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【摘 要】本文针对破乳剂的分类状况、水包油型破乳剂的破乳过程和机理、破乳剂的性能指标、破乳剂破乳的效果评价以及标准进行了系统分析，详述了水包油型乳状液的形成原因、稳定状况及影响因素。
【关键词】破乳剂；O/W型乳状液；破乳机理；影响因素
原油是一个多组分混合物，所含的水分是以乳化状态存在的，水和油之间形成稳定的乳化液，其中水很难自动沉降下来。为了破坏他们这种稳定的乳化状态，在脱水工艺中采用了加入原油破乳剂的方法，因原油乳状液含水及含溶于水中的杂质，都会增加泵、管线和储罐负荷，引起金属表面腐蚀和结垢，而排放水中含油也会造成环境污染和油的浪费，因此均需对原油破乳脱水和污水除油。
１．破乳剂种类及应用
一次采油、二次采油采出的乳化原油属油包水型，按表面活性剂的分类可分为：阴离子型、阳离子型、非离子型、两性离子型破乳剂等。
（1）阴离子型破乳剂早期应用过的羧酸盐类如脂肪酸盐、环烷酸盐、磺酸盐类如烷基磺酸盐、烷基芳基磺酸盐等，另外还有聚氧乙烯脂肪醇、硫酸酯盐等。这些破乳剂虽然便宜、有一定的破乳效果，但用量大、效果差、易受电解质影响而减效等缺点。
（2）阳离子型破乳剂主要用于油包水型原油乳状液破乳，季铵盐型对稀油有明显效果，但不适合稠油及老化油。现多用它作为破乳辅助剂。
（3）非离子型破乳剂聚氧乙烯烷基酚醚是最常用的一类破乳剂，在聚合过程中通过适当调节聚合物的分子量，即可按不同性能要求制得多种产品，而不像阴离子及阳离子产品，必须不断变换憎水基与亲水基原料，才能适应各种不同的应用要求。
（4）两性离子聚合物原油破乳剂O/W型CW-01、BZG-14、BH-202、M-501，主要是协同脱水剂、预脱水剂、反向破乳剂以及咪唑啉破乳剂等，用于解决与原油脱水有关的问题。
2.破乳剂的破乳机理
一般认为，乳状液的破坏需经历分层、絮凝、膜排水、聚结、破乳等过程，而且多数研究者把破乳机理集中在研究原油乳状液的界面膜上，并得出了一些假设。乃曼等人认为：起决定作用的不是破乳剂的化学结构，而是它的胶体性质，破乳剂吸附在界面上改变了乳化剂的润湿性，促使它们从相界面转移到油相或水相中。
（1）相转移—反向变形机理：从热力学观点看，乳状液是不稳定体系，即使最稳定的乳状液其最终的平衡也应是两相分离，破乳只是方式和时间的差别而已。加人了破乳剂，发生了相转变，即能够生成与乳状液类型相反的破乳剂。这类破乳剂与憎水的乳化剂作用生成络合物，从而使乳化剂失去了乳化性能。这一机理对于水包油型比较实用。
（2）碰撞击破界面膜机理：在加热或搅拌的条件下，破乳剂有许多机会碰撞乳化液的界面膜或吸附于界面膜上，或排潜部分表面活性物质，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：所使用的破乳剂，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对乳化剂分子起到增溶作用，从而引起破乳作用。
3.破乳剂选用的一般规律
（1）含胶质、沥青质较少的石蜡基原油乳状液较易破坏，但脱出的污水往往带油较多，这是因为W/O乳状液反向变成O/W型，说明亲水性过大，增加一段PO，使破乳剂亲油性增加，三段结构的破乳剂就可以解决此问题，如选用SP 169、AP 22I等，脱出污水就可以变清。三段PO-EO-PO的比例不同，破乳剂的性能也不同，一般规律是：①EO含量20 %左右，首段PO与末段PO比例相等时，破乳速度最快，这类破乳剂中，分子量较大，支链较多者，破乳效果较好 ②EO含量增加，末端PO比例加大，可使脱出污水变清。
