电脱盐成套技术介绍.

第四节电脱水、电脱盐工艺设计一、原油脱水和脱盐的目的及标准1.原油脱水和脱盐的目的和方法在石油开采过程中，通常从地下采出的原油含有水或盐，并随着开采年限的增加与注水开发，油井产水量也会不断地增加直到开采失去经济价值而废弃该油井。

如果在生产过程中原油不进行脱水处理，一方面含水量较高会增加原油在生产、储存和运输等过程中设备容量，增加了开发过程中的成本；另一方面不能满足用户对含水量要求。

如果达不到用户的要求，就会降低原油的销售价格或失去该原油产品的市场竞争力。

脱水的最终目的是分离出油水混合液中的污水及杂质，以获得合格的商品原油，达到原油销售的含水标准。

常见的原油脱水的方法主要有：重力沉降、加热沉降、化学脱水、电脱水与电化学脱水等。

这几种脱水方法在海上油田开发中均被采用，大多数的情况下是两种或以上的方法组合使用。

具体采用何种流程和方法可根据油品性质、含水率及乳化程度、油田工程方案具体情况，通过试验及技术经济对比确定。

由于电化学脱水具有破乳能力强，脱水效率高，占地面积小等特点，在海上油田中得到了广泛的应用。

原油含盐量过高不仅会增加原油在处理、运输和储存过程中设备或管道的腐蚀，更重要的是对下游炼油厂来说，含盐量过高不能进入炼厂进行直接加工炼制。

一般情况下，炼厂在买入原油时要规定原油含盐量指标。

在工艺设计过程中，应根据原油中的含水量和水中的含盐量，计算确定最终原油中的含盐量是否低于规定的指标，如果不能满足要求，则应采取经济有效的工艺方法，使原油中的含盐量低于规定的指标。

脱盐工艺主要利用原油中的盐易溶解于淡水中的原理，采用淡水“冲洗”含盐原油的方法。

由于原油中盐溶于水中，在脱水的同时也脱除了大部分的盐。

原油含水量减少，盐含量也相应地减少，并最终能满足用户要求。

从理论上看，原油产品含水量越低，则其含盐量就越小；冲洗后水中盐浓度越低，则其含盐量就越小。

所以，对于含盐原油脱水越干净，冲洗水及冲洗次数越多，最终原油含盐量越低，但这会大大增加生产成本，一般会考虑采用最经济的工艺处理方案达到能满足用户需要即可。

电脱盐的工作原理
电脱盐是一种利用电化学原理进行盐分去除的技术，其工作原
理主要包括电解和电渗透两个过程。

在电解过程中，通过施加电压
使得正负电极产生氧化还原反应，从而分解盐分；而在电渗透过程中，则是利用电场作用下，让水分子通过半透膜，从而实现盐分的
去除。

首先，电解过程是电脱盐的核心步骤。

在电解槽中，通过引入
电解质溶液和两个电极，施加电压后，正极发生氧化反应，负极发
生还原反应。

正极的氧化反应主要是水分子发生电解，生成氧气和
氢离子；而负极的还原反应则是氢离子和盐分发生反应，还原成氢
气和碱性物质。

这样一来，盐分就会在电解过程中被分解，从而实
现了盐分的去除。

其次，电渗透过程也是电脱盐的重要环节。

在电解槽中设置有
半透膜，当施加电压后，半透膜两侧会形成不同的电场，从而产生
电渗透效应。

在这个过程中，由于电场的作用，水分子会受到电场
力的驱动，从而通过半透膜向电场强度更大的一侧迁移。

而盐离子
则会被阻挡在半透膜上，无法通过，从而实现了盐分的分离和去除。

综上所述，电脱盐的工作原理是通过电解和电渗透两个过程相互配合，实现了盐分的去除。

电解过程通过施加电压，使盐分在电极上发生氧化还原反应，从而分解盐分；而电渗透过程则是利用电场作用下，让水分子通过半透膜，从而实现了盐分的分离和去除。

这种技术不仅能够高效去除水中的盐分，还能够节约能源，具有广阔的应用前景。

科技成果——电吸附除盐技术技术开发单位沈阳工业大学所属领域环境与化学工程成果简介电吸附技术是利用一对高比电容的电极组成流通电容器结构，通过电容充电/放电实现除盐的一种新型水处理技术。

