CN201506769U - 一种电脱盐脱水设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电脱盐脱水设备，主要解决现有电脱盐脱水设备所存在的电脱盐脱水效果不好的问题。本实用新型在罐体(1)内设有至少2组电极，每组电极均设有至少2层圆弧面电极(41)。每层圆弧面电极(41)的底部均设有一层平面电极(42)，一层圆弧面电极(41)和一层平面电极(42)构成一层电极。靠近罐体(1)出口端的一组电极，其外层与次外层电极的平面电极(42)延伸至罐体(1)出口端封头(11)的空间内，次外层电极平面电极延伸部分(422)的宽度与外层电极平面电极延伸部分(421)的宽度相等。本实用新型适用于炼油厂及油田的原油电脱盐脱水。

Description

一种电脱盐脱水设备

技术领域

本实用新型涉及油田及炼油厂所用的一种脱除原油中盐和水的电脱盐脱水设备。

背景技术

原油含盐和水是原油开采过程中的普遍现象。原油含盐含水后，其比热、粘度等综合物理性质会发生很大的变化；不仅给油田生产带来一系列困难，还会给铁路、公路、船运、长输管道的输送以及油库中的储存造成不利影响。同时，原油中所含的盐类对原油加工过程的危害十分严重，能加剧加工设备腐蚀、降低产品质量和催化剂活性。因此，在油田和炼油厂，原油脱盐脱水就成为原油生产和加工过程中一个不可缺少的环节。

目前，国内外油田及炼油厂广泛使用的电脱盐脱水设备，是利用静电分离原理的卧式电脱盐脱水设备。采用的电极板形式主要有两层或三层水平电极板、垂直悬挂电极板、鼠笼式电极板或圆形电极板，施加交流电或直流电，在罐体内形成交流、直流或交一直流电场。中国专利CN101191076A公开的一种组合电极电脱盐、脱水器，主要包括罐体和设于其内的电极组合件等部件。各电极组合件设于罐体内油水界面的上方，由2层或2层以上的电极由内向外组合而成。所用的一种电极为圆弧面形，横断面为下部带有环缺的圆环形。通电后，相邻两层电极板之间以及外层电极板与罐体的内壁之间形成环形电场。操作过程中原油在罐体内水平流动，经过各电极组合件形成的电场脱盐脱水后到达罐体出口端，再经出油管从罐体内抽出。这种结构的电脱盐脱水设备存在的主要问题是，电极组合件下方与油水界面上方之间的原油水平流动到达罐体出口端时，其含盐含水量仍比较高；不再经过电场脱盐脱水，即向上流动、经出油管从罐体内抽出，造成脱盐脱水的效果下降。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种电脱盐脱水设备，主要解决现有电脱盐脱水设备所存在的电脱盐脱水效果不好的问题。

为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是：一种电脱盐脱水设备，包括罐体，罐体内沿入口端至出口端的方向设有进油分配器和至少2组电极，每组电极均设于油水界面的上方，且均设有至少2层圆弧面电极，罐体上设有进油管、出油管、排水管，其特征在于：每层圆弧面电极的底部均设有一层平面电极，一层圆弧面电极和一层平面电极构成一层电极，靠近罐体出口端的一组电极，其外层与次外层电极的平面电极延伸至罐体出口端封头的空间内，次外层电极平面电极延伸部分的宽度与外层电极平面电极延伸部分的宽度相等。

采用本实用新型，具有如下的有益效果：(1)每层电极均由一层圆弧面电极和一层平面电极组成。电极通电后，除各层电极的圆弧面电极之间以及外层电极的圆弧面电极与罐体的内壁之间形成环形电场外，各层电极的平面电极之间以及外层电极的平面电极与罐体内的油水界面之间还可以形成均匀的垂直电场。原油流经这些垂直电场区域，可以有效地脱盐脱水。油水界面以上的乳化层，也可有效地脱水，从而降低排水含油量。(2)靠近罐体出口端的一组电极，其外层与次外层电极的平面电极延伸至罐体出口端封头的空间内。电极通电后，外层电极平面电极延伸部分与罐体内的油水界面之间以及与次外层电极平面电极延伸部分之间也形成两个均匀的垂直电场，位于罐体出口端。在罐体出口端，外层电极平面电极延伸部分下方与油水界面上方区域含盐含水量较高的原油向上流动，在上述两个垂直电场的作用下进一步脱盐脱水，再向上流动、经出油管从罐体内抽出。这样，就可以取得比较好的电脱盐脱水效果。

