CN101370911A - 一种原油脱水装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种原油电场作用部，用于安装在输油管道上，包括：腔体，具有进油端，用于与上游的输油管相配接，用于输入来自上游的原油，以及出油端，用于向下游输出流过的原油；电场作用区，设置所述进油端和所述出油端之间，用于通过电场对流过的原油进行作用；电源输入端子，设置在腔体上，用于为所述电场作用部输入产生电场的电压；其中，所述电场作用部的腔体在垂直于原油流动方向上的截面的尺度与其所配接的输油管在垂直于原油流动方向上的截面的尺度是可比的。还提供了一种原油脱水单元，以及包括至少一个该原油脱水单元的原油脱水系统。利用本发明，可使原油脱水脱盐装置在结构上更简单、紧凑，并且提高原油脱水的效果及效率。

Description

一种原油脱水装置和系统 本发明要求 2006 年 7 月 17 日提交于中国专利局、 申请号为 20061 0045576. 5 ,发明名称为 "一种原油电场脱水脱盐的方法及其装 置" 的申请的优先权， 其全部内容通过引用结合于本申请中。 技术领域 及对油田或炼油厂生产中的原油进行电场或声电脱水的装置。 背景技术

在石油石化行业的生产中，有一道重要的工艺是将处于紧密结合 状态的油包水、 水包油颗粒打开， 实现原油与水的完全分离。 现在通 行的方法是化学法破乳， 即向油水乳化液中加入大量的表面活性剂 (又称破乳剂）， 降低油水界面的表面张力， 加快油水的分离。 这种 破乳方法的主要问题是成本高、反应速度慢， 而且还容易造成环境污 染。

作为一种改进， 一种利用高压电场加快破乳速度的方法应运而 生， 实现这一功能的装置一般称为电脱水器。 它由一个罐体， 在罐体 内部按一定方式排列有高压电极，相邻的高压电极与罐体外部高压电 源的不同电极相连， 从而在他们之间形成高压电场，罐体上还设有进 料口， 进料分布器， 沉降区， 在罐体下部的排水口， 及在罐体上部的 出油端等部分。 其作用原理是在罐体内的不同电极之间形成高压电 场， 乳化液在通过电场作用部时受到电场的极化作用而加速沉降。 中 国专利 CN2159833Y , CN1605615A , CN1 14061 1 C , 美国专利 US4209374 等介绍不同结构的电脱水器， 它们的工作原理是相同的。

这种结构的特点是工作比较稳定， 油水实现了即时分离，缺点是 体积较大， 结构较复杂， 造价高， 安装困难， 液体在罐内的緩慢运动 还影响了在电场作用下细小的水滴相互碰撞凝结成大颗粒沉降的机 会， 从而影响了破乳脱水脱盐的效率及效果。

专利 CN2296230 (原油电场脱水的超声波破乳装置）、 CN2539559 (原油超声波一-电场联合脱盐装置）公开了两种电场与超声波联合 作用进行脱水脱盐的技术。 它们共同的技术路线是设有一电脱水器， 即诸如专利 CN2159833、 US4209374等所介绍的电脱水器， 在电脱水 器前面设有一个超声波作用装置，待处理的原油乳化液通过输送管道 先进入如专利 CN2296230, 或者 CN2539559所述的超声波作用装置， 经过超声波作用后，再经过输送管道进入电脱水器。在电脱水器内部， 原油乳化液在电场的作用下， 油水分离速度加快， 分离出的污水沉入 电脱水器的底部经排水口排出，分离出的原油净油经电脱水器上部的 溢油口排出， 在这里， 电脱水器具有对待处理原油进行电场作用和实 现已处理原油的沉降分离两种功能。该技术路线所实现的物理破乳与 专利 CN2159833、 US4209374等所代表的单纯电场脱水相比在效果上 有所改进， 但在工业生产上还存在着几个不利的缺陷， 影响着物理破 乳技术的效果和推广， 这几个问题是：

