CN110205158A - 电脱盐用超声波的控制方法 - Google Patents

电脱盐用超声波的控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110205158A
CN110205158A CN201910468991.9A CN201910468991A CN110205158A CN 110205158 A CN110205158 A CN 110205158A CN 201910468991 A CN201910468991 A CN 201910468991A CN 110205158 A CN110205158 A CN 110205158A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ultrasonic wave
desalting
electro
ultrasonic
electrical desalter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910468991.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110205158B (zh
Inventor
苟泽浩
张达峰
李峰
宋计军
孙伯义
孙赟硕
亓仁东
戴琴荣
尹连军
孟军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qingdao Besso Technology Co Ltd
Original Assignee
Qingdao Besso Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qingdao Besso Technology Co Ltd filed Critical Qingdao Besso Technology Co Ltd
Priority to CN201910468991.9A priority Critical patent/CN110205158B/zh
Publication of CN110205158A publication Critical patent/CN110205158A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110205158B publication Critical patent/CN110205158B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G32/00—Refining of hydrocarbon oils by electric or magnetic means, by irradiation, or by using microorganisms
    • C10G32/02—Refining of hydrocarbon oils by electric or magnetic means, by irradiation, or by using microorganisms by electric or magnetic means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G33/00—Dewatering or demulsification of hydrocarbon oils
    • C10G33/06—Dewatering or demulsification of hydrocarbon oils with mechanical means, e.g. by filtration

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Abstract

本发明涉及原油电脱盐脱水技术领域，具体涉及一种电脱盐用超声波的控制方法，具体为：控制单元依据电脱盐罐平均电流的大小调节超声波的输出功率，具体为，P＝a‑bI，其中，其中P为超声波输出功率，I为电脱盐罐平均电流，a为可调的常数，b为可调的系数，参数a和b依据超声波输出功率上、下端值和对应的电脱盐罐平均电流的上、下端值计算。本发明能够精准地控制电脱盐用超声波的输出功率，适应原油性质的变化及原油含盐含水的变化。

Description

电脱盐用超声波的控制方法
