CN109593546A - 原油中水和金属盐脱除装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种原油中水和金属盐脱除装置，包括原油管线、原油过滤器、粗分离系统、细分离系统和原油聚结器，所述原油过滤器、粗分离系统、细分离系统和原油聚结器依次与原油管线连通，还包括进水管线和出水管线，所述粗分离系统和细分离系统的出口均与出水管线连接，所述粗分离系统的出口连接有粗循环泵，所述粗循环泵的出口与粗分离系统的入口连接，所述细分离系统的出口连接有细循环泵，所述细循环泵的出口与细分离系统的入口连接，所述进水管线与细循环泵连接，所述细分离系统的出口与粗循环泵连接。本发明的有益效果为：该装置具有水和金属盐的脱除效果优异，设备成本较低的特点。
Description
技术领域
本发明涉及原油生产装置，特别涉及一种原油中水和金属盐脱除装置。
背景技术
从地下开采出来的原油会含有数量不一的机械杂质、C1-C2轻烃气体、水及MgCl2、NaCl、CaCl2等无机盐类。虽经过油田初步脱水后，含水量降至<0.5％，含盐量降至<50mg/L，但油田脱水脱盐设施短缺及原油运输过程中混入水分，进入炼油厂的原油仍含有不等量的水分和盐。盐类除小部分呈结晶状悬浮于原油中，大部分溶于水中。水分又大部分以微粒状分散在油中，形成较稳定的油包水型乳状液。其中，原油中含有金属盐及水，会对原油储运、加工、产品质量及设备等均造成很大危害，如增加储运、加工设备的负荷，影响常减压蒸馏的正常工作甚至腐蚀设备、缩短开工周期。因此，原油在进入炼油厂后，必须先进行脱盐脱水，确保含水量达到0.1％-0.2％，含盐量<5mg/L。对于有渣油加氢或重油催化裂化过程的炼油厂，含盐量要求<3mg/L或含钠量<1mg/L。
公开号为CN105001906A的中国专利公开了一种脱除原油中水和金属盐的装置及方法。该装置包括原油管线，及依次设于该原油管线上的原油过滤器、第一破乳剂管线、液膜水洗接触器、膜罐连接器、脱盐分离罐、第二破乳剂管线、水洗纤维液膜接触器、油水分离罐和原油聚结器，其中脱盐分离罐与液膜水洗接触器之间设置第一水洗循环泵，油水分离罐与水洗纤维液膜接触器之间设置第二水洗循环，并分别形成水洗水循环。
但是，人们希望进一步优化装置，降低成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种原油中水和金属盐脱除装置。该装置具有水和金属盐的脱除效果优异，成本较低的特点。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种原油中水和金属盐脱除装置，包括原油管线、原油过滤器、粗分离系统、细分离系统和原油聚结器，所述原油过滤器、粗分离系统、细分离系统和原油聚结器依次与原油管线连通，还包括进水管线和出水管线，所述粗分离系统和细分离系统的出口均与出水管线连接，所述粗分离系统的出口连接有粗循环泵，所述粗循环泵的出口与粗分离系统的入口连接，所述细分离系统的出口连接有细循环泵，所述细循环泵的出口与细分离系统的入口连接，所述进水管线与细循环泵连接，所述细分离系统的出口与粗循环泵连接。
本发明进一步设置为：所述粗分离系统包括依次连接的用于破乳剂输送的粗破乳剂管线、液膜水洗接触器、膜罐连接器、脱盐分离罐，所述脱盐分离罐其中一个出口与出水管线和粗循环泵连接，另一个出口与细分离系统连接。
本发明进一步设置为：所述细分离系统包括依次连接的用于破乳剂输送的细破乳剂管线、水洗纤维膜接触器、油水分离罐，所述细循环泵的出口和水洗限位膜接触器的入口连接，所述油水分离罐其中一个出口与出水管线、粗循环泵和细循环泵连接，另一个出口与原油聚结器连接。
本发明进一步设置为：所述破乳剂包括如下重量份数的组分：
主剂18-20份
腰果酚胺醛树脂40-45份
聚氨酯15-20份
氯化钙0.5-0.8份
氯化铝20-25份
磺甲基化聚丙烯酰胺1-2份
季铵盐1-2份
渗透剂5-8份
溶剂20-30份；
所述主剂的制备方法包括如下步骤：
步骤1：称取烯壬基酚和氢氧化钾，进行干燥处理；
步骤2：在氮气保护下，将烯壬基酚和氢氧化钾混合搅拌，升温后加入环氧丙烷，控制反应压力为0.35MPa以下；
步骤3：反应结束后，往反应物中加入二氯甲烷进行溶解，再加入冰乙酸调节pH至中性，然后加入氯化钠溶液，分液，得到有机层；
