CN102373075B - 一种污油脱水装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种污油脱水装置，以解决油田及炼油厂的乳化油和污油处理过程中油水界面乳化层堆积严重、电流增大、脱水效果差等问题。该装置的特征在于：污油罐为立式结构，污油罐中部设有乳化液抽出管线，乳化液抽出管线依次与污油罐外的超声波发生器和乳化液分离罐相连，乳化液分离罐上设有分离罐排水口和分离罐出油口，分离罐出油口通过乳化液循环泵与污油罐进油口连接。
Description
技术领域
本发明属于污油脱水领域，更具体的说是涉及一种乳化油或污油的脱水装置，本发明装置可用于石油开发集输过程的污油处理，也可用于炼油厂的乳化油和污油处理。
背景技术
在原油生产、集输和炼油厂生产过程中通常会产生各种类型的污油，如污水沉降罐、除油罐、浮选罐回收油，炼油厂各装置切水经隔油等处理产生的回收油。这些污油的含水量通常大于10％(重量)，并且含有大量的杂质如固体颗粒、化学药剂、采油助剂等，是复杂的油包水和水包油型混合乳状液。
目前国内对于此类污油最常用的处理方法仍然是以极小的比例与新鲜原油混合进电脱盐装置，也有采用污油直接进焦化处理，还有一些不具备处理条件，只能暂时储存寻求解决办法。但采用上述方法无法从根本上解决污油处理问题，污油与新鲜原油混合回炼通常导致电脱盐罐内原油整体乳化、脱盐电流升高、脱盐合格率降低和排水含油增加，影响后续装置的平稳运行和对产品质量造成很大影响；直接进焦化降低加工收益；不回收处理，不但造成原油资源浪费，而且污染环境。并且随着国内开采加工原油性质越来越差，污油产量增加，性质变差是发展趋势，采用电脱水、二次水洗和乳化液循环处理的污油处理工艺装置，解决油田及炼油厂污油处理过程中油水界面乳化层堆积严重、电流增大、脱水效果差等问题，使处理后的污油能随原油正常加工。
专利CN1298922A公布了一种电脱水脱盐器，其特征为水平进料，电极为多层横断面呈圆环形的鼠笼电极组合件。其缺点是水平进料，含水物料直接进入电场区域，易导致电流升高，脱水效果差；鼠笼电极底部与油水界位之间形成“线-面”电场空间，电场不稳定，油水乳化层堆积严重。
发明内容
本发明的目的在于提供一种污油脱水装置，采用电脱水、二次水洗和乳化液循环处理装置相结合，解决油田及炼油厂的乳化油和污油处理过程中油水界面乳化层堆积严重、电流增大、脱水效果差等问题，使处理后的乳化油和污油能随原油正常加工。
本发明采用的技术方案是：一种污油脱水装置，包括污油罐，污油罐上设置有污油罐进油口和污油罐出油口，污油罐内设有电极、污油分配器和反冲洗系统，其特征在于：污油罐为立式结构，污油罐中部设有乳化液抽出管线，乳化液抽出管线依次与污油罐外的超声波发生器和乳化液分离罐相连，乳化液分离罐上设有分离罐排水口和分离罐出油口，分离罐出油口通过乳化液循环泵与污油罐进油口连接。
本发明进一步特征在于：所述电极和污油分配器之间设置有二次水洗分配器。
本发明进一步特征在于：所述污油分配器使污油均匀分布在罐体下部水相，设置在距离罐底不小于800mm处，以保证罐底足够的沉降空间。
本发明进一步特征在于：电极的个数通常为1个、2个或3个，依次沿污油罐轴向设置。
本发明进一步特征在于：当电极个数为2个时，2个电极的电场强度可以相同，也可以上面电极的电场强度强于下面电极的电场强度，优选后者，一般强200～400v/cm；当电极个数为3个时，3个电极的电场强度可以相同，也可以由下至上逐渐增强，也可以是中间电极的电场强度弱，上面电极和下面电极的电场强度强，优选电场强度由下至上逐渐增强，递增强度为200～400v/cm，或优选中间电极的电场强度弱，上面电极和下面电极的电场强度强，一般强200～400v/cm。
本发明进一步特征在于：所述超声波发生器的频率为20～40KHz。
本发明进一步特征在于：所述电极可采用水平板、鼠笼型或其它形状，优先选用圆柱形鼠笼电极，该类型电极与罐体之间形成环形电场空间，与油水界面间形成垂直电场，既提高电场利用率，又避免油水界面的波动，提高油水分离效果。
本发明中反冲洗系统是利用高压水冲洗罐体底部沉积物。
本发明中二次水洗分配器是利用高压水冲洗油水界面乳化层，采用间断性操作。该设备可间断冲洗污油罐中的乳化层，破坏乳化层油水界面平衡，促使油水界面乳化膜破裂并排液，从而避免乳化层的堆积。
