CN105158212A - 一种原油乳化液稳定性的定量评价系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种原油乳化液稳定性的定量评价系统及方法，包括信号发生器、示波器、电压放大器、瓶试型破乳脱水器、恒温水浴箱、乳化液测试瓶、动力学稳定性分析仪、计算机；信号发生器产生特定波形、伏值和频率的电信号，经电压放大器进行信号放大后，向瓶试型破乳脱水器中的原油乳化液施加非均匀高强电场，使其中的水颗粒发生静电聚结，继而加速重力沉降；或在不施加电场的情况下，直接向所述瓶试型破乳脱水器中的原油乳化液添加破乳剂进行化学破乳；通过计算乳化液脱水率或使用动力学稳定性分析仪对破乳效果进行定量分析和评价。该评价系统及方法使用方便快捷、准确可靠，可为实验室及工程现场中开展各种条件下乳化液破乳脱水效果的评价工作提供便利。

Description

一种原油乳化液稳定性的定量评价系统及方法

技术领域

本发明涉及一种油包水型(W/O型)或水包油型(O/W型)乳化液破乳技术，尤其涉及一种原油乳化液稳定性的定量评价系统及方法。

背景技术

从地层里开采出来的原油中不可避免地含有大量的水和盐类，这对后续的储运、炼制加工等环节带来了许多负面影响，因此一般在油田需要对原油进行脱水(盐)处理，而在炼油厂则必须对原油进行脱盐处理后再进入常减压蒸馏装置。原油中的水主要有溶解水、乳化水、自由水等三种存在形式，其中乳化水较为稳定而难以采用常规的静置沉降法去除。人们迄今针对原油乳化液的破乳脱水问题进行了大量研究，在化学辅助破乳的基础上提出了电场破乳、离心脱水、微波辐射、超声波、膜分离等措施，但真正在生产流程中得到广泛应用的首推电场破乳(或称静电聚结)和化学破乳两大类，很多时候还辅以加热升温的措施。

在油气集输工程领域，随着世界上大部分油田进入开采中后期，二次、三次强化采油(EOR)技术应用日益普遍，原油劣质化程度加剧，采出液中含水量高、油水乳化液粘度大、水颗粒细微、乳化液的绝缘性能变差，导致油田地面集输系统中的采出液破乳脱水难度不断增大。在炼油化工领域，随着原油重质化、劣质化趋势的逐渐严重，加上炼制原油品种的频繁更换，对炼厂原油电脱盐装置带来很大冲击，使得对原油脱后含盐指标的控制越来越难，电脱盐污水的水质波动也很大。为了有效应对上述挑战，新型高效破乳剂技术以及新型高效电场破乳脱水技术正成为国内外研究的热点，相应的乳化液稳定性和破乳效果评价方法也得到了越来越多的关注。

评价原油乳化液稳定性的方法有多种，目前主要采用静置观察油水分离界面、测试临界电场强度和测定脱水率等手段进行研究，这些评价方法在实施过程中受主观影响因素较大。不同操作人员或相同操作人员不同批次的试验，得出的测试结果往往有较大差别，常常需要反复进行多次试验，结果导致对原油乳化液进行稳定性评价费时、费力，而且客观性差，试验数据参考价值低。为此，不少技术人员尝试对原油乳化液的稳定性评价方法进行改进完善。