1、在结构上，整个技术方案受制于笨重的电脱罐（即电脱水器）， 限制了物理脱水系统根据生产工艺的要求灵活地安装和改造，不利于 物理破乳技术的推广。

2、 在物理作用的程序上， 由于原油品种繁多， 对其中相当多的 原油乳化液而言， 先超声、后电脱的程序不利于充分发挥物理作用的 效率和效果。

3、 与在工业上广泛釆用的大型储罐相比， 电脱罐的体积明显偏 小， 进一步限制了物理作用的效果。

4、 经过物理作用的液体就地沉降， 减少了油包水、 水包油颗粒 通过布朗运动碰撞、 合并、 沉降的机会。

5、 在电脱水罐内， 液体因沉降形成了分层， 不同组别的电极间 的液体的电特性各不相同，使加在电极上的电压不容易达到理想的状 态， 严重影响电场作用的效果。 发明内容

根据本发明的一个实施例， 提供了一种原油电场作用部， 用于安 装在输油管道上， 包括：

腔体， 具有进油端， 用于与上游的输油管相配接， 用于输入来自 上游的原油， 以及出油端， 用于向下游输出流过的原油；

电场作用区，设置所述进油端和所述出油端之间， 用于通过电场 对流过的原油进行作用；

电源输入端子， 设置在腔体上， 用于为所述电场作用部输入产生 电场的电压；

其中，所述电场作用部的腔体在垂直于原油流动方向上的截面的 尺度与其所配接的输油管在垂直于原油流动方向上的截面的尺度是 可比的。

根据本发明的另一个实施例， 提供了一种原油脱水单元， 包括： 油水分离装置； 至少一个原油物理作用部， 其设置在所述油水分离装 置的上游， 配接到所述油水分离装置上， 其中， 所述原油物理作用部 包括上述原油电场作用部和超声作用部中的至少一个， 其中， 所述物 理作用部的腔体在垂直于原油流动方向上的截面的尺度与其所配接 的输油管在垂直于原油流动方向上的截面的尺度是可比的。

根据本发明的再一实施例， 提供了一种原油脱水系统， 包括至少 一个上述的原油脱水单元。 在上述装置中， 由于物理作用部， 例如电场作用部配接在输送管 道之间，既可利用石化行业现有工艺流程中已有的电脱罐作为油水分 离装置，也可利用不含电极结构的各种大型普通沉降罐作为油水分离 装置， 从而充分利用现有资源、 减小系统的体积和复杂性。

另外， 沉降功能与物理作用、 例如电场作用功能分开可以使整个 脱水装置在结构上更简单、 紧凑， 为电场一声场联合装置的安装提供 了极大的方便性， 在工艺流程上很容易从单点安装转到多点安装， 非 常利于强化物理破乳、 脱水的效果和该技术的推广。

另外，由于所述原油物理作用部在垂直于原油流动方向上的截面 的尺度与其所配接的输油管在垂直于原油流动方向上的截面的尺度 是可比的， 管道的直径远远小于传统的电脱水器的直径， 大约小一个 数量级， 这样， 原油物理作用部的直径也变得很小， 这样， 大大减小 了工程实现工作量，对电场作用部而言也明显减小了电极的数量以及 相邻电极间的距离， 减轻了对高压电源的要求， 从而， 相比传统的电 脱水器， 可以釆用的更小的电压。 更重要的是， 流经电场作用部电极 间的液体都是动态的和没有经过沉降的均匀乳化液，在所有电极间其 电特性是一样的，很容易对施加在电极间的电压进行控制， 保证其稳 定工作； 不像传统电脱水器内的液体， 经过沉降已实现了分层， 各电 极间液体的电特性各不相同且经常发生变化，施加在电极间的电压不 易控制， 不稳定， 容易 "垮电场"， 降低了脱水脱盐的效率。

另外， 由于本装置的出油端可通过输油管道与沉降罐配接， 增加 了细小水颗粒相互碰撞的机会，从而增加了使细小水颗粒快速凝结成 易于沉降的大颗粒的机会， 大大地提高了原油脱水脱盐的效果及效 率。