采用高效功能性电极材料，依据流变学、水力学、电化学、机械学理论，设计加工除盐电极和水处理模块组件。

施加较低直流电压，配置检测仪表和自动控制设备，即组成了经济实用的电吸附除盐系统。

运行时在很短时间内即可获得净化水。

电吸附饱和后，通过短接可将吸附在电极表面和孔隙的带电粒子脱离富集，再生过程简单快速。

应用范围节能环保、环境新材料等技术特点随着电吸附除盐技术的不断发展，电吸附已逐渐渗透到苦咸水淡化、家庭饮用水生产、纯水/高纯水制备、工业含盐废水处理、重金属回收利用、溶液浓缩及离子提纯等领域，并取得了较好的效果。

电吸附除盐技术效率较高、效果较好；工作电压低，利用低压直流电源供电，操作过程安全、便捷、简单；资源利用率高，可利用太阳能等可再生清洁能源供电，可将其视为是完全环境友好的；电极通过互换极性（反接）或短路（短接）的方式实现再生，不需要使用化学试剂进行再生，无需消耗酸碱，技术污染小，无副产物，不会造成二次污染；能耗低、能源利用率高，且脱附过程中产生的电能可被回收利用，与其他的能量回收相比，该过程更简单，费用更低；电极吸附过程只有溶液中的带电离子被滞留，过程产水回收率高（>95%）；不需要使用成本高昂的膜材料，无需高压，在设备、厂房方面要求更低，更加经济实惠，成本低，具有良好的产业化前景。

技术水平国内领先生产使用条件电吸附除盐技术目前主要适用于中低浓度含盐水，原水的来源多样，如普通市政自来水或地下水，工农业生产产生的含盐废水等。

进水水质的悬浮性固体≤5mg/L，浑浊度≤5NTU，需经过隔油、混凝、过滤等预处理单元去除大部分COD Cr及油类，或后置于污水生化处理单元、电催化氧化处理单元等。

进水温度及pH范围较宽，制水能力约0.5-20m3/h，产水率高达70%以上，除盐率≥50%，工作压力≤0.1MPa，使用电源AC380V、50Hz，工作电压0-2V，无需再生剂再生，设备维护简单，集成度高，运行方式可选择半自动或自动。

1. 技术概况电脱盐单元是常减压装置的第一道加工工序，常减压装置是炼化企业的龙头，电脱盐效果的优劣直接关系到后续加工过程的催化剂的中毒与使用寿命、装置的腐蚀与开工周期、原油加工损失率、环保排放等多项指标，是关乎各企业经济效益能否有效发挥的关键因素之一。

通常的电脱盐技术组合为电场—破乳剂的电—化学组合方式，破乳剂的采用存在的主要缺陷是：生产费用高、原油适应性差、破乳与脱盐效果不理想、对污油、污水的后处理不利等。

因此，为了达到降低装置生产运行费用、增强电脱盐操作的适应性、提高破乳与电脱盐效果、减轻添加化学剂对后续加工的不利影响等目的，可采用电—物理组合方式的超声波—电脱盐组合技术。

生产实践表明：传统的单一电脱盐工艺早已不能满足工厂深度脱盐的需要；目前常用的破乳剂—电脱盐组合的电—化学工艺，不能满足原油性质不断变化的生产要求；新型的超声波—电脱盐组合工艺，能够适应原油复杂多变的生产需要，可达到原油深度脱盐的目的。

新型超声波—电脱盐组合技术，经多年来的应用证明：在加工多种复杂劣质的原油过程中起到降低电脱盐电单耗、稳定电脱盐操作、降低脱后原油含盐、降低电脱盐切水含油量等重要作用。

大量使用破乳剂，不仅，生产费用支出高，而且，转化为污染物，造成对环境的直接危害，污水处理难度增大，影响排放指标。

解决破乳剂的问题，可产生显著的直接经济效益和环境效益。

超声波—电脱盐组合工艺采用施加超声波作用的物理方式，不外3加化学添加剂，不会造成对原油的二次加工和脱盐水的生化处理的不利影响，可减轻大量使用表面活性剂物质对环境的污染排放，可有效降低污水排放的COD指标。

超声波—电脱盐组合工艺用于350万吨/年原油处理量电脱盐，超声波设备能耗不足2kwh/h，能耗低，脱盐效果好。

因此，超声波—电脱盐组合技术具有无污染、无排放、能耗低，投资少，见效快，效果好，是一项绿色环保经济高效的新技术。

采用超声波—电脱盐组合技术，对有效降低原油脱后含盐、完全替代或部分节省破乳剂用量、节水减排、延长催化剂使用寿命、保证装置长周期运行、节能降耗等，具有现实意义和长远意义。

原油电脱盐成套技术及设备1. 概述随着炼油加工工艺的发展，原油电脱盐/脱水工艺在炼油厂中的地位已经由单一的防腐手段而跃为原油预处理工艺，这就对电脱盐/脱水技术提出了更高的要求。