总之，与现有的电脱盐脱水设备相比，本实用新型增加了电场区域，避免了部分含盐含水量较高的原油从罐体流出，可以提高破乳能力、提高油水分离效率。本实用新型适用于炼油厂及油田的原油电脱盐脱水。对于重质原油的电脱盐脱水，效果尤其显著；脱盐脱水后的重质原油含水量可以达到0.1％(重量百分数)以下，含盐量可以达到3毫克/升以下。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。附图和具体实施方式并不限制本实用新型要求保护的范围。

附图说明

图1是本实用新型的电脱盐脱水设备沿轴向的剖面结构示意图。

图2是图1中的A-A断面图。

图3是图1中的B-B断面图。

图4是图1中的C-C断面图。

图5是图1中次外层电极平面电极延伸部分的俯视图。

图6是图1中外层电极平面电极延伸部分的俯视图。

图1至图6中，相同附图标记表示相同的技术特征。

具体实施方式

参见图1，本实用新型的电脱盐脱水设备包括罐体1，罐体1内沿入口端至出口端的方向设有进油分配器3和至少2组电极。每组电极均设于油水界面10的上方，且均设有至少2层圆弧面电极41。罐体1上设有进油管2、出油管5、排水管8，还设有变压器6；罐体1的两端为封头。进油管2设于罐体1入口端的下部，出油管5设于罐体1出口端的顶部；排水管8设于罐体1的底部，与罐体1内下部的水层连通。圆弧面电极41由支撑圈71及钢管或钢棒组成，支撑圈71为圆弧形。最内层的圆弧面电极在结构尺寸较小时可以采用一根钢管或钢棒，或是采用一层平面电极(如图1靠近罐体1出口端的一组电极以及图3所示)；这是最内层圆弧面电极结构的一种特例。以上结构与现有的电脱盐脱水设备基本相同。各组电极按现有方式与变压器6的输出端相连。

每层圆弧面电极41的底部均设有一层平面电极42，参见图1、图2和图3。各层平面电极42均由支撑杆72及钢管或钢棒组成，参见图2、图3。支撑杆72为直杆，两端与对应层数的圆弧面电极41中支撑圈71底部的两端相连。一层圆弧面电极41和一层平面电极42构成一层电极。最内层的圆弧面电极为钢管、钢棒或是平面电极时，则其不设置平面电极42，而是单独作为一层完整的电极。

本实用新型的电脱盐脱水设备，每组电极一般由2～3层电极组成。罐体1内一般设置2～4组电极。图1所示，罐体1内设置2组电极。靠近罐体1入口端的一组电极(左面的一组电极)，由2层电极组成；靠近罐体1出口端的一组电极(右面的一组电极)，由3层电极组成。

参见图1，靠近罐体1出口端的一组电极，其外层与次外层电极的平面电极42延伸至罐体1出口端封头11的空间内，延伸长度相等。外层电极平面电极延伸部分以附图标记421表示，次外层电极平面电极延伸部分以附图标记422表示；图4、图5和图6进一步表明了它们的结构与布置。外层电极平面电极延伸部分421和次外层电极平面电极延伸部分422，也都是由钢管或钢棒以及支撑它们的支撑杆72组成。由于次外层电极平面电极42的宽度小于外层电极平面电极42的宽度，因此次外层电极平面电极42延伸后将两侧加宽(设置若干钢管或钢棒，参见图5)，使次外层电极平面电极延伸部分422的宽度与外层电极平面电极延伸部分421的宽度相等。为防止电流传导，次外层电极平面电极42延伸后两侧加宽的部分同外层电极圆弧面电极41中靠近罐体出口端的支撑圈71之间应留有间隙12(一般为200～300毫米)；外层电极平面电极延伸部分421和次外层电极平面电极延伸部分422位于出口端封头11空间内的端部与出口端封头11的内壁之间也应留有间隙(参见图1)，最小间隙一般也为200～300毫米。

