CN107099325B - 一种污油脱盐脱水的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及污油处理领域，公开了一种污油脱盐脱水的方法，该方法包括：将污油进行升温，将升温后的污油供给至密闭容器中，待密闭容器的压力稳定后进行降压处理，再将降压处理得到的产物进行重力沉降处理。本发明的污油脱盐脱水的方法，操作简单、污油处理技术条件缓和、管理方便，具有较好的脱盐脱水效果，能够多回收油品和改善污水水质，得到的油相可直接回炼，得到的水相含油量低，可开发为撬装式系统与油田或炼厂现有流程有机结合，易于工业推广应用，具有很高的经济效益和环境效益。

Description

一种污油脱盐脱水的方法
技术领域
本发明涉及污油处理领域，具体地，涉及一种污油脱盐脱水的方法。
背景技术
原油开采、集输、炼制等过程通常会产生一定数量性质各异的污油，其中油田污油主要产生于钻井作业、采油过程、集输过程以及污水处理等各个环节，随着强化采油技术的应用，加剧了油田采出液的处理难度，从而增加了污油的产量，造成资源浪费，严重影响油田企业的经济效益。在原油炼制过程中，油品罐区、原油电脱盐、污水隔油池等均会产生大量的含水污油，主要由油分、泥沙、有机污泥、表面活性剂和大量的水组成，具有胶质、沥青质含量高，杂质种类多，老化程度严重，乳状液稳定性强等特点，脱盐脱水处理难度很大。炼厂一般将污油与原油掺炼进电脱盐装置，或污油直接进焦化装置处理，但上述方法未能解决根本问题，掺炼极易造成电脱盐装置油水乳化层堆积严重，电流超高跳闸，脱盐脱水合格率下降，影响装置的平稳运行；焦化处理对污油的含水含盐量也有一定的要求，且其处理能力远小于污油的产生量，所以解决污油的脱盐脱水问题，是实现污油加工或利用的关键。
目前，国内外常采用的污油脱盐脱水的方法主要有重力沉降法、电脱水法、离心分离法、超声波破乳法等，以及上述方法的组合工艺。专利申请CN101991973A介绍了一种污油电脱水装置，采用立式罐体，双层桶状组合电极形成稳定的垂直电场空间，避免油水界面扰动，解决了电流超高跳闸、脱水效果差等问题；专利申请CN1740261A利用超声波处理工艺进行污油脱水，缩短了热沉降时间且最终脱水率提高；专利申请CN102839012A将立式电脱水器、二次水洗和超声波处理装置相结合解决污油脱水问题；专利申请CN102041038A采用破乳剂结合三相卧螺离心机的方法处理稠油老化油，能够满足现场生产需要；专利申请CN102226099A针对污水处理站系统中产生的污油，依次经过破乳剂、超声波、热沉降、碟片离心分离等过程处理后回收污油。
上述方法都能起到一定的脱盐脱水作用，但由于污油组成过于复杂，稳定性过高，实际处理中都存在着各种不同的局限性，如静态热沉降法耗时长、药剂用量大、蒸汽耗量大、脱盐脱水效果差；电脱水法还需从材质到技术等方面不断改进以满足污油处理的苛刻要求；离心分离法设备一次性投资大，回收油仍带有大量的乳化水，处理效果与原料中油水泥的密度差紧密相关；超声波对乳状液具有破乳和乳化双重作用，因此针对不同性质的污油需严格控制其操作参数，且污油粘度较高，超声波衰减严重。因此，研发一种操作简单、条件缓和、具有较好脱盐脱水效果、能够多回收油品和改善污水水质的污油脱盐脱水的方法，具有很高的经济效益和环境效益。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中污油回收利用时存在的上述缺陷，提供一种污油脱盐脱水的方法。
本发明的发明人在研究中意外发现，将来自罐区的污油进行升温，然后将升温后的污油供给至密闭容器中，待密闭容器的压力稳定后进行降压处理，在密封容器中进行的该处理过程中，密闭容器的压力降低，导致其内的污油急剧膨胀，原本被油相包裹的水滴随之膨胀，乳状液油水界面的膜强度大幅减弱，水滴碰撞后易于聚并，使得污油在密闭容器内重力沉降一段时间即可实现油水分离，且得到的油相(即净化油)水含量和盐含量都很低，油品性质好，水相(即污水)含油量低，易于后续处理。
