原油脉冲电脱盐技术研究
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石
加 工 工 艺
油
炼
制
与
化
工
ＰＥＴＲ ０ＬＥＵ Ｍ ＰＲ０ ＣＥＳＳＩ Ｇ Ｎ Ｄ Ｎ Ａ ＰＥＴＲＯ ＣＨ ＥＭ Ｉ ＣＡ ＬＳ
２１ 年 １ 月 ０１ ２ 第 ４ 卷 第 １ 期 ２ ２
原 油脉 冲 电脱 盐 技 术 研 究
任 满 年
（ 国石 化 洛 阳分 公 司 ，洛 阳 ４ １ １ ） 中 ７ ０ ２
国 的电脱 盐 技 术 仍 处 于 第 二 代 水 平 ， 耗 一 般 为 电
直 流 电场 的脱盐／ 脱水 是利 用 电场 对 水滴 极化 所 产
生 的偶 极 力 聚 结 ｌ ； 交 流 电场 则 是 利 用极 化 水 ８ 而 滴 随 电 场 的变 化 所 产 生 的振 荡 和 移 动 ， 成 偶 极 形
一
代 交流 电脱 盐 技 术 、 二 代 交 直 流 联 合 电脱 盐 第
技 术 逐步 向第 三代 脉 冲 电脱 盐 技 术过 渡 。脉 冲 电 脱 盐 技术 突 出的优 点是 电耗 低 、 盐 效率 高 、 劣 脱 对
质原 油 的适 应性 强 、 备 运 行稳 定 性 高 。 目前 ， 设 我
明专 利 ８项 。
关键 词 ： 油 电 脱 盐 原
电脱水
脉冲
机 理
１ 前 言
炼油 厂加 工 的商 品原 油 均含 有 一 定 量 的盐 和 水 。其 中水 质 量 分 数 一 般 小 于 ０ ５ ， 以 “ 包 ． 多 油 水” ｗ／ 型 乳状 液 的形 式 悬 浮 于油 相 中 ， （ ｏ） 其颗 粒 直的稳定 性 。原 油 中 ］
不 因温度 、 压力 等外 加 工 艺条 件 而 改 变 ， 水滴 间 的 聚结 力 取 决 于 电 场 强度 Ｅ， 越 大 越 利 于 水 滴 聚 Ｅ 合， 电脱 盐 效 率 就 越 高 。但 是 电 场 强 度 存 在 一 个 临界值 ， ４ ７ｋ ｃ ７； 过此值 ， 即 ． Ｖ／ｍ＿ 超 分散 作用 将 占 主 导地位 ， 加 电 场 强 度 反 而 会 使 水 滴 分 散 得 更 增 小， 降低 脱盐 ／ 水 效 率 。第 一 代 和 第 二 代 电 脱 盐 脱 技 术 的电场 强度一 般在 ８ ０ １５ ０Ｖ ｃ ０ ０ ／ｍ之 间 ， 与 临界值有 较 大 的 差距 ， 场 强 度 过 大 则 会 因 漏 电 电 击 穿 而 中断供 电 ， 就 限 制 了其 脱 盐 效 率 的 进 一 这 步提 高 。 不 同性 质 电 场 的 破 乳 机 理 不 同 。研 究 发 现 ：
解 于原油 所含 的微 小水 滴 中 ， 量 为 碳 酸盐 、 酸 少 硫 盐、 有机 酸盐 ｌ 和 重金 属 卟啉 螯合 物 ＿ ， ＿ ２ ］ ３ 此类 盐 在 ］ 原油 加 工过程 中会 增加 能耗 、 蚀 和 堵 塞设 备 、 腐 引 起催 化 剂 中 毒 ， 重 影 响 安 全 生 产 和 产 品 质 量 。 严 为此 ， 油 深 加 工 过 程 要 求 脱 盐 后 原 油 的盐 质 量 原 浓 度 不 大 于 ３０ ． ｍｇＬ， 质 量 分 数 不 大 于 ／ 水 ０３ ＿ ， ． ４ 污水 含油浓 度不 大于 ５ ０ｍｇＬ ］ ０ ／ 。 原 油 脱 盐 本 质 上 就 是 脱 水 ， 采 用 物 理 或 化 即
Ｆ ４ｆ 一２ｃ ７＼
Ｓｗ十 ｇ／
１× ×Ｅ ２
５ ‘
式 中 ： 为原 油 的介 电常 数 ；ｗ ｓ Ｃ 为水 滴 的介 电常 数 ； ｒ 为水 滴半 径 ； 为两 水滴 间 的距离 ； 为外 加 电场 ｓ Ｅ
强度 。
对某 种稳定 的原 油 乳状 液 而 言 ， 中 的 ｒ和 式