技术领域
本发明涉及原油电脱盐脱水技术领域，具体涉及一种电脱盐用超声波的控制方法。
背景技术
电脱盐是原油自油田进入炼油厂的第一道预处理工序，电脱盐过程需要注水脱出原油中所含的水溶性无机盐，主要是脱除NaCl盐。在电脱盐过程中，注水混合后的原油在高压电场的作用下，脱出水和水溶性无机盐。生产中，采用超声波的方式防止电脱盐罐油泥淤积，采用超声波的方式实现注水后的原油乳化物破乳，超声波已经逐渐应用于电脱盐工业。
对于电脱盐过程的注水后形成的油水乳化物，超声波的强度过大易于造成乳化程度加剧，脱盐脱水困难，影响电脱盐效果，也造成电脱盐排水水质变差，导致电脱盐排水含油、COD值偏高；对于电脱盐过程的注水后形成的油水乳化物，超声波的强度过小易于造成超声波作用效果不足，导致防止电脱盐罐油泥淤积效果差，或导致油水乳化破乳力度不够、脱盐脱水效果差。
公告号为CN02213619的中国专利公开了一种原油超声波—电场联合脱盐装置，公告号为CN03253324的中国专利公开了一种油水乳化物的破乳装置，公告号为CN03139172的中国专利公开了一种顺流和逆流超声波联合作用使油水乳化物破乳的方法及装置，申请号为201020573668.2的中国专利公开了一种单路进料超声波—电脱盐联合的装置，申请号为201020575233.1的中国专利公开了一种多路进料并联式超声波—电脱盐联合的装置，上述几项专利方案中均提出了超声波声强不大于0.5W/cm2，存在的缺陷是：随着原油性质的变化、原油含盐含水的变化，不能进行精细的超声波参数调整。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于：提供一种电脱盐用超声波的控制方法，精准地控制电脱盐用超声波的输出功率，适应原油性质的变化及原油含盐含水的变化。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案为：
所述电脱盐用超声波的控制方法，具体为：
控制单元依据电脱盐罐平均电流的大小调节超声波的输出功率，具体为，P＝a-bI，其中，其中P为超声波输出功率，I为电脱盐罐平均电流，a为可调的常数，b为可调的系数，参数a和b依据超声波输出功率的上、下端值和对应的电脱盐罐平均电流的上、下端值计算。
本发明设置P＝a-bI的数学关系式，数学关系式下装到控制单元，控制单元依据电脱盐罐平均电流的大小控制超声波的输出功率的大小，因原油性质变化与原油含盐含水的变化引起原油电脱盐罐平均电流的变化，控制单元根据电脱盐罐平均电流的变化实时调整超声波输出功率，实现超声波精准的自适应调节和人工智能控制。
因不同炼油厂的电脱盐设备与加工原油种类的a值、b值设置不同，设备安装初期由超声波设备提供厂家设定，又因特定炼油厂电脱盐设备不同时期加工原油种类会发生变化，生产过程中a值、b值可由工艺操作技术人员或操作工人进行人工修改，实现超声波的精准的随动的自动的控制过程，实现人工智能控制。
电脱盐罐安装的变压器设置不同档位，输出13KV～25KV的次级绕组的电压，变压器的初级绕组的电压一般为380V～400V的工业电压，电脱盐罐平均电流可以是初级绕组平均电流，也可以是次级绕组平均电流，最优的是变压器初级绕组电流。
所述原油性质变化，是指炼油厂加工的原油在不同时刻的导电性会有所不同，原油电脱盐罐的电流会相应变化；所述原油含盐含水的变化，是指炼油厂加工的原油在不同时刻的含盐含水性质会有所不同，原油电脱盐罐的平均电流会相应变化。
优选地，超声波输出功率控制在80W—450W，电脱盐罐平均电流最大时超声波功率控制为80W，电脱盐罐平均电流最小时超声波功率控制为450W。
进一步地优选，超声波输出功率控制在180W—320W，电脱盐罐平均电流最大时超声波功率控制为180W，电脱盐罐平均电流最小时超声波功率控制为320W。
优选地，在原油进电脱盐罐前的静态混合器和混合阀之后的管道上，安装管道式超声波作用区，管道式超声波作用区两端开口对称安装超声波换能器，超声波换能器通过超声波发生器控制，超声波发生器置于防爆柜中，防爆柜中的超声波发生器与控制单元通讯，控制单元优选DCS集中控制单元，DCS集中控制单元实现远程手操或DCS自动控制，防爆柜适应于石油化工生产现场安装，脱前原油注入电脱盐注水，经过静态混合器和混合阀的充分混合后，最后在电脱盐罐中脱盐脱水，用电脱盐罐变压器初级电流的平均值控制超声波的输出功率；所述管道式超声波作用区两端分别设置物料进口和物料出口，超声波能够实现传播的无死角覆盖与无限远延伸的作用效果。
