CN205046060U - 具有电脱盐脱水功能的油水分离器 - Google Patents
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Abstract
一种具有电脱盐脱水功能的油水分离器，包括压力容器的壳体及壳体前、后上端设置的原油入口、出口及下端设置的水出口，所述压力容器的壳体内从上到下分为稳流沉降区、油相区、水相区三部分；在所述原油入口、出口之间的壳体内依次安装有油水分离聚结板、堰板，该堰板后方从上到下水平设置有第一、第二直流电极板，该第一直流电极板由壳体外部的直流高压电源供电而形成直流强电场区，而第二直流电极板由壳体外部的直流低压电源供电而形成直流弱电场区；所述油水分离聚结板和堰板延伸至水相区内，第一、第二直流电极板设置在油相区内。本实用新型兼具油(气)、水分离器与电脱盐脱水装置的功能于一体，降低了耗能量、减小了成本及占用空间大等问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及煤制油化工、石油、天然气油气处理工艺装置，具体指为达到使含盐成分的油水分离目的的具有电脱盐脱水功能的油水分离器。
背景技术
近年来，随着原油重质化、劣质化，以及品种多、性质变化大，原油中含有的大量盐及重金属离子对后续运输、生产设备腐蚀的问题日益得到重视。
若原油中含水则会导致后续生产设备的诸多问题出现，如降低换热器的温度，增大备负荷及燃料消耗；降低油中催化裂化催化剂的活性；甚至还可能造成冲塔及其它事故。因此，原油脱水是原油加工生产的必须工序。
若原油中含盐也会导致后续生产设备的诸多问题出现，如容易造成换热器、炉管结垢，使换热效果下降；高温下水解产生HC1等，造成塔顶以及挥发线和冷凝器低温位的复合腐蚀。因此原油脱盐的问题也逐渐被人们重视起来。
现有技术中原油首先经过油(气)、水分离器进行油(气)、水分离，而后经过管道输送至电脱盐脱水装置，在电脱盐脱水装置处视原油性质，重新注水脱盐。以上方案将导致油水分离与电脱盐脱水两个过程单独进行而导致耗能大、占用空间大；而且原工艺电脱盐脱水装置常因乳化层过厚等原因导致排放的水中带油量超标；原油在由分离器输送至电脱盐脱水装置的过程，由于搅拌、剪切等作用使油中的乳化液更易形成，从而加大盐脱除的难度。
实用新型内容
本实用新型提供一种具有电脱盐脱水功能的油水分离器，以解决油水分离与电脱盐脱水两个过程单独进行而导致耗能大、成本高、占用空间大等问题。
为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：
一种具有电脱盐脱水功能的油水分离器，包括由封头密闭两端的压力容器的壳体及壳体前、后上端设置的原油入口、出口，壳体后下端设置的水出口，所述压力容器的壳体内从上到下分为稳流沉降区、油相区、水相区三部分；在所述原油入口、出口之间的壳体内依次安装有油水分离聚结板、堰板，该堰板后方从上到下水平设置有第一、第二直流电极板，该第一直流电极板由壳体外部的直流高压电源供电而形成直流强电场区，而第二直流电极板由壳体外部的直流低压电源供电而形成直流弱电场区；所述油水分离聚结板和堰板延伸至水相区内，第一、第二直流电极板设置在稳流沉降区及油相区内。
所述堰板平面形状和分离器壳体的截面形状适配，该堰板的中下部、底部带有通孔，而中下部的通孔和所述直流弱电场区连通。
所述第二直流电极板下方的油水界面处设置与第二直流电极板垂直的，该交流电极板由壳体外部的交流电源供电。
所述交流电极板下端连接斜板。
本实用新型兼具油(气)、水分离器与电脱盐脱水装置的功能于一体，而且减小了原油在由分离器输送至电脱盐脱水装置的过程中，由于搅拌、剪切等作用使油中的乳化液更易形成而加大的盐脱除的难度，从而降低了耗能量、减小了成本及占用空间大等问题。
现有电脱盐脱水装置中水颗粒只在重力G的作用，向下运动速度较慢，从而使得水颗粒脱离油相的路径较长，而本实用新型中水颗粒受电场力F和重力G共同作用向下运动(如图4所示)，从而加快其运动速度、减小了水颗粒脱离油相的路径长度，从而有利于设备尺寸的缩减。而且本实用新型中交流电极板组件的设置使得现有电脱盐脱水工艺中常因乳化层过厚等原因导致排放的水中带油量超标的问题一并予以解决。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为本实用新型直流电极板平面示意图；
图3为本实用新型另一种直流电极板平面示意图；
图4为本实用新型带电水颗粒在直流电场下的垂直面运动轨迹图；
图5为本实用新型交流电极板组件示意图；
图6为本实用新型堰板平面示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进一步说明。
参见图1，一种具有电脱盐脱水功能的油水分离器，实际上是油水分离器和电脱盐脱水罐的组合体，一台设备实现多种功能。其包括压力容器的壳体及壳体前、后上端设置的原油入口、出口1、3，壳体后下端设置的水出口2，壳体4两端由封头5封闭，所述压力容器的壳体4内从上到下分为稳流沉降区I、油相区II、水相区III三部分；在所述原油入口、出口1、3之间的壳体4内依次安装有油水分离聚结板6、堰板10，该堰板10后方从上到下水平设置有第一、第二直流电极板7、8，该第一直流电极板7之间构成直流强电场区A，其由壳体4外部的直流高压电源11供电；而第二直流电极板8之间构成直流弱电场区B，其由壳体4外部的直流低压电源12供电；所述油水分离聚结板6和堰板10延伸至水相区III内，第一、第二直流电极板7、8设置在稳流沉降区I及油相区II内。上述直流高、低压电源11、12可采用普通直流电源或脉冲直流电源。
