CN103666538A - 原油脱水除泥沙预处理装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种原油脱水除泥沙预处理装置及使用方法；由筒体、原油进入管、破乳剂进入管、水相流出管、油相流出管、填料、泥沙流出管组成；筒体上部为圆筒形，下部为圆锥形，筒体内自然放置填充满填料；原油进入管位于筒体圆筒形下部一侧，切线进入筒体；破乳剂进入管连接在原油进入管上；水相流出管位于装置的顶部正中，该管竖直插入筒体，该管底端封闭,底端至原油进入管下沿一段的圆管壁上均匀开孔；油相流出管位于装置的顶部水相流出管旁边一侧；泥沙流出管，位于筒体最低处，圆锥形筒体下部正中央；本装置利用流动的含泥沙原油乳状液与亲水填料碰撞摩擦的破乳作用，结合旋流离心分离作用，快速脱除原油中60％以上的水分，结构简单。

Description

原油脱水除泥沙预处理装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种原油脱水除泥沙预处理装置及其使用方法，具体地说，涉及一种能够进行含水含泥沙原油脱水除泥沙预处理的装置及其使用方法。

背景技术

从地下采出的原油，是一个十分复杂的体系。从相态方面讲，除去大量游离可见的伴生水，得到油相，油相中还含有许多乳化态水以及少许从地层中裹挟的泥沙，从原油管输及炼制的需要，都应该将原油中的水及泥沙尽可能去除。

常见的原油预处理方法有热沉降、化学破乳、电场脱水以及这些方法的相互结合，这些方法一般能够达到原油脱水脱盐去泥沙的作用，然而，采用上述方法完成这一复杂物系分离的设备一般比较大，物料分离时间比较长，尤其是分离出来的泥沙不能方便地排出装置，这些问题使得原油预处理生产运行成本高，影响其经济性。

发明内容

本发明的目的是提出一种原油脱水除泥沙预处理装置及其使用方法，能够快速对含乳化态水含泥沙的原油进行脱水除泥沙预处理，使原油中的大部份水和泥沙在短时间内脱除，对原油管输及加工等后续工艺产生有益作用。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：原油脱水除泥沙预处理装置，由筒体、原油进入管、破乳剂进入管、水相流出管、油相流出管、填料、泥沙流出管组成。

筒体是装置的主体设备，上部为圆筒形，下部为圆锥形。筒体内自然放置填充满填料，填料为亲水性工业散装填料，如金属或陶瓷制作的拉西环，鲍尔环、阶梯环等常见工业填料。

原油进入管是含水含泥沙原油进入通道，其位于筒体圆筒形下部一侧，切线进入筒体，破乳剂进入管是破乳剂进入装置的通道，其连接在原油进入管上，破乳剂由破乳剂进入管经原油进入管与含水含泥沙原油一同进入装置。

水相流出管位于装置的顶部正中，该管竖直插入筒体，插入深度为超过原油进入管下沿以下的长度不小于水相流出管的管直径，该管底端封闭,底端至原油进入管下沿一段的圆管壁上均匀开孔,总开孔面积等于水相流出管管截面积,且孔直径小于填料的最小形体尺寸,防止填料冲出装置，原油脱出的水相由此分布孔流出装置。

油相流出管位于装置的顶部水相流出管旁边一侧，是脱水除泥沙后原油的出口通道，其管端设有拦网，管端拦网尺寸小于管道内径，最小尺寸以达到筒体内所装填料不能冲出管道为准。

泥沙流出管位于筒体最低处，即圆锥形筒体下部正中央，是泥沙流出装置的出口通道，其管端设有拦网，作用和配置方式同油相流出管。

筒体上部圆筒形筒体高根据原油含水量确定，水分含量较大，则圆筒形筒体高尺寸相对较小；水分含量较小，则圆筒形筒体高尺寸相对较大。设备筒体采用能够满足工艺要求的金属材质或非金属材质。

