CN104419449B - 一种竖直电场多层原油进料电脱盐罐 - Google Patents

Abstract

一种竖直电场多层原油进料电脱盐罐，属于原油预处理脱盐脱水工艺技术领域。外筒体为卧式电脱盐罐外形，由圆形直筒体与两侧碟形封头连接，构成封闭卧罐体;所述的原油进料管位于电脱盐罐底部正中，注水的原油由此管进入电脱盐罐;所述的排水管位于电脱盐罐底部，经电脱盐油水分离工艺得到的水，由此管排出罐体;所述的多层原油管与集水器均匀分布于电脱盐罐内,由数条平行于电脱盐罐水平中心轴，上下等间距的原油管及原油管下方的矩形集水器构成；原油进料管在罐内竖直向上，依次与上下分布的数条原油管垂直相交连接。本发明能够同时改善原油电脱盐工艺油水重力沉降分离及电场作用分离效果，大幅提高油水分离效率和设备利用率。

Description

一种竖直电场多层原油进料电脱盐罐

技术领域

本发明涉及一种竖直电场多层原油进料电脱盐罐，属于原油预处理脱盐脱水工艺技术领域。

背景技术

原油电脱盐工艺在炼厂普遍采用，通过向原油注水，经过静态混合器及混合阀对原油与水进行混合作用，水洗涤原油中的盐，之后油水混合液进入电脱盐罐，在电场及重力作用下，油水分离，得到脱盐脱水的原油，这就是所说的原油电脱盐工艺。电脱盐工艺中，借助电场的作用，含盐的微小水滴产生偶极聚结，加速油水的分离过程。

现有的原油电脱盐工艺，注水的原油其进料位置位于罐的中下部，油水界面之上，即油相进料，为避免上升的原油含水较高时，电场的电极间发生短路，考虑工业安全运行，电脱盐罐内的电极板一般位于罐体的中上部，而受上部可用空间影响，电极板的间距受到较大限制，即，实际作用于原油的电场区域相对较小。再有，在油水重力沉降分离过程中，一般原油上升速度越小，越有利于油水分离；下沉的水滴运行距离越短，与原油接触的机会越少，越有利于减小返混现象，正基于此，一般电脱盐罐做成卧罐。上述两种因素对油水分离的效果，产生重要影响，而在一个卧式电脱盐罐内，根据电场和重力作用两种因素的特点，对电脱盐罐内结构同时做相应的改进，以改善这两方面作用，目前是没有的。

发明内容

为了克服现有技术的不足,本发明提供一种竖直电场多层原油进料电脱盐罐。

本发明提供一种竖直电极多层原油进料电脱盐罐，利用该电脱盐罐进行原油脱盐脱水，能够显著增大电脱盐罐中的电场作用区域同时大大改善油水重力沉降分离的效果，提高原油电脱盐油水分离效率。

一种竖直电场多层原油进料电脱盐罐,由外筒体及保温套，原油进料管、排水管、多层原油管与集水器、顶层平挡板、收油管和竖直电极组成;所述的外筒体为卧式电脱盐罐外形，由圆形直筒体与两侧碟形封头连接，构成封闭卧罐体;所述的原油进料管位于电脱盐罐底部正中，注水的原油由此管进入电脱盐罐;所述的排水管位于电脱盐罐底部，经电脱盐油水分离工艺得到的水，由此管排出罐体;所述的多层原油管与集水器均匀分布于电脱盐罐内,由数条平行于电脱盐罐水平中心轴，上下等间距的原油管及原油管下方的矩形集水器构成；原油进料管在罐内竖直向上，依次与上下分布的数条原油管垂直相交连接，原油管的两端对称伸向罐体两端的封头且两端封闭，原油管的长度略小于外筒体的圆形直筒体，原油管的水平两侧开有均匀分布的小孔，每条原油管上小孔的总面积不小于原油管的横截面积。