另外的优点、 目的和实施例将部分地在随后的描述中阐明， 并且 在检查下面内容时对于本领域技术人员部分地变得显而易见，或可从 本发明的实践中习知。本发明的目的和其它优点可通过在书面描述及 其权利要求以及附图中具体指出的结构来实现和获得。以上和以下的 详细描述都是示例性和解释性的， 且旨在提供进一步的解释。 附图说明

图 1为才艮据本发明一个实施例的原油电场作用部的示意图。 图 2为才艮据本发明另一个实施例的原油电场作用部的示意图。 图 3是所使用电极的结构示意图。

图 4 -图 7分别是根据本发明各实施例的电极结构的示意图。 图 8 -图 1 2分别示出了才艮据本发明的实施例的原油脱水单元的 示意图。

图 1 3、 图 14示出了一种以压电陶瓷作为超声波的产生装置。 图 15、图 1 6示出了一种以磁致伸缩方式发射超声波的产生装置。 图 17示出了一种根据本发明的实施例的原油脱水系统。 具体实施方式

下面结合附图通过实施例对本发明作进一步的描述：

实施例一：

如图 1、 图 3所示， 提供了一种原油电场作用部 300。 其中， 金 属管筒形电场作用腔体 301内腔经支承体 302固定有电极 303 , 电极 303由电极 3031及电极 3032构成， 电极 3032为管筒形结构， 电极 3031位于管筒形电极 3032内， 电极 3031为棒状结构， 电极 3031与 电极 3032的轴线及电场作用腔体 301的轴线相互平行，并且电极 3031 轴线与电极 3032及电场作用腔体 301的轴线重合，电场作用腔体 301 的一端经法兰 304与管状的连接件 305的一端固定，连接件 305的管 壁上加工有电缆引出孔， 电极 3031及电极 3032分别经两根电缆 307 从电缆孔内引出， 电缆孔由电缆引入塞 306封堵， 两根电缆 307的另 一端接高压电源 200的两个输出端上，与电极 3031相连接的电缆 307 同时与电场作用腔体 301的管壁电连接，连接件 305的另一端经法兰 与输油管道 1 00 —端的法兰固定在一起。 本发明也可不使用连接件 305 , 电缆 307直接从电场作用腔体 301上引出。 电场作用腔体 301 的另一端经法兰与输送管道 1 00连接，输送管道 1 00的另一端接油水 分离装置、 例如沉降罐 400 的进油端。 电场作用腔体 301 内的电极 303为两组， 一组由电极 3032与电极 3031组成， 另一组由电极 3032 与电场作用腔体 301的管壁组成，高压电源 200施加给电极 303的电 信号是高压交流或者直流信号。 另外， 高压电源 200施加给电极 303 的电信号还可以是高压脉冲信号。本发明原油经输油管道 1 00流经电 场作用腔体 301 , 在高压电源 200的作用下电极 3032与电极 3031之 间、 电极 3032与电场作用腔体 301的管壁之间形成高压电场， 从而 电场作用腔体 301 内腔不会存在电场盲区， 原油流经电场作用腔体 301内的电场作用区时， 油水混合液就受到电场的作用， 其中的细小 水颗粒在电场和液体自身流动的双重作用下，很容易相互碰撞， 凝结 成更易于与油分离的较大颗粒， 另外， 电场作用腔体 301后端的输送 管道 1 00的存在增加了细小水颗粒的碰撞机会，更加利于细小的水颗 粒形成较大水颗粒， 经电场处理后的含水原油流入沉降罐 400内， 在 进入沉降罐 400后经自然沉降， 水沉降到沉降罐 400的底部， 经罐体 底部的排水管 402 排出， 脱水脱盐后的原油则经罐体顶部的排油管 401流出。 根据输油管径， 金属管管形作用腔体的内径可以根据需要 设定， 在本实施例中， 输油管道直径为 30cm, 金属管筒形电场作用 腔体 301 内腔的直径为 50cm; 在另一实施例中， 金属管筒形电场作 用腔体 301 内腔的直径也可为 30cm。 在一个实施例中， 管道直径为 6cm, 釆用的电场作用腔体 301内腔的直径为 6cm。

