CN101475832A - 一种原油电脱盐脱水方法 - Google Patents

一种原油电脱盐脱水方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种原油电脱盐脱水方法，它是将原油加热到115℃～155℃，注入占原油总重量3重量％～8重量％的水，加入占原油总重量0～25μg/g破乳剂，进入超声波频率为20～40kHz，声强为0.5w/cm2～0.75w/cm2的作用区混合1～5分钟，再在脉冲电场强度为600V/cm～2000V/cm，占空比15％～50％，频率100Hz～800Hz电场的脱盐和脱水罐内停留25～50分钟，分离出污水，得到净化原油满足盐含量要求出装置，该方法可节电50％以上。

Description

一种原油电脱盐脱水方法
技术领域
本发明涉及用电法或者磁法精制烃油，特别涉及用超声波和脉冲脱除烃油中盐和水的方法。
背景技术
原油在油田的开采过程中，由于采油需要注入了大量的水和乳化剂，使得开采出原油含有部分水，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。由于原油中油水乳化液的存在，对油田来说增加了储运负担，同时由于水及其它杂质的存在，使原油存储罐和输油管线的腐蚀速率增加，降低了它们的寿命。
在炼油厂的石油加工过程中，入厂的原油经过油田脱水处理，其中的水含量一般小于0.5％，水中所含的无机盐类等杂质若不脱除将使原油加工装置产生腐蚀和结垢；特别对原油的二次加工过程影响很大，使催化剂中毒，腐蚀生产装置，影响装置的长周期平稳运行。
因此无论在油田还是炼厂，原油的脱盐脱水是必不可少的原油预处理工艺，随着二次加工过程的发展，还有向深度脱盐脱水发展的趋势，越来越受到普遍的重视。
原油电脱盐是在原油中注入适当的水和破乳剂，经过混合使油水充分接触，原油中能溶于水的杂质进入水中，经过电脱盐装置，在一定电场、一定温度下的作用下，破坏乳状液，实现油水分离沉降的过程。从而达到脱盐脱水的目的。
超声波具有机械振动、空化及热作用。超声波振动在液体中传播的音波压强达到一个大气压时，其功率密度为0.35w/cm2，这时超声波的音波压强峰值就可达到真空或负压，但实际上无负压存在，因此在液体中产生一个很大的压力，将液体分子拉裂成空洞一空化核。此空洞非常接近真空，它在超声波压强反向达到最大时破裂，由于破裂而产生的强烈冲击将物体表面的污物撞击下来。这种由无数细小的空化气泡破裂而产生的冲击波现象称为“空化”现象。超声波混合技术主要利用超声波“空化”现象产生震荡，使其对所作用的容器中的混合液体均匀分布，充分接触。
利用超声波的“空化”现象进行混合应用于很多领域，如专利97237327.6介绍了利用超声波和高频磁场混合燃油、水、添加剂合成燃料油。
当超声波作用于原油乳化液时，使原油乳化液振动，在振动过程中由于乳化液中的物质的密度、颗粒大小不同，使各自具有不同的相对振动速度，乳化液中形成油-水界面膜的杂质如石蜡、胶质、沥青质在振动中与水滴产生相对运动，杂质与水滴进一步混合，使其中易溶于水的物质与水充分接触，提高了脱盐率。
脉冲电脱盐技术是近年来发展的新型电脱盐技术，脉冲电压、脉冲占空比、脉冲频率连续可调，在极板间形成脉冲电场，场电压波形为双向或单向脉冲方波，根据介质高压电击穿理论，介质的击穿电压和作用时间有关，作用时间越短，击穿电压越高，因此，脉冲变压器可在原油水含量较高时维持变压器给定电压，保持罐内电场强度，从而达到高速高效破乳，快速脱盐脱水的目的。
对于把脉冲电场应用于原油电脱盐的技术，CN101037612A提出利用脉冲电压电脱盐技术脱除原油含水含盐技术，该专利提出利用脉冲电场强度为1500V/cm-4000V/cm的强电场处理0.9g/cm3以下的原油效果很好，但其达不到现在很多炼油厂处理很多劣质高密度原油的要求，而且电场强度太高，容易产生乳化。
发明内容
本发明提供一种原油电脱盐脱水方法，其目的在于针对现有的原油电脱盐脱水方法存在的不足，提出一种利用超声-脉冲组合进行电脱盐脱水工艺方法，在满足脱盐脱水的条件下，减少破乳剂的使用量和用电。
为达到上述目的，本发明提高一种原油电脱盐脱水方法，具体技术方案为：
1)将原油加热到115℃～155℃，最好115℃～140℃，注入占原油总重量3重量％～8重量％的水，最好5重量％～8重量％，加入占原油总重量0～25μg/g破乳剂，最好0～10μg/g，混合后到2)；
2)进入超声波频率为20kHz～40kHz，最好20kHz～25kHz，声强为0.5w/cm2～0.75w/cm2，最好为0.5w/cm～0.70w/cm混合1～5分钟到3)；
3)进入脉冲电场强度为600V/cm～2000V/cm，最好600V/cm～1500V/cm，频率100Hz～800Hz的电场，最好100Hz～600Hz，占空比为15％～50％，最好15％～50％的脱盐罐，停留25～50分钟，分离出污水，得到净化原油满足盐和水含量要求出装置，不满足要求时返回到步骤1)。所述的占空比为通电时间与脉冲周期的比。
所述步骤1)中的水为PH值6～11新鲜水或净化水。
本发明提供一种原油电脱盐脱水方法，利用超声波的“空化”现象强化油水接触，增强混合效果；采用脉冲高压电源供电方式，脉冲电源使罐内电极间形成脉冲电场，脉冲电脱盐技术电压为脉冲方波，为间断供电方式，减少了通电时间，又避免因电流增大而产生电压的降低或短路，从而可以节省电耗。高压脉冲能够实现极板电场瞬间高压，产生很大震荡，能使乳化膜破裂，加快了水滴碰撞和聚集，提高了油水分离效率，可以减少破乳剂的用量。具有高效破乳、油水分离快的特点。
本发明利用超声波对液体产生的机械振动达到增强混合的作用，从而提高脱盐率；利用脉冲变压器的间断供电方式，减少了通电时间，达到脱盐脱水的目的，又可以减少脱盐电耗，一般可节电50％以上。
具体实施方式
下面用具体的实施例说明本发明，但并不限制本发明。
实施例1
原油密度为934.1Kg/m3，水含量0.05％，盐含量为132.6mgNaCl/L，破乳剂为水溶性ERI1160，注水为新鲜水PH＝7，脱盐温度135℃。
一级脱盐破乳剂加入量为20μg/g，注水8％，混合后加频率为20kHz，声强为0.6w/cm2的超声波1分钟，再加电场强度800V/cm，占空比50％，脉冲频率100Hz的脉冲电场40分钟；二级脱盐破乳剂加入量为10μg/g，注水6％，混合后加频率为20kHz，声强为0.6w/cm2的超声波1分钟，再加电场强度800V/cm，占空比50％，脉冲频率100Hz的脉冲电场40分钟；三级脱盐破乳剂加入量为10μg/g，注水5％，混合后加频率为20kHz，声强为0.6w/cm2的超声波1分钟，再加电场强度800V/cm，占空比50％，脉冲频率100Hz的脉冲电场40分钟，分别测量每一级脱盐脱水后油中的盐和水的含量，结果见表1。
表1 三级脱盐脱水效果
实施例2
某原油密度为934.1Kg/m3，水含量0.05％，盐含量为132.6mgNaCl/L，破乳剂为水溶性ERI1160，注水为新鲜水PH＝7，脱盐温度135℃。
一级脱盐破乳剂加入量为15μg/g，注水8％，混合后加频率为20kHz，声强为0.6w/cm2的超声波1分钟，再加电场强度800V/cm，占空比50％，脉冲频率100Hz的脉冲电场40分钟；二级脱盐破乳剂加入量为8μg/g，注水6％，混合后加频率为20kHz，声强为0.6w/cm2的超声波1分钟，再加电场强度800V/cm，占空比50％，脉冲频率100Hz的脉冲电场40分钟；三级脱盐破乳剂加入量为5μg/g，注水5％，混合后加频率为20kHz，声强为0.6w/cm2的超声波1分钟，再加电场强度800V/cm，占空比50％，脉冲频率100Hz的脉冲电场40分钟，分别测量每一级脱盐脱水后油中的盐和水的含量，结果见表2。
表2 三级脱盐脱水效果：
Figure A200910064169D00071
实施例3(对比例)
本实施例脱盐采用普通全阻抗变压器对原油施加电场，与新型组合电脱盐技术进行比较，主要对比破乳剂注入量、脱盐率和电耗。
某原油密度为934.1Kg/m3，水含量0.05％，盐含量为132.6mgNaCl/L，破乳剂为水溶性ERI1160，注水为新鲜水PH＝7，脱盐温度135℃。
一级脱盐破乳剂加入量为20μg/g，注水8％，混合后加电场强度为800V/cm的交流电40分钟；二级脱盐破乳剂加入量为10μg/g，注水6％，混合后加电场强度为800V/cm的交流电40分钟；三级脱盐破乳剂加入量为10μg/g，注水5％，混合后加电场强度为800V/cm的交流电40分钟，分别测量每一级脱盐脱水后油中的盐和水的含量，结果见表3。
表3 三级脱盐脱水结果
Figure A200910064169D00072
从上述三个表对比可知，在条件相同的情况下，采用新型组合电脱盐技术可比用传统全阻抗变压器电脱盐技术可节约部分破乳剂，节电50％以上，并且还能提高脱盐率，具体数据随原油种类不同而不同。