（2）胶质、沥青质含量较高的原油乳状液比较稳定，破乳困难，但脱出的污水带油较少，选用破乳剂时着重选择破乳能力强的破乳剂。选用PO-EO两段结构的破乳剂可得到较好的破乳效果，其破乳速度也与EO含量有关，胶质、沥青质含量增高时，EO含量也需增加，才能使脱水速度较快。
（3）油溶性破乳剂比水溶性破乳剂脱水速度快，因为油溶性破乳剂以分子扩散，速度较快，水溶性破乳剂先要从水相进入油相，在油相中进行再分配后，再扩散到乳状液水珠上，它进行了分子扩散和对流扩散。因此水溶性破乳剂脱水速度较油溶性破乳速度慢。
（4）复配的破乳剂比单一破乳剂脱水效果好。一般用相同离子类型的破乳剂复配，或离子非离子型复配，阴—阳离子型的一般不能复配。一些研究表明，非离子破乳剂中加入某种润湿剂或絮凝剂后，破乳剂效率明显提高，复配类型和比例应通过实验确定。
4.在油田集输中影响破乳效果的因素
（1）破乳剂结构对原油乳状液破乳效果影响：破乳剂可分为油溶性和水溶性两种，油溶性破乳剂溶于外相原油后，通过分子扩散迁移到水滴界面，而水溶性破乳剂需要经历从水相到油相的再分配后才能扩散到水滴界面，这期间需要完成分子扩散和有向紊流扩散两个过程，因此对于W/O型原油乳状液，油溶性破乳剂的破乳效果优于水溶性破乳剂。油溶性破乳剂按分子结构可分为线型和多支链型两种，多分支破乳剂有相对较好的润湿性能和渗透效应，可以迅速到达油水界面，在油水界面上占有的表面积大于线型破乳剂分子，因而用量少，破乳效果好，且多分支链结构的分子容易形成微网络，可容纳落人的石蜡微晶，阻止其连接成网络结构，使油相的粘度和凝固点不致升高，破乳脱水过程较易进行。但用于高粘度稠油的破乳脱水时，多支链型破乳剂的效果并不比线型破乳剂好。随着三次采油技术的廣泛应用，油田对破乳剂的性能要求越来越高，研制针对三次采油尤其是三元复合驱的新型高效破乳剂迫在眉睫。
（2）破乳剂的组成与破乳效果的关系：原油破乳的关键是改变油水界面的性质，降低界面张力和膜的强度。针对目前国内多数使用的聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物，增加分子中EO含量，提高HLB值，原油脱水脱盐率有一最佳值；若固定HLB值，增加PO含量，脱水脱盐率也有最佳值。由此可看出，对某一特定的原油，同系列的破乳剂，应该有一个最佳的EO与PO物质的量比和最佳的分子量范围以及最佳的HLB值范围。
（3）破乳剂的用量与破乳效果的关系：传统经验认为破乳剂的使用浓度越大，破乳脱水效果越好。根据最近的研究成果，破乳剂的浓度达到临界聚集浓度（CAC）之前，破乳效果随破乳剂使用浓度增大而提高；超过CAC后，随破乳剂浓度增大会出现破乳效果下降或几乎不发生变化的情况。因此对每种特定原油，破乳剂用量均有接近或等于临界聚集浓度。
（4）破乳剂复配与破乳效果的关系：由于单一的破乳剂普适性较差，很难适应复杂多样的原油乳状液的破乳，而多种破乳剂复配具有协同效应，因此目前一般采用破乳剂复配来进行破乳脱水。
5.结束语
（1）破乳剂的脱水效果随着分子量的增大而提高，单纯低分子量表面活性剂对破乳是无效的。高分支的破乳剂具有较好的亲水能力、润湿性能和渗透效应，其分子可以迅速达到油-水界面，因而破乳效果明显。
（2）随着起始剂含量的增大，破乳剂脱水性能越来越差。随着起始剂支链的增多，所得破乳剂的破乳性能逐渐提高。在保证破乳剂能够吸附到界面的情况下，乳状液的稳定性决定于油水界面膜的强弱，油水界面膜越弱，乳状液越不稳定，就越容易破乳。