实施例二：

如图 2、 图 3所示， 原油电场作用部 300中， 金属管筒形电场作 用腔体 301内腔经支承体 302固定有电极 303 ,电极 303由电极 3031 及电极 3032构成， 电极 3032为管筒形结构， 电极 3031位于管筒形 电极 3032内， 电极 3031为棒状结构， 电极 3031与电极 3032的轴线 及电场作用腔体 301的轴线相互平行，并且电极 3031轴线与电极 3032 及电场作用腔体 301 的轴线重合， 电场作用腔体 301 的一端经法兰 304与管状的连接件 305的一端固定， 连接件 305的管壁上加工有电 缆引出孔，电极 3031及电极 3032分别经两根电缆 307从电缆孔内引 出， 电缆孔由电缆引入塞 306封堵， 两根电缆 307的另一端接高压电 源 200的两个输出端上， 与电极 3031相连接的电缆 307同时与电场 作用腔体 301的管壁电连接，连接件 305的另一端经法兰与输油管道 1 00—端的法兰固定在一起。本发明也可不使用连接件 305 , 电缆 307 直接从电场作用腔体 301上引出。电场作用腔体 301的另一端接沉降 罐 400的进油端。 电场作用腔体 301内的电极 303为两组， 一组由电 极 3032与电极 3031组成， 另一组由电极 3032与电场作用腔体 301 的管壁组成，高压电源 200施加给电极 303的电信号是中频以上的高 压交流信号，高压电源 200施加给电极 303的电信号还可以是高压脉 冲信号。 本发明原油经输油管道 1 00流经电场作用腔体 301 , 在高压 电源 200的作用下电极 3032与电极 3031之间、 电极 3032与电场作 用腔体 301的管壁之间形成高压电场，从而电场作用腔体 301内腔不 会存在电场盲区， 原油流经电场作用腔体 301内的电场作用区时， 油 水混合液就受到电场的作用，其中的细小水颗粒在电场和液体自身流 动的双重作用下，很容易相互碰撞， 凝结成更易于与油分离的较大颗 粒， 更加利于细小的水颗粒形成较大水颗粒， 经电场处理后的含水原 油流入油水分离装置、 例如沉降罐 400内， 在进入沉降罐 400后经自 然沉降，水沉降到沉降罐 400的底部，经罐体底部的排水管 402排出， 脱水脱盐后的原油则经罐体顶部的排油管 401流出。 在本实施例中， 管道直径为 25 cm, 金属管筒形电场作用腔体 301内腔的直径优选为 20cm。

实施例三：

如图 4所示， 电极 3031为棒状结构， 电极 3031经支承体 302固 定在电场作用腔体 301内腔， 电极 3031位于电场作用腔体 301的轴 线上， 两根电缆 307分别接电极 3031及电场作用腔体 301的管壁， 本实施例的其它结构及其连接方式与实施例一或实施例二相同。

实施例四：

如图 5所示， 管状电极 3032a位于电场作用腔体 301内腔， 电极 3032a内套装有管状电极 3032b ,电极 3032b内套装有棒状电极 3031 , 电极 3031与电极 3032b , 电极 3032a经支承体 302 固定在电场作用 腔体 301 内腔中， 电极 3031的轴线与电极 3032b , 电极 3032a及电 场作用腔体 301的轴线重合， 电极 3031与电极 3032a经电缆连接在 一起，电极 3032b与电场作用腔体 301的管壁经另一根电缆连接在一 起， 本实施例的其它结构及其连接方式与实施例一或实施例二相同。

实施例五：

前述四个实施例中电极 3031、电极 3032、电极 3032a、电极 3032b 的轴线也可以与电场作用腔体 301的轴线不重合，其它结构及其连接 方式与实施例一或实施例二相同。

