CN1219856C - 一种利用旋流分离技术进行原油脱盐的方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用旋流技术脱除原油中盐类的方法及其装置，其特征是利用原油旋流脱盐器在100℃～300℃将注过水、破乳剂的原油分离为油相和含油污水，油相经沉降罐沉降分离，进入下游装置；含油污水经沉降罐沉降分离为污油和含盐污水，污油进污油罐，含盐污水外排。可根据原油实际含盐量和所需的分离效果确定采用一级、二级或多级旋流脱盐装置。该装置可以将原油含盐量降低到3mg/L以下，油中含水可降至0.1%(体积比)，可替代传统的热化学沉降脱水器及电脱装置，适合在石油化工行业上推广使用。

Description

一种利用旋流分离技术进行原油脱盐的方法及其装置
技术领域
本发明涉及一种用旋流技术脱除原油中盐类的方法及其装置，可广泛用于石油炼制领域。
背景技术
原油含有盐类和杂质，这对于原油的加工以及设备和产品都有不利的影响，炼制之前均要求脱盐。随着近年来二次加工技术的发展，对原油脱盐后含盐量也提出了更具体的要求：若以防腐为目的，脱盐后原油含盐量需不大于5mg/L，若为了保护二次加工过程的催化剂，则要求深度脱盐，脱盐后原油含盐量不大于3mg/L，含水不大于至0.3％(体积比)。
工业装置通常是利用静电脱盐方法或化学脱盐方法脱除，电脱盐技术虽然使用比较成熟，但有能耗大、占地面积大、脱盐脱水率不高等缺陷。2001年中国石化系统52套电脱盐设施原油的含盐量，脱前平均34.29mg/L，最高280mg/L，最低1.58mg/L。一级脱后平均11.1mg/L，最高45.4mg/L，最低1.56mg/L。二级脱后平均3.54mg/L，最高12.6mg/L，最低0.16mg/L。脱后含盐量不大于3mg/L的约占总电脱盐设施的56％；脱后含盐量3-5mg/L的占24％；脱后含盐量大于5mg/L的占17％。可见，电脱盐总体效果并不理想。
近年来，国内外很多单位相继开展了非电脱盐的原油脱盐研究，主要的技术有离心法、过滤法、直流电旋流脱盐等，这些技术取得了不小的成绩，但没有见到公之于众的工业化业绩。旋流分离器体积小、重量轻、处理速度快，是一种新型、高效、节能的分离设备，可将其用于原油脱水生产。本发明采用旋流分离的方法来脱除原油中的盐类和杂质，并开发一种新的原油旋流脱盐组合装置。
发明内容
本发明的目的在于提出一种用旋流分离技术脱除原油中盐类的方法及其装置。本发明所要解决的首要技术问题是克服现有的电脱盐设备能耗大、占地大以及离心法、过滤法、直流电旋流脱盐操作复杂等缺点提供一种原油脱盐的新技术。本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种上述处理方法中专用装置，其结构简单，容易实施，投资小，操作方便，并适合长周期运转。
本发明是通过以下技术方案实现的：利用一级旋流脱盐器(2-1)将原油分离为油相和含油污水；含油污水进沉降罐(3-3)分离为污油和含盐污水，污油排进污油罐，含盐污水外排；分离出的油相注入水和破乳剂后进入二级旋流脱盐器(2-2)，再经旋流分离为油相和含油污水，油相进沉降罐(3-1)，沉降出的脱后原油进入下游装置，含油污水和来自二级旋流脱盐器(2-2)的含油污水一起进沉降罐(3-2)，沉降出的污油排进污油罐，含盐污水回注第一级原油旋流脱盐器和原油混合，进第一级原油旋流脱盐器2-1。
上述的原油旋流脱盐器采用专利ZL00217613.0旋流分离器结构，由附图3可见，所说的原油脱盐器包括壳体和旋流管；附图4所示的旋流管包括圆筒腔室段13、大锥度腔室段14、中锥度腔室段15、小锥度腔室段16、尾管段17、溢流管18和进料口19；壳体分隔成三个区间，即集轻腔、集重腔和进料腔；集轻腔与溢流管相连通，集重腔与尾管段相连通，进料腔与原油进口相连通；