优选地，采用带有喇叭形发射面的超声波换能器，管道式超声波作用区两端的超声波换能器发射面相对设置，超声波换能器把电能转换为超声波的机械能；超声波换能器可以是压电陶瓷型，也可以是磁致伸缩型，优选的是磁致伸缩型换能器，超声波换能器外部套设冷却液夹套用于设备冷却，保障超声波换能器长时间工作的稳定性。
优选地，所述超声波发生器输出声强为0.05—1.5w/cm2，输出频率为10kHz一200kHz。
进一步地优选，所述超声波发生器输出声强为0.20—0.7w/cm2，输出频率为19-60kHz。
优选地，所述电脱盐罐设置一个或多个，多个电脱盐罐设为串联、并联或串并联。
优选地，所述超声波作用区设置一段或多段，多段超声波作用区设为串联、并联或串并联。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明可用于炼油厂的超声波的原油电脱盐工业，实现了在电脱盐过程中超声波输出功率的精准的控制，避免了超声波强度过大引起的超声波乳化；
本发明实现了超声波在电脱盐过程中的自动控制过程，控制过程具有在线性、随动性，简化了操作，节省了操作成本，实现了超声波输出功率随原油性质变化、原油含盐含水的变化的随动性调节功能，能够及时的调节超声波的输出功率，达到预期的超声波作用效果；
本发明实现了超声波在电脱盐过程中油水乳化物的破乳效果，使得超声波的物理破乳方式完全替代了化学破乳剂的化学破乳方式，节省了生产成本，减少了化学破乳剂残留在电脱盐排水中带来的环境污染，降低了电脱盐排水的COD值，改善了电脱盐排水水质；
本发明实现了超声波防止电脱盐罐油泥淤积的效果，减少了反冲洗操作频次，也节省了反冲洗的操作成本，降低了污水处理成本，减少了炼油损失；
本发明采用DCS集中程序控制手段先进，工艺合理，易于实现，方便可靠。
附图说明
图1管道式超声波作用区结构与超声波传播示意图。
图2本发明实施例1控制流程示意图。
图3本发明实施例2示意图。
图4本发明实施例3示意图。
图5本发明实施例4中DCS集中控制单元操作界面示意图。
图中：1、物料进口；2、物料出口；3、超声波换能器；4、冷却液夹套；5、电脱盐注水；6、管道式超声波作用区；7、防爆柜；8、DCS集中控制单元；9、脱后原油；10、电脱盐罐变压器初级绕组；11、电脱盐罐；12、混合阀；13、静态混合器；14、脱前原油；15、换能器冷却循环水。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例做进一步描述：
实施例1：
如图1-2所示，本发明所述电脱盐用超声波的控制方法，具体为：
控制单元依据电脱盐罐11平均电流的大小调节超声波的输出功率，具体为，P＝a-bI，其中，其中P为超声波输出功率，I为电脱盐罐平均电流，a为可调的常数，b为可调的系数，参数a和b依据超声波输出功率上、下端值和对应的电脱盐罐平均电流的上、下端值计算。
在原油进电脱盐罐11前的静态混合器13和混合阀12之后的管道上，安装管道式超声波作用区6，管道式超声波作用区6两端开口对称安装超声波换能器3，超声波换能器3通过超声波发生器控制，超声波发生器置于防爆柜7中，防爆柜7中的超声波发生器与控制单元通讯，控制单元优选DCS集中控制单元8，DCS集中控制单元8实现远程手操或DCS自动控制，防爆柜7适应于石油化工生产现场安装，脱前原油注入电脱盐注水5，经过静态混合器13和混合阀12的充分混合后，最后在电脱盐罐11中脱盐脱水，用电脱盐罐变压器初级绕组10电流的平均值控制超声波的输出功率。
管道式超声波作用区6两端分别设置物料进口1和物料出口2，超声波能够实现传播的无死角覆盖与无限远延伸的作用效果；本实施例采用带有喇叭形发射面的超声波换能器3，管道式超声波作用区6两端的超声波换能器发射面相对设置，超声波换能器把电能转换为超声波的机械能；超声波换能器3选用压电陶瓷型或磁致伸缩型，优选磁致伸缩型，超声波换能器3外部套设冷却液夹套4用于设备冷却，冷却液夹套4内注入换能器冷却循环水15，保障超声波换能器长时间工作的稳定性。
本发明设置P＝a-bI的数学关系式，数学关系式下装到控制单元，控制单元依据电脱盐罐平均电流的大小控制超声波的输出功率的大小，因原油性质变化与原油含盐含水的变化引起电脱盐罐平均电流的变化，控制单元根据电脱盐罐平均电流的变化实时调整超声波输出功率，实现超声波精准的自适应调节和人工智能控制。