实施例六：

如图 6所示， 电场作用腔体 301的横截面为矩形， 电极 3033为 平板式结构， 电极 3033经支承体 302固定在电场作用腔体 301的内 腔中，电极 3033与电场作用腔体 301相对的两个腔壁平行，电极 3033 及电场作用腔体 301的管壁分别经一根电缆 307与高压电源 200的两 个输出端电连接，本实施例的其它结构及其连接方式与实施例一或实 施例二相同。

实施例七：

如图 7所示， 电场作用腔体 301 的横截面为矩形， 电极 3034、 电极 3035及电极 3036为平板式结构， 电极 3034、 电极 3035及电极 3036之间相互平行， 并且与电场作用腔体 301相对的两个腔壁平行， 电极 3034与电极 3036经一根电缆 307引出与高压电源 200的一个输 出端相连接，电极 3035及电场作用腔体 301的管壁经另一根电缆 307 与高压电源的另一输出端电连接。

本发明电极 303的组数可根据电场作用腔体 301的管径大小进行 增减， 管径越大电极 303的组数越多， 反之亦然。 为了增强电场作用 部的强度和作用效果， 可以将多组安装有电极 303 的电场作用腔体 301以串联的方式连接在沉降罐 400与输油管道 1 00之间。

实施例八：

实施例六、 实施例七中电极 3033、 电极 3034、 电极 3035及电极 3036也可以与电场作用腔体 301的轴线之间有一个夹角。

实施例九：

电极也可以为网板状结构，两个网板状电极经支承体固定在电场 作用腔体内腔中， 网板状电极与电场作用腔体的轴线垂直， 相邻两个 网板电极分别经电缆接高压电源的两个输出端，两个网板状电极在电 场作用腔体内腔中形成了一个与原油流动方向相同的电场，经电场处 理的含水原油流入沉降罐后， 经沉降后水及盐沉降到沉降罐的底部 , 经罐体底部的排水管排出，脱水脱盐后的原油则经罐体顶部的排油管 流出。

实施例十：

在本发明的一个优选实施例中 ,提供了一种原油脱水单元。其中 , 包括一个油水分离装置， 例如沉降罐或沉降区， 在沉降罐 (区）的前 面， 包括一至少原油物理作用部， 该物理作用包括用于对待处理原油 施以电场作用的电场作用部和用于对待处理原油施以声波（超声波） 作用的声波作用部，电场作用部和声波作用部之间可以通过管道或者 其它方式连接在一起；待处理的原油通过输送管道进入电场作用部和 超声波作用部， 经过电场和超声波作用后， 通过输送管道送到后面的 沉降罐进行沉降分离，分离出的净化油由位于沉降罐上部的溢油口溢 出， 分离出的水从位于沉降罐的下方的排水口排出。 在另一个实施例 中 ,原油也可通过输送管道先进入超声波作用部，后进入电场作用部。

图 8示出了一种原油脱水单元，即用于实现上述技术方案的乳化 液的电场一超声波联合破乳脱水脱盐装置， 其中设有油水分离装置， 例如沉降罐 400 , 在沉降罐 400的前面， 通过原油输送管道 1 00连接 有对待处理原油施以电场作用的电场作用部 300 和对待处理原油施 以超声波作用的超声波作用部 500 , 电场作用部 300与超声波作用部 500之间通过管道连接， 待处理的原油乳化液通过输送管道 1 00顺序 进入电场作用部 300 , 超声波作用部 500 , 分别经过电场、 超声波的 作用后， 通过输送管道 1 00送入沉降罐 400进行沉降及油水分离。 电 场作用部 300、超声波作用部 500基本上没有油水的沉降、分离功能， 电场作用部的结构可以如实施例一至实施例九所示的方案；超声作用 部 的 结 构 可 以 釆用 如 专 利 CN2296230 、 CN2539559 及 ZL200520085698. 8所示的方案。

实施例十一：

在本技术方案中，原油脱水单元中电场作用部 300和超声作用部 500也可以不通过管道 1 00进行连接， 而是一个大的作用部内的前后 两个区域， 如图 9所示。

实施例十二、 十三：

在本技术方案中， 原油脱水单元中， 待处理原油顺序进入被处理 的次序可以调整， 即先进入超声作用部 500 , 而后进入电场作用部 300 , 最后进入沉降分离罐。 如图 1 0、 1 1中分别所示。

