原油电脱水处理技术73页PPT

二、原油脱水器基本原理及构造
油出口
Stocks定律深刻地描述了沉降分离的基本规律，该定律
油出口
原油脱水的最基本原理就是靠油水密度差实现重力沉降分离。
η——原油的粘度，100mPa·s。
原油脱水器的基本构造
（1〕入口分离器
天然气出口
油气水 进口
油气水 进口
界面调节阀
油出口
水出口
（2〕重力沉降区
天然气出口
油气水 进口
界面调节阀
油出口
水出口
油气水 进口
（3〕集液区
天然气出口
油气水
进口
浅谈原油脱水器基本原理
1、工作前必油须气做水好岗位应急预案。
界面调节阀
由这幅图我们进可口 以看到其中它们有这样的关系：
Stocks定律深刻地描述了沉降分离的基本规律，该定律
Stocks定律深刻地描述了沉降分离的基本规律，该定律
2
2r ( )g 5 MPa～6 MPa）
1
2
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浅谈原油脱水器基本原理
安全经验分享

二、油田矿场集输处理的主要发展历程
选油站阶段(30年代末至50年代)
随着玉门油田扩大开发，地面工程开始形 成较完整的系统：数口油井的油气产物一起收 集在一个站(即选油站)上进行油气分离，原油 在开式罐中沉淀脱水后泵输到集油站装车外运。 油田油气收集处理以管线和有关设备构成了一 个开式流程——选油站流程。这种流程因俄罗 斯巴鲁宁首次采用，又称巴鲁宁流程。50年代 开发的克拉玛依油田也基本上采用这种流程。
完成这种分离过程的 处理设备我们称其为两相 分离器。
油气分离器原理示意图
油气水分离及原油脱水技术
二、油田矿场集输处理的主要发展历程 油井产物中常含有水，特别在油井生产的 中后期，含水量逐渐增多。为满足生产工艺上 的需要，除将天然气分离出来外，还需将液相 中的原油和水分离开来，这种分离称为三相分 离。完成这种分离过程的处理设备我们称其为 三相分离器。
（2）重力沉降分离
粒的自由沉降、絮凝（碰撞聚结）颗粒的
（3）机械处理
自由沉降、拥挤沉降（高浊度水的沉淀）
（4）化学破乳
和压缩沉降（污泥的浓缩）等。
（5）加热处理 （6）电、磁聚结 （7）超声波聚结 （8）蒸发处理 （9）气浮法
分散颗粒的自由沉降速度计算根据 流态不同，可以采用Stokes、Allen、 Newton公式计算。
（6）电、磁聚结
过程和破乳机理的研究仍然处于较低的水
（7）超声波聚结
平，流行的说法有顶替说、反相说、分散
（8）蒸发处理
说、中和说。
（9）气浮法
化学破乳受药剂种类、加药位置、破
（10）水洗
乳温度、加药量等诸多因素的影响。（11）管Biblioteka 破乳发展方向：低温高效破乳剂。

CaCl2+2H2O → Ca(OH)2+2HCl MgCl2+2H2O → Mg(OH)2+2HCl 加工含硫原油时，会产生H2S腐蚀设备，其生成的FeS附 于金属表面，形成一层保护膜，保护下部金属不再被腐蚀。 但如同时存在HCl，HCl能与FeS反应，破坏保护膜，反应生 成物为H2S，会进一步腐蚀金属，从而极大地加剧了设备腐 蚀。其反应为：
第二篇 石油加工概论
石油是烃类和非烃类构成的复杂混合物，要想 精确地将石油分离成单组分化合物，几乎是不可能 的，根据对石油产品的使用要求，也没有这种必要。
从石油中提炼出各种燃料、润滑油和其它产品 的基本途径是：将原油按沸点分割成不同馏分，然 后根据油品使用要求，除去馏分中的非理想组分， 或经化学反应转化成所需要的组分，从而获得合格 石油产品。
g ：重力加速度，m/s2。
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由上式可见，增大两相间的密度差，减小原油粘度，均可 增加沉降速度。通过加热，可以降低原油粘度，促进水滴聚结， 增大水滴直径；同时水的密度ρ1随温度升高而下降的幅度比原 油密度ρ2变化小，即ρ1-ρ2增大，因此加热原油有利于油水分 离，此即为常用的加热沉降脱水法。这些因素中，沉降速度与 水滴直径的平方成正比，所以增大水滴直径可以大大加快沉降 速度，在原油脱盐脱水过程中，关键的是促进水滴聚结，增大 水滴直径。
Fe+ H2S → FeS+H2 FeS+2HCl →FeCl2+H2S
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（5）盐类中的金属进入重馏分油或渣油中，毒害催 化剂、影响二次加工原料质量及产品质量。
因此原油进入炼油厂后，必须先进行脱盐脱水， 使含水量达到0.1%～0.2%。含盐量<5mg/l，对于有 渣油加氢或重油催化裂化过程的炼油厂，要求原油 含盐量<3mg/l。