因此，为了实现上述目的，本发明提供了一种污油脱盐脱水的方法，该方法包括：将污油进行升温，将升温后的污油供给至密闭容器中，待密闭容器的压力稳定后进行降压处理，再将降压处理得到的产物进行重力沉降处理。
本发明的污油脱盐脱水的方法，操作简单、污油处理技术条件缓和、管理方便，具有较好的脱盐脱水效果，能够多回收油品和改善污水水质，得到的油相可直接回炼，得到的水相含油量低，可开发为撬装式系统与油田或炼厂现有流程有机结合，易于工业推广应用，具有很高的经济效益和环境效益。
根据本发明的一种优选的实施方式，在将污油升温后，将污油与破乳剂混合，并将得到的混合物供给至密闭容器中，再依次进行降压处理和重力沉降处理，同时控制特定的条件，该实施方式以物理破乳为主，结合破乳剂的化学作用，能够进一步提升破乳效果，进一步提高污油的脱盐率和脱水率(脱盐率可达90％以上，脱水率可达85％以上)。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
图1是本发明的污油脱盐脱水方法的流程示意图。
附图标记说明
1为污油罐；2为换热器；3为静态混合器；4为油泵；5为脱水器；6为泄压阀；7为冷凝器。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明提供了一种污油脱盐脱水的方法，该方法包括：将污油进行升温，将升温后的污油供给至密闭容器中，待密闭容器的压力稳定后进行降压处理，再将降压处理得到的产物进行重力沉降处理。
本发明的方法中，本发明的发明人在研究中发现，升温后的污油温度对降压处理前密闭容器的稳定压力有关，且对污油的脱盐脱水效果有显著影响，为了显著提高污油的脱盐率和脱水率，优选情况下，升温后污油的温度为100-180℃，进一步优选为120-160℃。
本发明的方法中，对于将污油进行升温的具体实施方式没有特别的限定，可以为本领域常用的各种方法，只要能够将污油的温度控制在100-180℃，优选为120-160℃即可。优选情况下，将污油进行升温的实施方式为将污油进行换热处理。
本发明的方法中，优选情况下，降压处理的条件包括：将密闭容器的压力降至常压。本领域技术人员应该理解的是，常压是指污油脱盐脱水处理所在地的标准大气压。
本发明的方法中，对于密闭容器没有特别的限定，可以为本领域常见的各种能够将容器的气压降低的密闭容器，优选情况下，密闭容器为带有泄压阀的脱水器，降压处理的过程通过泄压阀进行控制。
本发明的方法中，根据污油量和脱水器的处理能力，脱水器可以采用多台并联使用，因此，优选情况下，可以将升温后的污油供给至至少两台并联使用的带有泄压阀的脱水器中。
本发明的方法中，将升温后的污油供给至密闭容器中并进行降压处理的实施方式可以包括：将升温后的污油供给至脱水器，关闭进料阀和泄压阀，待脱水器的压力稳定后，打开泄压阀将脱水器的压力降至常压，然后关闭泄压阀。本领域技术人员应该理解的是，污油经升温达到所需温度后，供给至脱水器中，关闭进料阀和泄压阀，基于污油的温度和组成，脱水器内的压力会上升并最终会保持稳定的压力，待脱水器的压力稳定后，快速打开泄压阀，脱水器内的压力降低，然后关闭泄压阀，脱水器内部的污油急剧膨胀，原本被油相包裹的水滴随之膨胀，油水界面膜强度大幅减弱，水滴碰撞后易于聚并，使得污油在脱水器内沉降一段时间即可实现油水分离。
本发明的方法中，优选情况下，重力沉降处理的条件包括：时间为10-180min，进一步优选为30-120min。
本发明的方法中，为了进一步提高污油的脱盐脱水效果，优选情况下，该方法还包括：在将升温后的污油供给至密闭容器中之前，将升温后的污油与破乳剂混合。