本发明中立式污油罐的高度以能保证罐体下部维持清水界位即可，待处理的污油经污油分配器进入罐体下部清水层中，能洗掉大部分易引起乳化的化学物质和固体杂质，使污油得到净化，同时大大降低出清水层的污油含水量。
本发明中污油罐、乳化液抽出管线、超声波发生器、乳化液分离罐和乳化液循环泵构成乳化液循环处理系统，该系统可不停工间断性将顽固乳化层抽出，经过超声波破乳处理，在乳化液分离罐分成油水两相，上层油相经乳化液循环泵、待处理污油管线和污油罐进油口进入污油罐重新处理，下层水相经底部排水阀排出。
本发明可用于海上油田、陆上油田和炼油厂乳化油和污油的回收处理。
本发明与现有技术相比，具有如下效果：
1)本发明采用立式结构的电脱水罐，含水污油(如乳化油或污油)在罐体内的流动方向为下进上出。电脱水装置的立式结构可保证罐体下部足够高度的清水层，含水污油经位于罐体下部污油分配器直接进罐体下部的清水层，经过大量洁净水的充分洗涤，洗掉大部分易引起乳化的化学物质和固体杂质，使含水污油得到净化；同时含水污油中的大水滴自然进入水层，使出清水层的污油含水量大大降低。避免由于卧式罐水平进料或强电场进料时，高含水污油直接进入电场区域，导致电流超高、脱水效果差等问题。
2)本发明采用二次水洗分配器进行间断性水洗，大量高压注水通过二次水洗分配器均匀喷入油水乳化层内，破坏乳化层油水界面平衡，促使油水界面乳化膜破裂并排液，从而避免乳化层的堆积，增大油水界位波动空间，增加电场稳定性。
3)本发明采用超声波发生器单独处理乳化液，该乳化液从罐体中部抽出，通过设在抽出管线上的超声波发生器进行超声破乳，使乳化液快速破乳，随后进入乳化液分离罐实现油水分离，从而彻底解决污油处理过程中的乳化层堆积问题，增强脱水效果。
4)本发明采用立式污油罐、二次水洗和乳化液循环处理相结合的组合处理工艺，彻底解决污油处理过程中油水界面乳化层堆积严重、电流超高、脱水效果差等问题，使处理后污油能随原油正常加工。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。附图和具体实施方式并不限制本发明要求保护的范围。
附图及附图说明
附图为本发明的一种污油脱水装置结构示意图。
图中：
1-污油罐，2-电极，3-高压电源，4-二次水洗分配器，5-污油分配器，6-反冲洗系统，7-二次水洗/反冲洗泵，9-超声波发生器，10-乳化液分离罐，11-乳化液循环泵，12-分离罐排水阀，13-乳化液抽出管线，14-污油进口管线，15-污油罐进油口，16-污油罐出油口，17-污油罐排水口，18-分离罐出油口，19-分离罐排水口，20-脱水后污油出口管线。
具体实施方式
如图所示，本发明提供的污油脱水装置，包括污油罐1，污油罐1底部设有污油罐进油口15和污油罐排水口17，顶部设有污油罐出油口16，污油罐1内设有电极2、污油分配器5和反冲洗系统6，其中污油罐1为立式结构，污油罐1中部设有乳化液抽出管线13，乳化液抽出管线13依次与污油罐1外的超声波发生器9和乳化液分离罐10相连，乳化液分离罐10上设有分离罐排水口19和分离罐出油口18，分离罐出油口18通过乳化液循环泵11与污油罐进油口15连接，或通过污油进口管线14与污油罐进油口15连接。
图中所示电极2下方，于污油分配器5上方设置有二次水洗分配器4，利用高压水冲洗油水界面乳化层，采用间断性操作。该设备可间断冲洗污油罐1中的乳化层，破坏乳化层油水界面平衡，促使油水界面乳化膜破裂并排液，从而避免乳化层的堆积。
污油分配器5使污油均匀分布在罐体下部水相，污油分配器5距离污油罐1的罐底不小于800mm，保证罐底足够的沉降空间，反冲洗系统6是利用高压水冲洗罐体底部沉积物。
所述电极2的个数通常为1个、2个或3个，依次沿污油罐1轴向设置。当电极个数为2个时，2个电极的电场强度可以相同，也可以上面电极的电场强度强于下面电极的电场强度；当电极个数为3个时，3个电极的电场强度可以相同，也可以由下至上逐渐增强，也可以是中间电极的电场强度弱，上面电极和下面电极的电场强度强，优选电场强度由下至上逐渐增强，或优选中间电极的电场强度弱，上面电极和下面电极的电场强度强。