因不同炼油厂的电脱盐设备与加工原油种类的a值、b值设置不同，设备安装初期由超声波设备提供厂家设定，又因特定炼油厂电脱盐设备不同时期加工原油种类会发生变化，生产过程中a值、b值可由工艺操作技术人员或操作工人进行人工修改，实现超声波的精准的随动的自动的控制过程，实现人工智能控制。
电脱盐罐11安装的变压器设置不同档位，输出13KV～25KV的次级绕组的电压，变压器的初级绕组的电压一般为380V～400V的工业电压，电脱盐罐平均电流为变压器初级绕组电流。
所述原油性质变化，是指炼油厂加工的原油在不同时刻的导电性会有所不同，原油电脱盐罐11的电流会相应变化；所述原油含盐含水的变化，是指炼油厂加工的原油在不同时刻的含盐含水性质会有所不同，原油电脱盐罐11的平均电流会相应变化。
实施例2：
本实施例将实施例1所述的电脱盐用超声波的控制方法应用于超声波原油破乳，如图3所示，本实施例中四个电脱盐罐11两两并联后串联，在两级串并联电脱盐罐11的每个电脱盐罐11上安装一段管道式超声波作用区6，在原油破乳生产中实施，图3中电脱盐罐Ⅰ号和Ⅱ号电脱盐罐为一级电脱盐罐，Ⅲ号和Ⅳ号电脱盐罐为二级电脱盐罐，为防止图面过于繁杂，图3中仅示出Ⅳ号电脱盐罐与DCS集中控制单元8的连接，同理，也只有Ⅳ号电脱盐罐连接的管道式超声波作用区6示出了与防爆柜7的连接，其他电脱盐罐11和管道式超声波作用区6均未示出与DCS集中控制单元8及防爆柜7的连接。
某石化炼油厂生产规模500万吨/年，主要加工华北油田冀东原油，进厂原油含水2％-5％不定期超标(进厂指标0.5％以下)，电脱盐生产不稳定，排水含油高，排水COD值高，重污油产量大，重污油处理成为生产难题，污水处理难度大，生产问题长期难以解决。2017年5月安装管道式超声波作用区6，实施电脱盐用超声波的控制方法。
自2017年5月投用以来的一年多时间里，反冲洗操作时观察排出水质含油泥较少，除非电脱盐受高含水原油冲击的情况，正常情况下，一般不进行反冲洗操作，节省了装置的操作费用，也减少了反冲洗带出的大量油泥对后续水处理场的生产冲击，电脱盐操作的稳定性大幅提高，电脱盐抗高含水原油的冲击能力也大幅提高。
该石化炼油厂电脱盐罐11容积较小，每个电脱盐罐11的容积为200m3，每个电脱盐罐有3个变压器，DCS集中控制单元8读取系统中电脱盐罐变压器初级绕组10的电流值，计算每个电脱盐罐11的3个变压器初级绕组电流的平均值，用于控制每个电脱盐罐11的两个超声波发生器的输出功率，超声波发生器控制超声波换能器3的超声波输出。
超声波发生器的声强控制在0.1-0.3w/cm2，频率19000Hz；超声波的输出功率在120-300W范围。
依据统计的综合生产情况，一级两个电脱盐罐的变压器的初级绕组电流在260-30A；二级两个电脱盐罐的变压器的初级绕组电流在200-20A。
根据超声波输出功率和电脱盐罐平均电流的上、下端值计算测算P＝a-bI的数学关系式中的a、b值：
(1)一级测算设定常数a、系数b
当P＝120时，I＝260；当P＝300，I＝30。
则利用二元一次方程
120＝a-b*260 (1)
300＝a-b*30 (2)
计算出一级P＝a-bI的数学关系式中的a≈323，b≈0.78。
一级的4个超声波发生器均可采用P＝323-0.78I的数学关系式。DCS集中控制单元8的操作界面的常数a设置为323，系数b设置为0.78，一级即可进行自动控制操作。
假设某一时刻一级的Ⅰ号电脱盐罐的三个变压器初级绕组电流的平均值为130A，则通过DCS集中控制单元8自动控制，P＝323-0.78*130＝221.6，超声波的输出功率为221.6W。假设同一时刻一级的Ⅱ号电脱盐罐的三个变压器初级绕组电流的平均值为140A，则通过DCS集中控制单元8自动控制，P＝323-0.78*140＝213.8，超声波的输出功率为213.8W。随着原油性质的变化，随着原油含盐含水的变化，电脱盐罐11电流不断变化，DCS集中控制单元8自动控制实现连续可调，随动性强，节省人工，实现人工智能控制。
设备可通过DCS集中控制单元8实现手/自动切换，手动状态下，人工输入超声波功率值。技术人员或操作人员通过DCS集中控制单元8远程手动操作，可以设定不同的超声波输出功率，对比电脱盐的脱盐效果、脱水效果、电脱盐排水水质状况、反冲洗油泥的多少等电脱盐生产效果，试验优化出最佳的操作参数，即最佳a、b值。
(2)二级测算设定常数a、系数b
当P＝120时，I＝200；当P＝300，I＝20。
则利用二元一次方程
120＝a-b*200 (3)
300＝a-b*20 (4)
计算出一级P＝a-bI的数学关系式中的a＝320，b＝1。