下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：

上述筒体的圆锥形锥角在10～60度。

上述水相流出管插入筒体深度为超过原油进入管下沿以下的长度是水相流出管管直径的1～2倍。

上述圆筒形筒体高在圆筒形筒体直径的0.5～1.5倍之间。

本发明装置脱水除泥沙原理如下：含水含泥沙原油从原油进入管与从破乳剂进入管来的破乳剂一同切线进入筒体，获得沿筒体内壁螺旋向下的旋转运动，此过程中原油与亲水性填料碰撞摩擦，破乳剂使得乳化的油水界面膜强度下降，容易破裂，原油中的乳液滴碰撞摩擦到亲水填料上，乳液滴破裂，离解出的水不断粘附聚集在亲水性填料表面，在旋转离心力和重力的作用下，逐渐趋向圆锥器壁，并沿器壁螺旋向下流向泥沙流出管，在此过程中，原油中的泥沙与脱出水相运动趋势一致，逐渐汇集在装置下部。在筒体中，脱水去泥沙后的原油在筒体上部，其下为水层，泥沙在水层底部并汇集于泥沙流出管处。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：原油脱水除泥沙预处理装置使用方法，该方法为，根据原油中水分含量，控制流出装置的水相和油相流量，使油水相界面在原油进入管上沿和下沿之间；根据脱出的泥沙量，间歇或连接地从泥沙流出管排出泥沙。在不影响原油后续加工工艺的情况下，尽量提高进入装置原油的温度，将有利于油、水、泥沙的分离作用。由于原油体系的复杂性，进入原油的流速有一个合适的范围，应根据具体脱水除泥沙效果优化确定，对于固定的装置，原油流速由进入装置的流量确定。破乳剂应根据原油种类进行选择，可以是单一破乳剂或复合破乳剂，用量应根据脱水效果确定，破乳剂的作用是促进油水分离。

下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：

上述进入装置原油的温度在50℃～200℃之间。

上述进入装置原油的流速在0.02～2.0米/秒之间。

上述进入装置的破乳剂为原油质量的20～100ppm。

本发明装置利用流动的含泥沙原油乳状液与亲水填料碰撞摩擦的破乳作用，结合旋流离心分离作用，能够快速脱除原油中60％以上的水分，分离出来的泥沙方便地排出装置，获得的油相根据后续加工需要或者进一步深度脱水，或者直接加工；水相可回注油田地层。本发明设备结构简单，投资少，生产和管理费用低。

本发明适用于油田采出原油和原油进炼厂后的原油脱水除泥沙预处理。

附图说明

图1为一种原油脱水除泥沙预处理装置结构示意图，其中1筒体、2原油进入管、3破乳剂进入管、4水相流出管、5油相流出管、6填料、7泥沙流出管。

具体实施方式

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图的布图方式来进行描述的，如：上、下、左右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

如图1所示，该原油脱水除泥沙预处理装置，由筒体1、原油进入管2、破乳剂进入管3、水相流出管4、油相流出管5、填料6、泥沙流出管7组成。

筒体1是装置的主体设备，上部为圆筒形，下部为圆锥形。筒体内自然放置填充满填料6，填料6为亲水性工业散装填料，如金属或陶瓷制作的拉西环，鲍尔环、阶梯环等常见工业填料。

原油进入管2是含水含泥沙原油进入通道，其位于筒体圆筒形下部一侧，切线进入筒体1，破乳剂进入管3是破乳剂进入装置的通道，其连接在原油进入管2上，破乳剂由破乳剂进入管3流经原油进入管2与含水含泥沙原油一同进入装置。

水相流出管4位于装置的顶部正中，该管竖直插入筒体，插入深度为超过原油进入管2下沿以下的长度不小于水相流出管4的管直径，该管底端封闭,底端至原油进入管2下沿一段的圆管壁上均匀开孔,总开孔面积等于水相流出管4管截面积,且孔直径小于填料的最小形体尺寸,防止填料冲出装置，原油脱出的水相由此分布孔流出装置。