本发明的方法中，对于将污油与破乳剂混合的方法没有特别的限定，只要能够将污油和破乳剂充分混合即可，例如可以通过静态混合器进行混合。
本发明的方法中，可以根据污油的脱盐脱水效果调节破乳剂的加入量，优选情况下，相对于1L污油，破乳剂的用量为10-500mg，进一步优选为30-200mg。
本发明的方法中，优选情况下，破乳剂为聚醚类破乳剂；进一步优选地，聚醚类破乳剂为支状聚醚类破乳剂；更进一步优选地，聚醚类破乳剂为以多乙烯多胺为起始剂的聚氧丙烯、聚氧乙烯嵌段聚醚(包括但不限于AE系列、AP系列破乳剂)、以酚醛树酯和/或酚胺树酯为起始剂的聚氧丙烯、聚氧乙烯嵌段聚醚(包括但不限于F3111系列、TA1031系列、ST14系列破乳剂)和以甲苯二异氰酸酯为扩链剂或不饱和单体进行改性的嵌段聚醚(包括但不限于BCO1912系列、POI2420系列、SD-903系列、M-501系列、GD9909系列破乳剂)中的至少一种。其中，可以根据污油的性质对破乳剂的种类进行选择，选择方法为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。
本发明的方法中，优选情况下，该方法还包括：将重力沉降处理得到的油相(即净化油)和水相(即污水)分别供给至净化油系统和污水系统。
本发明的方法中，优选情况下，该方法还包括：将泄压阀排出的气体进行冷凝分离处理，并将冷凝分离处理得到的油相(即轻质油)和水相(即污水)分别供给至净化油系统和污水系统。
本发明的方法中，对于污油的来源没有特别的限定，可以为需要进行脱盐脱水处理的各种来源的污油，优选情况下，污油的来源为油田开采集输过程产生的污油、油田开采集输过程产生的老化油和炼厂加工过程产生的污油中的至少一种。
实施例
以下将通过实施例对本发明进行详细描述，但并不因此限制本发明。
以下实施例中，如未特别说明，各试剂均可商购获得，使用的各方法均为本领域常用的方法。
污油的黏度(80℃)的测定方法为：GB/T 11137-1989。
污油中胶质含量的测定方法为：SY/T 7550-2012。
污油中沥青质含量的测定方法为：SY/T 7550-2012。
污油的含水率的测定方法为：GB/T 8929-2006。
污油的盐含量的测定方法为：SY/T 0536-2008。
进行脱盐脱水处理的污油的性质如表1所示。
表1
实施例1
结合图1，本实施例用于说明本发明的污油脱盐脱水的方法。
如图1所示，将来自污油罐1的油田老化污油经换热器2换热至140℃，然后向换热后的油田老化污油中加入破乳剂AE10071(购自山东滨化集团有限责任公司，下同)，其中，相对于1L油田老化污油，破乳剂AE10071的用量为100mg，将油田老化污油和破乳剂AE10071经静态混合器3进行混合，并将来自静态混合器3的混合物经油泵4泵入脱水器5，然后关闭进料阀和泄压阀6，待脱水器5内的压力稳定后，打开泄压阀6，气体进入冷凝器7进行冷凝分离处理，得到轻质油和第二污水；待脱水器5内的压力降至常压且压力稳定后关闭泄压阀6，将脱水器5内的物料重力沉降60min进行油水分离，得到净化油和第一污水，将净化油和轻质油供给至后续的净化油系统，将第一污水和第二污水供给至后续的污水系统。
经测定，净化油的盐含量为86.9mgNaCl/L，含水率为2.2％，经计算，脱盐率为92.8％，脱水率为90.2％。
实施例2
结合图1，本实施例用于说明本发明的污油脱盐脱水的方法。
