原油净化世界上大部分油田是利用注水驱动方式开采的因而从.DOC

第五章原油净化 世界上大部分油田是利用注水驱动方式开采的，因而从油井生产出来的油气混合物中经常含有大量的水和泥、砂等机械杂质，特别是在油田的后期生产中，油井出水量可达其产液量的90％以上，泥砂等机械杂质亦多达1％一1.5％。据统计，世界各油田所产原油的70％一80％需进行脱水。 原油和水在油层内运动时，常携带并溶解大量的盐类，如氯化物(氯化钾、氯化钠、氮化镁、氯化钙)、硫酸盐、碳酸盐等。在油田开采初期，原油中含水很少或基本上不含水，这些盐类主要以固体结晶形式悬浮于原油中，进入中、高含水开采期时，则主要溶解于水中。大庆原油脱出水的水质化验结果见表5—1。 原油中含水、含盐、含泥砂等杂质会给原油的集输和炼制带来很多麻烦。主要是： (1)增大了液流的体积流量，降低了设备和管路的有效利用率，特别是在高含水的情况下更显得突出。 (2)增加了输送过程中的动力消耗。由于输液量增加；油水混合物密度增大；而且水还常以微粒水珠存在于原油中，形成粘度较纯原油显著增大的乳状液等原因，使输油离心泵工作性能变坏，泵效降低，动力消耗急剧增大。 (3)增加了升温过程中的燃料消耗。原油集输过程中，为满足工艺要求，常对原油加热升温。由于原油含水后输液量增加，而且水的比热约为原油比热的2倍，故在含水原油升温过程中燃料的消耗也将随原油含水量的增加而急剧增大，其中相当一部分热能白白地消耗于水的加热升温，造成燃料的极大浪费。 (4)引起金属管路和设备的结垢与腐蚀。当含水原油中碳酸盐含量较高时，会在管路、设备和加热炉的内壁上形成盐垢，减小管路流道面积，降低加热炉的热效率。结垢严重时甚至能堵塞加热炉受热管的流道，造成加热炉爆炸。 当地层水中含有氯化镁、氯化钙、氯化锶、氯化钡时，会因水解放出对金属腐蚀性很强的氯化氢。原油中所含的硫化物受热分解，会产生硫化氢，遇到水时硫化氢与铁反应生成硫化亚铁 当有氯化氢存在时，硫化亚铁会再与氯化氢反应 这样交替反应的结果，就会使设备和管路受到强烈腐蚀。 原油中所含的泥砂等固体杂质会使泵、管路和其它设备产生激烈的机械磨损。 (5)影响炼制工作的正常进行。炼厂处理原油的第一个过程是常压蒸馏，原油要被加热到350℃左右。因为水的分子量仅为18，而原油常压蒸馏时气化部分的平均分予量为；测贼胸的单位质量的水气化后的体积比同质量原油气化后形成的体积大十多倍。这样，原油含水不领会加大塔内气体线速度，影响原油处理量，严重时还会出现冲塔现象，直接影响韶馏产品的质量。若原油含水不均匀，还将引起塔内压力的突然升高，甚至造成超压爆炸事故；由于上述种种原因，必须在油田上及时地对含水、含盐、含机械杂质的原油进行净化处理，使之成为合格的商品原油出矿。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，原油的脱水过程实际上也是降低原油含盐量和机械杂质的过程。我国石油工业部1984年颁发的“油田油气集输设计规范”规定：出矿合格原油的质量含水量不大于1％，优质原油含水量不大于0.5％。前苏联对商品原油的质量要求列于表5—2。原油进常压蒸馏装置前，还需要进一步脱水、脱盐，国内外较先进的炼厂要求进装置的原油含水不大于0.1%，含盐不大于3—5毫克／升。当原油含盐量达不到规定指标时，常先向原油中掺入2％-5％(与原油的质量比)的淡水，对原油进行洗涤，使以固体结晶形态存在的盐类溶解于水中，然后再脱水，使原油含盐量降低至允许的范围内。 本章将对油水乳状液的生成、物理—化学性质，以及原油脱水的基本方法、设备、流程等内容进行讨论。 第一节 原油乳状液 原油中所含的水分，有的在常温下用简单的沉降法短时间内就能从油中分离出来，这类水称为游离水；有的则很难用沉降法从油中分离出来，这类水称乳化水，它与原油的混合物称油水乳状液，或原油乳状液。乳化水需采取专门的措施才能脱除。 一、原油乳状液的类型和鉴别方法 两种(或两种以上)不互溶(或微量互溶)的液体，其中一种以极小的液滴分散于另一种液体中，这种分散物系称为乳状液。乳状液都有一定的稳定性。原油和水构成的乳状液主要有两种类型：一种是水以极微小的颗粒分散于原油中，称为：“油包水”型乳状液，用符号W／O表示，此时水是内相或称分散相，油是外相或称分散介质，因外相液体是相互连接的，故又称连续相；另一种是油以极微小颗粒分散于水中，称为：“水包油”型乳状液，用符号O／W表示，此时油是内相，水是外相。此外，还有多重乳状液，即油包水包油型、水包油包水型等，分别以O／W／o和W／O／w表示。除油田开采的高含水期外，世界上各油田所遇到的油水乳状液绝大多数属于油包水型乳状液，其内相水滴的直径一般在0.1微米以上，在普通显微镜下可观察到内相液滴的存在。图5—1即为油水乳状液的显微照相图，图5-1(a)为W／O型乳状液，图5-1(b)为O／w型乳状液。由图看出，油水乳状液