而在油田、海上原油的开采过程中，由于注入了大量的水和乳化剂，使得原油含水比较高，油水乳化程度严重，而且根据油田开发年限和强化开采方式不同，原油含水的变化范围也比较大，原油脱盐脱水的难度也越来越大，国内许多炼油厂电脱盐装置的运行已不能满足集团公司规定的技术指标（即原油脱后含盐≤3mg/L，脱后含水≤0.3%），必须开发出更加高效的电脱盐成套技术，以达到集团公司要求指标。

原油电脱盐（水）是原油经过电脱盐（水）装置，在电场、破乳剂、温度、注水混合等因素的作用下，破坏乳状液，实现油水分离的过程。

我们开发的新型高效电脱盐/脱水成套技术，其特点是原油在电场内停留时间长，电场分布合理，脱盐效率高，而且能降低电耗，适用于各种原油的脱盐、脱水。

同时还开发了系列破乳剂，适用于多种原油的破乳脱水。

本项技术共获中国专利5项：专利号ZL00125911.3、ZL93216713.6、91229941.X、ZL91100633.8、ZL92113219.0。

获中国石化集团公司科技进步一等奖1项、二等奖1项、三等奖3项，“原油深度脱盐成套装备与技术”获九五年度中国新产品发明(展)金奖。

2.SHE-2型电脱水/脱盐罐（专利号：00125911.3）根据原油电脱盐脱水的过程及基本原理，在大量的实验室研究的基础上，我们开发了新型平流鼠笼式结构的电脱盐脱水技术。

该专利技术的特点是在电脱盐罐内部采用了分段多层偏心鼠笼式组合电极，电极组合件由2～3层横断面呈圆环形的电极组成，相邻两层电极之间形成环形空间，电极组合件中相邻两层电极之间的间距从顶部到底部逐渐由小增大。

与原有电脱盐技术相比，该电脱盐罐具有如下优点：a.由于电极组合件由2～3层横截面为圆环形的电极组成，所以可以形成多层环形电场，能最大限度地占据罐内的空间，使有效电场的空间增大，且可消除电场死角，使罐内电场利用率提高。

电脱盐控制系统分析1. 电脱盐进料温度电脱盐罐温度高低对于脱盐效率影响较大，为此应避免电脱盐罐温度突然大幅度波动，电脱盐的最佳操作温度为125±5℃。

温度过低，原油粘度大，破乳困难，脱盐率下降；由于原油导电性随着温度的升高而增大，温度过高，会导致能耗增加，电流的增加会导致电极板上的电压降低，会影响脱盐效果。

另外，温度过高会导致电耗增加，会引起操作不正常，影响脱盐效果。

渣油量、渣油温度变化、各侧线量及侧线温度变化、原油及装置温度、原油含水都将影响电脱盐的操作温度。

电脱盐进料温度异常的调节方法有：（1）联系原油罐区改变原油来料温度在45-65℃；（2）改变提供热源的一路原油换热网络和二路原油换热网络所对应的侧线温度或流量。

2. 电脱盐罐内压力罐内控制一定压力是为了控制原油的蒸发，如果罐内压力较低，产生蒸汽，轻则导致操作不正常，重则引起爆炸。

因此，罐内压力必须维持在高于操作温度下原油和水的饱和蒸汽压。

电脱盐罐内压力异常的调节方法有：（1）调节原油出口阀开度（2）调节两路脱后原油手操阀的开度3. 混合压降当油、水、破乳剂通过混合阀时，混合压降适中可是三者充分混合。

压降过高形成过乳化液，破乳困难；压降过低，达不到破乳剂和水在原油中充分扩散的目的，使脱盐率大大下降。

混合压降异常的调节方法有：（1）提高混合阀压降输出风压；（2）调节原油泵出口开度改变原油流速。

4. 电脱盐罐注水量本装置电脱盐注水量控制在5%，注水目的是为了增加水递减碰撞机会，有利于水滴聚集合洗涤原油中的盐。

由于水是导电的，注水量过大容易形成电桥，造成事故；注水量过小，达不到洗涤和增加水凝结力作用。

电脱盐罐注水量异常调节方法有：（1）改变来水阀门，使水量满足要求；（2）调节净化水来水量，如有必要应切换为软化水。

5. 电脱盐罐界位控制电脱盐的界位控制是非常重要的，若界位太低，则原有脱水的沉降时间变少，不利于脱盐效果，造成脱水带油；若界位太高，不但减少原油在弱电场中的停留时间，而且电脱盐罐容易因为水位过高而导致跳闸，从而影响到电脱盐的操作。

