CN102839012B - 一种污油脱水装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种污油脱水装置，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，进油管和排水管均设置在罐体底部，出油管设置在罐体顶部，电极下部设置有超声波发生器。本发明的一种污油脱水装置，采用电脱水、二次水洗和超声波处理装置相结合，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，使处理后的乳化油和污油能随原油正常加工。

Description

一种污油脱水装置

技术领域

本发明涉及污油脱水领域，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、二次水洗和超声波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、二次水洗和超声波处理装置相结合，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，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，进油管和排水管均设置在罐体底部，出油管设置在罐体顶部，电极下部设置有超声波发生器。

本发明进一步特征在于：在电极和超声波发生器之间设置有二次水洗分配器。

本发明进一步特征在于：所述二次水洗分配器的结构与一般分配器结构类似，根据罐体直径，可以布置一层或多层弯成圆环状的钢管，每层钢管上均匀开圆形或方形孔，或者设置不同结构喷嘴；也可以沿罐体径向布置一根主管，在主管两侧均匀设置支管，支管水平垂直于主管，在支管上均匀开孔或设置不同结构喷嘴。

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，同时冲洗去上行污油中的杂质，提高处理后污油质量。

本发明进一步特征在于：本发明超声波发生器可采用两个或两个以上，均匀分布在污油处理罐的周围。超声波发生器与罐体之间可采用法兰连接，也可以直接以螺栓方式固定，使超声波发生器探头伸入油水乳化层内，探头方向与罐体径向一致。所述超声波发生器的频率通常为20～40KHz。

本发明进一步特征在于：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。

电极可采用水平板式、垂直吊挂式、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，污油分配器3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2是利用高压水冲洗罐体底部沉积物。

本发明中反冲洗系统是利用高压水冲洗罐体底部沉积物。

本发明采用立式污油罐、二次水洗和超声波破乳处理相结合的组合处理工艺，使污油进入罐内经过两次水洗，形成的乳化液层经过两次破乳，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。

本发明电极与高压电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、极板与油水界面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。

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。

本发明中超声波发生器是利用超声波作用于油水乳化层，采用间歇性操作。该设备可间断作用于污油罐中的乳化层，利用位移效应，促使乳状液中水滴在波节处聚集、碰撞和凝聚，从而导致油水两相分离。

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二次处理乳化液，利用超声波作用与不同流体介质产生的位移效应，促使乳状液中水滴在波节处聚集、碰撞和凝聚，导致油水两相分离，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、二次水洗和超声波破乳处理相结合的组合处理工艺，使污油进入罐内经过两次水洗，形成的乳化液层经过两次破乳，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。

以下结合附图和具体实施方式对本发明技术方案作详细说明，但附图和具体实施方式并不限定本发明的范围。

附图说明

附图为本发明的一种污油脱水装置结构示意图。

图中所示附图标记：

1-污油罐，2-反冲洗系统，3-污油分配器，4-超声波发生器，5-二次水洗分配器，6-二次水洗/反冲洗泵，7-电极，8-绝缘吊挂，9-高压电源，10-污油进口管线，11-脱水后污油出口管线，12-污油罐排水管线，13-污油罐进油口，14-污油罐出油口，15-污油罐排水口。

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13和污油罐排水口15，顶部设有污油罐出油口14，污油罐1内设有电极7、污油分配器3、反冲洗系统2、二次水洗分配器5和超声波发生器4。

图中所示二次水洗分配器5下方，于污油分配器3上方设置有超声波发生器4，利用超声波作用与不同流体介质产生的位移效应，促使乳状液中水滴在波节处聚集、碰撞和凝聚，导致油水两相分离，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。

所述电极2的个数通常为1个圆柱形鼠笼电极，该电极与污油罐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。

所述超声波发生器4的频率通常为20～40KHz。

本发明采用立式污油罐、二次水洗和超声波破乳处理相结合的组合处理工艺，使污油进入罐内经过两次水洗，形成的乳化液层经过两次破乳，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。

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10、污油罐进油口13，从立式污油罐1的底部进入，经污油分配器3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14、脱水后污油出口管线11出装置，脱出的水经罐底的污油罐排水口15、污油罐排水管线12出装置。新鲜水经二次水洗/反冲洗泵6和二次水洗控制阀进入立式污油罐1，经二次水洗分配器5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15、污油罐排水管线12出装置。残留乳化层经超声波发生器4处理，利用超声波作用与不同流体介质产生的位移效应，促使乳状液中水滴在波节处聚集、碰撞和凝聚，导致油水两相分离。

反冲洗系统2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 (10)

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，进油管和排水管均设置在罐体底部，出油管设置在罐体顶部，电极下部设置有超声波发生器，在电极和超声波发生器之间设置有二次水洗分配器。

2.根据权利要求1所述的一种污油脱水装置，其特征在于：超声波发生器的个数为两个或两个以上，均匀分布在污油处理罐的周围。

3.根据权利要求1或2所述的一种污油脱水装置，其特征在于：所述超声波发生器与罐体之间采用法兰连接或以螺栓方式固定。

4.根据权利要求1所述的一种污油脱水装置，其特征在于：所述超声波发生器的频率为20～40KHz。

5.根据权利要求1所述的一种污油脱水装置，其特征在于：所述电极（7）的个数通常为1个、2个或3个，依次沿污油罐轴向设置。

6.根据权利要求5所述的一种污油脱水装置，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者上面电极的电场强度强于下面电极的电场强度。

7.根据权利要求5所述的一种污油脱水装置，其特征在于：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于上面电极和下面电极的电场强度。

8.根据权利要求1所述的一种污油脱水装置，其特征在于：所述电极为水平板 式、垂直吊挂式或鼠笼型。

9.根据权利要求1或8所述的一种污油脱水装置，其特征在于：所述电极为圆柱形鼠笼电极。

10.根据权利要求1所述的一种污油脱水装置，其特征在于：所述污油分配器距离污油罐的罐底不小于800mm。