中国石油勘探开发研究院石油采收率研究所张翼在专利CN102809562A中提出了一种原油稳定性评价仪，该仪器包括乳化液制备装置、乳化液静置恒温箱和观测装置。观测装置中设置有摄像机，对乳化液稳定过程进行观测、记录。根据观测的油水界面得出油水分离比例，从而计算原油乳化液的最终脱水率，达到间接评价原油乳化液稳定性的目的。但该装置测试过程操作复杂，通过目视观测油水界面，采用脱水率作为表征指标，结果不够准确，可重复性较低。中国石油大学(华东)王宗贤教授在专利CN102419309A中提出了一种评价重质渣油稳定性的方法，通过将重质渣油与甲苯按照1:9比例混合后，加热至110℃且保持恒温2h，使油样及其中的沥青质充分溶解于甲苯当中，室温下静置1h，然后按照0.5～3:10的比例向以上混合溶液中加入正庚烷，剧烈摇晃后迅速后倒入干燥洁净的比色皿中，采用紫外分光光度计进行扫描，利用单次扫描透光率、平均透光率和扫描次数等参数计算得出渣油稳定性。显然，该方法操作复杂，测试周期长达3h以上，其测试用药剂(甲苯及正庚烷)不仅价格昂贵，而且具有一定毒性，对操作人员的安全保障要求较高。中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院谭丽在专利CN102954983A中提出了一种油水乳化液稳定性的测定装置和方法，其中稳定性测定装置包括加热模块、电场控制模块和数据处理模块。通过测量电场中有电流产生所需的时间长短以及破乳过程结束时电场中电流值的大小，对油水乳化液的稳定性进行评价。但是，由于电场控制模块中的电极部件直接裸露在原油乳化液当中，极易在水链形成之后造成短路，因此不适合进行高含水率原油乳化液稳定性的评价，而且以电流值大小作为衡量方式只能定性比较不同原油乳化液稳定性的强弱，无法得出原油乳化液稳定性的直接定量描述。中国石油大学(华东)何利民教授课题组在专利CN104515692中提出了一种静电聚结快速评价系统及方法，该系统由供电装置、小型静电聚结器以及测量装置组成。通过供电装置在小型静电聚结器中施加一定强度的非均匀电场实施电场破乳，利用数码显微拍照及图像处理技术取样分析破乳前后水滴粒径的变化，或利用重力沉降的方法分析沉降速率，进而评价破乳脱水效果。该评价系统及方法明显存在以下不足：一是数码显微拍照与图像处理相结合的评价手段不仅在操作上相对复杂，而且微量取样及观测过程中均受较多人为因素的影响，水滴粒径分布结果的代表性略显不足；二是数码显微拍照技术对于透光性较差的真实原油乳化液适用性较差；三是静电聚结器采用平底圆筒结构设计，不利于重力沉降后底部少量水相体积的读取，脱水率计算结果可靠性较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种使用方便快捷、准确可靠的原油乳化液稳定性的定量评价系统及方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的原油乳化液稳定性的定量评价系统，包括信号发生器、示波器、电压放大器、瓶试型破乳脱水器、恒温水浴箱、乳化液测试瓶、动力学稳定性分析仪、计算机等；

通过上述系统进行电场破乳或化学破乳：

所述电场破乳包括：所述的信号发生器产生特定波形、伏值和频率的电信号，经电压放大器进行信号放大后，向瓶试型破乳脱水器中的原油乳化液施加非均匀高强电场，使其中的水颗粒发生静电聚结，继而加速重力沉降；

所述化学破乳包括：在不施加电场的情况下，直接向所述瓶试型破乳脱水器中的原油乳化液添加破乳剂进行化学破乳；

针对以上两种破乳方法破乳前后的乳化液，通过乳化液脱水率对破乳效果进行定量分析和评价，或者通过所述动力学稳定性分析仪及其配套的计算机对破乳效果进行定量分析和评价。

本发明的上述的原油乳化液稳定性定量评价系统实现原油乳化液动力学稳定性评价的方法，包括步骤：

A、进行电场破乳或化学破乳：

A1、电场破乳：取50ml原油乳化液置于锥底量筒中，借助信号发生器产生期望波形、伏值和频率的电信号，经电压放大器进行信号放大后，由高压电缆输入锥底量筒内同心电极棒的上端，锥底量筒外的环形腔内盛有电解质溶液，接地电缆浸入该溶液中构成液体电极，在电极棒与液体电极之间形成非均匀的高强电场，使原油乳化液中的分散相水颗粒发生静电聚结，施加电场约1min后断开电源，读取锥底量筒中原油乳化液电场破乳过程特定阶段底部的水相体积，与初步原油乳化液中的水含量对照，能计算出相应的脱水率；

A2、化学破乳：在不施加电场的情况下，直接向锥底量筒中添加不同种类和剂量的破乳剂进行化学破乳，读取锥底量筒中原油乳化液化学破乳过程特定阶段底部的水相体积，与初步原油乳化液中的水含量对照，能计算出相应的脱水率；