二级的4个超声波发生器均采用P＝320-I的数学关系式。DCS集中控制单元8操作界面的a设置为320，b设置为1，二级即可进行自动控制操作。
假设同一时刻的3电脱盐罐的三个变压器初级绕组电流的平均值为110A，则通过DCS集中控制单元8自动控制，P＝320-110＝210，Ⅲ号电脱盐罐的2个超声波的输出功率为210W。同样的，假设同一时刻的Ⅳ号电脱盐罐的三个变压器初级绕组电流的平均值为90A，则通过DCS集中控制单元8自动控制，P＝320-90＝230，Ⅳ号电脱盐罐的2个超声波的输出功率为230W。二级电脱盐随着原油性质的变化，随着原油含盐含水的变化，电脱盐罐11电流不断变化，DCS集中控制单元8自动控制实现连续可调，随动性强，节省人工成本，实现人工智能控制。
同样地，二级也可手/自动切换，进行人工输入超声波功率值。技术人员或操作人员通过DCS集中控制单元8远程手动操作，可以设定不同的超声波输出功率，对比电脱盐的脱盐效果、脱水效果、电脱盐排水水质状况、反冲洗油泥的多少等电脱盐生产效果，试验优化出最佳的操作参数，即最佳的a、b值。
项目实施后，实施本发明的一种电脱盐用超声波的控制方法标定实施效果。
表1所示电脱盐总排水的水质，较实施之前大幅改善。
表1电脱盐总排水
表2所示电脱盐脱后原油含盐，较实施之前电脱盐效果稳定，电脱盐生产操作稳定，达到生产要求的盐含量3mg﹒L-1以下的指标要求。
表2电脱盐脱后含盐
表3所示电脱盐脱后原油含水，较实施之前电脱盐脱水效果稳定，电脱盐生产操作稳定，达到生产要求的脱后含水0.3％以下的指标要求。
表3电脱盐脱后含水
厂家标定结果：“原油平均脱后含盐2.3mg﹒L-1(指标＜3mg﹒L-1)，平均脱后含水0.18％(指标＜0.3％)，电脱盐总排水含油量由实施前的大于2000mg/L降至平均124.4mg﹒L-1，总排水COD值由实施前的大于2000mg﹒L-1降至平均702mg﹒L-1，降低了对污水处理厂的冲击。”
经1年以上的运行考察，达到预期效果，解决了生产难题。
实施例3：
本实施例将实施例1所述的电脱盐用超声波的控制方法在某石化炼油厂的防止电脱盐罐油泥淤积应用试验。如图4所示，本实施例中两个电脱盐罐11为两级串联，每级电脱盐罐11分别采用2级并联的方式接入管道式超声波作用区6，实施电脱盐用超声波的控制方法进行工业应用试验。
某石化炼油厂原油加工能力500万吨/年，原设计电脱盐罐11停留时间45分钟，为改善电脱盐运行效果，二次改造电脱盐罐11容积达到785m3使得停留时间增大到85分钟，比原来增大近1倍，装置进行超声波防止电脱盐罐11油泥淤积技术改造前一个生产周期，电脱盐罐11底油泥淤积严重。电脱盐罐11越大，线速度越小，原油中含有的泥、沙、土、油溶性盐类等机械杂质易于沉积在电脱盐罐11底部，每次清除油泥的处理与固废转移是当前环保工作的一大难题。
超声波发生器的声强0.10-0.20w/cm2，频率20000Hz，超声波输出功率180-280W。
一级电脱盐罐三个变压器初级绕组电流的平均值的范围为300-80A；
二级电脱盐罐三个变压器初级绕组电流的平均值的范围为260-50A。
根据超声波输出功率和电脱盐罐平均电流的上、下端值计算测算P＝a-bI的数学关系式中的a、b值：
(1)一级测算设定常数a、系数b
当P＝180时，I＝300；当P＝280，I＝80。
则利用二元一次方程
180＝a-b*300 (5)
280＝a-b*80 (6)
计算出一级P＝a-bI的数学关系式中的a≈318，b≈0.46。
一级的4个超声波发生器均采用P＝318-0.46I的数学关系式。DCS集中控制单元8操作界面的a设置为318，b设置为0.46。一级即可进行自动控制操作。
假设一级电脱盐罐的三个变压器初级绕组电流的平均值为150A，则通过DCS集中控制单元8自动控制，P＝318-0.46*150＝249，超声波的输出功率为249W。随着原油性质的变化，随着原油含盐含水的变化，电脱盐罐平均电流不断变化，则DCS集中控制单元8自动控制连续可调，随动性强，节省人工成本。
设备可通过DCS集中控制单元8实现手/自动切换，手动状态下，进行人工输入超声波功率值。技术人员或操作人员通过DCS集中控制单元8远程手动操作，可以设定不同的超声波输出功率，对比电脱盐的脱盐效果、脱水效果、电脱盐排水水质状况、反冲洗油泥的多少等电脱盐生产效果，试验优化出最佳的操作参数，即最佳的a、b值。
(2)二级测算设定常数a、系数b
当P＝180时，I＝260；当P＝280，I＝50。
则利用二元一次方程