各组电极以及外层电极平面电极延伸部分421和次外层电极平面电极延伸部分422，用绝缘支撑及吊挂9固定在罐体1的内壁上，参见图1。各圆弧面电极41、平面电极42以及外层电极平面电极延伸部分421和次外层电极平面电极延伸部分422所用的钢管或钢棒，外直径一般为10～18毫米，相邻两根钢管或钢棒的间距一般为60～110毫米。各支撑圈71和支撑杆72还都具有导电作用，一般用角铁制作。

各组电极通电后，各层电极的圆弧面电极41之间以及外层电极的圆弧面电极41与罐体1的内壁之间形成环形电场，其分布与现有的电脱盐脱水设备基本相同。此外，各层电极的平面电极42之间以及外层电极的平面电极42与罐体1内的油水界面10之间形成均匀的垂直电场，外层电极平面电极延伸部分421与罐体1内的油水界面10之间以及与次外层电极平面电极延伸部分422之间也形成两个均匀的垂直电场。外层电极的平面电极42以及外层电极平面电极延伸部分421与油水界面10之间所形成的垂直电场的电场强度较弱，一般为300～500伏特/厘米。其余各环形电场以及垂直电场的电场强度，一般均为500～1200伏特/厘米。通过改变输出端与各组电极相连的变压器6的输出电压、改变电极结构尺寸等常用方法，可以调节各环形电场和垂直电场的电场强度，并且还可以使罐体1内沿入口端至出口端的方向设置的多组电极所形成的环形电场和垂直电场的电场强度依次增强，以获得罐体内各区域不同含盐含水量的原油脱盐脱水所适用的电场强度。

下面以图1所示的电脱盐脱水设备为例说明本实用新型的操作过程。含盐含水的原油由进油管2进入罐体1内，经进油分配器3分配后在罐体1内沿轴向水平流动。流经各组电极时，在各层环形电场和垂直电场中脱盐脱水。下降的水滴沿原油流动方向呈水平抛物线轨迹下降，沉积于罐体1内下部的水层中。由靠近罐体1出口端的一组电极的外层电极的平面电极42上方流出的原油，含盐含水量很低(达标)，到达罐体出口端后向上流动、经出油管5从罐体1内抽出。

由靠近罐体1出口端的一组电极的外层电极的平面电极42下方流出的原油，到达罐体出口端后，进入外层电极平面电极延伸部分421下方与油水界面10上方之间的区域。由于所经过的各组电极外层电极的平面电极42与油水界面10之间所形成的垂直电场的电场强度较弱，以及原油含盐含水量在罐体1内呈上低下高分布的特点，所以其含盐含水量较高。这部分原油向上流动，在外层电极平面电极延伸部分421与罐体1内的油水界面10之间以及与次外层电极平面电极延伸部分422之间所形成的两个垂直电场的作用下进一步脱盐脱水，再向上流动、经出油管5从罐体1内抽出。从这部分原油脱除的水向下落入罐体1内下部的水层中。水层中的水，最后由排水管8排出。

Claims (3)

1.一种电脱盐脱水设备，包括罐体(1)，罐体(1)内沿入口端至出口端的方向设有进油分配器(3)和至少2组电极，每组电极均设于油水界面(10)的上方，且均设有至少2层圆弧面电极(41)，罐体(1)上设有进油管(2)、出油管(5)、排水管(8)，其特征在于：每层圆弧面电极(41)的底部均设有一层平面电极(42)，一层圆弧面电极(41)和一层平面电极(42)构成一层电极，靠近罐体(1)出口端的一组电极，其外层与次外层电极的平面电极(42)延伸至罐体(1)出口端封头(11)的空间内，次外层电极平面电极延伸部分(422)的宽度与外层电极平面电极延伸部分(421)的宽度相等。

2.根据权利要求1所述的电脱盐脱水设备，其特征在于：每组电极由2～3层电极组成。

3.根据权利要求1所述的电脱盐脱水设备，其特征在于：罐体(1)内设有2～4组电极。

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