一種原油脫水新技術(shù)的研究與應(yīng)用

王澤(中石油遼河油田分公司， 遼寧 盤錦 124010)

一種原油脫水新技術(shù)的研究與應(yīng)用

王澤(中石油遼河油田分公司， 遼寧 盤錦 124010)

本文介紹一種新型的原油脫水技術(shù)，其具有技術(shù)先進(jìn)、工藝簡約、投資少、占地空間小的優(yōu)勢，可以大幅度降低就地脫水回用的工程造價。該技術(shù)將重力沉降脫水與旋流器脫水結(jié)合起來，其中又附帶有偏心梯型管裝置，能夠更快更高效的進(jìn)行原油預(yù)脫水，從而開辟出一條解決困擾油田公司生產(chǎn)及經(jīng)營難題的新途徑。

脫水技術(shù)；旋流器；研究；應(yīng)用

1 遼河油田目前普遍脫水方式分析

1.1 熱化學(xué)沉降脫水技術(shù)

熱化學(xué)沉降脫水技術(shù)的決定因素包括破乳劑的性能、脫水的溫度、沉降的時間。為了保證脫水效果最佳，破乳劑的量比可能會增加，脫水溫度要控制在90℃以上，并且需要沉降時間較長，因此耗能較大。

1.2 電化學(xué)脫水技術(shù)

電化學(xué)脫水技術(shù)是將原油乳狀液置于高壓電場中，在高壓電場作用下，削弱水滴界面膜的強度，促進(jìn)水滴之間的碰撞，使其發(fā)生變形、聚結(jié)而形成大水滴，然后借重力從油中分離出來。但由于電脫水器耗電量較大，并且設(shè)備空間有限，短時間內(nèi)不能處理大量原油脫水，同時電氣設(shè)備安全隱患較高。

2 新型脫水方式的研究與實施

脫水原理及設(shè)備結(jié)構(gòu) (1)脫水機理。采用兩級梯型偏心管+旋流器+復(fù)合脫水罐的組合預(yù)脫水工藝，利用重力沉降、粗?；?、氣浮的原理進(jìn)行油水分離。(2)設(shè)備原理及結(jié)構(gòu)。①偏心梯型管。采取“管中套管、管中割縫、偏心放置”的結(jié)構(gòu)，如圖1所示。工作原理：混合液從上內(nèi)管3進(jìn)入，其中的低密度原油在上部向前流出，高密度水→立管6中→下內(nèi)管縫8→進(jìn)入下內(nèi)管7后向前流出后進(jìn)水罐。此時因下內(nèi)縫8處的環(huán)空截面積較小，可防止進(jìn)入下內(nèi)管中的水帶油。②旋流器。八組小直徑柱形旋流器中存在著碰撞聚結(jié)及旋流聚結(jié)，足以使乳化液中的小油滴聚并成大液滴，使分散相轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)相，有利于進(jìn)行沉降除油。③復(fù)合脫水罐。利用污水中原本就溶解的天然氣在復(fù)合脫水罐中減壓后，急速降壓使液體中的溶解氣析出后產(chǎn)生的氣浮作用，極大地減少了乳化油和積雜密度進(jìn)而凈水，是提高污水處理效率的技術(shù)突破。

3 工藝流程及實施情況

圖1

(1)工藝流程 ①二級串聯(lián)梯型管路脫水器。由通徑為325 mm管線焊接而成，分成二級，每級長約8米，立管高約1米，每隔1．5米設(shè)置一根，依靠重力進(jìn)行預(yù)脫水。②柱型旋流器組。由8根直徑50mm柱型管并聯(lián)組成，由于小管徑旋流較高的轉(zhuǎn)數(shù)產(chǎn)生較大的離心力，有利于發(fā)揮破乳劑作用，將乳化液中的小液滴聚并成大液滴，實現(xiàn)快速分離。③復(fù)合脫水罐一臺。

(2)實施情況 ①超稠油不加藥脫水效果試驗。通過各級脫水系統(tǒng)，使得最末端復(fù)合罐脫出污水含油率在0．5%左右。②超稠油加藥脫水效果試驗。在梯型管與旋流器同時加正相破乳劑時，終端污水含油率最好的情況是1000～1500mg/l左右，但此時總體加藥量已經(jīng)很高。

與此形成鮮明對比的是：經(jīng)過加藥模式篩選，只在二級出水管后進(jìn)旋流器前加反相破乳劑，能夠達(dá)到最好的除油效果。

4 實施效果

在現(xiàn)場來液量約3600方/天，含水80%左右情況下，本工藝可以實現(xiàn)脫出污水2000方左右、污水含油率小于500mg/l，積雜小于1000mg/l的指標(biāo)要求。

5 創(chuàng)新點與關(guān)鍵技術(shù)

管式脫水工藝創(chuàng)新提出“漏、粘、浮”技術(shù)思路及“偏心管束、旋流粗粒化、自身氣浮”工藝組合。形成了即保證脫水裝置小型化，又保證脫水質(zhì)量穩(wěn)定性的關(guān)鍵技術(shù)。

(1)流態(tài)理論 根據(jù)流態(tài)理論，利用偏心管束“管中套管、偏心放置、管中割縫”的特殊結(jié)構(gòu)可防止油水分離過程中產(chǎn)生竄流，降低重力沉降表面負(fù)荷，提高沉降效率，使其發(fā)揮出重力沉降罐或斜板除油罐的功能。

(2)浮選理論 根據(jù)浮選理論，利用氣浮管減壓作用，使污水中的溶解氣析出微氣泡，進(jìn)一步凈水除油，起到小型浮選機的作用。利用自身溶解的天然氣進(jìn)行氣浮除油，是污水凈化工藝的技術(shù)突破。

6 可行性效益分析及應(yīng)用

(1)效益分析 此脫水工藝存利除弊地集三種分離方法為一體，較粗粒化分離法簡單，較旋流器分離法易控，較熱化學(xué)沉降法高效，具有技術(shù)先進(jìn)、工藝簡單、占地面積小、工程投資少、運行成本低特點，可大幅度降低目前分離設(shè)施的工程造價并減少運行成本。

(2)新型預(yù)水工藝的適用性 ①處理規(guī)模不限，可用管徑或多管并聯(lián)方式調(diào)節(jié)處理量。②安裝場地不限，可根據(jù)現(xiàn)場情況因地制宜的進(jìn)行場地布局。③來液含水不限，含水高、游離水多，則可脫出的水多。④來液溫度不限。⑤油品性質(zhì)不限。(6)可脫出總水量60%以上的污水，脫出的污水含油小于500mg/L；積雜小于1000mg/L。

[1]張平,鄭潔,白劍鋒.原油脫水技術(shù)探討[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量， 2012,(05).

[2]劉立鑫.原油脫水淺析[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量， 2012,(01).

[3]張曉華.原油脫水技術(shù)研究進(jìn)展[J].化工科技，2009，(05).