如图1所示，将来自污油罐1的油田老化污油经换热器2换热至120℃，然后向换热后的油田老化污油中加入破乳剂TA1031(购自山东滨化集团有限责任公司，下同)，其中，相对于1L油田老化污油，破乳剂TA1031的用量为30mg，将油田老化污油和破乳剂TA1031经静态混合器3进行混合，并将来自静态混合器3的混合物经油泵4泵入脱水器5，然后关闭进料阀和泄压阀6，待脱水器5内的压力稳定后，打开泄压阀6，气体进入冷凝器7进行冷凝分离处理，得到轻质油和第二污水；待脱水器5内的压力降至常压且压力稳定后关闭泄压阀6，将脱水器5内的物料重力沉降120min进行油水分离，得到净化油和第一污水，将净化油和轻质油供给至后续的净化油系统，将第一污水和第二污水供给至后续的污水系统。
经测定，净化油的盐含量为106.5mgNaCl/L，含水率为2.5％，经计算，脱盐率为91.2％，脱水率为88.9％。
实施例3
如图1所示，将来自污油罐1的油田老化污油经换热器2换热至160℃，然后向换热后的油田老化污油中加入破乳剂M501(购自山东滨化集团有限责任公司，下同)，其中，相对于1L油田老化污油，破乳剂M501的用量为200mg，将油田老化污油和破乳剂M501经静态混合器3进行混合，并将来自静态混合器3的混合物经油泵4泵入脱水器5，然后关闭进料阀和泄压阀6，待脱水器5内的压力稳定后，打开泄压阀6，气体进入冷凝器7进行冷凝分离处理，得到轻质油和第二污水；待脱水器5内的压力降至常压且压力稳定后关闭泄压阀6，将脱水器5内的物料重力沉降30min进行油水分离，得到净化油和第一污水，将净化油和轻质油供给至后续的净化油系统，将第一污水和第二污水供给至后续的污水系统。
经测定，净化油的盐含量为95.2mgNaCl/L，含水率为2.6％，经计算，脱盐率为92.1％，脱水率为88.4％。
实施例4
按照实施例1的方法，不同的是，将来自污油罐1的油田老化污油经换热器2换热至100℃。
经测定，净化油的盐含量为203mgNaCl/L，含水率为4.2％，经计算，脱盐率为83.2％，脱水率为81.3％。
实施例5
按照实施例1的方法，不同的是，将来自污油罐1的油田老化污油经换热器2换热至180℃。
经测定，净化油的盐含量为138mgNaCl/L，含水率为3.8％，经计算，脱盐率为88.6％，脱水率为83.1％。
实施例6
按照实施例1的方法，不同的是，脱水器5内的物料进行重力沉降的时间为10min。
经测定，净化油的盐含量为162mgNaCl/L，含水率为4.3％，经计算，脱盐率为86.6％，脱水率为80.9％。
实施例7
按照实施例1的方法，不同的是，脱水器5内的物料进行重力沉降的时间为150min。
经测定，净化油的盐含量为95.6mgNaCl/L，含水率为2.2％，经计算，脱盐率为92.1％，脱水率为90.2％。
实施例8
按照实施例1的方法，不同的是，换热后并不向油田老化污油中加入破乳剂AE10071，而是直接将换热后的油田老化污油经油泵4泵入脱水器5。
经测定，净化油的盐含量为188mgNaCl/L，含水率为4.4％，经计算，脱盐率为84.5％，脱水率为80.4％。
实施例9
结合图1，本实施例用于说明本发明的污油脱盐脱水的方法。
如图1所示，将来自污油罐1的炼厂重质污油经换热器2换热至150℃，然后向换热后的炼厂重质污油中加入破乳剂AE10071，其中，相对于1L炼厂重质污油，破乳剂AE10071的用量为50mg，将炼厂重质污油和破乳剂AE10071经静态混合器3进行混合，并将来自静态混合器3的混合物经油泵4泵入脱水器5，然后关闭进料阀和泄压阀6，待脱水器5内的压力稳定后，打开泄压阀6，气体进入冷凝器7进行冷凝分离处理，得到轻质油和第二污水；待脱水器5内的压力降至常压且压力稳定后关闭泄压阀6，将脱水器5内的物料重力沉降50min进行油水分离，得到净化油和第一污水，将净化油和轻质油供给至后续的净化油系统，将第一污水和第二污水供给至后续的污水系统。
经测定，净化油的盐含量为22.5mgNaCl/L，含水率为1.6％，经计算，脱盐率为94.9％，脱水率为94.8％。
实施例10
结合图1，本实施例用于说明本发明的污油脱盐脱水的方法。