摘 要 ： 析 原 油 脉 冲 电脱 盐 技 术 的 脱 盐／ 水 机 理 。以 １ ／ 分 脱 ０Ｌ ｈ的两 级 动 态 原 油 脉 冲 电脱 盐 装 置 ， 用 正 采 交试 验法 对 影 响原 油脉 冲 电脱 盐 效 果 的 ７ 因素 进 行 研 究 。结 果 表 明 ： 原 油 处 理 量 提 高 ６ 的 情 况 下 ， 用 个 在 Ｏ 采
的盐 类 主要 以碱金 属 和碱 土 金 属盐 酸盐 的形式 溶
我 国炼 油行 业具 有非 常重要 的意 义 。
２ 原 油脉 冲 电脱 盐机 理
在 原 油 电脱 盐 过 程 中 ， 水 乳 状 液 的 破 乳 主 油 要依 靠 电场 的 聚 结 作 用 来 实 现 ， 两个 相 邻 水 滴 之 间受 到 的聚结力 为［ ： ６ ３
优选 的工 艺条 件 ， 级 电 脱 盐 后 原 油 的 盐 质 量 浓 度 小 于 ３ ０ｍｇＬ， 质 量 分 数 小 于 ０ ３ ， 水 含 油 浓 度 小 于 二 ． ／ 水 ．％ 切
１０ｍｇＬ 达 到 了深 度 脱 盐 的技 术 要 求 ； 普 通 交 流 电 脱 盐 相 比 ， 冲 电脱 盐 节 电率 可 达 ５ ． ％ 。 ０ ／ ， 与 脉 ８９
学 方法 使 原 油 乳 状 液 破 乳 ， 现 油 水 分 离 。文 献 实
报 道 的原油脱 盐／ 脱水 方法 有机 械法 、 电化学 法 、 声 化 学法 、 处 理 法 、 滤 法 和 生 物 法 等 十 余 种 ， 磁 过 现
仅 有 电化学 法得 到 普遍 应 用 。原 油 电脱 盐 技 术 产 生于 ２ ０世纪 ５ ０年代 ， 过近 ６ 经 Ｏ年 的发 展 ， 已从 第
收 稿 日期 ｉ ０ １Ｏ —９ ２ １～５０ ；修 改 稿 收 到 日期 ：２ １— ６０ 。 ０ １０ —８ 作 者 简 介 ：任 满年 （ ９ ６ ） 教 授 级 高 工 ， 业 于 西 北 大 学 化 １ ６一 ， 毕 工 系 ， 从 事 炼 油 技术 开 发 工 作 ， 现 已发 表 论 文 １ ５篇 ， 国 家 发 获
加 工 工 艺
油
炼
制
与
化
工
ＰＥＴＲ ０ＬＥＵ Ｍ ＰＲ０ ＣＥＳＳＩ Ｇ Ｎ Ｄ Ｎ Ａ ＰＥＴＲＯ ＣＨ ＥＭ Ｉ ＣＡ ＬＳ
２１ 年 １ 月 ０１ ２ 第 ４ 卷 第 １ 期 ２ ２
原 油脉 冲 电脱 盐 技 术 研 究
任 满 年
（ 国石 化 洛 阳分 公 司 ，洛 阳 ４ １ １ ） 中 ７ ０ ２
国 的电脱 盐 技 术 仍 处 于 第 二 代 水 平 ， 耗 一 般 为 电
直 流 电场 的脱盐／ 脱水 是利 用 电场 对 水滴 极化 所 产
生 的偶 极 力 聚 结 ｌ ； 交 流 电场 则 是 利 用极 化 水 ８ 而 滴 随 电 场 的变 化 所 产 生 的振 荡 和 移 动 ， 成 偶 极 形
一
代 交流 电脱 盐 技 术 、 二 代 交 直 流 联 合 电脱 盐 第
技 术 逐步 向第 三代 脉 冲 电脱 盐 技 术过 渡 。脉 冲 电 脱 盐 技术 突 出的优 点是 电耗 低 、 盐 效率 高 、 劣 脱 对
质原 油 的适 应性 强 、 备 运 行稳 定 性 高 。 目前 ， 设 我
明专 利 ８项 。
关键 词 ： 油 电 脱 盐 原
电脱水
脉冲
机 理
１ 前 言
炼油 厂加 工 的商 品原 油 均含 有 一 定 量 的盐 和 水 。其 中水 质 量 分 数 一 般 小 于 ０ ５ ， 以 “ 包 ． 多 油 水” ｗ／ 型 乳状 液 的形 式 悬 浮 于油 相 中 ， （ ｏ） 其颗 粒 直的稳定 性 。原 油 中 ］