步骤4：有机层蒸发旋干得到烯壬基酚聚醚；
步骤5：在氮气保护下，将烯壬基酚聚醚、侧基改性含氢硅油、甲基丙烯酸十二酯、正丁醇混合后加热搅拌，然后加入氯铂酸开始反应；
步骤6：加入端甲基烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯甲基醚后继续反应8h，然后降温至90℃减压蒸馏出正丁醇，得到主剂。
本发明进一步设置为：所述步骤2中烯壬基酚和氢氧化钾的质量比为1∶2.5，所述加入环氧丙烷的温度为120℃，所述步骤3反应结束标志为反应压力为负值。
本发明进一步设置为：所述步骤5的反应时间为6h，所述加入氯铂酸后升温至100℃进行反应，氯铂酸和烯壬基酚聚醚的质量比为50μg/g，所述正丁醇的质量为烯壬基酚聚醚、侧基改性含氢硅油、甲基丙烯酸十二酯总质量的35％，所述端甲基烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯甲基醚和烯壬基酚聚醚的物质的量之比为1∶1.3。
本发明进一步设置为：所述季铵盐选用氯化苄基三乙基铵、硫酸氢四丁基铵、四丁基乙酸铵中的一种。
本发明进一步设置为：所述渗透剂选用脂肪醇聚氧乙烯醚。
本发明进一步设置为：所述溶剂选用甲醇、乙醇和丙醇中的一种。
本发明进一步设置为：所述破乳剂的制备方法包括如下步骤：
S1：按照重量份，称取主剂18-20份、腰果酚胺醛树脂40-45份、聚氨酯15-20份、氯化钙0.5-0.8份、氯化铝20-25份、磺甲基化聚丙烯酰胺1-2份、季铵盐1-2份、渗透剂5-8份、溶剂20-30份；
S2：将各组分搅拌混合后进行加热搅拌，加热温度为80-100℃，搅拌时间为1-2h，搅拌结束后冷却至室温，过滤除杂即可。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、细分离系统排出的水洗水可以置换粗分离系统排出的水洗水，从而提高水的利用率，降低生产成本；
2、主剂为聚醚型破乳剂，腰果酚胺醛树脂的支化程度高，聚氨酯是非聚醚型破乳剂，将不同的破乳剂复配，能够优势互补，提高破乳效果；
3、氯化钙能够通过减小油珠表面的电负性和改变乳化剂的亲水亲油平衡而达到破乳的作用；
4、氯化铝和磺甲基化聚丙烯酰胺能够起到絮凝的作用，使金属盐形成的沉淀物、螯合物尽快发送沉淀，从而与原油分离；
5、季铵盐的加入，一方面由于其电中和作用，压缩破坏乳状液界面的双电层，导致乳状液稳定性变差，另一方面其与乳化剂反应，改变乳化剂的亲水亲油平衡，并改变乳化剂的润湿性，破坏吸附膜，从而起到破乳作用；
6、渗透剂的非极性链能够轻易穿透乳化剂膜，与原油聚结，从而引起破乳，聚合物的渗透作用可有效降低破乳动力，使破乳剂在较低温度、较低搅拌速率下即可轻易破乳；
7、将烯壬基酚聚醚、甲基丙烯酸十二酯接枝到聚硅氧烷主链，增大主剂的空间结构，提高支化程度，使主剂同时具有憎水和亲水基团。主剂与原油中的天然乳化剂相容性和渗透性更强，打破原有的揭面膜、加快膜的排液速率和乳状液破乳进程。
附图说明
图1为本发明实施例6的结构示意图；
附图标记：1、原油管线；2、原油过滤器；3、粗分离系统；4、细分离系统；5、原油聚结器；6、进水管线；7、出水管线；8、粗破乳剂管线；9、液膜水洗接触器；10、膜罐连接器；11、脱盐分离罐；12、粗循环泵；13、细破乳剂管线；14、水洗纤维膜接触器；15、油水分离罐；16、细循环泵。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例1-5用于说明破乳剂的组分。实施例1-5破乳剂的组分见表1。
表1、实施例1-5破乳剂的组分表
注：单位“份”指重量份；渗透剂选用脂肪醇聚氧乙烯醚。
结合表1，以下详细说明实施例1-5破乳剂的制备方法。
一种破乳剂的制备方法，包括如下步骤：
S1：按照重量份，称取主剂、腰果酚胺醛树脂、聚氨酯、氯化钙、氯化铝、磺甲基化聚丙烯酰胺、季铵盐、渗透剂、溶剂；
S2：将各组分搅拌混合后进行加热搅拌，加热温度为80-100℃，搅拌时间为1-2h，搅拌结束后冷却至室温，过滤除杂即可。
表2、实施例1-5破乳剂的制备方法参数表
以下详细说明实施例1-5破乳剂中使用的主剂的制备方法。
一种主剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：按照烯壬基酚和氢氧化钾的质量比为1∶2.5称取烯壬基酚和氢氧化钾，进行干燥处理；
步骤2：在氮气保护下，将烯壬基酚和氢氧化钾混合搅拌，升温至120℃后加入环氧丙烷，控制反应压力为0.35MPa以下，当反应压力为负值时反应结束；
步骤3：反应结束后，往反应物中加入二氯甲烷进行溶解，再加入冰乙酸调节pH至中性，然后加入氯化钠溶液，分液，得到有机层；
步骤4：有机层蒸发旋干得到烯壬基酚聚醚；
步骤5：在氮气保护下，将烯壬基酚聚醚、侧基改性含氢硅油、甲基丙烯酸十二酯、正丁醇混合后加热搅拌，然后加入氯铂酸升温至100℃反应6h，其中氯铂酸和烯壬基酚聚醚的质量比为50μg/g，正丁醇的质量为烯壬基酚聚醚、侧基改性含氢硅油、甲基丙烯酸十二酯总质量的35％，端甲基烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯甲基醚和烯壬基酚聚醚的物质的量之比为1∶1.3；
步骤6：加入端甲基烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯甲基醚后继续反应8h，然后降温至90℃减压蒸馏出正丁醇，得到主剂。
实施例6
参照图1，一种原油中水和金属盐脱除装置，包括原油管线1、原油过滤器2、粗分离系统3、细分离系统4、原油聚结器5、进水管线6和出水管线7。原油过滤器2、粗分离系统3、细分离系统4和原油聚结器5依次与原油管线1连通。
细分离系统4包括依次连接的用于破乳剂输送的粗破乳剂管线8、液膜水洗接触器9、膜罐连接器10、脱盐分离罐11。原油过滤器2和粗破乳剂管线8连接于液膜水洗接触器9其中一个进口，液膜水洗接触器9的出口与膜罐连接器10的进口连接，膜罐连接器10的出口与脱盐分离罐11的进口连接，脱盐分离罐11其中一个出口既与出水管线7连接，又连接有粗循环泵12，另一个出口与细分离系统4连接。粗循环泵12的出口与液膜水洗接触器9另一个进口连接。
细分离系统4包括依次连接的用于破乳剂输送的细破乳剂管线13、水洗纤维膜接触器14、油水分离罐15。脱盐分离罐11另一个出口和细破乳剂管线13连接于水洗纤维膜接触器14的其中一个进口，水洗纤维膜接触器14的出口与油水分离罐15的进口连接，油水分离罐15其中一个出口既与出水管线7连接，又与粗循环泵12连接，还连接有细循环泵16，另一个出口与原油聚结器5的进口连接。细循环泵16的出口与水洗纤维膜接触器14的另一个进口连接。进水管线6与细循环泵16连接。
原油聚结器5其中一个出口与出水管线7连接，另一个出口输出脱水脱金属盐后的原油。
其中，粗破乳剂管线8和细破乳剂管线13中输送的破乳剂采用实施例1-5其中之一的破乳剂。
待脱水脱金属盐的原油的参数如表3所示：
表3、待脱水脱金属盐的原油参数表
| 序号 | 项目 | 数值 | 检测标准 |
| 1 | 密度/(kg/m<sup>3</sup>) | 916.8 | / |
| 2 | 水含量/(wt％) | 0.38 | GB/T 260-77(88) |
| 3 | 金属盐(水溶性金属离子)/(mg/L) | 60.4 | SY/T 0536-2008 |
将待脱水脱金属盐的原油采用本发明原油中水和金属盐脱除装置进行处理，分别对脱盐分离罐得到的原油、油水分离罐得到的原油和原油聚结器得到的原油的含盐量、含水量进行检测并记录。
表4、实施例1-5取样点原油参数表
对比例1
选用公开号为CN105001906A的中国专利的实施例2作为对比例1。
对比例2
将对比例1的破乳剂修改为实施例3的破乳剂，其他均与对比例1相同。
将待脱水脱金属盐的原油分别采用对比例1和对比例2的脱除装置进行处理，分别对脱盐分离罐得到的原油、油水分离罐得到的原油和原油聚结器得到的原油的含盐量、含水量进行检测并记录。
表5、对比例1和2取样点原油参数表
对比实施例1-5和对比例1可知，本发明具有优异的脱水脱金属盐效果。
对比实施例1-5和对比例2可知，本发明中的破乳剂对于脱水脱金属盐具有较大的提升效果。