实施例十四：

在本实施例的原油脱水单元中， 包括一物理作用部， 在这个作用 部内， 充满待处理的原油乳化液， 由高压电场发生装置产生的高压电 场与由超声波发生装置产生的机械波， 在物理作用部内充分叠加， 从 而产生一个电场一-声场的叠加场， 超声波的传播方向与电场方向可 以平行或成一定的角度， 物理作用部内的原油乳化液被这个电场 -- 声场的叠加场作用后， 通过输送管道送至下级沉降罐进行沉降分离。

图 12示出了一种原油脱水单元， 即用于实现上述技术方案的原 油乳化液的电场一声场联合破乳装置，其中包括一个油水分离装置一 一沉降罐 400 , 在沉降罐的前面通过输送管道 1 00连接有一个电场与 声场的共同作用部 600 , 该共同作用部通过另一条原油输送管道输入 原油乳化液，由高压发生装置产生的高压电场与由超声波发生装置产 生的机械波在此共同作用部内充分叠加， 从而产生一个电场一-声场 的叠加场， 由原油输送管道 1 00输入共同作用部的原油经过电场一- 声场的叠加作用后， 通过输送管道送至起沉降分离作用的储罐 400 , 分离出的水经排水管 402排出， 净油由排油管 401送入下一级工序， 如图 12中所示。

在上述电场一-声场的叠加形成共同作用部的技术方案中， 超声 波的作用方向相对于电场的作用方向形成的角度，可以根据油品和设 备的要求进行调整， 从近似平行（0。 ）到近似垂直（90。 ；)。

图 1 3、 图 14示出了一种以压电陶瓷作为超声波的产生装置， 超 声波发射方向与待处理的液体流动方向垂直的技术方案。超声波的作 用方向相对于电场作用的方向形成的角度可以从 0° ~ 90。 。

图 15、图 1 6示出了一种以磁致伸缩方式发射超声波的产生装置， 超声发射方向与待处理原油的流动方向平行， 在电场一-声场的叠加 作用部内， 超声波的作用方向与电场的作用互相垂直。

当然， 本发明亦可利用其他方式来产生超声波， 不必局限于上述 实施例。

图 1 3〜图 16中， 501是超声波的发射装置（探头）， 502是超声 波电源， 503为连接超声波电源和超声探头的电缆； 303是形成高压 电场的电极， 它们之间一般彼此平行， 200是高压电源， 307是连接 高压电极与高压电源的高压电缆； 600是形成共同作用部的腔体， 305 是过渡连接件， 302是电极支撑体。

上述实施例中的沉降罐即可以利用现有的电脱罐，也可以利用普 通的沉降罐。

上述的原油脱水单元中所包括的物理作用部包括电场作用部和 超声作用部二者。但是本领域技术人员很容易理解原油脱水单元所包 括的物理作用部中也可仅包括电场作用部或者超声作用部之一。上述 实施例中， 物理作用部 （电场作用部和 /或超声波作用部）可以是管 道形的。

在本发明的实施例中所公开的原油脱水单元中，每个单元可以包 括至少一个原油物理作用部以及一个油水分离装置， 例如沉降罐， 每 个物理作用部包括电场作用部和 /或超声作用部。

根据本发明的另一个实施例， 还提供了一种原油脱水系统， 该系 统包括 至少一个上述的原油脱水单元。组成该原油脱水系统的各 水需求。 在串行分布或者并行方式下， 多级原油脱水单元， 可以在不 同单元内釆取不同的处理条件， 以增强脱水效果。

图 17 示出了一种包括三组原油脱水单元的原油脱水系统， 其中 原油脱水单元可以是例如如图 8 -图 1 2所示的原油脱水单元。 三组 原油脱水单元釆用串行分布方式， 相邻的原油脱水单元 801、 802及 802、 803 之间通过输油管连接， 待处理原油通过原油输运管道 1 00 送入原油脱水系统后，依次经过原油脱水单元 801、 802、 803的处理， 处理好的原油经原油输运管道 1 00外输。