参照图6，所述堰板10平面形状和分离器壳体4的截面形状适配，该堰板10的中下部、底部带有通孔，该中下部的通孔和所述直流弱电场区B连通，使得堰板10前的油、水混合物直接进入直流弱电场区B进行分离；该中下部的通孔将堰板10分成了互不相连的两部分。底部的通孔是为了使原油中的砂等杂质通过。
参照图5，所述第二直流电极板8下方的油水界面处设置有与第二直流电极板8垂直的交流电极板9组件，该交流电极板9由壳体4外部的交流电源13供电。交流电极板9的作用是利用交流电池电絮凝反应原理反复削弱水包油(W-O)型乳化液的表面膜的强度，直至乳化膜破裂，从而使水在分离时带出的油重新返回油相，进而达到控制乳化层形成的目的。
参照图5，所述交流电极板9下端连接斜板14，是为了能将密度小于水、浮于水上方的油水乳化液阻挡在交流电场区域。使得现有电脱盐脱水工艺中常因乳化层过厚等原因导致排放的水中带油量超标。
所述交流电源13也可用可调换相比、占空比的脉冲直流电源替代。
所述堰板10和油水分离聚结板6之间的分离器壳体4下部设有水出口2。该水出口能有效控制水相高度，避免水相高度过高，超过直流强电场区A，而导致电流短路现象的出现。
参照图2、3，所述第一、第二直流电极板7、8上开有长圆孔或圆孔。为避免尖端放电现象的出现，电极板上的开孔应尽量选择长圆孔或圆孔。长圆孔或圆孔的数量、大小需根据实际工况计算后确定。
本实用新型的工作原理：
本实用新型中涉及的水颗粒中因含盐离子，故经过电场时均假设为带电粒子。
原油通过原油入口1进入壳体4内部后依次经过稳流沉降区→油水分离聚结板6→堰板10→第二直流电极板8→第一直流电极板7→原油出口3排出容器。其中：首先原油经过稳流沉降区使原油流态趋于平稳；进入油水分离聚结板6区域对原油进行碰撞分离，从而使原油中大的水颗粒沿聚结板分离至水相，但原油中仍含有较大的水颗粒，且水颗粒的大小不均匀；而后原油经过堰板10中下部的通孔进入第二直流电极板8形成的直流弱电场区B部位，，在此区域内水颗粒同时受到垂直向下的电场力F和重力G作用(如图4所示)，从而达到使水颗粒加速下降的作用，根据预设计的电极板间距即可计算得到电极板的长度。在此区域内，大部分的水颗粒被分离至水相；原油通过直流弱电场区域后仍会夹带部分较小的水颗粒进入直流强电场区域，即第一直流电极板7形成的区域，在此区域内，根据带电粒子在电场中的运动原理可知，电场强度加大，可使微小的水颗粒聚结沉降至弱电场区再进入水相，从而完成对原油脱盐、脱水的过程。最后原油经原油出口3排出容器。
Claims (8)
1.一种具有电脱盐脱水功能的油水分离器，包括由封头密闭两端的压力容器的壳体及壳体前、后上端设置的原油入口、出口，壳体后下端设置的水出口，其特征在于：所述压力容器的壳体内从上到下分为稳流沉降区(I)、油相区(II)、水相区(III)三部分；在所述原油入口、出口（1、3）之间的壳体（4）内依次安装有油水分离聚结板（6）、堰板（10），该堰板（10）后方从上到下水平设置有第一、第二直流电极板（7、8），该第一直流电极板(7)由壳体（4）外部的直流高压电源(11)供电而形成直流强电场区（A），而第二直流电极板（8）由壳体（4）外部的直流低压电源(12)供电而形成直流弱电场区（B）；所述油水分离聚结板（6）和堰板（10）延伸至水相区（III）内，第一、第二直流电极板（7、8）设置在稳流沉降区(I)及油相区（II）内。
2.根据权利要求1所述的一种具有电脱盐脱水功能的油水分离器，其特征在于：所述堰板（10）平面形状和分离器壳体（4）的截面形状适配，该堰板（10）的中下部、底部带有通孔，而中下部的通孔和所述直流弱电场区（B）连通。
3.根据权利要求1所述的一种具有电脱盐脱水功能的油水分离器，其特征在于：所述第二直流电极板（8）下方的油水界面处设置与第二直流电极板（8）垂直的交流电极板(9)组件，该交流电极板(9)由壳体（4）外部的交流电源（13）供电。
4.根据权利要求3所述的一种具有电脱盐脱水功能的油水分离器，其特征在于：所述交流电极板(9)下端连接斜板（14）。
5.根据权利要求3所述的一种具有电脱盐脱水功能的油水分离器，其特征在于：所述交流电源（13）采用可调换相比、占空比的脉冲直流电源。
6.根据权利要求1所述的一种具有电脱盐脱水功能的油水分离器，其特征在于：所述堰板（10）和油水分离聚结板（6）之间的分离器壳体（4）下部设有水出口（2）。
7.根据权利要求1所述的一种具有电脱盐脱水功能的油水分离器，其特征在于：所述第一、第二直流电极板（7、8）上开有长圆孔或圆孔。
8.根据权利要求1所述的一种具有电脱盐脱水功能的油水分离器，其特征在于：所述直流高、低压电源(11、12)为普通直流电源或脉冲直流电源。
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