定期检查电极板、变压器等设备的运行状 况，确保设备处于良好状态；同时注意安 全操作，避免发生事故。
电脱盐效果影响因素及优化措施
影响因素
原油性质、温度、压力、电极板间距、 进料速度等都会影响电脱盐效果。
优化措施
根据实际情况调整工艺参数，如提高 温度、降低压力、调整电极板间距、 控制进料速度等；同时加强设备维护 和保养，提高设备运行效率。
滴的乳化和分离效果；同时，通过优化操作参数和设备结构，提高处理
能力和降低能耗。
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原油电脱盐电脱水技术发展趋势 与展望
技术发展方向与趋势
高效能
提高电脱盐电脱水装置 的脱盐脱水效率，降低
能耗和生产成本。
环保性
研发低污染或无污染的 电脱盐电脱水技术，减 少对环境的负面影响。
智能化
利用先进的信息技术， 实现电脱盐电脱水装置 的自动化和智能化控制。
电脱水效果影响因素及优化措施
影响因素
原油性质（如粘度、含水率等）、操作条件（如电场强度、温度、停留时间等）、设备结构（如电极 板间距、层数等）。
优化措施
根据实际情况调整操作参数，如提高电场强度、优化电极板间距和层数等；加强进料质量控制，降低 原油含水率；采用新型的电脱水技术和设备，提高脱水效果。
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03
原油电脱水技术详解
电脱水原理及设备
原理
利用电场作用，使原油中的水分通过电泳、偶极聚结和振荡聚结等方式从原油中 脱出。
设备
主要包括电脱水器、高压电源、控制柜等。电脱水器是核心设备，其内部通常装 有多层电极板，电极板之间有适当的间距，以便水分在电场作用下聚结和沉降。
电脱水工艺流程
电场建立
通过高压电源在电 极板间建立电场。

很大程度上决定于水中的含盐、含酸、含碱量。乳状液的电导率还随 温度的增高而增大。
状 液 的 性
介电系数是乳状液另一项重要的电性质。原油的介电系数为2，水 的介电系数约为油的40倍，即80。由于原油和水介电系数的悬殊差别， 当把乳状液置于电场内时，乳状液的内相水滴将沿电力线排列，并使
质
乳状液的电导率激烈增加。电场内，乳状液内相水滴沿电力线排列的
稳定性和老化 2.乳化剂的类型和保护膜的性质
原油中存在的天然乳化剂大体上可分为三类，它们对乳状液的稳定性有
很大的影响。
原 油 状
乳化剂是低分子有机物，如脂肪酸、环烷酸和某些低分子胶质。这类物 质有较强的表面活性，易在内相颗粒界面形成界面膜。但由于分子量低，
液 界面保护膜强度不高，故乳状液的稳定性较低。
的 液，用符号w／o表示，此时水是内相或称分散相，油是外相或称分散介
类 型
质，因外相液体是相互连接的，故又称连续相 ；
另一种是油以极微小颗粒分散于水中，称为：“水包油”型乳状液， 用符号o／w表示，此时油是内相，水是外相。
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2、电脱水器的结构及原理
2.1 原油乳状液
乳
化
液
的
定 义
油 包
原
油
状
液
1.分散度和原油粘度
的
性 质
若油水混合物内有足够的乳化剂，并受到充分搅拌，则形成内相颗
粒小、分散度高的原油乳状液。水滴愈小，布朗运动愈强烈，就能克服
重力影响不下沉，而保持稳定。此外，原油粘度愈大，水滴愈不易下
沉．原油乳状液也就愈稳定。
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2、电脱水器的结构及原理
2.1 原油乳状液
一种液体中的简单分散体不同，乳化液中存在着一种能抑制聚结现象的乳

（2）污水沉降罐结构制造图（3000m3 内部主视图）
（2）污水沉降罐 结构制造图（3000m3 内部俯视图）
（2）污水沉降罐 结构制造图（3000m3 内部配水管主视图）