B、在电场破乳或化学破乳过程特定阶段，用移样管取出一定量的原油乳化液加入动力学稳定性分析仪配套用20mL测试瓶中，使测试瓶中样液高度为43mm，然后将其置于动力学稳定性分析仪中，待动力学稳定性分析仪的测试温度自动调整至35℃后，通过其配套用计算机的操作软件界面设置程序扫描模式；

所述扫描模式包括：扫描总时间为30min、两次扫描时间间隔为1min时，经过30min的扫描后相应得到原油乳化液的背散射光曲线和背散射光变化率曲线各30条；

以上述曲线为基础，计算机计算得出反映测试瓶中原油乳化液稳定性的稳定动力学指数值、分散相水颗粒的沉降速度和分散相水颗粒的粒径值；

C、以稳定动力学指数作为评价原油乳化液稳定性的关键评价参数，以分散相水颗粒沉降速度和分散相水颗粒粒径为辅助评价参数，稳定动力学指数值越小、分散相水颗粒沉降速度越慢、分散相水颗粒平均粒径越小时，表明原油乳化液稳定性越高。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的原油乳化液稳定性的定量评价系统及方法，用于评价原油乳化液在不同电场条件、不同乳化剂种类和剂量等情况下破乳前后的动力学稳定性差异，实现快速定量评价原油破乳脱水效果，优选最佳破乳参数，该评价系统及方法不仅使用方便快捷，而且准确可靠，可为实验室及工程现场中开展各种条件下乳化液破乳脱水效果的评价工作提供便利。

附图说明

图1为本发明实施例提供的原油乳化液稳定性的定量评价系统的结构示意图。

图2为本发明实施例中瓶试型破乳脱水器的结构示意图。

图3为本发明实施例中锥底量筒的结构示意图。

图中各标记如下：1-信号发生器；2-示波器；3-电压放大器；4-电压信号线；5-电流测号线；6-瓶试型破乳脱水器；7-恒温水浴箱；8-乳化液测试瓶；9-动力学稳定性分析仪；10-计算机；11-高压电缆；12-电极棒；13-接地电缆；14-循环热水出口；15-锥底量筒；16-循环热水；17-定位凹槽；18-循环热水出口；19-电解质溶液；20-原油乳化液；21-定位端盖。

具体实施方式

下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。

本发明的原油乳化液稳定性的定量评价系统，其较佳的具体实施方式是：

包括信号发生器、示波器、电压放大器、瓶试型破乳脱水器、恒温水浴箱、乳化液测试瓶、动力学稳定性分析仪、计算机等；

通过上述系统进行电场破乳或化学破乳：

所述电场破乳包括：所述的信号发生器产生特定波形、伏值和频率的电信号，经电压放大器进行信号放大后，向瓶试型破乳脱水器中的原油乳化液施加非均匀高强电场，使其中的水颗粒发生静电聚结，继而加速重力沉降；

所述化学破乳包括：在不施加电场的情况下，直接向所述瓶试型破乳脱水器中的原油乳化液添加破乳剂进行化学破乳；

针对以上两种破乳方法破乳前后的乳化液，通过乳化液脱水率对破乳效果进行定量分析和评价，或者通过所述动力学稳定性分析仪及其配套的计算机对破乳效果进行定量分析和评价。

进行电场破乳时，瓶试型破乳脱水器所需高强电场由信号发生器与电压放大器组成的高压供电装置提供，该供电装置能满足试验所需波形、电压、频率、占空比的使用要求，所述电压放大器对外提供输出端电压/电流监测端口，电压检测端以实际输出电压的若干缩小倍数向外输出电压测试信号，电流输出端以一定比例向外输出电流测试信号，通过所述示波器对电压测试信号和电流测试信号进行实时监测。

所述瓶试型破乳脱水器包括高压电极棒、电解质溶液、接地电缆、外层循环水、锥底量筒及其配套可移动定位端盖；

所述瓶试型破乳脱水器形成了三个液体装盛区域：内层的锥底量筒内装盛原油乳化液，中间的开式环形空间内装盛电解质溶液，外部的闭式环形空间内装盛循环水，循环水通过最外层壳体上的底部入口和顶部出口经软管与所述恒温水浴箱的出入口连接，与恒温水浴箱构成密闭循环回路，确保锥底量筒内原油乳化液的温度保持在设定期望值。

所述的锥底量筒下端为圆锥状，且从下到上标有体积刻度值，用于读取少量原油乳化液脱出水的体积，所述瓶试型破乳脱水器底座内部正中心处为一定位凹槽，与上端的可移动定位端盖共同确保锥底量筒放入后保持垂直居中姿态。

所述瓶试型破乳脱水器采用透明玻璃材质加工制作。

本发明的上述的原油乳化液稳定性定量评价系统实现原油乳化液动力学稳定性评价的方法，其较佳的具体实施方式包括步骤：

A、进行电场破乳或化学破乳：

A1、电场破乳：取50ml原油乳化液置于锥底量筒中，借助信号发生器产生期望波形、伏值和频率的电信号，经电压放大器进行信号放大后，由高压电缆输入锥底量筒内同心电极棒的上端，锥底量筒外的环形腔内盛有电解质溶液，接地电缆浸入该溶液中构成液体电极，在电极棒与液体电极之间形成非均匀的高强电场，使原油乳化液中的分散相水颗粒发生静电聚结，施加电场约1min后断开电源，读取锥底量筒中原油乳化液电场破乳过程特定阶段底部的水相体积，与初步原油乳化液中的水含量对照，能计算出相应的脱水率；

A2、化学破乳：在不施加电场的情况下，直接向锥底量筒中添加不同种类和剂量的破乳剂进行化学破乳，读取锥底量筒中原油乳化液化学破乳过程特定阶段底部的水相体积，与初步原油乳化液中的水含量对照，能计算出相应的脱水率；

B、在电场破乳或化学破乳过程特定阶段，用移样管取出一定量的原油乳化液加入动力学稳定性分析仪配套用20mL测试瓶中，使测试瓶中样液高度为43mm，然后将其置于动力学稳定性分析仪中，待动力学稳定性分析仪的测试温度自动调整至35℃后，通过其配套用计算机的操作软件界面设置程序扫描模式；

所述扫描模式包括：扫描总时间为30min、两次扫描时间间隔为1min时，经过30min的扫描后相应得到原油乳化液的背散射光曲线和背散射光变化率曲线各30条；

以上述曲线为基础，计算机计算得出反映测试瓶中原油乳化液稳定性的稳定动力学指数值、分散相水颗粒的沉降速度和分散相水颗粒的粒径值；

C、以稳定动力学指数作为评价原油乳化液稳定性的关键评价参数，以分散相水颗粒沉降速度和分散相水颗粒粒径为辅助评价参数，稳定动力学指数值越小、分散相水颗粒沉降速度越慢、分散相水颗粒平均粒径越小时，表明原油乳化液稳定性越高。

该方法还适用于离心破乳、微波破乳、超声波破乳方法处理前后原油乳化液的稳定性分析。

该方法还适用于包括化学、食品工业中的油包水型或水包油型乳化液的破乳评价；

该方法既能对破乳剂的种类和剂量进行筛选，也能对各种乳化剂的种类和剂量进行筛选，还能对包括机械搅拌剪切在内的各种乳化液配制方法的作用效果进行筛选评价。

本发明的原油乳化液稳定性的定量评价系统及评价方法具有以下优点：①评价过程中与原油乳化液不发生直接接触、试验操作方便、原油乳化液消耗量小、单次测试成本低、既适用于实验室开展研究，也适用于工程现场；②以脱水率或稳定动力学指数作为评价指标，测试结果准确可靠，便于实现从定性分析到定量分析的转变；③有利于筛选得出最优电场参数组合、最合适的破乳剂种类及相应的最优剂量。

本发明可以在不与乳化液直接接触的情况下快速测试评价原油乳化液的稳定性，且操作简便、可重复性好，同时保证测试结果具有较高的准确度和可靠性。

本发明主要针对：现有技术中的常规原油乳化液稳定性评价方法表征手段单一、往往局限于定性对比、测定过程操作复杂且可重复性低、不利于准确可靠评价不同破乳方法及不同破乳参数设定对原油乳化液稳定性的影响程度等不足，提出了一种原油乳化液稳定性的定量评价系统及方法，以衡量电场破乳脱水或化学破乳脱水等方法是否高效合理，进而推动原油乳化液高效破乳脱水技术的进步。

