,24(7):16-17.
[2]徐家业.聚醚类破乳剂酯化改性研究[J].西北大学学报（自然科学版）,1997,(27):374-378.
论文作者:王栋栋 张立军
论文发表刊物:《知识-力量》2019年11月47期
论文发表时间:2019/10/29
标签：乳剂论文; 原油论文; 乙烯论文; 交联论文; 官能团论文; 机理论文; 方法论文; 《知识-力量》2019年11月47期论文;