传统的卧式电脱罐一般直径为 3米左右， 长十几米； 而在本发明 的实施例中， 所使用的管道形电场作用部（或超声波作用部）的直径 与输油管道的直径是可比的。 例如， 当输油管道的直径是 30厘米时， 电场作用部（或超声波作用部）的直径可以是例如 20厘米至 60厘米； 当输油管道的直径是 40厘米时， 电场作用部 （或超声波作用部） 的 直径可以是例如 30厘米至 90厘米； 当输油管道的直径是 50厘米时， 电场作用部 （或超声波作用部） 的直径可以是例如 40厘米至 1 00厘 米， 电场作用部（或超声波作用部）的直径与管道的直径之比基本上 在 0. 7倍到几倍之间， 优选在 1到 3倍之间。 当然， 电场作用部（或 超声波作用部）的直径可以根据需要任意缩小或增大。 所述电场作用 部（或超声波作用部）的长度也可以根据需要任意加长， 所述作用部 越长， 电场对原油的作用就越充分， 效果也越好一些。

在传统电脱水器内部， 相邻电极间的距离一般在数十厘米， 需要 施加数万伏甚至更高的电压， 才能有较好的效果； 因为罐内同时进行 沉降， 沉降分离出的高含水层， 不同的相邻电极间液体性质不一致， 很容易导致电极间击穿， 不容易控制， 形成 "跨电场"， 使电场作用 停止。

而在本发明所述的管道型电场作用部内，相邻电极间的距离一般 在数厘米， 只需要施加数千伏甚至更低的电压就可以有较好的效果； 电极的数目可以根据电场作用部的尺寸进行调整，管道粗就多加几层 电极， 反之就少加几层。

在电场作用部内， 由于经过电场作用的油、 水混合液还来不及进 行油水的沉降分离，油、水之间处于紧密乳化状态，没有明显的分层， 各组相邻电极间的液体性质基本一致， 所以， 电极之间不容易击穿， 同样条件下， 单位距离可以施加更高的电压， 并且容易控制， 因而效 果更好。

釆用本发明所提供的技术方案， 不但利用了电场、 声场各自对原 油破乳脱水的促进作用，而且还巧妙的利用布朗运动原理增加了油包 水、 水包油颗粒的相互碰撞而结合的机会， 提高了破乳脱水的效率和 质量。

釆用本发明所提供的技术方案，还提高了在破乳脱水的过程中电 场的作用与声场作用相互激励、相互促进的效应， 进一步提高了原油 破乳脱水的效果。

釆用本发明的装置， 由于舍弃了复杂、 笨重的电脱水罐， 装置本 身结构简单、 紧凑， 为电场一声场联合装置的安装提供了极大的方便 性， 在工艺流程上很容易从单点安装转到多点安装， 非常利于强化物 理破乳、 脱水的效果和该技术的推广。

此外， 在根据本发明实施例的装置中， 由于利用了电场、 声场不 同方式的作用组合， 对不同的品质、 不同温度的原油有不同的作用效 果。 本发明可以针对不同品质的原油， 不同工艺点的要求， 有针对性 地釆用相应的组合联合作用方式， 充分利用电场、 声场各自的优势， 达到最佳的破乳脱水效果。

另外的优点、 目的和实施例将部分地在随后的描述中阐明， 并且 在检查下面内容时对于本领域技术人员部分地变得显而易见，或可从 本发明的实践中习知。本发明的目的和其它优点可通过在书面描述及 其权利要求以及附图中具体指出的结构来实现和获得。以上和以下的 详细描述都是示例性和解释性的， 且旨在提供进一步的解释。 制为以上所公开的精确形式。 本领域的技术人员可以理解， 在本发明 的范围内， 可以进行各种等同的修改和替换， 这样的修改和替换应视 为被本发明所涵盖。 此外， 在此所提供的本发明的原理也可应用于其 他领域， 而不必局限于原油的脱水脱盐。 上述各个实施例的元素可任 意组合在一起， 以便提供进一步的实施例。