所说的壳体上设有原油进口、含油污水出口和脱后原油出口，并分别连通进料腔、集重腔和集轻腔。其旋流管可以公用一个进料腔、一个油相出口腔、一个含油污水出口腔，进料腔和出口腔可以是三个单独的容器，也可以是一个容器中的三个部分，以简化生产装置的结构。
注过水的原油由所说的壳体上的原油进口进入进料腔，然后通过进料口10沿切线方向注入旋流管，通过离心力的作用将比重较大的一相甩至腔壁，从尾管段集结后排入集重腔，通过壳体上的含油污水出口排出；而比重较小的一相则集中在管腔的中部，形成轻相芯，排入集轻腔，最后由壳体上的脱后原油出口排出，从而完成了从原油中脱水。根据需要，可以在壳体内设置多个旋流管。
上述的原油脱盐器操作时水相流量为原油脱盐器进口流量的6％至15％，为体积百分比，以达到良好的分离效果。
旋流脱盐器的操作温度在100℃～300℃，原油旋流脱盐器进口与底流口之间的压力降0.18～0.30Mpa，原油旋流脱盐器水相流量为进口流量的6％至15％，油相在沉降罐中的沉降时间为20～50分钟
本发明解决的另一个技术问题所采用的技术方案为：一种实现上述处理方法的装置，包括：
注水器(1)，为进入旋流脱盐器的原油注入水和破乳剂；
一个一级旋流脱盐器(2-1)，用来将原油分离为油相和含油污水，和沉降罐(3-3)，沉降来自一级旋流脱盐器(2-1)的含油污水；
一个二级旋流脱盐器(2-2)，将注入水和破乳剂的、从一级旋流脱盐器(2-1)分离的油相再次分离；
用来沉降来自二级旋流脱盐器(2-2)的油相的沉降罐(3-1)；和用来沉降来自二级旋流脱盐器(2-2)的含油污水的沉降罐(3-2)；
沉降罐(3-2)经注水器(1)与一级旋流脱盐器(2-1)连接。
与现有技术相比，本发明的优点在于：克服了现有的电脱盐设备能耗大以及离心法、过滤法、直流电旋流脱盐操作复杂等缺点。生产装置结构简单，容易实施，投资小，操作方便，并适合长周期运转，适合在石油炼制行业上推广使用。
附图说明
附图1为原油旋流脱盐装置流程图(一级)，其中：
1-注水混合器  2-1原油旋流脱盐器  3-1-沉降罐  3-2-沉降罐；
附图2为原油旋流脱盐装置流程图(二级)
1-注水混合器  2-1原油旋流脱盐器  2-2原油旋流脱盐器  3-1-沉降罐  3-2-沉降罐，3-3-沉降罐；
附图3为原油旋流脱盐器结构图，其中：
4-脱后原油出口  5-管板  6-旋流管  7-管板  8-集重腔  9-集轻腔  10-进料腔  11-原油进口  12-含油污水出口；
附图4为旋流管结构图，其中：
13-圆筒腔室段  14-大锥度腔室段  15-中锥度腔室段  16-小锥度腔室段17-尾管段  18-溢流管  19-进料口
下面结合具体实施方式进一步阐明本发明的内容，但这些实例并不限制本发明的保护范围。
上海高桥分公司炼油厂原油以杰诺、马西拉、卡宾达原油为基准工况。其中工况I：杰诺原油占50％，马西拉原油占50％；工况II：100％卡宾达原油。密度在0.860g/cm3左右，未注水前含水量在0.09～0.15％(体)之间，旋流器原油进口温度为110℃。原油脱盐器进口压力为1.1Mpa，进口原油盐含量不大于8mg/L。
原油粘度
    原油种类     马西拉     卡宾达     杰诺
    粘度(50℃)(mm2·s-1) 9.466 17.72 11.27
盐含量采用电导法测定。水含量采用中华人民共和国国家标准GB/T 260-77石油产品水分测定法测定。
具体实施方式一：
当原油旋流脱盐器进口盐含量不大于8mg/L时，选用一级旋流脱盐装置，工艺流程见附图1。原油旋流脱盐器在100℃～300℃将注过水、破乳剂的原油分离为油相和含油污水。油相经沉降罐3-1沉降分离为脱后原油和含油污水，脱后原油进入下游装置，含油污水进入沉降罐3-2。含油污水经沉降罐3-2沉降分离为污油和含盐污水，污油进污油罐，含盐污水外排。