基于以上指导思想，本发明包括高压供电装置、瓶试型破乳脱水器、恒温水浴箱、乳化液测试瓶、动力学稳定性分析仪、计算机等。瓶试型破乳脱水器大体上呈三个圆筒同轴心线的立式结构布局，最内层的锥底量筒中盛装待测试原油乳化液，锥底量筒与中间圆筒之间的环形空间盛装电解质溶液，中间圆筒与圆柱状外筒体之间的环形空间盛装循环水。将圆柱状外筒体上的出入口通过两段软管与恒温水浴箱连接，构成循环回路以保持中层环形空间内电解质溶液和锥底量筒内待测试原油乳化液的温度在设定值附近基本不变。将高压电极棒以及接地电极分别插入锥底量筒内的原油乳化液和中层环形空间内的电解质溶液中，开启与高压电极棒相连的高压供电装置，便可以向锥底量筒内的原油乳化液施加非均匀高强电场，使其发生电场破乳脱水。也可以在不施加电场的情况下，向锥底量筒中添加不同种类和剂量的破乳剂进行化学破乳。将实施破乳后的原油乳化液静置一段时间，脱出的水便会沉降在锥底量筒底部，由于锥底量筒采用透明玻璃材质并带有容积刻度标示，因此可以直接读取电场破乳或化学破乳前、中、后期底部水相的体积，进而借助计算得到的脱水率来对破乳效果进行定量分析和评价。

更为重要的是，本发明提出分别对电破乳或化学破乳前后锥底量筒内特定高度处的原油乳化液进行取样，利用稳定性分析仪进行乳化液稳定性的定量分析评价。所述稳定性分析仪优先推荐采用法国Formulaction公司的Turbiscan系列动态激光粒度及稳定性分析仪，基于“程序扫描模式，以第一次扫描所得原油乳化液的背散射光值作为参照标准，相继得到剩余扫描时间内原油乳化液的背散射光变化率ΔBS(％)。经配套操作软件对ΔBS微积分处理后，可转换为设定扫描时间内原油乳化液的动力学稳定指数(TSI)值，从而为评价乳化液的稳定性提供了有力支撑。

发明人业已开展的大量原油乳化液稳定性室内测试评价试验证明，本发明具有如下优点：

1、评价过程中与原油乳化液不发生直接接触，试验操作方便、原油乳化液消耗量小、单次测试成本低，适用于实验室或工程现场的测试评价服务；

2、以脱水率或动力学稳定指数作为评价指标，测试结果准确可靠，便于实现从定性分析到定量分析的转变；

3、瓶试型静电聚结器采用透明玻璃材质，最内层为锥底结构的量筒且带有容积刻度标示，便于实时观测破乳过程中乳化液的沉降脱水状况，准确读取破乳前、后底部水相体积值以计算脱水率，有利于筛选得出最优电场参数组合、最合适的破乳剂种类及相应的最优剂量；

4、不仅适用于原油乳化液，也适用于包括化学、食品等工业各类油包水型(W/O型)或水包油型(O/W型)乳化液的破乳评价；既可对破乳剂的种类和剂量进行筛选，也可以对各种乳化剂的种类和剂量进行筛选，甚至可以对包括机械搅拌剪切在内的各种乳化液配制方法的作用效果进行筛选评价。

具体实施例：

如图1、图2、图3所示，原油乳化液稳定性的定量评价系统由信号发生器(1)、示波器(2)、电压放大器(3)、瓶试型破乳脱水器(6)、恒温水浴箱(7)、乳化液测试瓶(8)、动力学稳定性分析仪(9)、计算机(10)等组成，信号发生器(1)、示波器(2)、电压放大器(3)共同构成高压电力供应与监控装置。瓶试型破乳脱水器(6)大体上呈三个圆筒同轴心线的立式结构布局，最内层的锥底量筒(15)中盛装待测试原油乳化液(20)，锥底量筒(15)与中间圆筒之间的中层环形空间盛装电解质溶液(19)，中间圆筒与圆柱状外筒体之间的外层环形空间盛装循环水。将圆柱状外筒体上的出入口通过两段软管与恒温水浴箱连接，构成循环回路以保持中层环形空间内电解质溶液(20)和锥底量筒内待测试原油乳化液(19)的温度在设定值附近基本不变。瓶试型破乳脱水器(6)底座内部正中心处为一小型定位凹槽(17)，辅以上端可移动定位端盖(21)，共同确保锥底量筒(15)放入后保持垂直居中姿态。锥底量筒(15)采用上部圆柱-下部圆锥组合，且从下到上标有体积刻度值，便于读取少量原油乳化液脱出水的体积。电压放大器(3)对外提供输出端电压/电流监测端口，电压检测端以实际输出电压的若干缩小倍数(如1/1000)向外输出电压测试信号，电流输出端以一定比例(如1V/12mA)向外输出电流测试信号，使用示波器对电压测试信号和电流测试信号进行实时监测。