（3）单一的破乳剂普适性较差，很难适应复杂多样的原油乳状液的破乳，而多种破乳剂复配具有协同效应，可以起到单一破乳剂不能达到的良好效果。
【关键词】破乳剂；O/W型乳状液；破乳机理；影响因素
原油是一个多组分混合物，所含的水分是以乳化状态存在的，水和油之间形成稳定的乳化液，其中水很难自动沉降下来。为了破坏他们这种稳定的乳化状态，在脱水工艺中采用了加入原油破乳剂的方法，因原油乳状液含水及含溶于水中的杂质，都会增加泵、管线和储罐负荷，引起金属表面腐蚀和结垢，而排放水中含油也会造成环境污染和油的浪费，因此均需对原油破乳脱水和污水除油。
１．破乳剂种类及应用
一次采油、二次采油采出的乳化原油属油包水型，按表面活性剂的分类可分为：阴离子型、阳离子型、非离子型、两性离子型破乳剂等。
（1）阴离子型破乳剂早期应用过的羧酸盐类如脂肪酸盐、环烷酸盐、磺酸盐类如烷基磺酸盐、烷基芳基磺酸盐等，另外还有聚氧乙烯脂肪醇、硫酸酯盐等。这些破乳剂虽然便宜、有一定的破乳效果，但用量大、效果差、易受电解质影响而减效等缺点。
（2）阳离子型破乳剂主要用于油包水型原油乳状液破乳，季铵盐型对稀油有明显效果，但不适合稠油及老化油。现多用它作为破乳辅助剂。
（3）非离子型破乳剂聚氧乙烯烷基酚醚是最常用的一类破乳剂，在聚合过程中通过适当调节聚合物的分子量，即可按不同性能要求制得多种产品，而不像阴离子及阳离子产品，必须不断变换憎水基与亲水基原料，才能适应各种不同的应用要求。
（4）两性离子聚合物原油破乳剂O/W型CW-01、BZG-14、BH-202、M-501，主要是协同脱水剂、预脱水剂、反向破乳剂以及咪唑啉破乳剂等，用于解决与原油脱水有关的问题。
2.破乳剂的破乳机理
一般认为，乳状液的破坏需经历分层、絮凝、膜排水、聚结、破乳等过程，而且多数研究者把破乳机理集中在研究原油乳状液的界面膜上，并得出了一些假设。乃曼等人认为：起决定作用的不是破乳剂的化学结构，而是它的胶体性质，破乳剂吸附在界面上改变了乳化剂的润湿性，促使它们从相界面转移到油相或水相中。
（1）相转移—反向变形机理：从热力学观点看，乳状液是不稳定体系，即使最稳定的乳状液其最终的平衡也应是两相分离，破乳只是方式和时间的差别而已。加人了破乳剂，发生了相转变，即能够生成与乳状液类型相反的破乳剂。这类破乳剂与憎水的乳化剂作用生成络合物，从而使乳化剂失去了乳化性能。这一机理对于水包油型比较实用。
（2）碰撞击破界面膜机理：在加热或搅拌的条件下，破乳剂有许多机会碰撞乳化液的界面膜或吸附于界面膜上，或排潜部分表面活性物质，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：所使用的破乳剂，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对乳化剂分子起到增溶作用，从而引起破乳作用。
3.破乳剂选用的一般规律
（1）含胶质、沥青质较少的石蜡基原油乳状液较易破坏，但脱出的污水往往带油较多，这是因为W/O乳状液反向变成O/W型，说明亲水性过大，增加一段PO，使破乳剂亲油性增加，三段结构的破乳剂就可以解决此问题，如选用SP 169、AP 22I等，脱出污水就可以变清。三段PO-EO-PO的比例不同，破乳剂的性能也不同，一般规律是：①EO含量20 %左右，首段PO与末段PO比例相等时，破乳速度最快，这类破乳剂中，分子量较大，支链较多者，破乳效果较好 ②EO含量增加，末端PO比例加大，可使脱出污水变清。