复式高效交直流电脱盐成套设备1、交流变压器与大功率整流器本装置使用电脱盐变压器，是利用原交流升压变压器125KVA和大功率高压整流器相配套使用。

交流升压变压器，一次侧电压为交流380V（二相），为防爆型：OeIIT5,调压方式为手动调压，输出高压等级：13KV、16KV、19KV、22KV、25KV五档。

大功率整流器，是安装在升压变压器二次侧高压电端，具有半波整流作用，在本整流器中配置了交流或直流档位的切换功能，是为了确保生产平稳而设定，经整流器整流后的直流电压分别：5.85KV、7.2KV、8.55KV、9.9KV、11.25KV五个不同等级的电压。

2、智能型高压电引入装置在本装置中，采用了具有本公司自主知识产权的专利技术产品，本智能型高压电引入装置，是整套装置在运行过程中，能够集中反应出罐内各部件运行情况和故障部件及部位。

提高了装置使用率，大大降低了检查及检修时间，也减轻了工人的劳动强度，降低了能源消耗，减轻了环境污染等功能。

1.3.2.1、技术参数：1.3.2.1.1、耐电压：100KV；1.3.2.1.2、耐水压：2.5Mpa;1.3.2.1.3、耐温：180℃；1.3.2.1.2、使用功能：1.3.2.1.2.1、能准确判断故障部件的部位具有报警指示功能；1.3.2.1.2.2、当电缆故障时，无需退油和卸压只需单台断电，更换10分钟时间均可投入运行；1.3.2.1.2.3、当高压电绝缘套故障时，只需卸压无需退油更换15分钟均可投入运行；1.3.2.1.2.4、拆卸更换只需常规活动板手，无需专用工具均可更换；（详见示意图一所示）智能型高压电引入装置示意图（一）3、V型正负电极板复式高效交直流电脱盐成套设备中的电场结构分为：⑴、罐截面的电场强度的分布：由多个V型正、负电场板组合而成的电场，由下而上从弱电场到强电场成连续变化的梯度电场，使水滴在不同的电场中得到聚结沉降和分离的作用。

⑵、罐轴线方向的电场强度的分布：在每台脱盐罐使用了三台125KV A交直流变压器，在本脱盐罐的轴线上排列着多个V型正、负电极板，电场强度为弱电场区域、中电场区域、强电场区域。

北京科技大学科技成果——高效电脱盐/脱水技术成果简介当前原油电脱盐脱水器都是卧式和板式电极，原油在罐内充满空间（罐的利用率）只占整个罐的2/3，而电场利用率只有整个罐的30%，效率很低。

罐内原油的流动方向和脱出水下沉方向相反，上升油流阻碍了下降水滴的沉降，下降水滴（含大量盐）又对上升的净化原油进行二次污染，因此现有装置难以满足原油深度脱盐脱水的要求。

针对这一问题,开发了高效电脱盐器，该技术的特点是在电脱盐脱水器内部采用了分段多层偏心鼠笼式组合电极，电极组合件由2-3层横断面呈圆环形的电极组成，相邻两层电极之间形成环形空间，进一步地，电极组合件中相邻两层电极之间的间距从顶部到底部逐渐由小增大。

与原有电脱盐（水）技术相比，该电脱盐脱水器具有如下优点：（1）由于电极组合件由2-3层横截面为圆环形的电极组成，所以可以形成多层环形电场，能最大限度地占据罐内的空间，使有效电场的空间增大，且可消除电场死角，使罐内电场利用率提高。

（2）电极组合件中相邻二层电极之间的间距由顶部到底部逐渐增大，所形成的环形电场的电场强度由顶部到底部逐渐减弱，在横截面上电场强度的分布为“上强下弱”。

在罐体内油料含水量较小的上部区域电场强度大，油料含水量较大的下部区域电场强度较小，因此电场强度分布合理。

此外，由于环形电场的电场强度由顶部到底部逐渐减弱，降低了电流，从而可以节省电耗。

（3）油水混合物料在电脱盐罐内水平流动，电极组合件沿罐内原油的流动方向分为3段，分别形成弱电场、过度电场、强电场三个电场区域；环形电场中下降的水滴沿油料流动方向呈水平抛物线轨迹下降，减轻了油料与下降水滴之间的返混效应。

试验表明，该电脱盐/脱水器的处理量和分离效率较现有装置可提高100%以上。

一般原油可以达到原油脱后含盐达到3mg/l以下，最低1mg/l，脱后含水达到0.3%以下的技术指标。