一种竖直电场多层原油进料电脱盐罐,两个电极分别位于卧式电脱盐罐中心轴线左右两侧，为整体竖直的金属网状或条状结构；原油进料采用上下多层分布，平均分配各层进料。

竖直电场多层原油进料电脱盐罐，采用金属材料制作，由外筒体，原油进料管,排水管，多层原油管与集水器，顶层平挡板，收油管,竖直电极组成。

外筒体为常见卧式电脱盐罐外形，由圆形直筒体与两侧碟形封头连接，构成封闭卧罐体。外筒体外覆盖保温层，对外筒体内物料保温。

原油进料管位于电脱盐罐底部正中，注水的原油由此管进入电脱盐罐。

排水管位于电脱盐罐底部，经电脱盐油水分离工艺得到的水，由此管排出罐体。

多层原油管与集水器均匀分布于电脱盐罐内,由数条平行于电脱盐罐水平中心轴，上下等间距的原油管及原油管下方的矩形集水器构成。原油进料管在罐内竖直向上，依次与上下分布的数条原油管垂直相交连接，原油管的两端对称伸向罐体两端的封头且两端封闭，原油管的长度略小于外筒体的圆形直筒体，原油管的水平两侧开有均匀分布的小孔，每条原油管上小孔的总面积不小于原油管的横截面积，注水的原油由原油进料管分别进入上下分布的数条原油管，再由原油管上的小孔进入罐内。

每条原油管的下方有一个矩形集水器，矩形集水器外形为一个中央被竖直向上的原油进料管穿过的敞口长方形盒，长方形盒的长略大于其上方的原油管，其宽根据电脱盐罐的大小及全部集水器的配置确定，一般尽可能利用罐内空间，又与罐壁及电极之间留有间隙，长方形盒的两个宽边一侧的挡板，即靠近电脱盐罐两端封头的两个挡板的中央有开口，电脱盐油水分离得到的水，由此开口流出集水器，直落入罐底。

集水器采用较轻的非金属材料制作，降低电场作用时发生电器短路等安全事故的风险。多层原油管与集水器的层数根据电脱盐罐大小，工艺要求等确定,一般层数越多，上下相邻层间距越小，有利于降低原油流速，提高油水分离效率，但相邻层间距过短，对设备加工制作和维护带来不便，另外，在本发明的电脱盐罐工艺操作中，油水界面位于最下层集水器之下，为方便油水界面的控制，最下层集水器的位置不低于罐总高的15%，综合上述情况，多层原油管与集水器的层数应酌情综合考虑而定。

收油管位于电脱盐罐顶部，是一根与所有原油管并排平行的管子，其两端与原油管两端齐，两端各连接一根竖直向上伸出罐体的管子，收油管水平两侧开有均匀分布的小孔，小孔的总面积不小于收油管的横截面积，脱水脱盐的原油由收油管流出电脱盐罐。

顶层平挡板位于收油管与最上层原油管之间，为一张水平放置，长及宽与其下的集水器完全相等对齐的平面板，采用较轻的非金属材料制作。

竖直电极位于所有集水器的两条长边与两条长边之外的筒体之间，是两个与所有集水器的两条长边相邻，整体呈长方形,竖直放置的金属网或金属条。两个竖直电极大小相等，彼此平行呈镜面对称。竖直电极的下边沿与最底层集水器的上边沿齐，竖直电极的上边沿与顶层平挡板齐，竖直电极的左右边沿与所有集水器的两条长边及顶层平挡板长边齐。竖直电极外连接电场电源，为电脱盐罐提供电场。

多层原油管与集水器在罐内的固定，应根据罐的大小，材料的轻重整体考虑。集水器可由4条或4条以上的立柱在罐内串连支撑，而当原油管过长时，其两端可由穿过集水器及顶层平挡板的悬挂铁条焊接固定。

在竖直电极多层原油进料电脱盐罐中，原油由多条原油管平均分配进入罐内，其在罐内的上升速度大幅下降，从原油中分出的水滴，就近下落至其下方的集水器，汇集成一定的水量，由集水器两开口处，流出集水器，直落入罐底。脱水的原油上升，由其上方的集水器的下平面引导流向集水器的长边，再从长边与电极之间上行，流向收油管。最上层原油管流出的原油，由其上的顶层平挡板引导流向的顶层平挡板长边，翻过长边流向收油管。降低原油上升速度和缩短水滴下沉运行距离都将有效改善油水重力分离效果。

竖直电极在罐内两侧罐壁附近位置，由于不在油水流经的路线上，其周围是基本不流动性质相对稳定的原油，此结构使得电场作用不易受油水分离工艺波动的影响，操作更加安全。同时，相对传统的在罐的上层配置电极，竖直电极提供的电场区域要大很多，能够显著增大电场对原油脱水的作用。

