静电聚结原油脱水试验研究.pdf

石油化
腐蚀
防护
Corrosion Protection in Petrochemical Industry
012
静电聚结原油脱水试验研究
彭松梓',新安,王春升2,李春贤,弃晚2
(1.中石化洛阳工程有限公司,河南洛阳4710
2.中国海洋石油总公同中海油研究总院,北京100027)
摘要:针对目前高含水原油采出液采用传统三相分离与热化学分离和电脱水方法存在分离级
数和设备多、油水分离效率低、电脱水运行不稳定等问题,在静电预聚结研究基础上,采用自制绝
缘电极和乳化液,开展静电聚结脱水研究,使水滴预聚结和沉降分离同时进行。通过静态聚结脱
水试验考察了乳化液水含量、电压、温度和沉降时间等因素对静电聚结脱水效果的影响,结果表明
乳化液脱水率随温度升高、电压增大和沉降时间延长而提高。其中温度影响最大,电压和沉降时
间影响較小。在动态静电聚结原油脱水试验装置上进行验证,同时对不同分离器结构和不同电极
结构及进料方式进行了对比,对试验条件进行了优化。动态试验结果表明,在电压2kV,温度65~
70℃,停留时间不大于10min的条件下,高含水乳化液的脱水率均可达95%以上
关键词:静电聚结绝缘电极高含水乳化液动态试验原油脱水
中图分类号:TE624.1文献标识码:A
文章编号:1007-015X(2012)05-0003-04
随着世界范围内原油劣质化趋势的加大和含(50℃)616mPa?s,盐的质量浓度439mg/工L,酸值
聚合物复合驱采油技术的发展,原油采出液黏度3.0 mgkoh/g
高、含水高、乳状严重,通过常规油水气三相分离
(1)乳化液制备:向一定量试验用原油中加
和热化学处理后水含量仍然超高,导致电脱水装入计量自来水,然后在试验室高剪切分散乳化机
置电流超高、甚至跳闻,尤其对于空间受限的海上下以不低于11000cmin的速度搅拌一定时间,
油田,油水分离面临更大压力。西方发达国家的制备水质量分数为20%~60%稳定乳化液,该乳
研究人员面对油水分离新形势,提出静电预聚结化液在室温下放置8h无分层现象。
原油脱水的技术理念2,采用一定结构的复合
(2)绝缘电极制备:将氟塑料绝缘材料覆盖
电极和交流电场提高乳化液中水滴的聚结效率,在裸电极上,端部用聚四氟乙烯堵头密封,即可制
可以在水的质量分数接近100%的条件下正常工备不同形状绝缘电极。
作。开发出了CEC,IEC,VIEC和⊥ LOWACC四种1.2试验装置与方法
不同结构的静电聚结器,均取得了较好试验效果,
静态静电聚结脱水试验:试验在YS-3电脱盐
其中采用 LOWACC处理API度为17的原油,
试验仪和万能击穿装置上进行,试验方法同常规
使脱后水的质量分数降低到5%以下。国内近电脱盐方法。
年在静电聚结机理和影响因素方面开展了一些试
动态静电聚结脱水试验:试验在自建装置上
验室研究工作“]。在前期研究基础上,用海洋进行,装置包括原料罐、混合预热器、计量泵、聚结
原油考察了温度、压力、含水量和停留时间对油水分离器及相关连接管线。具体方法:水质量分数
分离效果的影响,并在此基础上建立一套模拟实为30%的稳定乳化液和自来水分别经计量泵进
际油水分离的动态静电聚结试验装置,探索油包人高温高压反应釜混合预热后进人静电聚结分离
水(W/O)和水包油(O/W)复杂乳化液的静电聚器进行油水分离,分离后的原油从聚结分离器上
结脱水工艺路线并优化工艺条件。
收稿日期:2012-05-20;修改稿收到日期:2012-07-16。
试验部分
作者简介:彭松梓,女,高级工程师,2003年毕业于河南大
1.1试验原料及制备方法
学,从事炼油装置工艺防腐蚀工作。E-mail: pangs.lpec
试验原油性质:密度(20℃)0.955g/cm2,黏度 sinopec. com
石油化工腐蚀与防护
第29卷
部流出,返回乳化液罐,重新乳化后循环使用;分
试验结果表明,在其它条件不变的情况下,随
离出的水从聚结分离器底部流出,返回水罐循环着电压升高,乳化液脱后水含量降低,脱水率升高。
使用。在高温高压反应釜出口和静电聚结分离器当电压大于800V时,水质量分数为40%的乳化液
原油出口设置取样点,对取样水含量进行分析并的脱水率可以达到82%以上,当电压增加至2800
计算乳化液脱水率
V,脱水率可达91%以上。在电场作用下水滴之间
乳化液脱水率计算公式:
的聚结力与电场强度的平方成正比,所以随着电压
n=(ClーC2)/CI×100%
的提高,电场强度増大,水滴聚结力增大,水滴聚结
式中:C1和C2分别为静电聚结脱水前后乳量和聚结速度增加,脱水效率明显提高。
化液水的质量分数,%。
100
80
2静态静电聚结脱水试验结果及讨论
脱水率
2.1乳化液静电聚结脱水试验
父吗
60
求为
在试验温度为80℃,加电时间20min,电压
40器
2000V条件下,考察不同水含量乳化液的静电聚
结脱水效果,试验结果见图1。
20
脱后水
001000150020002500
100
ン脱水率
100
电压
求一长吗祭下
808
图2电压与脱水效果
60测
Fig. 2 Dehydration efficiency and voltage
4(
2.3不同温度原油静电聚结脱水试验
脱后水
20
采用水的质量分数为40%的乳化液,在加电
场时间20min,电压2000V条件下,考察乳化液
在40~100℃不同温度下的静电聚结脱水效果,
10
5060
wo(乳化液中水),%
试验结果图3。
图1乳化液含水量与脱水效果
Fig. 1 Dehydration efficiency and water conten
of the emulsion
脱水率
试验结果表明,所用氟塑料绝缘电极对20%
长50
~60%的乳化液均有较好的脱水率,脱水率均大
40长
于84%。在其它条件不变时:脱后水含量随着乳
30强
脱后水
化液水含量增加而增加;脱水率先降低,当乳化液
10
中水质量分数超过50%后略有升高。当乳化液
30405060708090
中水的质量分数从20%提高到60%,脱后水的质
温度/C
量分数从2.2%增加到10.8%;而脱水率从
图3温度与脱水效果
89.3%降低至83.4%后又升高至84.7%。原因
Fig 3 Dehydration efficiency and temperature
是随着乳化液含水量增加,乳化液中水量增大很
试验结果表明,在其它条件不变的情况下,随
多,在同样的时间内,脱水率相对较低。
着温度升高,脱后含水量降低,脱水率提高。当温
2.2不同电压原油静电聚结脱水试验
度低于70℃时,脱水率随温度升高增加较快,当
采用水的质量分数为40%的乳化液,在试验温度高于70℃时,脱水率随温度升高增加较慢。
温度为80℃,加电场时间20min条件下