电脱盐技术及最新进展(陈建民)

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

第Ⅲ部分:电脱盐技术及应用
电动态脱盐技术主要包括电场控制技术、强电场混 合技术和淡化水与原油的逆向流动技术等几个方面。
第Ⅲ部分:电脱盐技术及应用
电动态电脱盐内部结构示意图
第Ⅲ部分:电脱盐技术及应用
5、高速电脱盐技术
与传统电脱盐的技术相比,其主要技术特征为:
油流在罐体内的上升速度快,远远大于传统油流在罐体内的上升速度; 原油在电场中和罐体内的停留时间短,特别是电场停留时间比传统的电脱 盐技术少得多;
原油中的水、无机盐以及机械杂质可能加速设备腐蚀, 导致催化剂失活,堵塞管道,影响后续加工的稳定性,从 而影响油品性质及收率,最终导致原油加工费和石油产品 成本的提高。
第Ⅰ部分:原油含盐ห้องสมุดไป่ตู้含水的危害
增加石油运输、贮存的负荷(水)
水的存在,加大了原油的重量和体积,管线输运增加动能 消耗,油轮、罐车输运增加运输成本。
第Ⅲ部分:电脱盐技术及应用
3、交直流电脱盐技术
容器轴线方向依次排列正负相间的垂挂式变极距电极板; 利用了交流电和直流电对水滴的脱除作用; 电场布局合理,脱水率高; 对油品的适应性强;
第Ⅲ部分:电脱盐技术及应用
交直流电脱盐示意图 直流强电场
直流中电场
交流弱电场
第Ⅲ部分:电脱盐技术及应用
国内炼油厂交直流电脱盐技术应用状况
中,重要的问题是促进水滴的聚结,使水 滴直径增大。
第Ⅱ部分:原油脱盐、脱水的原理
3、化学破乳分离
原油一般都是油包水型的乳状液,即水相以微滴形式
分散于连续的油相中并为原油中所含的天然乳化剂(如
环烷酸、胶质、沥青质等)所稳定。因此,破乳的重要
破乳剂 手段就是加入适当的

第Ⅱ部分:原油脱盐、脱水的原理
中石化洛阳石化分公司
500
Φ4200×26000
中石化福建炼油化工有限公司
400
Φ4000×26000
中石化齐鲁石化分公司
500
Φ3200×21756
中石油兰州石化分公司
500
Φ3200×21756
中石化湛江石化工程公司
500
Φ4200×28000
海南实华炼油化工有限公司
500
Φ3200×23000
用户名 称
设计处理量 万吨/年
罐体大小
中石化高桥石化分公司
800
Φ4400×26000
中石化上海石化股份有限公司
400 800
Φ3800×22000 Φ5000×30000
中石化茂名石化分公司
500
Φ4000×26000
中石化金陵石化分公司
500
Φ4000×26000
中石化金陵石化分公司
800
Φ4000×26000
通过特殊设计的进油分配器,原油由喷嘴直接进入电脱盐罐电场内,进 油方式为油相进油,喷嘴设计在电场的中央; 电场设计为水平电极板,组成强电场。带电方式有两种形式:一种为 中间 极板带电,上层和下层极板接地;另一种为三层极板都带电;
由于高速电脱盐脱后水在罐内的停留时间长,排水含油指标明显低于低 速电脱盐,减轻了污水处理的压力。
FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S Fe + H2S → FeS + H2
第Ⅰ部分:原油含盐、含水的危害
影响原油的深度加工(盐)
深度加工中大多是在催化剂存在下的化学变化,例如催化 裂化技术、加氢裂化等。在这些过程中,为防止催化剂中毒, 必须对原料油中的盐份给予限制,例如:减压渣油作为重油催 化裂化原料时要求Na+小于1ppm;作为加氢脱硫原料时要求Na+ 小于3ppm。作延迟焦化原料时,如果含盐太高,特别上是含钙 太高时常因灰含量高使产品质量达不到理想的技术指标。
影响加工过程中的平稳操作(水)
如果原油中含水为1%,汽化后水的体积占总体积的11%。在 加工过程中,加大了管线、设备内的空间。影响设备的加工能 力:
①系统压力增加,泵出口压力升高; ②塔内气体上升速度增加,阻止液体正常沉降,出现冲塔 事故(液泛)。
第Ⅰ部分:原油含盐、含水的危害
增加过程中的能量消耗(水)
只有当Wc> Ws时,水滴才
能沉降到罐下部来。
第Ⅲ部分:电脱盐技术及应用