所述超声波发生器9的频率通常为20～40KHz。
所述电极2可采用水平板式、鼠笼型或其它形状，优先选用圆柱形鼠笼电极，该类型电极与污油罐1的罐体之间形成环形电场空间，与油水界面间形成垂直电场，既提高电场利用率，又避免油水界面的波动，提高油水分离效果。
污油罐1、乳化液抽出管线13、超声波发生器9、乳化液分离罐10和乳化液循环泵11构成乳化液循环处理系统，该系统可不停工间断性将顽固乳化层抽出，经过超声波破乳处理，在乳化液分离罐10分成油水两相，上层油相经乳化液循环泵11、污油进口管线14和污油罐进油口15进入污油罐1重新处理，下层水相经底部分离罐排水阀12排出。
本发明电极2与高压电源3通过高压引入设备连接。根据处理污油中含水量的不同，可以通过调整内外层极板间距、极板与油水界位间距来调整电场强度的大小，通常内外层极板之间、外层极板与罐壁之间电场强度较大，可为600～1200伏/厘米，外层极板与油水界面之间电场强度较小，可为300～600伏/厘米。
附图所示污油脱水装置，其具体实施流程如下：待处理的含水污油经污油进口管线14、污油罐进油口15从立式污油罐1的底部进入，经污油分配器5均匀分布于水相，含水污油经水相充分洗涤，除去大部分杂质和水，向上依次经过弱电场和强电场区域，进一步脱除污油中所含水分和剩余杂质，处理后的污油从立式污油罐1顶部的污油罐出油口16、脱水后污油出口管线20出装置，脱出的水经罐底的污油罐排水口17出装置。新鲜水经二次水洗/反冲洗泵7和二次水洗控制阀进入立式污油罐1，经二次水洗分配器4进入油水乳化层的上部，冲洗乳化层，迫使油水乳状液破乳脱水，脱出水经立式污油罐1底的污油罐排水口17出装置。残留乳化层经乳化液抽出管线13从立式污油罐1内抽出，经过超声波发生器9进行破乳，破乳后的油水混合液进入乳化液分离罐10进行沉降分离，分离后的油相从分离罐出油口18出来，经乳化液循环泵11进污油进口管线14，再经污油罐进油口15进入污油罐1循环处理，乳化液分离罐10内分离后的水相经乳化液分离罐10底部排水阀12出装置。
反冲洗系统6位于罐体底部，可以不定期地进行不停工冲洗，除去罐底部的沉积物。
Claims (9)
1.一种污油脱水装置，包括污油罐，污油罐上设置有污油罐进油口和污油罐出油口，污油罐内设有电极、污油分配器和反冲洗系统，其特征在于：污油罐为立式结构，污油罐中部设有乳化液抽出管线，乳化液抽出管线依次与污油罐外的超声波发生器和乳化液分离罐相连，乳化液分离罐上设有分离罐排水口和分离罐出油口，分离罐出油口通过乳化液循环泵与污油罐进油口连接，所述电极和污油分配器之间设置有二次水洗分配器。
2.根据权利要求1所述的污油脱水装置，其特征在于：所述污油分配器设置在距离罐底不小于800mm处。
3.根据权利要求1所述的污油脱水装置，其特征在于：电极的个数通常为1个、2个或3个，依次沿污油罐轴向设置。
4.根据权利要求3所述的污油脱水装置，其特征在于：当电极个数为2个时，2个电极的电场强度相同，或上面电极的电场强度比下面电极的电场强度强；当电极个数为3个时，3个电极的电场强度相同，或由下至上逐渐增强，或中间电极的电场强度弱，上面电极和下面电极的电场强度强。
5.根据权利要求4所述的污油脱水装置，其特征在于：当电极个数为2个时，上面电极比下面电极的电场强度强；当电极个数为3个时，3个电极的电场强度由下至上逐渐增强，或中间电极的电场强度弱，上面电极和下面电极的电场强度强。
6.根据权利要求5所述的污油脱水装置，其特征在于：当组合电极的个数为2个时，上面组合电极比下面组合电极的电场强度强200～400v/cm；当组合电极的个数为3个时，3个组合电极的电场强度由下至上逐渐增强，递增强度为200～400v/cm，或中间组合电极的电场强度弱，上面组合电极和下面组合电极的电场强度强比中间组合电极的电场强度强200～400v/cm。
7.根据权利要求1所述的污油脱水装置，其特征在于：所述超声波发生器的频率为20～40KHz。
8.根据权利要求1所述的污油脱水装置，其特征在于：所述电极为水平板式电极或鼠笼型电极。
9.根据权利要求8所述的污油脱水装置，其特征在于：所述电极为圆柱形鼠笼电极。
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