实际操作中，信号发生器(1)产生特定波形、频率和电压的电信号，经电压放大器(3)放大后由高压电缆(11)输入瓶试型破乳脱水器(6)中锥底量筒(15)内同心电极棒(12)的上端，接地电缆(13)浸入电解质溶液(19)中构成液体电极，这样便在同心电极棒(12)与液体电极之间形成非均匀高强电场，使原油乳化液(20)中的水颗粒发生静电聚结，继而发生重力沉降。也可以在不施加电场的情况下，直接向锥底量筒(15)内的原油乳化液(20)中添加不同种类和剂量的破乳剂进行化学破乳。然后根据不同使用场合和原油乳化液的具体情况，对两种评价方式(一是利用稳定性分析仪得到破乳前、后稳定动力学指数，二是直接读取破乳前、后底部水相体积，得到乳化液脱水率)进行合理选用，进而对破乳处理后的乳化液稳定性或破乳效果进行定量分析和评价，为最优破乳参数的筛选提供准确的参考依据。

实施例一：评价不同电场参数对原油乳化液稳定性的影响。

1、将配制好的同批次原油乳化液(约50ml)倒入瓶试静电聚结器(6)的锥底量筒(15)中，在循环水浴作用下升至设定破乳温度；然后开启高压电力供应与监控装置，向锥底量筒(15)内的原油乳化液(20)中施加高强度的非均匀电场，使原油乳化液(20)中的分散相水颗粒发生静电聚结。持续供电1min左右的时间后，关闭高压电力供应与监控装置。将实施破乳后的原油乳化液静置一段时间，脱出的水便会沉降在锥底量筒(15)的底部，由于锥底量筒(15)采用透明玻璃材质并带有容积刻度标示，因此可以直接而较为准确地读取电场破乳前后底部水相的体积，进而借助计算得到的脱水率来对破乳效果进行定量分析和评价。

2、使用所配制电场破乳前的原油乳化液，或者使用移液管从锥底量筒(15)内距液面一定深度处取出电场破乳后的原油乳化液(约17ml)，将其加入法国Formulaction公司Turbiscan稳定性分析仪(9)配套用20mL测试瓶(8)中，使测试瓶(8)中样液高度约43mm(实际容积约17mL)，置于Turbiscan稳定性分析仪(9)中。Turbiscan稳定性分析仪(9)的测量探头由一个脉冲近红外光源(波长880nm)和两个同步的光学检测器组成，两个光学探测器分别探测收集透过样品的透射光和被样品反射的背散射光(偏离入射光135°处)的强度。由于检测器所得到透射光和背散射光强度(光通量，用％来表示)直接由样品分散相的浓度(体积百分数)和平均直径决定，因此通过持续扫描样品某一截面，得到该截面上背散射光通量BS和透射光通量T相对时间的变化曲线，就可以知道样品在该截面浓度或颗粒粒径的变化。Turbiscan稳定性分析仪(9)的数据收集方式分为两种，一为“程序扫描模式”：沿着55mm的扫描高度每40μm收集一次数据，在环境温度下每20s做1次扫描并收集数据，每30秒温度控制一次；二为“固定位置模式”，在一个选定的样品高度上每秒钟测量一次。