1、典型二级电脱盐流程 2、交流电脱盐技术 3、交直流电脱盐技术 4、电动态电脱盐技术 5、高速电脱盐技术 6、平流卧式电脱盐技术 7、其它技术
第Ⅲ部分:电脱盐技术的应用
1、典型二级电脱盐流程
第Ⅲ部分:电脱盐技术及应用
2、交流电脱盐技术
2005年10月
SINOPEC/LPEC chenjm
目录
Ⅰ 原油含盐、含水的危害 Ⅱ 原油脱盐、脱水的原理 Ⅲ 电脱盐技术及应用 Ⅳ 影响电脱盐运行效果的操作参数 Ⅴ 国内外电脱盐技术现状 Ⅵ 国内电脱盐技术发展趋势
第Ⅰ部分:原油含盐、含水的危害
从油层中开采出来的石油都伴有水,这些水中都溶解有 NaCl、CaCl2、MgCl2等盐类。欧美各国规定,经油田处理后 进炼厂的原油含盐量≯50mg/L,含水量<0.5%。我国输送 到炼厂的原油含水量常常波动很大,有时甚至远远超过上 述规定的指标。其原因主要使油田的脱盐、脱水设施不够 完善,或是在输送过程中混入水分。
6KE2r2
F=
L4
第Ⅱ部分:原油脱盐、脱水的原理
水滴受聚结力的作用运动 速度增大,动能增加,因而当 水滴互相碰撞时,便能克服乳 化膜的障碍而彼此聚结起来。 水滴迅速聚结直径变大后,籍 重力的作用,按斯托克斯定律 以Wc(在静止油层中水滴沉 降速度)的速度沉降。由于原 油以一定的上升速度Ws从电 脱盐罐底部向上流动,因此,
Φ3200×14000 利旧 1999
大连西太平洋 1000 万吨/年
高速 Petreco 公司 Φ4300×29500
利旧 2003
第Ⅲ部分:电脱盐技术及应用
国内自主开发高速电脱盐技术
罐体内布置四层电极板,形成一个弱电场、两个强电场、 一个高强电场 油相进油 罐体小处理量大 脱盐脱水率高 对油品的适应性强
国内炼油厂引进高速电脱盐技术状况
项目 镇海炼化Ⅲ常减压 上海石化二蒸馏
规模
800 万吨/年
350 万吨/年
采用技术
高速
高速
技术来源 Petreco 公司 Petreco 公司
罐体尺寸 Φ3600×17700 Φ3600×6000
罐体
新上
新上
项目时间
1998
1999
齐鲁石化三蒸馏 400 万吨/年 高速 Petreco 公司
中石油锦西石化分公司
800
Φ4800×30000
中石化广州石化分公司
800
Φ5600×25000
第Ⅲ部分:电脱盐技术及应用
4、电动态电脱盐技术
原油入罐后首先进入下部低电压电场(低导电率区), 在不会产生电弧的情况下使大水珠凝聚与沉降。部分脱去 水的乳化液后再进入电压逐渐增大的电场(高导电率区)。 在载荷响应控制器提供高电压时使新鲜水与油充分混合; 在低电压时使水珠凝聚而下落。这种交替变化的电压不断 出现,使油水多次混合与分离。之后,油进入电极板上部 电压逐渐降低的电场(低导电率区),把从高导电率区带 的水进一步凝聚和沉降,使水不致随油带出。
电脱盐设备脱除的是能够溶于水的可溶性盐,首先使原 油中的可溶性盐溶解到水中,然后将水脱除从而将盐份除去。
第Ⅱ部分:原油脱盐、脱水的原理
2、自由沉降分离
原油和水两相的密度差是沉降分离的推动力,分散介 质的粘度是阻力。油水两相沉降分离基本符合静止流体的 斯托克斯定律。
斯托克斯(Stocks)沉降公式:
第Ⅱ部分:原油脱盐、脱水的原理
1、原油的基本性质
大部分原油属于稳定的油包水型乳化液,是以水为分散 相,油为连续相的油包水型乳化液。这种体系是不稳定的。 但原油中的环烷酸,沥青质,胶质等是天然的乳化剂向油水 界面移动使该体系稳定,随着时间的延长及输送过程中条件 的影响,促使油水界面处的乳化膜变厚,这种乳化液变成难 以破坏相对稳定的乳化液,加大了原油脱水,脱盐的难度。
第Ⅰ部分:原油含盐、含水的危害
腐蚀管线和设备(盐)
氯化物,特别是氯化钙、氯化镁,在加热和有水存在时发 生水解,放出氯化氢,遇水形成盐酸,造成原油蒸馏塔顶低温 部位的腐蚀。
MgCl 2 + 2H2O → Mg(OH) 2 + 2HCl Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
当加工含硫原油时,腐蚀将更加严重:
第Ⅲ部分:电脱盐技术及应用
美国petrolite高速电脱盐技术