上文中所涉及的专利和专利申请及其他参考文献，通过引用合并 于此。 必要时， 可修改本发明的各方面， 以便釆用上述各个参考文献 的系统、 功能和概念来提供本发明的进一步的实施例。

此外， 不应将所附权利要求中使用的术语阐释成将本发明限制 到本说明中公开的特定实施例，除非以上详细说明清楚地限定了此术 语。 因此， 本发明的实际范围应该涵盖所述实施例及根据权利要求实 施的所有等同方式。

Claims (1)

1. 权 利 要 求 书

   1、 一种原油电场作用部， 用于安装在输油管道上， 包括： 腔体， 具有进油端， 适于与上游的输油管相配接， 用于输入来自 上游的原油， 以及出油端， 用于向下游输出流过的原油；

   电场作用区，设置所述进油端和所述出油端之间， 用于通过电场 对流过的原油进行作用；

   电源输入端子， 设置在腔体上， 用于为所述电场作用部输入产生 电场的电压；

   其中，所述腔体在垂直于原油流动方向上的截面的尺度与其所配 接的输油管在垂直于原油流动方向上的截面的尺度是可比的。

   2、 根据权利要求 1所述的原油电场作用部， 其中所述电场作用 区内包括至少一个第一电极和至少一个第二电极，第一电极和第二电 极分别连接到不同的所述电源输入端子上，每个第一电极和第二电极 在基本平行于原油流过的方向上延伸并且在基本垂直于原油流向的 方向上交替排列，第一电极和第二电极之间具有一便于原油流过的预 定间隔。

   3、 根据权利要求 2所述的原油电场作用部， 其中所述第一电极 和所述第二电极之间的电压包括直流和 /或交流电压和 /或脉冲电压。

   4.根据权利要求 1所述的原油电场作用部，其中所述出油端直接 配接或者通过输油管道配接到一油水分离装置上。

   5. 根据权利要求 2所述的原油电场作用部， 其中各第一电极和 第二电极之间的所述预定间隔是均匀的或者不均匀的。

   6. 根据权利要求 2的原油电场作用部， 其中所述的第一电极和 第二电极的横截面基本上是圓形， 且同心或者不同心设置。

   7. 根据权利要求 1所述的原油电场作用部， 其中所述电场作用 部是管状， 其直径与输油管道的直径之比在 1到 3倍之间。

   8. 一种原油脱水单元， 用于安装在输油管道上， 包括： 油水分离装置，

   至少一个原油物理作用部， 其设置在所述油水分离装置的上游， 配接到所述油水分离装置上， 其中， 所述原油物理作用部包括如权利 要求 1 的原油电场作用部和 /或超声作用部， 其中， 所述物理作用部 的腔体在垂直于原油流动方向上的截面的尺度与其所配接的输油管 在垂直于原油流动方向上的截面的尺度是可比的。

   9. 根据权利要求 8所述的原油脱水单元， 其中， 所述电场作用 部和超声作用部串联设置，电场作用部和超声作用部中的一个与上游 输油管配接，另一个直接配接或者通过输油管道配接到下游的所述油 水分离装置上，所述电场和超声作用部其中的一个以及其中的另一个 先后作用于原油。

   10. 根据权利要求 8所述的原油脱水单元，其中所述电场作用部 与所述超声作用部重叠设置， 使电场和声场相叠加同时作用于原油。

   11.根据权利要求 8或 9或 10所述的原油脱水单元，其中所述超 声波的作用方向基本上垂直于原油流向。

   12.根据权利要求 8或 9或 10所述的原油脱水单元，其中所述超 声波的作用方向基本上平行于原油流向。

   1 3. 根据权利要求 8所述的原油脱水单元，其中所述超声波是以 压电陶瓷或磁致伸缩方式产生的。

   14. 一种原油脱水系统， 包括至少一个如权利要求 8所述的原油 脱水单元。