开机启动Turbiscan稳定性分析仪(9)，待分析仪测试温度自行调整至设定温度(35℃)后，在其配套用计算机(10)软件界面中设置“程序扫描模式”，光线扫描总时间为30min，两次扫描时间间隔为1min。由于原油乳化液的透射光强度T<0.2％，往往选取背散射光的光通量BS(％)为衡量指标。以第一次测试原油乳化液得出的背散射光值作为参照标准，剩余扫描时间内的背散射光值BS(％)与参照标准之间的差值(即背散射光变化率ΔBS(％))作为直观反映样品在观测时间内的稳定性变化状况。累计得到原油乳化液的背散射光曲线和背散射光变化率曲线各30条，以上述曲线为基础，经过TurbiscanEasysoft软件对ΔBS(％)做微积分处理，将其转变成在特定扫描时间间隔内平均背散射光变化率的数值，用Turbiscan动力学稳定指数(TurbiscanStabilityIndex，TSI)表示，同时还可以得到原油乳化液中分散相水滴沉降速度和分散相水滴的粒径值。进而对乳化液的稳定性或电场破乳效果进行定量分析和评价。

3、改变信号发生器(1)信号参数的设定值(包括电压、频率、脉宽比等)以及电场作用时间等，依照1-2所述步骤进行不同电场参数下原油乳化液破乳脱水后动力学稳定性参数或脱水率的测定。通过正交试验及单因素试验，快速筛选出具有最佳破乳效果的电场参数。

实施例二:评价破乳剂种类和剂量对原油乳化液动力学稳定性的影响。

与实施例一不同之处在于，本实施例中不对瓶试型破乳脱水器施加电场，而采用破乳剂在锥底量筒(15)内直接对原油乳化液进行化学破乳，进而分析评价化学破乳后原油乳化液动力学稳定性或破乳效果。具体实施方式如下：

1、将配制好的同批次原油乳化液(约50ml)倒入瓶试型破乳脱水器(6)的锥底量筒(15)内，在循环水浴作用下升至设定破乳温度后，向锥底量筒(15)中添加特定种类和剂量的破乳剂进行化学破乳，必要时可辅以搅拌、晃动等措施以促进破乳剂与原油乳化液更为均匀地接触反应。

2、使用所配制化学破乳前的原油乳化液，或者使用移液管从锥底量筒(15)内距液面一定深度处取出化学破乳后的原油乳化液(约17ml)，参照实施例一中步骤2所述的方法，借助Turbiscan稳定性分析仪(9)对原油乳化液进行测定分析，获取化学破乳前后的原油乳化液动力学稳定性数据。

3、通过改变破乳剂种类和添加量，依照1-2所述步骤进行不同破乳剂种类和剂量情况下原油乳化液破乳前后动力学稳定性参数及破乳效果的分析评价。通过正交试验及单因素试验，快速筛选出具有最佳破乳效果的破乳剂类型及其添加剂量。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种原油乳化液稳定性的定量评价系统，其特征在于，包括信号发生器(1)、示波器(2)、电压放大器(3)、瓶试型破乳脱水器(6)、恒温水浴箱(7)、乳化液测试瓶(8)、动力学稳定性分析仪(9)、计算机(10)；

通过上述系统进行电场破乳或化学破乳：

所述电场破乳包括：所述的信号发生器(1)产生特定波形、伏值和频率的电信号，经电压放大器(3)进行信号放大后，向瓶试型破乳脱水器(6)中的原油乳化液施加非均匀高强电场，使其中的水颗粒发生静电聚结，继而加速重力沉降；

所述化学破乳包括：在不施加电场的情况下，直接向所述瓶试型破乳脱水器(6)中的原油乳化液添加破乳剂进行化学破乳；

针对以上两种破乳方法破乳前后的乳化液，通过乳化液脱水率对破乳效果进行定量分析和评价，或者通过所述动力学稳定性分析仪(9)及其配套计算机(10)的操作软件对破乳效果进行定量分析和评价。

2.根据权利要求1所述的原油乳化液稳定性定量评价系统，其特征在于，进行电场破乳时，瓶试型破乳脱水器(6)所需高强电场由信号发生器(1)与电压放大器(3)组成的高压供电装置提供，该供电装置能满足试验所需波形、电压、频率、占空比的使用要求，所述电压放大器(3)对外提供输出端电压/电流监测端口，电压检测端以实际输出电压的若干缩小倍数向外输出电压测试信号，电流输出端以一定比例向外输出电流测试信号，通过所述示波器(2)对电压测试信号和电流测试信号进行实时监测。