电脱盐罐内置三层极板,形成两个强电场。 油水混合物进料通过特殊的分配器分成两股分别直接 导入两个强电场之间,为非传统的水相进油。 脱盐排水含油少。 适于处理较重较粘原油。
第Ⅲ部分:电脱盐技术及应用
Petrolite高速电脱盐示意图
第Ⅲ部分:电脱盐技术及应用
第Ⅲ部分:电脱盐技术及应用
国内高速电脱盐示意图
高强电场 强电场 弱电场
第Ⅲ部分:电脱盐技术及应用
国内高速电脱盐技术应用状况
用户名 称
中石化扬子石化股份有限公司 中石化济南分公司
中石油兰州石化分公司 中石化湛江石化工程公司 中石油大港石化分公司 中石油锦西石化分公司 中石化广州石化分公司 中石油大连石化分公司 中石化镇海炼化股份公司 中石化燕山石化分公司 中石油大连石化分公司
第Ⅲ部分:电脱盐技术及应用
高速电脱盐比传统电脱盐处理量大,设备占地空间小,可以实现 小罐体大处理量的目的。高速电脱盐之所以能够提高处理量,关 键在于改变了传统的进油方式,油相进油对罐底水层不会产生搅 动,不会影响油水界位的稳定,为进油速度提高提供了平稳运行 的保证;油相进油方式的采用大大缩短了油流路径,原油不再是 从水相中慢慢上浮,而是直接进入罐体中上部电场,油流路径的 缩短大大减小了油流在罐体内的停留时间,提高了进油速度;而 双层喷嘴的设计保证了有足够量的原油平稳地喷入电场中,并在 电场中合理分布。这些使高速电脱盐在较小的罐体内实现大的处 理量成为可能。由于采用了油相进油,原油不再从水相中进入罐 体,减少了进油对罐体内水层高度的限制,油水界位可以设计在 一个较高的位置,能使排水含油技术指标达到一个更加理想的技 术水平。
第Ⅲ部分:电脱盐技术及应用
6、平流卧式电脱盐技术
技术特点
油水混合物从罐的一端水平流向另一端,期间经过垂 直电极板。 油的流动对水及杂质的垂直沉积影响小。 垂直极板避免了新鲜油品与油水界面的接触。
第Ⅲ部分:电脱盐技术及应用
设计处理量 万吨/年 600/450 500/350 500 500 500 500 800 500 600 800 1000
罐体大小
Φ3800×21000 Φ3600×16000 Φ3800×18000 Φ3600×21756 Φ3800×14000 Φ3600×21756 Φ4200×25000 Φ3200×17000 Φ3600×20000 Φ4000×25000 Φ4300×27000
原油的汽化热350KJ/kg;水的汽化热2600KJ/kg。 原油在加工过程中将经历多次热交换、汽化、冷凝等过程,如 果含有水,汽化热较大的水与原油一起将消耗大量的燃料和冷 却水。
造成设备和管道的结垢和堵塞(盐)
在炉管、换热器内,温度升高使原油的粘度降低,无机盐、 固体颗粒很容易附着在不光滑的管线内表面上,形成垢。降低 传热效率,锈蚀管壁,严重时堵塞炉管或换热器,造成非计划 停工。
破乳剂有下列几种作用: 对油水界面具有强烈的趋向性; 促使水滴絮凝; 促使水滴聚积; 润湿固体。
破乳剂分子
油和乳化层稳定分子 在水滴上的分布
第Ⅱ部分:原油脱盐、脱水的原理
4、电场沉降分离
乳状液中的微小水滴无论在交流或直流电场中,都能 由于感应使微滴的两端带上不同极性的电荷,产生诱导偶 极,接触电极的还会带上静电荷,从而在水滴与水滴之间, 水滴与电极间产生静电力,也称聚结力。
D2△ρg
Wc = 18μ
第Ⅱ部分:原油脱盐、脱水的原理
由上式可以看出水滴直径增大,油水间密度差增 大,原油粘度降低都能提高水滴的沉降速度。 温度升 高使原油粘度减小,一般情况下也加大了油水间的密 度差,加热温度视不同原油而异,通常为80-135℃。 对于重质原油,必须进行脱水脱盐温度的选择实验, 而且温度过高后,原油乳化液的电导率随温度增高而 增大,电耗也随之加大。因此,在原油脱盐脱水过程
容器内设计两层或三层电 极形成两个或三个电场。
结构简单,稳定性、可靠 性好。
脱盐脱水率仅能满足当时 要求不高的工艺要求。
电耗较高。
交流电脱盐设备示意图
第Ⅲ部分:电脱盐技术及应用
水平极板电脱盐示意图
7
6
7
5
强场区 弱场区
8
1. 原油分配器 5. 原油集合器
1
2. 原油入口 6. 原油出口
2
3
4
3. 排水口 4. 三层电极板 7. 变压器引线 8. 罐体
相关文档
最新文档