180＝a-b*260 (7)
280＝a-b*50 (8)
计算出一级P＝a-bI的数学关系式中的a≈305，b≈0.48。
二级的4个超声波发生器均采用P＝305-0.48I的数学关系式。DCS集中控制单元8操作界面的a设置为305，b设置为0.48。二级即可进行自动控制操作。
假设二级电脱盐罐的三个变压器初级绕组电流的平均值为120A，则通过DCS集中控制单元8自动控制，P＝305-0.48*120＝247.4，超声波的输出功率为247.4W。同样的，二级电脱盐随着原油性质的变化，随着原油含盐含水的变化，电脱盐罐平均电流不断变化，则DCS集中控制单元8自动控制连续可调，随动性强，节省人工成本，实现人工智商能控制。
同样地，二级也可进行手/自动切换，手动状态下，进行人工输入超声波功率值。技术人员或操作人员通过DCS集中控制单元8远程手动操作，可以设定不同的超声波输出功率，对比电脱盐的脱盐效果、脱水效果、电脱盐排水水质状况、反冲洗油泥的多少等电脱盐生产效果，试验优化出最佳的操作参数，即最佳的a、b值。
装置改造前一个生产周期，2015年7月离线清一级罐，即开工14个月后清出油泥154.2t，2016年2月、6月两次在线清一级罐，清出油泥分别是63.14t、103.9t，2016年9月再次离线清一级罐，清出油泥164.94t，2017年停工阶段两级共清理油泥269.02t，一个运行周期累计755.2t油泥，如果按固废转移处理费用3000元/t计，采用超声波仅此一项即可节约费用755.2*3000＝226.6(万元)。
实施本实施例之前，原油中固体杂质易于沉积电脱盐罐11底部，鉴于每次反冲洗冲会冲出较多的油泥的情况，生产不得不安排每1周平均反冲洗1次，70t/h左右反冲洗水量，每个罐各反冲洗30min，增加了生产人员的工作量和操作成本。2018年3月标定，本周期自从2017年7月21日应用本实施例8个月，电脱盐运行过程中只进行过一次反冲洗操作，从观察导淋排放效果判断罐底基本没有油泥沉积；本实施例不仅能够保证脱后原油中油泥和机械性杂质的充分净化与除去，而且能够萃取电脱盐切水中固体杂质吸附的油分到达油相从而改善电脱盐切水水质，可以解决电脱盐罐11油泥淤积的生产问题。运行15个月打开电脱盐罐11查勘，电脱盐罐11淤泥淤积轻微，不需要清淤作业，解决了电脱盐罐11油泥淤积的生产问题。
实施例4：
本实施例将实施例1所述的电脱盐用超声波的控制方法在石化炼油厂的电脱盐实施。
如图5所示，电脱盐罐11为两级串联，两级串联的电脱盐罐11分别采用4级并联的方式接入管道式超声波作用区6，实施电脱盐用超声波的控制方法，进行工业应用。
某石化炼油厂为了解决高酸劣质达尔原油掺炼导致的电脱盐排水含油高、电脱盐电流高、脱盐原油不合格等生产问题，同时也为了1000万吨/年扩能到1300万吨/年，也为了能够替代建造第三级电脱盐罐的技术方案，2014.5应用实施了本发明的电脱盐用超声波的控制方法，超声波发生器声强0.50-5.00w/cm2，频率19500Hz，超声波输出功率160-320W。
一级电脱盐罐三个变压器初级绕组电流的平均值的范围为380-80A；
二级电脱盐罐三个变压器初级绕组电流的平均值的范围为300-60A。
根据超声波输出功率和电脱盐罐平均电流的上、下端值计算测算P＝a-bI的数学关系式中的a、b值：
(1)一级测算设定常数a、系数b
当P＝160时，I＝380；当P＝320，I＝80。
则利用二元一次方程
160＝a-b*380 (9)
320＝a-b*80 (10)
计算出一级P＝a-bI的数学关系式中的a≈381，b≈0.53。
一级的8个超声波发生器均采用P＝381-0.53I的数学关系式。DCS集中控制单元操作界面的a设置为381，b设置为0.53。一级即可进行自动控制操作。
假设一级电脱盐罐的三个变压器初级绕组电流的平均值为200A，则通过DCS集中控制单元8自动控制，P＝381-0.53*200＝275，超声波的输出功率为275W。随着原油性质的变化，随着原油含盐含水的变化，电脱盐罐平均电流不断变化，则DCS集中控制单元8自动控制连续调节，随动性强，节省人工成本，实现人工智能控制。
设备通过DCS集中控制单元8可实现手/自动切换，手动状态下，进行人工输入超声波功率值。技术人员或操作人员通过DCS集中控制单元8远程手动操作，可以设定不同的超声波输出功率，对比电脱盐的脱盐效果、脱水效果、电脱盐排水水质状况、反冲洗油泥的多少等电脱盐生产效果，试验优化出最佳的操作参数，即最佳的a、b值。