如图1所示，将来自污油罐1的炼厂重质污油经换热器2换热至125℃，然后向换热后的炼厂重质污油中加入破乳剂TA1031，其中，相对于1L炼厂重质污油，破乳剂TA1031的用量为25mg，将炼厂重质污油和破乳剂TA1031经静态混合器3进行混合，并将来自静态混合器3的混合物经油泵4泵入脱水器5，然后关闭进料阀和泄压阀6，待脱水器5内的压力稳定后，打开泄压阀6，气体进入冷凝器7进行冷凝分离处理，得到轻质油和第二污水；待脱水器5内的压力降至常压且压力稳定后关闭泄压阀6，将脱水器5内的物料重力沉降150min进行油水分离，得到净化油和第一污水，将净化油和轻质油供给至后续的净化油系统，将第一污水和第二污水供给至后续的污水系统。
经测定，净化油的盐含量为30.7mgNaCl/L，含水率为2.3％，经计算，脱盐率为93.1％，脱水率为92.5％。
实施例11
如图1所示，将来自污油罐1的炼厂重质污油经换热器2换热至155℃，然后向换热后的炼厂重质污油中加入破乳剂M501，其中，相对于1L炼厂重质污油，破乳剂M501的用量为180mg，将炼厂重质污油和破乳剂M501经静态混合器3进行混合，并将来自静态混合器3的混合物经油泵4泵入脱水器5，然后关闭进料阀和泄压阀6，待脱水器5内的压力稳定后，打开泄压阀6，气体进入冷凝器7进行冷凝分离处理，得到轻质油和第二污水；待脱水器5内的压力降至常压且压力稳定后关闭泄压阀6，将脱水器5内的物料重力沉降20min进行油水分离，得到净化油和第一污水，将净化油和轻质油供给至后续的净化油系统，将第一污水和第二污水供给至后续的污水系统。
经测定，净化油的盐含量为28.8mgNaCl/L，含水率为2.0％，经计算，脱盐率为93.5％，脱水率为93.5％。
实施例12
按照实施例9的方法，不同的是，将来自污油罐1的炼厂重质污油经换热器2换热至110℃。
经测定，净化油的盐含量为55.2mgNaCl/L，含水率为3.9％，经计算，脱盐率为87.6％，脱水率为87.3％。
实施例13
按照实施例9的方法，不同的是，将来自污油罐1的炼厂重质污油经换热器2换热至170℃。
经测定，净化油的盐含量为36.9mgNaCl/L，含水率为2.8％，经计算，脱盐率为91.7％，脱水率为90.9％。
实施例14
按照实施例9的方法，不同的是，脱水器5内的物料进行重力沉降的时间为10min。
经测定，净化油的盐含量为56.0mgNaCl/L，含水率为3.2％，经计算，脱盐率为87.4％，脱水率为89.6％。
实施例15
按照实施例9的方法，不同的是，脱水器5内的物料进行重力沉降的时间为150min。
经测定，净化油的盐含量为25.4mgNaCl/L，含水率为1.8％，经计算，脱盐率为94.3％，脱水率为94.2％。
实施例16
按照实施例9的方法，不同的是，换热后并不向炼厂重质污油中加入破乳剂AE10071，而是直接将换热后的炼厂重质污油经油泵4泵入脱水器5。
经测定，净化油的盐含量为68.8mgNaCl/L，含水率为3.9％，经计算，脱盐率为84.5％，脱水率为87.3％。
分别将实施例1和实施例4-5、实施例9和实施例12-13比较可知，控制污油的温度为120-160℃时，能够进一步提高污油的脱盐率和脱水率。
分别将实施例1和实施例6-7、实施例9和实施例14-15比较可知，重力沉降处理的时间为30-120min时，能够进一步提高污油的脱盐率和脱水率，且能够提高处理效率。
分别将实施例1和实施例8、实施例9和实施例16比较可知，在换热后，将污油与破乳剂混合，并将得到的混合物供给至密闭容器中，进行降压处理和重力沉降处理，能够进一步提高污油的脱盐率和脱水率。