（2）污水沉降罐 结构制造图（3000m3 内部配水管俯视图）
（2）污水沉降罐 结构制造图（3000m3 内部集水管主视图）
7、常见问题原因分析及处理
②脱水器控制柜电压、电流表指针突然跳动，从脱水器内 发出“啪、啪”放电声是什么原因造成的？怎样处理？
处理措施：
一是及时与污水站或油岗联系，是否收油，控制排量 或暂时停泵。同时，加大破乳剂浓度和用量。
二是如果是脱水器水位过高，立即加强放水，降低水 位。
三是如果是进脱水器油温过低，要立即提火升温或降 低排量。
6、电脱水器对操作压力的要求
一是控制脱水器压力：0.15~0.25MPa。 二是压力波动误差<0.01 MPa。 三是操作压力<0.10MPa时不许送电工作。 四是安全阀定压为0.40MPa。
电脱水器在控制中要做到“三勤”、“五平稳”，“三勤” 即勤检查、勤分析、勤调整；“五平稳”即流量平稳、界面 平稳、加药比平稳、温度平稳、压力平稳。其中，油水界面 平稳是保证电脱水器正常运行和原油处理质量的关键。一是 脱水器进油经水相空间进行水洗，脱除原油中的剩余游离水， 保证电脱水质量。二是底层电极与油水界面形成附加的交变 电场，有利于油水分离。油水界面如控制过高，脱水电场易 破坏，影响脱水质量；油水界面控制过低，附加的交变电场 变弱，脱水效率低，放水含油超标。
（2）污水沉降罐 结构制造图（3000m3 内部集水管俯视图）
二、电场力脱水设备
1、电脱水器的基本结构
1、封头 2、人孔 3、电极接线棒 4、出油管 5、界面计 6、电极 7、筒体 8、加水装置 9、测水电极 10、进油口 11、仪表传感器 12、出水口 13、进 油槽 14、后端板 15、鞍座 16、前端板 17、破涡板

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（2）污水沉降罐 结构制造图（3000m3 内部俯视图）
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（2）污水沉降罐 结构制造图（3000m3 内部配水管主视图）
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（2）污水沉降罐 结构制造图（3000m3 内部配水管俯视图）
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（2）污水沉降罐 结构制造图（3000m3 内部集水管主视图）
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（2）污水沉降罐 结构制造图（3000m3 内部集水管俯视图）
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3 、工作过程
脱水器壳体内分为两个空间，上部为电场空间，下部为沉降水分离空间，中
间有油水界面（红线位置）。
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3 、工作过程
电场空间有若干层平板电板，电极间距自下而上逐渐减小，电场强度自下而上 逐渐增强。原油从进油管进入预沉降室，沉淀泥沙及一部分游离水，在预沉降室
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分左右侧两路进入进油槽。
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二、电场力脱水设备
1、电脱水器的基本结构
1、6、电极 7、筒体
8、加水装置 9、测水电极 10、进油口 11、仪表传感器 12、出水口 13、进
油槽 14、后端板 15、鞍座 16、前端板 17、破涡板
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2 、结构简图（交直流复合电脱水器区间分布图）
油口排出。
4、电脱水工艺技术参数的确定
一是净化油含水应不大于0.3%。 二是脱出的含油污水进入污水处理站，其含 油量一般不大于1000mg/L；污水中含聚合物时， 其含油量一般不大于3000mg/L。
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5、电脱水器对进料原油的要求
一是进料原油必须脱除天然气。 二是进料原油经予沉降脱除游离水和泥砂。 三是进料原油含水在30%左右。
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7、常见问题原因分析及处理
②脱水器控制柜电压、电流正常，脱后原油含水偏高 是什么原因？

w

d
2 w
g
(w

o )
18o
由斯托克斯公式可知，通过增大水分密度，
扩大油水密度差，减小油液粘度可以提高
沉降分离速度，从而提高分离效率。
11
1904年Hazen根据实践经验提出了“ 浅池理 论”。以这一理论为基础，1950年美国壳牌 公司研制成功第1台平行板捕集器，其可去除 水中最小为60μm的油滴。上世纪70年代Fram 公司开发了V型板分离器，上世纪80年代CENATCO公司开发了板式聚结器，这是一种错流 式组合波纹板， 经过不断改进，这种设备在 油气分离、油水分离和含油污水净化方面都 得到了应用。
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国内在超声波原油破乳方面的研究起步较晚，20世纪90年 代中后期陆续有文献报道。 耿连瑞等发明了一种原油电场脱水的超声波破乳装置，用 超声波在液体中空化效应产生的大量空化气泡破裂时的爆 破力作为破乳的动力，对油水混合液进行破乳处理，再进 行电场脱水，不需添加化学破乳剂。
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叶国祥等考察了超声强化原油预处理工艺中的部 分影响因素，包括电场强度、超声波频率、超声 波功率、破乳剂用量、注水量等。超声波功率和 电场强度增加均可使原油的脱盐脱水效率增加， 采用体积分数为5％左右的注水量能取得较理想的 脱水脱盐效果 。
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乳化水的粗粒化蒸发
利用油水对固体物质亲和状况的不同，常用亲水憎 油的固体物质制成各种蒸发装置。 例如大港油田的陶粒蒸发器，用陶粒作填料，当油 水混合物流经陶粒层时，被迫不断改变流速和方向， 增加了水滴的碰撞聚结几率，使小液滴快速聚结沉 降。
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气浮分离
依靠水中形成微小气泡，携带絮粒上浮至液面使水 净化的一种方法。 条件是附在油滴上的气泡可形成油-气颗粒。由于 气泡的出现使水和颗粒之间密度差加大，且颗粒直 径比原油油滴大，所以用颗粒密度代替油密度可使 上升速度明显提高。即当1个气泡(或多个气泡)附 在1个油滴上可增加垂直上升速度，从而可脱除直 径比50μm小得多的油滴。