(2)二级测算设定常数a、系数b
当P＝160时，I＝300；当P＝320，I＝60。
则利用二元一次方程
160＝a-b*300 (11)
320＝a-b*60 (12)
计算出一级P＝a-bI的数学关系式中的a≈361，b≈0.67。
二级的8个超声波发生器均采用P＝305-0.48I的数学关系式。DCS集中控制单元8操作界面的a设置为361，b设置为0.67。二级即可进行自动控制操作。
假设二级电脱盐罐的三个变压器初级电流的平均值为190A，则通过DCS集中控制单元8自动控制，P＝361-0.67*190＝233.7，超声波的输出功率为233.7W。在实际应用中，计算的超声波功率与DCS集中控制单元8输出的实际的超声波功率总有一些误差，属于正常现象。同样的，二级电脱盐罐随着原油性质的变化，随着原油含盐含水的变化，电脱盐罐平均电流不断变化，则DCS集中控制单元8自动控制连续可调，随动性强，节省人工成本，实现人工智能控制。
同样地，二级也可实现手/自动切换。技术人员或操作人员通过DCS远程手动操作，可以设定不同的超声波输出功率，对比电脱盐的脱盐效果、脱水效果、电脱盐排水水质状况、反冲洗油泥的多少等电脱盐生产效果，试验优化出最佳的操作参数，即最佳的a、b值。
实施本实施例后达到理想的预期效果，排水水质大幅改善，电脱盐操作稳定性大幅提高，电脱盐用原油破乳剂完全被替代，应用3年后2017.3大检修查勘罐底没有明显的油泥淤积，完全解决了电脱盐罐11底部油泥一年一清理的非正常停工作业问题。
本发明的技术特征不限于实施例所列举实例的限制。

Claims (10)

1.一种电脱盐用超声波的控制方法，其特征在于，具体为：
控制单元依据电脱盐罐平均电流的大小调节超声波的输出功率，具体为，P＝a-bI，其中，其中P为超声波输出功率，I为电脱盐罐平均电流，a为可调的常数，b为可调的系数，参数a和b依据超声波输出功率的上、下端值和对应的电脱盐罐平均电流的上、下端值计算。
2.根据权利要求1所述的电脱盐用超声波的控制方法，其特征在于，超声波输出功率控制在80W—450W，电脱盐罐平均电流最大时超声波功率控制为80W，电脱盐罐平均电流最小时超声波功率控制为450W。
3.根据权利要求1所述的电脱盐用超声波的控制方法，其特征在于，超声波输出功率控制在180W—320W，电脱盐罐平均电流最大时超声波功率控制为180W，电脱盐罐平均电流最小时超声波功率控制为320W。
4.根据权利要求1所述的电脱盐用超声波的控制方法，其特征在于，在原油进电脱盐罐前的静态混合器和混合阀之后的管道上，安装管道式超声波作用区，管道式超声波作用区两端开口对称安装超声波换能器，超声波换能器通过超声波发生器控制，超声波发生器置于防爆柜中，防爆柜中的超声波发生器与控制单元通讯。
5.根据权利要求4所述的电脱盐用超声波的控制方法，其特征在于，所述管道式超声波作用区两端分别设置物料进口和物料出口。
6.根据权利要求4所述的电脱盐用超声波的控制方法，其特征在于，采用带有喇叭形发射面的超声波换能器，管道式超声波作用区两端的超声波换能器发射面相对设置。
7.根据权利要求4所述的电脱盐用超声波的控制方法，其特征在于，所述超声波发生器输出声强为0.05—1.5w/cm2，输出频率为10kHz一200kHz。
8.根据权利要求7所述的电脱盐用超声波的控制方法，其特征在于，所述超声波发生器输出声强为0.20—0.7w/cm2，输出频率为19-60kHz。
9.根据权利要求4所述的电脱盐用超声波的控制方法，其特征在于，所述电脱盐罐设置一个或多个，多个电脱盐罐设为串联、并联或串并联。
10.根据权利要求4所述的电脱盐用超声波的控制方法，其特征在于，所述超声波作用区设置一段或多段，多段超声波作用区设为串联、并联或串并联。
CN201910468991.9A 2019-05-31 2019-05-31 电脱盐用超声波的控制方法 Active CN110205158B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910468991.9A CN110205158B (zh) 2019-05-31 2019-05-31 电脱盐用超声波的控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910468991.9A CN110205158B (zh) 2019-05-31 2019-05-31 电脱盐用超声波的控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110205158A true CN110205158A (zh) 2019-09-06