本发明提出的竖直电极多层原油进料电脱盐罐，能够同时改善原油电脱盐工艺油水重力沉降分离及电场作用分离效果，大幅提高油水分离效率和设备利用率。

本发明适用于传统炼厂原油电脱盐工艺的改造和升级换代，操作安全，油水分离效果显著提高，有良好的工业应用前景。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，如图其中：

图1为竖直电场多层原油进料电脱盐罐结构示意主视图，其中外筒体1，原油进料管2，排水管3，多层原油管及集水器4，顶层平挡板5，收油管6。

图2为图1中，多层原油管及集水器4的单层结构示意。

图3为竖直电场多层原油进料电脱盐罐结构示意俯视图，其中顶层平挡板5，收油管6，竖直电极7。

图4为竖直电场多层原油进料电脱盐罐结构示意左视图，其中原油进料管2，多层原油管及集水器4，顶层平挡板5，收油管6，竖直电极7。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

具体实施方式

显然，本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保护范围。

实施例1：如图1、图2、图3、图4所示，一种竖直电场多层原油进料电脱盐罐,竖直电场多层原油进料电脱盐罐，采用金属材料制作，由外筒体及保温套1，原油进料管2,排水管3，多层原油管与集水器4，顶层平挡板5，收油管6,竖直电极7组成。

外筒体1为常见卧式电脱盐罐外形，由圆形直筒体与两侧碟形封头连接，构成封闭卧罐体。外筒体外覆盖设有保温套，对外筒体内物料保温。

原油进料管2位于电脱盐罐底部正中，注水的原油由此管进入电脱盐罐。

排水管3位于电脱盐罐底部，经电脱盐油水分离工艺得到的水，由此管排出罐体。

多层原油管与集水器4均匀分布于电脱盐罐内,由数条平行于电脱盐罐水平中心轴，上下等间距的原油管及原油管下方的矩形集水器构成。原油进料管2在罐内竖直向上，依次与上下分布的数条原油管垂直相交连接，原油管的两端对称伸向罐体两端的封头且两端封闭，原油管的长度略小于外筒体的圆形直筒体，原油管的水平两侧开有均匀分布的小孔，每条原油管上小孔的总面积不小于原油管的横截面积，注水的原油由原油进料管分别进入上下分布的数条原油管，再由原油管上的小孔进入罐内。

每条原油管的下方有一个矩形集水器，矩形集水器外形为一个中央被竖直向上的原油进料管穿过，敞口的长方形盒，长方形盒的长略大于其上方的原油管，其宽根据电脱盐罐的大小及全部集水器的配置确定，一般尽可能利用罐内空间，又与罐壁及电极之间留有间隙，长方形盒的两个宽边一侧的挡板，即靠近电脱盐罐两端封头的两个挡板的中央有开口，电脱盐油水分离得到的水，由此开口流出集水器，直落入罐底。

集水器采用较轻的非金属材料制作，降低电场作用时发生电器短路等安全事故的风险。多层原油管与集水器的层数根据电脱盐罐大小，工艺要求等确定,一般层数越多，上下相邻层间距越小，有利于降低原油流速，提高油水分离效率，但相邻层间距过短，对设备加工制作和维护带来不便，另外，在本发明的电脱盐罐工艺操作中，油水界面位于最下层集水器之下，为方便油水界面的控制，最下层集水器的位置不低于罐总高的15%，综合上述情况，多层原油管与集水器的层数应酌情综合考虑而定。

收油管6位于电脱盐罐顶部，是一根与所有原油管并排平行的管子，其两端与原油管两端齐，两端各连接一根竖直向上伸出罐体的管子，收油管水平两侧开有均匀分布的小孔，小孔的总面积不小于收油管的横截面积，脱水脱盐的原油由收油管流出电脱盐罐。