Claims (5)

1.一种原油电脱盐脱水方法，其特征在于，该方法由以下步骤组成：
1)将原油加热到115℃～155℃，注入占原油总重量3重量％～8重量％的水，加入占原油总重量0～25μg/g破乳剂，进入到2)；
2)进入超声波频率为20～40kHz，声强为0.5w/cm2～0.75w/cm2的作用区混合1～5分钟，进入到3)；
3)脱盐和脱水罐内脉冲电场强度为600V/cm～2000V/cm，占空比15％～50％，频率100Hz～800Hz的电场，停留25～50分钟，分离出污水，得到净化原油满足盐含量要求出装置，不满足要求返回到步骤1)。
2.依照权利要求1所述原油电脱盐脱水方法，其特征在于：1)步骤中，将原油加热到115℃～140℃，注入占原油总重量5重量％～8重量的水％，加入占原油总重量0～10μg/g的破乳剂。
3.依照权利要求1所述原油电脱盐脱水方法，其特征在于：2)步骤中进入超声波频率为20kHz～25kHz，声强为0.5w/cm～0.70w/cm的作用区混合。
4.依照权利要求1所述原油电脱盐脱水方法，其特征在于：3)步骤中脱盐和脱水罐内脉冲电场强度为600V/cm～1500V/cm，频率100Hz～600Hz的电场。
5.依照权利要求1所述原油电脱盐脱水方法，其特征在于：步骤1)中水为PH值6～11新鲜水或净化水。
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