CN110205158B CN110205158B (zh) 2021-07-23

Family

ID=67790050

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910468991.9A Active CN110205158B (zh) 2019-05-31 2019-05-31 电脱盐用超声波的控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110205158B (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101607149A (zh) * 2009-07-08 2009-12-23 长江(扬中)电脱盐设备有限公司 智能响应控制电脱盐脱水装置及控制方法
CN102005936A (zh) * 2009-09-01 2011-04-06 北京石油化工学院 原油脱水电源控制参数优化控制系统及其方法
CN102451577A (zh) * 2010-10-25 2012-05-16 中国石油化工股份有限公司 一种单路进料超声波—电脱盐联合的方法及装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101607149A (zh) * 2009-07-08 2009-12-23 长江(扬中)电脱盐设备有限公司 智能响应控制电脱盐脱水装置及控制方法
CN102005936A (zh) * 2009-09-01 2011-04-06 北京石油化工学院 原油脱水电源控制参数优化控制系统及其方法
CN102451577A (zh) * 2010-10-25 2012-05-16 中国石油化工股份有限公司 一种单路进料超声波—电脱盐联合的方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN110205158B (zh) 2021-07-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1772845A (zh) 一种原油脱水、脱盐工艺
CN101185812A (zh) 一种超声波破乳除油设备
CN111547948B (zh) 一种一体化污水处理设备优化运行方法
CN202016989U (zh) 一种电脱盐脱水装置
CN102736641A (zh) 一种对合流污水进行截污溢清的控制装置
CN110205158A (zh) 电脱盐用超声波的控制方法
CN110216110A (zh) 一种超声波防止电脱盐罐油泥淤积的方法及装置
CN105152328A (zh) 一种太阳能微动力地埋式一体化污水处理装置
CN210915975U (zh) 脱模剂自动化再回收节能设备
CN210140557U (zh) 超声波作用的装置
CN112374687A (zh) 一种城市污水集成优化处理及系统设备
CN202529917U (zh) 过滤沉淀油水自动分离设备
Jia et al. Research on wastewater reuse planning in Beijing central region
CN106995718A (zh) 一种油田沉降罐罐底排泥在线处理装置及处理方法
CN210125603U (zh) 一种超声波防止电脱盐罐油泥淤积的装置
CN207108923U (zh) 一种重污油动态破乳脱水装置
CN210048712U (zh) 电脱盐用超声波自动控制装置
CN202482119U (zh) 水处理自动加药系统
CN206814706U (zh) 一种污油一体化处理系统
CN117844521B (zh) 一种全重力平衡页岩油脱水一体化装置
CN205974044U (zh) 全自动隔油提升设备
CN103708643A (zh) 一种电厂原水预处理系统及处理方法
CN215403683U (zh) 一种用于清洁汽柴油生产的节能环保型废水处理装置
CN114249471A (zh) 一种油水砂三相分离系统及分离方法
CN110564445A (zh) 撬装式原油电脱盐装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant