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原油脫水儀的工作原理

閱讀:2619      發(fā)布時間:2022-2-14
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原理:
脫水時往含水原油中加入破乳劑,使油水易于沉降分離。為確保原油含水量達到指標,在最后的沉降罐內(nèi)安裝高壓電極,使油水在電場下分離。外輸原油的含水量要求不大于0.5%。
電脫水是在電場作用下,由于水顆粒是極性分子,正負電荷要向兩端聚集,形成一端帶正電荷,一端帶負電荷的偶極子。這樣,一方面,兩端都要被吸引到與電荷相反的電極上,使水顆粒拉伸成長橢圓形。另一方面,對鄰近帶不同電荷的兩個水顆粒增加了吸引力。所以對削弱和破壞油水界面膜,加速水顆粒合并是有效的。
意義:
從井中采出的原油一般都含有一定數(shù)量的水,而原油含水多了會給儲運造成浪費,增加設(shè)備,多耗能;原油中的水多數(shù)含有鹽類,加速了設(shè)備、容器和管線的腐蝕;在石油煉制過程中,水和原油一起被加熱時,水會急速汽化膨脹,壓力上升,影響煉廠正常操作和產(chǎn)品質(zhì)量,甚至?xí)l(fā)生爆炸。因此外輸原油前,需進行脫水,使含水量要求不超過0.5%。
所有的油田都要經(jīng)歷含水開發(fā)期,特別是采油速度大和采取注水強化開發(fā)的油田,無水采油期一般都較短,油井見水早,原油含水率增長快。原油含水不僅增加了儲存、輸送、煉制過程中設(shè)備的負荷,而且增加了升溫時的燃料消耗,甚至因為水中含鹽等而引起設(shè)備和管道的結(jié)垢或腐蝕。因此,原油含水有百害無一利。但水在油田開發(fā)過程中,幾乎是原油的“永遠伴生者”,尤其是在油田開發(fā)的中后期,油井不采水,也就沒有了油。所以原油脫水就成為油田開發(fā)過程中一個*的環(huán)節(jié),一直受到人們的重視。
分類:
經(jīng)過多年的反復(fù)實踐,已經(jīng)研究成功的原油脫水工藝技術(shù)有:
(1)加熱沉降:加熱使得原油粘度下降,水和原油的比重差增大,原油對水滴懸浮力減小,同時水滴的動能增大,界面上有機物的溶解度增大,界面強度減小,這樣都有利于破壞雙電層。
(2)過濾法:過濾法是使乳化液通過過濾柱,通過加壓使得乳化液進入濾料層,因固體吸附劑對乳化液中的油和水具有選擇吸附特性,乳化液中的水被吸附出來,從而完成破乳。該方法對吸附劑的要求較高,且過濾柱的制作工藝繁雜。
(3)離心法:離心法是利用油水之間密度不同,在高速離心場作用下使乳狀液破乳實現(xiàn)油水分離的方法。離心場越強,破乳效果越好。但高速離心設(shè)備日常較難維護,只適合在實驗室或需要占地較小的情況下使用
(4)化學(xué)脫水:使用破乳劑,使新形成的界面膜親水能力大于憎水能力,這樣原油膜變得脆弱,有利于水滴之間的合并。
(5)磁處理法:磁處理法是對原油乳狀液和破乳劑進行磁處理,然后再進行脫水。此種方法的優(yōu)點是可以大幅度提高原油的脫水效果,降低破乳劑加入量,降低原油脫水溫度,提高脫后污水質(zhì)量。但只是在實驗研究階段,未進行產(chǎn)業(yè)推廣和應(yīng)用。
(6)電脫水法:在電場作用下,靠電的作用將原油水顆粒的界面膜破壞或削弱,強迫水顆粒合并。
(7)聲化學(xué)法:聲化學(xué)法是將聲波能量輻射到加入了少量破乳劑的原油乳狀液中,使之產(chǎn)生一系列超聲效應(yīng),如攪拌、聚結(jié)、空化、溫?zé)?、負壓等,從而使乳化膜破壞進而破乳脫水。由于超聲波良好的傳導(dǎo)性使得此方法適用于各種類型的乳狀液。超聲與破乳劑的良好協(xié)同作用,可突破傳統(tǒng)的破乳劑用量及溫度要求,所以研究和應(yīng)用都比較廣泛。