油相流出管5位于装置的顶部水相流出管旁边一侧，是脱水除泥沙后原油的出口通道，其管端设有拦网，管端拦网尺寸小于管道内径，最小尺寸以达到筒体内所装填料不能冲出管道为准。

泥沙流出管7位于筒体最低处，即圆锥形筒体下部正中央，是泥沙流出装置的出口通道，其管端设有拦网，作用和配置方式同油相流出管。

筒体1上部圆筒形筒体高根据原油含水量确定，水分含量较大，则圆筒形筒体高尺寸相对较小；水分含量较小，则圆筒形筒体高尺寸相对较大。设备筒体采用能够满足工艺要求的金属材质或非金属材质。

下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：

上述筒体1的圆锥形锥角在10～60度。

上述水相流出管4插入筒体深度为超过原油进入管2下沿以下的长度是水相流出管4管直径的1～2倍。

上述圆筒形筒体高在圆筒形筒体直径的0.5～1.5倍之间。

实施例1和实施例2采用的原油脱水除泥沙预处理装置设备结构和参数如下:上部圆筒形筒体直径50厘米,高30厘米，圆锥形筒体的圆锥角为30度,内装填料采用φ12陶瓷矩鞍环。原油进入管2管径10厘米，水相流出管4管径5厘米。水相流出管4插入筒体1，其超过原油进入管2下沿以下的长度是10厘米，此段管上所开分布孔直径0.5厘米。

实施例1：

从油田地层采出含乳化水30％的克拉玛依九区稠油进入装置流量为20千克/分钟，1%的FC9301破乳剂（洛阳石化工程公司设备研究所产品）进入装置流量为0.1千克/分钟，原油进入温度95℃。底流从泥沙流出管7连续排出含泥沙水，控制其流量为0.2千克/分钟，调节流出装置的水相流量，使流出的水相刚好不含可见油状物，此时油水相界面在原油进入管2上沿和下沿之间，其流量为5.5千克/分钟。检测油相流出管5流出油相水分含量2.02％,脱水率93.3％。

实施例2：

从油田地层采出含乳化水18％的克拉玛依石西原油进入装置流量为20千克/分钟，1%的FC9301破乳剂（洛阳石化工程公司设备研究所产品）进入装置流量为0.1千克/分钟，原油进入温度85℃。底流从泥沙流出管7连续排出含泥沙水，控制其流量为0.1千克/分钟，调节流出装置的水相流量，使流出的水相刚好不含可见油状物，此时油水相界面在原油进入管2上沿和下沿之间，其流量为3.4千克/分钟。检测油相流出管5流出油相水分含量0.90％,脱水率95.0％。

实施例3和实施例4采用的原油脱水除泥沙预处理装置设备结构和参数如下:上部圆筒形筒体直径50厘米,高120厘米，圆锥形筒体的圆锥角为30度,内装填料采用Φ25的304不锈钢阶梯环。原油进入管2管径5厘米，水相流出管4管径3厘米，水相流出管4插入筒体1，其超过原油进入管2下沿以下的长度是5厘米，此段管上所开分布孔直径0.5厘米。

实施例3：

炼厂原油罐区含乳化水1.0％的克拉玛依九区稠油进入装置流量为40千克/分钟，1%的FC9301破乳剂（洛阳石化工程公司设备研究所产品）进入装置流量为0.1千克/分钟，原油进入温度135℃。调节流出装置的水相流量，使流出的水相刚好不含可见油状物，此时油水相界面在原油进入管2上沿和下沿之间，其流量为0.4千克/分钟，每24小时由泥沙流出管7排出一次含泥沙水，至水清后关闭。检测油相流出管5流出油相水分含量0.32％,脱水率68.0％。

