原油破乳，顾名思义，是指破坏原油中乳状液稳定状态，将原油中的水相（通常是盐水）从油相中分离出来的过程。原油开采出来后，往往伴随着一定比例的水，这些水以微小的水滴形式分散在油相中，形成了稳定的乳状液。这种乳状液的存在会对原油的运输、储存和炼制带来诸多不利影响，破乳是原油处理中至关重要的一环。

破乳的目的是为了降低原油中的含水率，从而：

• 降低输油管道的腐蚀风险： 水中的盐分和酸性物质会加速管道的腐蚀。
• 提高输油效率： 水的存在增加了原油的粘度，降低了管道的输送能力。
• 降低炼制成本： 过多的水进入炼油厂会增加处理成本，并可能损坏炼油设备。
• 提高原油品质： 降低含水率可以提高原油的商品价值。

原油乳状液的稳定性是由于界面膜的存在。这个界面膜是由天然表面活性剂（如沥青质、胶质、石蜡、有机酸等）在油水界面形成的。这些表面活性剂降低了油水界面的张力，使得微小的水滴不易聚结，从而保证了乳状液的稳定。破乳的过程就是破坏这个界面膜，促使水滴聚结长大，最终沉降分离。

乳状液的类型及稳定机理

原油乳状液根据油和水的相对比例以及分散相的不同，可以分为两种主要类型：

• 水包油型（O/W）： 水是连续相，油是分散相。这种乳状液的含水量较高，原油以微小油滴的形式分散在水中。
• 油包水型（W/O）： 油是连续相，水是分散相。这种乳状液的含油量较高，水以微小水滴的形式分散在油中。油田原油乳状液通常属于油包水型。

乳状液的稳定机理主要包括以下几个方面：

• 界面张力降低： 表面活性剂降低了油水界面的张力，使得形成更大的界面面积所需的能量降低，从而有利于分散相的存在。
• 界面膜的机械强度： 界面膜具有一定的机械强度，可以防止水滴聚结。沥青质、胶质等物质在界面上形成致密的膜，阻止水滴之间的接触。
• 电荷排斥： 界面膜上的电荷可以产生排斥力，阻止水滴靠近。例如，沥青质分子通常带有负电荷。
• 粘度效应： 原油的粘度较高时，会阻碍水滴的运动和聚结，从而稳定乳状液。

破乳剂的作用机理

破乳剂是专门用于破坏乳状液稳定性的化学物质。其作用机理主要包括以下几个方面：

• 取代作用： 破乳剂的表面活性比天然表面活性剂更强，它可以取代天然表面活性剂在油水界面上的位置，形成不稳定的界面膜。
• 降低界面张力： 破乳剂可以进一步降低油水界面的张力，使得界面更加不稳定，有利于水滴聚结。
• 改变界面膜的润湿性： 破乳剂可以改变界面膜的润湿性，使其更倾向于水相，从而促进水滴从油相中分离出来。
• 桥联作用： 某些破乳剂可以起到桥联作用，将多个水滴连接在一起，促进水滴聚结。

破乳剂的选择需要根据原油的性质、乳状液的类型以及工艺条件等因素进行综合考虑。常用的破乳剂包括表面活性剂、聚合物和无机盐等。

常用的破乳方法

原油破乳的方法可以分为物理方法、化学方法和电解方法三大类。

• 物理方法：

  • 沉降法： 利用油水密度的差异，通过静置沉降使水滴分离。这种方法简单易行，但效率较低，适用于含水量较低的原油。
  • 加热法： 提高原油的温度可以降低其粘度，减小油水界面张力，促进水滴聚结。但加热会增加能耗，并可能导致轻组分挥发。
  • 离心法： 利用离心力加速油水分离。这种方法效率较高，但设备成本较高。
  • 过滤法： 使用特殊滤材将水滴过滤掉。

• 化学方法：

  • 添加破乳剂： 这是最常用的破乳方法。通过添加破乳剂破坏乳状液的稳定性，促进水滴聚结。

• 电解方法：

  • 电脱水： 在乳状液中施加高压电场，使水滴极化并相互吸引，从而聚结长大。这种方法效率较高，但需要特殊的设备。

在实际应用中，往往采用多种方法相结合的策略，以达到最佳的破乳效果。例如，先通过加热降低原油粘度，再添加破乳剂，最后通过沉降或离心进行分离。

影响破乳效果的因素

影响破乳效果的因素有很多，主要包括以下几个方面：

• 原油性质： 原油的粘度、密度、含蜡量、沥青质含量等都会影响破乳效果。
• 乳状液类型： 水包油型乳状液通常比油包水型乳状液更容易破乳。
• 含水量： 含水量越高，破乳难度越大。
• 温度： 适当提高温度可以降低原油粘度，促进破乳。
• 破乳剂类型和用量： 选择合适的破乳剂，并控制好用量，才能达到最佳的破乳效果。
• 搅拌强度： 适当的搅拌可以促进破乳剂与乳状液的混合，但过强的搅拌可能会导致乳状液更加稳定。
• 停留时间： 足够的停留时间可以保证水滴充分聚结和沉降。

破乳后的水处理

原油破乳后产生的水（通常被称为污水或工艺水）含有大量的盐分、油类、悬浮物等污染物，需要经过处理才能排放或回用。常用的污水处理方法包括：

• 油水分离： 利用重力或气浮等方法将油从水中分离出来。
• 过滤： 去除水中的悬浮物。
• 生化处理： 利用微生物降解水中的有机污染物。
• 反渗透： 去除水中的盐分。

经过处理后的水可以用于油田注水、冷却水或直接排放。

总而言之，原油破乳是一个复杂的过程，需要综合考虑多种因素，选择合适的破乳方法和破乳剂，才能有效地降低原油中的含水率，保证原油的品质和生产效率。