顶层平挡板5位于收油管与最上层原油管之间，为一张水平放置，长及宽与其下的集水器完全相等对齐的平面板，采用较轻的非金属材料制作。

竖直电极7位于所有集水器的两条长边与两条长边之外的筒体之间，是两个与所有集水器的两条长边相邻，整体呈长方形,竖直放置的金属网或金属条。两个竖直电极大小相等，彼此平行呈镜面对称。竖直电极的下边沿与最底层集水器的上边沿齐，竖直电极的上边沿与顶层平挡板齐，竖直电极的左右边沿与所有集水器的两条长边及顶层平挡板长边齐。竖直电极外连接电场电源，为电脱盐罐提供电场。

下面以实施例对本发明予以进一步说明。

中国石油克拉玛依石化公司Ⅱ套蒸馏工业侧线试验电脱盐罐，为直径800mm，直筒体长2000mm的卧式电脱盐罐，其内采用竖直电场多层原油进料电脱盐罐结构，内有3层原油管及集水器，每层间距160mm，最下层距离罐底240mm，集水器长2000mm，宽400mm，集水器长边相邻两侧为竖直的两个铁条电极，集水器长边与铁条电极的间距100mm。含盐9.6mgNaCl/L，135℃下注水6%的克拉玛依超稠油进入该电脱盐罐，流量为2.0立方/小时，调整电场强度约在1100v/cm，由收油管、排水管取出油样、水样，与同时运行的190立方/小时克拉玛依超稠油工业运行电脱盐装置对比，相关分析结果见下表1。

表1

如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.竖直电极多层原油进料电脱盐罐，其特征在于由外筒体及保温套，原油进料管、排水管、多层原油管与集水器、顶层平挡板、收油管和竖直电极组成；所述的外筒体为卧式电脱盐罐外形，由圆形直筒体与两侧碟形封头连接，构成封闭卧罐体；所述的原油进料管位于电脱盐罐底部正中，注水的原油由此管进入电脱盐罐；所述的排水管位于电脱盐罐底部，经电脱盐油水分离工艺得到的水，由此管排出罐体；所述的多层原油管与集水器均匀分布于电脱盐罐内,由数条平行于电脱盐罐水平中心轴，上下等间距的原油管及原油管下方的矩形集水器构成；原油进料管在罐内竖直向上，依次与上下分布的数条原油管垂直相交连接，原油管的两端对称伸向罐体两端的封头且两端封闭，原油管的长度略小于外筒体的圆形直筒体，原油管的水平两侧开有均匀分布的小孔，每条原油管上小孔的总面积不小于原油管的横截面积；

所述的顶层平挡板位于收油管与最上层原油管之间，为一张水平放置，长及宽与其下的集水器完全相等对齐的平面板，采用较轻的非金属材料制作；所述的竖直电极位于所有集水器的两条长边与两条长边之外的筒体之间，是两个与所有集水器的两条长边相邻，整体呈长方形,竖直放置的金属网或金属条；两个竖直电极大小相等，彼此平行呈镜面对称；竖直电极的下边沿与最底层集水器的上边沿齐，竖直电极的上边沿与顶层平挡板齐，竖直电极的左右边沿与所有集水器的两条长边及顶层平挡板长边齐；竖直电极外连接电场电源，为电脱盐罐提供电场。

2.根据权利要求1所述的竖直电极多层原油进料电脱盐罐，其特征在于，每条原油管的下方有一个矩形集水器，矩形集水器外形为一个中央被竖直向上的原油进料管穿过，敞口的长方形盒，长方形盒的长略大于其上方的原油管，其宽根据电脱盐罐的大小及全部集水器的配置确定，利用罐内空间，又与罐壁及电极之间留有间隙，长方形盒的两个宽边一侧的挡板的中央有开口，电脱盐油水分离得到的水，由此开口流出集水器，直落入罐底。

3.根据权利要求1或2所述的竖直电极多层原油进料电脱盐罐，其特征在于，所述的集水器采用较轻的非金属材料制作，多层原油管与集水器的层数根据电脱盐罐大小，工艺要求确定，油水界面位于最下层集水器之下，最下层集水器的位置不低于罐总高的15％。

4.根据权利要求1所述的竖直电极多层原油进料电脱盐罐，其特征在于，所述的收油管位于电脱盐罐顶部，是一根与所有原油管并排平行的管子，其两端与原油管两端齐，两端各连接一根竖直向上伸出罐体的管子，收油管水平两侧开有均匀分布的小孔，小孔的总面积不小于收油管的横截面积，脱水脱盐的原油由收油管流出电脱盐罐。