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原油联合站脱水工艺运行的影响因素 （第**采油厂第**油矿） 摘 要：从油井中流出的油气混合物中经常含有大量的水、盐和泥沙类机械杂质等，这些物质会增大液流的体积流量，降低设备和管路的有效利用率；给原油的集输和炼制带来很大的麻烦。所以在原油进入集输系统前必须对原油中的含水、含盐、杂质进行净化处理，使之成为合格的商品原油。由于原油中所含的盐类和机械杂质大部分溶解或悬浮于水中，所以原油的脱水过程同时也是降低含盐量及杂质的过程。原油脱水工艺原理油田原油处理工艺，无论是哪种处理方式，原理都是原油破乳剂对原油进行化学作用，破坏油水界面膜的稳定，促使油水状态上的分离，再利用油水密度差异与重力作用，在沉降罐内进行沉降处理，从而实现原油与水完全分离的目的。 破乳剂化学作用原理油田遇到的原油乳状液大多是W/O型，即油为外相(连续相)，水为内相(分散相)分散在原油中；也发现有O/W型乳状液，或两种类型乳状液共存的体系，但为数很少。不管那种类型的乳状液，液滴的界面上都分布着天然乳化剂(原油中的胶质、沥青质和有机酸等)。这些物质常与泥沙(或粘土)、无机盐、蜡等结合在一起，在液滴界面形成一层膜。膜越厚，其机械强度越大，液滴直径越小，则乳状液越稳定。乳状液的稳定性大多是由界面膜特性决定的，膜的稳定性强烈依赖于表面活性剂吸附－解吸附、溶解性、界面流变性（如弹性、界面张力梯度和界面粘度）和动力学特性等。破乳过程的实质是破乳剂分子渗入并黏附在乳化液滴的界面上取代天然乳化剂并破坏表面膜，将膜内包覆的水释放出来，水滴互相聚结形成大水滴并沉降到底部，油、水两相发生分离。化学破乳的机理比较复杂，总结起来有如下几点：（1）化学破乳剂较乳化剂具有更高活性，分散到油－水界面上，可将乳化剂排掉，自己构成一个新的易破裂的界面膜。这种膜在重力沉降和电场作用下更易破裂，便于油、水分离成层；（2）化学破乳剂具有反相作用，可使W/O型乳状液反相成O/W型。在反相过程中，乳化膜破裂；（3）化学破乳剂对乳化膜有很强的溶解作用，通过溶解使乳化膜破裂；（4）化学破乳剂可以中和油－水界面膜上的电荷，破坏受电荷保护的界面膜。 沉降脱水工艺原理联合站原油的油水分离过程有热沉降脱水、电脱水、化学脱水、电化学联合脱水和超声波脱水等多种方法，部分油田的原油处理目前全部为化学脱水。但是在这些方法处理后，必须有足够的空间和时间保证油水分离，即在原油破乳剂对原油进行破乳后，再利用重力作用与油水密度的差异在沉降罐内进行一段时间沉降，使得油水完全分离。沉降罐主要是依靠下部水层的水洗作用和上部原油中水滴的沉降作用使油水分离。当原油上升到沉降罐上部液面时，其含水率大为减少，经沉降分离后的净化原油自集油槽和溢油管排出。影响化学破乳的关键因素沉降时间的影响含水原油的沉降分离需要有一个过程，在研究分离过程时，大都引用斯托克斯定律。水滴沉降速度与水滴直径平方成正比，与油水密度差成反比，与外相油粘度成反比。生产实践中，水滴直径、原油粘度、操作温度下水和油的密度都随温度、乳化程度和含水量的变化而变化，直接利用斯托克斯定律确定沉降时间是十分困难的。在实际生产中，为了提高油水混合物在管道输送过程中的流动速度，在主干线增压点都进行了增压，毛油进入联合站，经缓冲罐产进换热器沉降罐中心配液管，进入沉降罐底部，配液管上的微小喷淋孔上会喷射出压力较高的液柱，很大程度上搅动沉降罐的底部水层，甚至在水层偏低，控制不合理的工况条件下，引起油层的波动，水滴并不能在重力作用下顺利沉降。甚至有些联合站无缓冲罐，此现象更为严重，值得注意。结合联合站实际情况，实际的计算并非按照理论状态，现提出一种较为实际的方法。例如某沉降罐实际溢流口高度(准确地说是集油槽高度)10.65 m5 000m3沉降罐有效实际贮存液量（平稳进液外输情况下溢流口距离罐底部空间容积）为4655左右,每米高度储存液量为437，按照沉降罐日进液量3 000, 平均每小时进液125（其实每小时进液也并非平稳状态）,7月份该站最高时达9.35 m,距溢流口只有1.3 m的空间,沉降时间只有4.5 h。根据实验数据得到公式： 从上式中可以看出，沉降罐中水层的控制高度，与原油沉降时间有十分重要的关系，但并不意味着可采用大幅度地降低水层的高度来延长沉降时间，具体在后面水层高度的影响因素中讨论。温度的影响随着温度的升高，原油的粘度降低，依据斯托克斯定律，原油粘度μ减小，水滴沉降速度ω增大，水滴易于在油相中下沉；原油体积膨胀系数较大，使水和油的密度差增大，也利于水滴易于在油相中下沉。沉降罐温度过高，会引起水蒸气随着原油伴生气逃逸到沉降罐上部无油空间，由于地区昼夜温差较大，沉降罐内部与外界环境温差悬殊的情况下，在水蒸气罐顶发生冷凝作用，水珠滴落在油层顶部。在现场使用过程中，原油破乳的温度一般控制在～为