本实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.一种原油中水和金属盐脱除装置，包括原油管线(1)、原油过滤器(2)、粗分离系统(3)、细分离系统(4)和原油聚结器(5)，所述原油过滤器(2)、粗分离系统(3)、细分离系统(4)和原油聚结器(5)依次与原油管线(1)连通，还包括进水管线(6)和出水管线(7)，所述粗分离系统(3)和细分离系统(4)的出口均与出水管线(7)连接，所述粗分离系统(3)的出口连接有粗循环泵(12)，所述粗循环泵(12)的出口与粗分离系统(3)的入口连接，所述细分离系统(4)的出口连接有细循环泵(16)，所述细循环泵(16)的出口与细分离系统(4)的入口连接，其特征是：所述进水管线(6)与细循环泵(16)连接，所述细分离系统(4)的出口与粗循环泵(12)连接。
2.根据权利要求1所述的原油中水和金属盐脱除装置，其特征是：所述粗分离系统(3)包括依次连接的用于破乳剂输送的粗破乳剂管线(8)、液膜水洗接触器(9)、膜罐连接器(10)、脱盐分离罐(11)，所述脱盐分离罐(11)其中一个出口与出水管线(7)和粗循环泵(12)连接，另一个出口与细分离系统(4)连接。
3.根据权利要求2所述的原油中水和金属盐脱除装置，其特征是：所述细分离系统(4)包括依次连接的用于破乳剂输送的细破乳剂管线(13)、水洗纤维膜接触器(14)、油水分离罐(15)，所述细循环泵(16)的出口和水洗限位膜接触器的入口连接，所述油水分离罐(15)其中一个出口与出水管线(7)、粗循环泵(12)和细循环泵(16)连接，另一个出口与原油聚结器(5)连接。
4.根据权利要求3所述的原油中水和金属盐脱除装置，其特征是：所述破乳剂包括如下重量份数的组分：
主剂18-20份
腰果酚胺醛树脂40-45份
聚氨酯15-20份
氯化钙0.5-0.8份
氯化铝20-25份
磺甲基化聚丙烯酰胺1-2份
季铵盐1-2份
渗透剂5-8份
溶剂20-30份；
所述主剂的制备方法包括如下步骤：
步骤1：称取烯壬基酚和氢氧化钾，进行干燥处理；
步骤2：在氮气保护下，将烯壬基酚和氢氧化钾混合搅拌，升温后加入环氧丙烷，控制反应压力为0.35MPa以下；
步骤3：反应结束后，往反应物中加入二氯甲烷进行溶解，再加入冰乙酸调节pH至中性，然后加入氯化钠溶液，分液，得到有机层；
步骤4：有机层蒸发旋干得到烯壬基酚聚醚；
步骤5：在氮气保护下，将烯壬基酚聚醚、侧基改性含氢硅油、甲基丙烯酸十二酯、正丁醇混合后加热搅拌，然后加入氯铂酸开始反应；
步骤6：加入端甲基烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯甲基醚后继续反应8h，然后降温至90℃减压蒸馏出正丁醇，得到主剂。
5.根据权利要求1所述的原油中水和金属盐脱除装置，其特征是：所述步骤2中烯壬基酚和氢氧化钾的质量比为1:2.5，所述加入环氧丙烷的温度为120℃，所述步骤3反应结束标志为反应压力为负值。
6.根据权利要求1所述的原油中水和金属盐脱除装置，其特征是：所述步骤5的反应时间为6h，所述加入氯铂酸后升温至100℃进行反应，氯铂酸和烯壬基酚聚醚的质量比为50μg/g，所述正丁醇的质量为烯壬基酚聚醚、侧基改性含氢硅油、甲基丙烯酸十二酯总质量的35%，所述端甲基烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯甲基醚和烯壬基酚聚醚的物质的量之比为1:1.3。
7.根据权利要求1所述的原油中水和金属盐脱除装置，其特征是：所述季铵盐选用氯化苄基三乙基铵、硫酸氢四丁基铵、四丁基乙酸铵中的一种。
8.根据权利要求1所述的原油中水和金属盐脱除装置，其特征是：所述渗透剂选用脂肪醇聚氧乙烯醚。
9.根据权利要求1所述的原油中水和金属盐脱除装置，其特征是：所述溶剂选用甲醇、乙醇和丙醇中的一种。
10.根据权利要求4所述的原油中水和金属盐脱除装置，其特征是：所述破乳剂的制备方法包括如下步骤：
S1：按照重量份，称取主剂18-20份、腰果酚胺醛树脂40-45份、聚氨酯15-20份、氯化钙0.5-0.8份、氯化铝20-25份、磺甲基化聚丙烯酰胺1-2份、季铵盐1-2份、渗透剂5-8份、溶剂20-30份；
S2：将各组分搅拌混合后进行加热搅拌，加热温度为80-100℃，搅拌时间为1-2h，搅拌结束后冷却至室温，过滤除杂即可。
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