3.根据权利要求1所述的原油乳化液稳定性定量评价系统，其特征在于，所述瓶试型破乳脱水器(6)包括高压电极棒(12)、电解质溶液(19)、接地电缆(13)、外层循环水(16)、锥底量筒(15)及其配套可移动定位端盖(21)；所述瓶试型破乳脱水器(6)形成了三个液体装盛区域：内层的锥底量筒(15)内装盛原油乳化液(20)，中间的开式环形空间内装盛电解质溶液(19)，外部的闭式环形空间内装盛循环水(16)，循环水通过最外层壳体上的底部入口(18)和顶部出口(14)经软管与所述恒温水浴箱(7)的出入口连接，与恒温水浴箱(7)构成密闭循环回路，确保锥底量筒(15)内原油乳化液(20)的温度保持在设定期望值。

4.根据权利要求3所述原油乳化液稳定性定量评价系统，其特征在于，所述的锥底量筒(15)下端为圆锥状，且从下到上标有体积刻度值，用于读取少量原油乳化液脱出水的体积，所述瓶试型破乳脱水器(6)底座内部正中心处为一定位凹槽(17)，与上端的可移动定位端盖(21)共同确保锥底量筒(15)放入后保持垂直居中姿态。

5.根据权利要求1-4任一项所述的原油乳化液稳定性定量评价系统，其特征在于，所述瓶试型破乳脱水器(6)采用透明玻璃材质加工制作。

6.一种权利要求1-5任一项所述的原油乳化液稳定性定量评价系统实现原油乳化液动力学稳定性评价的方法，其特征在于，包括步骤：

A、进行电场破乳或化学破乳：

A1、电场破乳：取50ml原油乳化液置于锥底量筒(15)中，借助信号发生器(1)产生期望波形、伏值和频率的电信号，经电压放大器(3)进行信号放大后，由高压电缆(11)输入锥底量筒(15)内同心电极棒(12)的上端，锥底量筒(15)外的环形腔内盛有电解质溶液(19)，接地电缆(13)浸入该溶液中构成液体电极，在电极棒(12)与液体电极之间形成非均匀的高强电场，使原油乳化液(20)中的分散相水颗粒发生静电聚结，施加电场约1min后断开电源，读取锥底量筒(15)中原油乳化液电场破乳过程特定阶段底部的水相体积，与初步原油乳化液中的水含量对照，能计算出相应的脱水率；

A2、化学破乳：在不施加电场的情况下，直接向锥底量筒(15)中添加不同种类和剂量的破乳剂进行化学破乳，读取锥底量筒(15)中原油乳化液化学破乳过程特定阶段底部的水相体积，与初步原油乳化液中的水含量对照，能计算出相应的脱水率；

B、在电场破乳或化学破乳过程特定阶段，用移样管取出一定量的原油乳化液(20)加入动力学稳定性分析仪(9)配套用20mL测试瓶(8)中，使测试瓶(8)中样液高度为43mm，然后将其置于动力学稳定性分析仪(9)中，待动力学稳定性分析仪(9)的测试温度自动调整至35℃后，通过其配套用计算机(10)的操作软件界面设置程序扫描模式；

所述扫描模式包括：扫描总时间为30min、两次扫描时间间隔为1min时，经过30min的扫描后相应得到原油乳化液的背散射光曲线和背散射光变化率曲线各30条；

以上述曲线为基础，计算机(10)计算得出反映测试瓶中原油乳化液稳定性的稳定动力学指数值、分散相水颗粒的沉降速度和分散相水颗粒的粒径值；

C、以稳定动力学指数作为评价原油乳化液稳定性的关键评价参数，以分散相水颗粒沉降速度和分散相水颗粒粒径为辅助评价参数，稳定动力学指数值越小、分散相水颗粒沉降速度越慢、分散相水颗粒平均粒径越小时，表明原油乳化液稳定性越高。

7.根据权利要求6所述的原油乳化液稳定性定量评价方法，其特征在于，该方法还适用于离心破乳、微波破乳、超声波破乳方法处理前后原油乳化液的稳定性分析。

8.根据权利要求6所述的原油乳化液稳定性定量评价方法，其特征在于，该方法还适用于包括化学、食品工业中的油包水型或水包油型乳化液的破乳评价；

该方法既能对破乳剂的种类和剂量进行筛选，也能对各种乳化剂的种类和剂量进行筛选，还能对包括机械搅拌剪切在内的各种乳化液配制方法的作用效果进行筛选评价。