（2）胶质、沥青质含量较高的原油乳状液比较稳定，破乳困难，但脱出的污水带油较少，选用破乳剂时着重选择破乳能力强的破乳剂。选用PO-EO两段结构的破乳剂可得到较好的破乳效果，其破乳速度也与EO含量有关，胶质、沥青质含量增高时，EO含量也需增加，才能使脱水速度较快。
（3）油溶性破乳剂比水溶性破乳剂脱水速度快，因为油溶性破乳剂以分子扩散，速度较快，水溶性破乳剂先要从水相进入油相，在油相中进行再分配后，再扩散到乳状液水珠上，它进行了分子扩散和对流扩散。因此水溶性破乳剂脱水速度较油溶性破乳速度慢。
（4）复配的破乳剂比单一破乳剂脱水效果好。一般用相同离子类型的破乳剂复配，或离子非离子型复配，阴—阳离子型的一般不能复配。一些研究表明，非离子破乳剂中加入某种润湿剂或絮凝剂后，破乳剂效率明显提高，复配类型和比例应通过实验确定。
4.在油田集输中影响破乳效果的因素
（1）破乳剂结构对原油乳状液破乳效果影响：破乳剂可分为油溶性和水溶性两种，油溶性破乳剂溶于外相原油后，通过分子扩散迁移到水滴界面，而水溶性破乳剂需要经历从水相到油相的再分配后才能扩散到水滴界面，这期间需要完成分子扩散和有向紊流扩散两个过程，因此对于W/O型原油乳状液，油溶性破乳剂的破乳效果优于水溶性破乳剂。油溶性破乳剂按分子结构可分为线型和多支链型两种，多分支破乳剂有相对较好的润湿性能和渗透效应，可以迅速到达油水界面，在油水界面上占有的表面积大于线型破乳剂分子，因而用量少，破乳效果好，且多分支链结构的分子容易形成微网络，可容纳落人的石蜡微晶，阻止其连接成网络结构，使油相的粘度和凝固点不致升高，破乳脱水过程较易进行。但用于高粘度稠油的破乳脱水时，多支链型破乳剂的效果并不比线型破乳剂好。随着三次采油技术的廣泛应用，油田对破乳剂的性能要求越来越高，研制针对三次采油尤其是三元复合驱的新型高效破乳剂迫在眉睫。
（2）破乳剂的组成与破乳效果的关系：原油破乳的关键是改变油水界面的性质，降低界面张力和膜的强度。针对目前国内多数使用的聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物，增加分子中EO含量，提高HLB值，原油脱水脱盐率有一最佳值；若固定HLB值，增加PO含量，脱水脱盐率也有最佳值。由此可看出，对某一特定的原油，同系列的破乳剂，应该有一个最佳的EO与PO物质的量比和最佳的分子量范围以及最佳的HLB值范围。
（3）破乳剂的用量与破乳效果的关系：传统经验认为破乳剂的使用浓度越大，破乳脱水效果越好。根据最近的研究成果，破乳剂的浓度达到临界聚集浓度（CAC）之前，破乳效果随破乳剂使用浓度增大而提高；超过CAC后，随破乳剂浓度增大会出现破乳效果下降或几乎不发生变化的情况。因此对每种特定原油，破乳剂用量均有接近或等于临界聚集浓度。
（4）破乳剂复配与破乳效果的关系：由于单一的破乳剂普适性较差，很难适应复杂多样的原油乳状液的破乳，而多种破乳剂复配具有协同效应，因此目前一般采用破乳剂复配来进行破乳脱水。
5.结束语
（1）破乳剂的脱水效果随着分子量的增大而提高，单纯低分子量表面活性剂对破乳是无效的。高分支的破乳剂具有较好的亲水能力、润湿性能和渗透效应，其分子可以迅速达到油-水界面，因而破乳效果明显。
（2）随着起始剂含量的增大，破乳剂脱水性能越来越差。随着起始剂支链的增多，所得破乳剂的破乳性能逐渐提高。在保证破乳剂能够吸附到界面的情况下，乳状液的稳定性决定于油水界面膜的强弱，油水界面膜越弱，乳状液越不稳定，就越容易破乳。
（3）单一的破乳剂普适性较差，很难适应复杂多样的原油乳状液的破乳，而多种破乳剂复配具有协同效应，可以起到单一破乳剂不能达到的良好效果。