原油深度电脱盐与其高效破乳剂的研制与开发.doc

PAGE 1 新型原油电脱盐技术及高效破乳剂的研制与应用 娄世松 沙鸥 宁朝晖 中国石化集团公司 石油化工设备防腐蚀研究中心 摘 要：随着中国石化集团公司生产和加工原油的品种和数量不断增加，对原油电脱盐装置的适应性和破乳剂的广普性提出了更高的要求，采用单层或多层鼠笼式电极板结构的电脱盐装置，并选用高效广普性破乳剂可以使绝大多数原油脱后含盐＜3mg/l，脱后含水＜0.2%。 关键词：电脱盐 鼠笼式 破乳剂 1. 新型原油电脱盐技术 中国石化集团所生产和加工的原油种类繁多，密度从0.83到0.98g/cm2，黏度差别也很大，同一装置每年加工多种性质差异很大的原油。尤其是近几年，国内大部分油田都进入开采后期，开采的原油越来越重，这些重质原油的密度比较大，与水的密度差很小，使得油水难以沉降分离。同时为了提高原油采收率，国内各油田相继应用了三次采油技术，使用了多种化学药剂，其中不乏乳化剂成分，能使油水形成稳定的乳化液，增加了原油脱盐脱水的难度。进入九十年代以来，中国石化集团公司加大了加工进口原油的力度，特别是沿海、沿江炼厂加工含硫中东原油成为中国石化的发展战略。中东原油的品种繁多，性质各异，各炼厂根据效益最大化原则购买原油，造成炼油厂的原油品种更换频繁。众所周知，破乳剂具有很强的适应性，一种破乳剂只对一种或两、三种原油破乳效果较好，这就造成了炼油厂在更换原油的同时更换破乳剂品种，因此炼油厂迫切需求适应性广的破乳剂，同时对电脱盐装置的适应性提出了更高的要求。 针对上述情况，我们开发了新型电脱盐/脱水成套技术，其特点是原油在电场内停留时间长，电场分布合理，脱盐效率高，而且能降低电耗，适用于各种原油的脱盐、脱水。同时还开发了系列破乳剂，适用于多种原油，其中ERI1136系列对高粘重质原油有较好的破乳效果，适用于辽河、胜利等粘度高、密度大的原油。ERI1124系列对中东原油有很好的破乳效果，广谱性强，适用于十几种中东原油的破乳。 电脱盐（水）基本原理 众所周知，电脱盐/脱水的过程，也就是油水分离的过程，其主要影响因素有原油密度、温度、电场强度、破乳剂种类与用量、注水量、水在原油中的分散程度等。在电场作用下，原油中的水滴沿电场方向极化，相邻液滴间的聚结力为： f=6qE2 d 2（d/D）4 f相邻液滴间聚结力 q油相介电常数 E电场强度 D相邻液滴中心距 d乳化液滴直径 由此可以看出，乳化液滴间的聚结力与电场强度平方成正比。但乳化液滴间直径与电场强度平方成反比。 C2 d = δ2 E2 d水滴直径 C系数 E电场强度 δ油水界面张力 因此原油与水的分离，电场强度要适宜。同时根据实验，原油和水的乳液在电场内停留时间越长，脱水效果越好。 1.2新型高效电脱盐/脱水成套设备的研制 根据电脱盐的过程及基本原理，在大量的实验室研究的基础上，研制了新型平流鼠笼式结构的高效电脱盐装置。 水平板式电极脱盐罐，原油在罐内充满空间（罐的利用率）只占整个罐的２／３，而电场利用率只有整个罐的３０％，效率很低。罐内原油的流动方向和脱出水下沉方向相反，上升油流阻碍了下降水滴的沉降，下降水滴（含大量盐）又对上升的净化原油进行二次污染。为克服上述结构的缺陷，开发了平流式电脱盐装置，其原理是：原油流动方向与水滴下沉方向成９０°，使水滴沿水平抛物线轨迹下沉，有利于水的沉降。水包的作用可迅速收集原油脱下来的水，避免了因脱下水的聚集，使电导率增大，增大脱盐电流而导致变压器输出电压不稳，脱下的水在水包中停留时间长，界面控制在水包上部，排出的水质清，含油少。 1.2.1 SHE-1型高效电脱盐/脱水罐（专利号：ZL.6） 该技术的特点在于：罐中电场由弱电场区、过渡电场区和强电场区组成，原油以水平方式进入罐中，依次通过三个不同强度的电场，分段脱水，解决了老式脱盐罐存在的上升油流对下沉水滴的阻滞作用，从而缩短了水滴沉降时间。进罐原油始终在电场的作用之下，提高了电场对原油的作用时间，在相同处理量条件下，罐的体积小、电耗低，经工业应用表明效率可提高50%以上。 1 5-3 2 3 4将原油流程改成平流式 1 5-3 2 3 4 图1.1 SHE-1型高效电脱盐/脱水罐示意图 1.2.2 SHE-2型电脱水/脱盐罐（专利申请号：.3） 该专利技术的特点