(8)微波輻射法:微波輻射法是利用微波輻射能量來進行破乳脫水的一種技術(shù)。在微波輻射下乳化液分子內(nèi)部形成高頻變化的電磁場,破壞油水界面膜,實現(xiàn)油水分離。此種方法處理時間短,能耗較低,能廣泛適用于各種油樣類型。
(9)微生物法:微生物法是利用微生物對原油乳狀液的變構(gòu)作用及微生物分泌的天然破乳劑對原油進行破乳脫水的一種技術(shù)。此技術(shù)藥劑用量低、脫水快、效率高、脫出水水質(zhì)較好、運行費用低,且生物破乳劑無毒無害不污染環(huán)境。但是由于性價比原因,最終能否在工業(yè)應(yīng)用中推廣還有待進一步研究。
能耗:
原油脫水甚費能源,為了充分利用能源,原油脫水裝置與原油穩(wěn)定裝置一般都放在一起。為了節(jié)約能源,降低油氣揮發(fā)損耗,通過原油穩(wěn)定回收輕質(zhì)烴類,油田原油脫水工藝流程已趨向于“無罐密閉化”。無罐流程的顯著特點就是密閉程度高,油氣無揮發(fā)損耗。在流程密閉過程中,原油脫水工藝流程的密閉是一個關(guān)鍵環(huán)節(jié),因為它的運行溫度較高,停留時間又長,油氣容易揮發(fā)損耗。據(jù)測定,若采用不密閉流程,脫水環(huán)節(jié)的油氣損耗約占總損耗的50%。
破乳劑:
它是一種表面活性劑,具有親水端和憎水端。當破乳劑加到原油中后就很快聚集于油水界面上,親水部分朝向水相,憎水部分朝向油相。并且其親水能力超過乳化劑的能力。破壞了乳化劑取向,且生成的界面膜親水能力大于憎水能力,油膜很薄弱,有利于小顆粒變成大水滴。
設(shè)備:
原油脫水設(shè)備則是脫水技術(shù)的體現(xiàn),它在原油脫水過程中占有重要地位。一項脫水設(shè)備結(jié)構(gòu)的合理與否,直接關(guān)系到脫水的效果、效率和原油的質(zhì)量,以及生產(chǎn)運行成本,進而影響原油脫水生產(chǎn)的總經(jīng)濟效益。因此,人們結(jié)合油氣集輸與處理工藝流程逐漸走向“無罐化”,即不再使用儲罐式沉降分離設(shè)備,而較普遍地采用了耐壓沉降分離設(shè)備,研制了先進的大型的脫水耐壓容器。電脫水器是至今效能高,處理能力強,依靠電場的作用對原油進行脫水的先進設(shè)備。電脫水器的形式有好多種,如:管道式、儲罐式、立式園筒形、球形等。隨著石油工業(yè)的發(fā)展,經(jīng)過不斷地實踐與總結(jié),趨向于大批采用臥式園筒形電脫水器,它的處理規(guī)模與生產(chǎn)質(zhì)量均已達到較高水平,每臺設(shè)備每小時的處理能力就能達到設(shè)備容積的好幾倍,凈化油含水率可降到0.03%以下。為了加快油田建設(shè)速度,提高脫水設(shè)備的施工予制化程度,將臥式電脫水器、油氣分離器、火筒加熱爐、沉降脫水器等四種設(shè)備有機的組合為一體,這種四合一設(shè)備,不僅結(jié)構(gòu)緊湊,而且節(jié)約了大量的管線、閥門、動力設(shè)備,特別是油田規(guī)模多變的情況下,這種合一設(shè)備可以根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模的需要增加或減少設(shè)置臺數(shù),所以說它具有較大的機動靈活性。

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