本发明的污油脱盐脱水的方法，操作简单、污油处理技术条件缓和、管理方便，具有较好的脱盐脱水效果，能够多回收油品和改善污水水质，得到的油相可直接回炼，得到的水相含油量低，可开发为撬装式系统与油田或炼厂现有流程有机结合，易于工业推广应用，具有很高的经济效益和环境效益。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (18)

1.一种污油脱盐脱水的方法，其特征在于，该方法包括：将污油进行升温，将升温后的污油供给至密闭容器中，待密闭容器的压力稳定后进行降压处理，再将降压处理得到的产物进行重力沉降处理；
其中，升温后污油的温度为100-180℃。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，升温后污油的温度为120-160℃。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，将污油进行升温的实施方式为将污油进行换热处理。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，将污油进行升温的实施方式为将污油进行换热处理。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述降压处理的条件包括：将密闭容器的压力降至常压。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述密闭容器为带有泄压阀的脱水器，所述降压处理的过程通过泄压阀进行控制。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，将升温后的污油供给至至少两台并联使用的带有泄压阀的脱水器中。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述重力沉降处理的条件包括：时间为10-180min。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述重力沉降处理的条件包括：时间为30-120min。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的方法，其中，该方法还包括：在将升温后的污油供给至密闭容器中之前，将所述升温后的污油与破乳剂混合。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，相对于1L污油，所述破乳剂的用量为10-500mg。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，相对于1L污油，所述破乳剂的用量为30-200mg。
13.根据权利要求10所述的方法，其中，所述破乳剂为聚醚类破乳剂。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述聚醚类破乳剂为支状聚醚类破乳剂。
15.根据权利要求13所述的方法，其中，所述聚醚类破乳剂为以多乙烯多胺为起始剂的聚氧丙烯、聚氧乙烯嵌段聚醚、以酚醛树酯和/或酚胺树酯为起始剂的聚氧丙烯、聚氧乙烯嵌段聚醚和以甲苯二异氰酸酯为扩链剂进行改性的嵌段聚醚中的至少一种。
16.根据权利要求1-9中任意一项所述的方法，其中，该方法还包括：将重力沉降处理得到的油相和水相分别供给至净化油系统和污水系统。
17.根据权利要求6所述的方法，其中，该方法还包括：将泄压阀排出的气体进行冷凝分离处理，并将冷凝分离处理得到的油相和水相分别供给至净化油系统和污水系统。
18.根据权利要求1-9和17中任意一项所述的方法，其中，所述污油的来源为油田开采集输过程产生的污油、油田开采集输过程产生的老化油和炼厂加工过程产生的污油中的至少一种。
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