不 因温度 、 压力 等外 加 工 艺条 件 而 改 变 ， 水滴 间 的 聚结 力 取 决 于 电 场 强度 Ｅ， 越 大 越 利 于 水 滴 聚 Ｅ 合， 电脱 盐 效 率 就 越 高 。但 是 电 场 强 度 存 在 一 个 临界值 ， ４ ７ｋ ｃ ７； 过此值 ， 即 ． Ｖ／ｍ＿ 超 分散 作用 将 占 主 导地位 ， 加 电 场 强 度 反 而 会 使 水 滴 分 散 得 更 增 小， 降低 脱盐 ／ 水 效 率 。第 一 代 和 第 二 代 电 脱 盐 脱 技 术 的电场 强度一 般在 ８ ０ １５ ０Ｖ ｃ ０ ０ ／ｍ之 间 ， 与 临界值有 较 大 的 差距 ， 场 强 度 过 大 则 会 因 漏 电 电 击 穿 而 中断供 电 ， 就 限 制 了其 脱 盐 效 率 的 进 一 这 步提 高 。 不 同性 质 电 场 的 破 乳 机 理 不 同 。研 究 发 现 ：
解 于原油 所含 的微 小水 滴 中 ， 量 为 碳 酸盐 、 酸 少 硫 盐、 有机 酸盐 ｌ 和 重金 属 卟啉 螯合 物 ＿ ， ＿ ２ ］ ３ 此类 盐 在 ］ 原油 加 工过程 中会 增加 能耗 、 蚀 和 堵 塞设 备 、 腐 引 起催 化 剂 中 毒 ， 重 影 响 安 全 生 产 和 产 品 质 量 。 严 为此 ， 油 深 加 工 过 程 要 求 脱 盐 后 原 油 的盐 质 量 原 浓 度 不 大 于 ３０ ． ｍｇＬ， 质 量 分 数 不 大 于 ／ 水 ０３ ＿ ， ． ４ 污水 含油浓 度不 大于 ５ ０ｍｇＬ ］ ０ ／ 。 原 油 脱 盐 本 质 上 就 是 脱 水 ， 采 用 物 理 或 化 即
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式 中 ： 为原 油 的介 电常 数 ；ｗ ｓ Ｃ 为水 滴 的介 电常 数 ； ｒ 为水 滴半 径 ； 为两 水滴 间 的距离 ； 为外 加 电场 ｓ Ｅ
强度 。
对某 种稳定 的原 油 乳状 液 而 言 ， 中 的 ｒ和 式
摘 要 ： 析 原 油 脉 冲 电脱 盐 技 术 的 脱 盐／ 水 机 理 。以 １ ／ 分 脱 ０Ｌ ｈ的两 级 动 态 原 油 脉 冲 电脱 盐 装 置 ， 用 正 采 交试 验法 对 影 响原 油脉 冲 电脱 盐 效 果 的 ７ 因素 进 行 研 究 。结 果 表 明 ： 原 油 处 理 量 提 高 ６ 的 情 况 下 ， 用 个 在 Ｏ 采
的盐 类 主要 以碱金 属 和碱 土 金 属盐 酸盐 的形式 溶
我 国炼 油行 业具 有非 常重要 的意 义 。
２ 原 油脉 冲 电脱 盐机 理
在 原 油 电脱 盐 过 程 中 ， 水 乳 状 液 的 破 乳 主 油 要依 靠 电场 的 聚 结 作 用 来 实 现 ， 两个 相 邻 水 滴 之 间受 到 的聚结力 为［ ： ６ ３
优选 的工 艺条 件 ， 级 电 脱 盐 后 原 油 的 盐 质 量 浓 度 小 于 ３ ０ｍｇＬ， 质 量 分 数 小 于 ０ ３ ， 水 含 油 浓 度 小 于 二 ． ／ 水 ．％ 切
１０ｍｇＬ 达 到 了深 度 脱 盐 的技 术 要 求 ； 普 通 交 流 电 脱 盐 相 比 ， 冲 电脱 盐 节 电率 可 达 ５ ． ％ 。 ０ ／ ， 与 脉 ８９
学 方法 使 原 油 乳 状 液 破 乳 ， 现 油 水 分 离 。文 献 实
报 道 的原油脱 盐／ 脱水 方法 有机 械法 、 电化学 法 、 声 化 学法 、 处 理 法 、 滤 法 和 生 物 法 等 十 余 种 ， 磁 过 现
仅 有 电化学 法得 到 普遍 应 用 。原 油 电脱 盐 技 术 产 生于 ２ ０世纪 ５ ０年代 ， 过近 ６ 经 Ｏ年 的发 展 ， 已从 第
收 稿 日期 ｉ ０ １Ｏ —９ ２ １～５０ ；修 改 稿 收 到 日期 ：２ １— ６０ 。 ０ １０ —８ 作 者 简 介 ：任 满年 （ ９ ６ ） 教 授 级 高 工 ， 业 于 西 北 大 学 化 １ ６一 ， 毕 工 系 ， 从 事 炼 油 技术 开 发 工 作 ， 现 已发 表 论 文 １ ５篇 ， 国 家 发 获