实施例4：

炼厂原油罐区含乳化水0.8％的克拉玛依石西原油进入装置流量为40千克/分钟，1%的FC9301破乳剂（洛阳石化工程公司设备研究所产品）进入装置流量为0.1千克/分钟，原油进入温度100℃。调节流出装置的水相流量，使流出的水相刚好不含可见油状物，此时油水相界面在原油进入管2上沿和下沿之间，其流量为0.3千克/分钟，每24小时由泥沙流出管7排出一次含泥沙水，至水清后关闭。检测油相流出管5流出油相水分含量0.28％,脱水率65.0％。

Claims (11)

1.一种原油脱水除泥沙预处理装置，该装置由筒体、原油进入管、破乳剂进入管、水相流出管、油相流出管、填料、泥沙流出管组成；其特征在于：

所述的筒体是装置的主体设备，上部为圆筒形，下部为圆锥形，筒体内自然放置填充满填料；

所述的原油进入管是含水含泥沙原油进入通道，其位于筒体圆筒形下部一侧，切线进入筒体；

所述的破乳剂进入管是破乳剂进入装置的通道，其连接在原油进入管上，破乳剂由原油进入管与含水含泥沙原油一同进入装置；

所述的水相流出管位于装置的顶部正中，该管竖直插入筒体，该管底端封闭，底端至原油进入管下沿一段的圆管壁上均匀开孔，原油脱出的水相由此分布孔流出装置；

所述的油相流出管位于装置的顶部水相流出管旁边一侧，是脱水除泥沙后原油的出口通道；

所述的泥沙流出管，其位于筒体最低处，即圆锥形筒体下部正中央，是泥沙流出装置的出口通道。

2.根据权利要求1所述的一种原油脱水除泥沙预处理装置，其特征在于：所述的筒体上部圆筒形筒体高其尺寸在圆筒形筒体直径的0.5～1.5倍之间，圆锥形筒体的圆锥角在10～60度。

3.根据权利要求1所述的一种原油脱水除泥沙预处理装置，其特征在于：筒体内填料为亲水性工业散装填料金属或陶瓷制作的拉西环，鲍尔环或阶梯环。

4.根据权利要求1所述的一种原油脱水除泥沙预处理装置，其特征在于：所述的水相流出管插入筒体深度为超过原油进入管下沿以下的长度是水相流出管管直径的1～2倍，圆管壁上总开孔面积等于水相流出管管截面积且孔直径小于填料的最小形体尺寸，防止填料冲出装置。

5.根据权利要求1所述的一种原油脱水除泥沙预处理装置，其特征在于：所述的油相流出管管端设有拦网，防止填料冲出，管端拦网尺寸不大于管道内径，最小尺寸以达到筒体内所装填料不能冲出管道为准。

6.根据权利要求1所述的一种原油脱水除泥沙预处理装置，其特征在于：所述的泥沙流出管管端设有拦网，作用和配置方式同油相流出管。

7.根据权利要求1所述的一种原油脱水除泥沙预处理装置，其特征在于：所述的设备筒体采用能够满足工艺要求的金属材质或非金属材质。

8.一种权利要求1所述的原油脱水除泥沙预处理装置的使用方法，其特征在于：根据原油中水分含量，控制流出装置的水相和油相流量，使油水相界面在原油进入管上沿和下沿之间。

9.根据权利要求8所述的一种原油脱水除泥沙预处理装置的使用方法，其特征在于：根据脱出的泥沙量，间歇或连接地从泥沙流出管排出泥沙。

10.根据权利要求8所述的一种原油脱水除泥沙预处理装置的使用方法，其特征在于：所述的由原油进入管进入装置的原油温度在50℃～200℃之间，流速在0.02～2.0米/秒之间。

11.根据权利要求8所述的一种原油脱水除泥沙预处理装置的使用方法，其特征在于：所述的由破乳剂进入管进入装置的破乳剂占作用原油质量的20～100ppm。

Images