旋流脱盐系统操作参数：
操作温度：100℃～300℃。
操作压力降：原油旋流脱盐器进口与底流口之间的压力降0.18～0.30Mpa。
原油旋流脱盐器水相流量为进口流量的6％至15％。
油相在沉降罐中沉降30分钟。
应用效果：
原油旋流脱盐器进口盐含量不大于8mg/L时，原油脱盐器油相出口原油盐含量低于3mg/L，含水可降至0.1％(体积比)；经沉降罐沉降后的脱后原油盐含量低于3mg/L，含水可降至0.1％(体积比)。水含量采用中华人民共和国国家标准GB/T 260-77石油产品水分测定法测定，盐含量分析采用电导法。
具体实施方式二：
原油旋流脱盐器进口盐含量大于8mg/L时，采用二级旋流脱盐装置，工艺流程见附图2。利用一级旋流脱盐器(2-1)将原油分离为油相和含油污水；含油污水进沉降罐(3-3)分离为污油和含盐污水，污油排进污油罐，含盐污水外排；分离出的油相注入水和破乳剂后进入二级旋流脱盐器(2-2)，再经旋流分离为油相和含油污水，油相进沉降罐(3-1)，沉降出的脱后原油进入下游装置，含油污水和来自二级旋流脱盐器(2-2)的含油污水一起进沉降罐(3-2)，沉降出的污油排进污油罐，含盐污水回注第一级原油旋流脱盐器和原油混合，进第一级原油旋流脱盐器2-1。
旋流脱盐器的操作温度在100℃～300℃，原油旋流脱盐器进口与底流口之间的压力降0.18～0.30Mpa，原油旋流脱盐器水相流量为进口流量的6％至15％，油相在沉降罐中的沉降时间为30分钟。
原油旋流脱盐器进口盐含量不大15mg/L时，二级原油旋流脱盐器油相出口原油盐含量低于3mg/L，含水可降至0.3％(体积比)；经沉降罐沉降后的脱后原油盐含量低于3mg/L，含水可降至0.1％(体积比)。水含量采用中华人民共和国国家标准GB/T 260-77石油产品水分测定法测定，盐含量分析采用电导法。
上述工艺可根据原油实际含盐量确定采用一级、二级或多级旋流脱盐装置进行分离，并根据所需分离效果确定油相和含油污水在沉降罐中的沉降时间，以求达到理想效果。

Claims (4)

1、一种利用旋流分离技术进行原油脱盐的方法，其特征在于，在100℃～300℃下，利用一级旋流脱盐器(2-1)将原油分离为油相和含油污水；含油污水进沉降罐(3-3)分离为污油和含盐污水，污油排进污油罐，含盐污水外排；分离出的油相注入水和破乳剂后进入二级旋流脱盐器(2-2)，再经旋流分离为油相和含油污水，油相进沉降罐(3-1)，沉降出的脱后原油进入下游装置，含油污水和来自二级旋流脱盐器(2-2)的含油污水一起进沉降罐(3-2)，沉降出的污油排进污油罐，水与原油混合后再次进入一级旋流脱盐器(2-1)；
其中，旋流脱盐器的进口与底流口间的压力降为0.18～0.30Mpa，旋流脱盐器的水相流量与进口流量的体积比为6∶100～15∶100，经原油旋流脱盐器分离的油相在沉降罐中沉降20～50分钟。
2、如权利要求1所述的原油脱盐的方法，其特征在于，注水后原油含水量体积比为5～10％。
3、如权利要求1所述的原油脱盐的方法，其特征在于，经原油旋流脱盐器分离的油相在沉降罐中沉降30分钟。
4、一种实施权利要求1所述方法的装置，其特征在于，包括：
注水器(1)，为进入旋流脱盐器的原油注入水和破乳剂；
一个一级旋流脱盐器(2-1)，用来将原油分离为油相和含油污水，和沉降罐(3-3)，沉降来自一级旋流脱盐器(2-1)的含油污水；
一个二级旋流脱盐器(2-2)，将注入水和破乳剂的、从一级旋流脱盐器(2-1)分离的油相再次分离；
用来沉降来自二级旋流脱盐器(2-2)的油相的沉降罐(3-1)；和用来沉降来自二级旋流脱盐器(2-2)的含油污水的沉降罐(3-2)；
沉降罐(3-2)经注水器(1)与一级旋流脱盐器(2-1)连接。
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