原油脱水

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我国对卧式脱水设备规定的沉降时间为15—30 分钟。
3、溶解气对油水分离的影响: 原油中溶解气的析出和膨胀有利于从原油中分出水滴。
热力原理 (1)油水界面膜强度削弱;温度上升,原油中的沥青、 胶质、石蜡等乳化剂的溶解度增加,降低界面膜强度,同 时,水滴体积膨胀,胀力的作用使界面膜强度下降,有利 于水滴的合并。 (2)油水密度差增大;水滴的沉降速度与水滴直径的平 方和油水密度差及重力加速度成正比,与粘度成反比,加 热增加了油水比重差,加快了水滴沉降速度。
污水 处理站
6 污水回掺
8 脱水站
10
第一段采用管道热 -----化学脱水;
第二段采用电----
化学脱水
五、化学破乳剂脱水
1、化学破乳剂的破乳机理 在向原油乳状液中加入破乳剂(表面活性剂,它一端亲
水,另一端憎水)后,它很快聚集在油水界面上,由于破乳 剂分子的取向,即亲水端朝向水相,憎水端朝向油相,由于 其亲水能力远远高于乳化剂的亲水能力,破坏了乳状液界面 上的天然乳化剂,重新生成了油相内胶状分散的胶束,新生 成的界面膜亲水能力大于憎水能力,其界面膜强度很弱,有 利于水滴的合并,靠油水密度差将水沉降下来。
(2)增大了燃料消耗; (3)造成设备、管网腐蚀、穿孔; (4)总液量增加,多占储油容器; (5)影响石油加工质量、汽化、爆炸事故。
二、原油脱水工艺流程
•影响原油脱水的主要因素
1、乳化液的分散度; 2、乳化液老化程度; 3、原油粘度; 4、原油挥发性; 5、原油含蜡量。
•原油脱水工艺流程
1、低含水(原油含水率30%以下)原油脱水工艺流 程。
2 、残余油
A 自然沉降法 靠污水中原油颗粒自身的浮力实现油水分离,除
去浮油及颗粒较大的分散油。 B 絮凝分离法
含油污水中油粒小于10μm以下时,自然沉降难 以分离。通常油粒带有负电荷,若选择在水中溶解 后产生正电荷的絮凝剂就能使油滴聚集上浮达到油 水分离的目的。
底部的水层内,由于水的表面张力较大,使原油 中的游离水、粒经较大的水滴、盐类和亲水固体 杂质等并入水层,这一过程称为水洗,进入上部 油层时原油中的小粒经水滴靠重力沉降下来,原 油由中心集油槽和原油排出管流出沉降罐,原油 中排出的污水由排出管流出。
2、沉降罐工作效率的衡量标准及其影响因素 A、沉降时间; B、操作温度; C、原油中剩余含水率; D、脱出水中含油率设备的效能。
(1 地面水中多含有藻类、铁菌或硫酸盐还原菌和其 它微生物等,注水时需将这些微生物除掉以防止 堵塞地层和腐蚀管柱。 防止微生物生长,最容易实行的方法是合理使用 化学药剂。油田常用的杀菌剂有甲醛(福尔马 林)、氯气、次氯酸盐类、季胺盐类液体药剂、 过氧乙酸、戊二醛等。一般交替使用两种以上的 杀菌剂,以防细菌产生抗药性。
1、沉降罐:加热沉降脱水的主要设备是沉降罐, 有立式和卧式两种。
(1)立式沉降罐的结构:
6 7
油层
水层 4
3
8
5
1、出油管; 2、进液管; 3、排水管; 4、进液分配管 ; 5、出水管线; 1 6、溢流水箱(可调节); 7、集油漏斗; 2 8、集水管
沉降罐结构示意图
(2)立式沉降罐的工作原理: 油水混合物由进液管经进液分配管流入沉降罐
微生物的危害 产生H2S,增加水的腐蚀; 产生有机酸,引发或增加金属腐蚀; 产生酶,通过直接参与电化学腐蚀过程增加腐蚀; 使铁氧化,引起沉淀,增加腐蚀。
2、残余油 含油废水中油的存在状态,一般将其分为3类,
即游离油、分散油和乳状油。 对于游离油,目前采用简单的隔油池分离回
收较多。 分散油和乳状油在动力学上具有一定稳定性,
井口加药的效果: A、防止石蜡在管壁的沉积; B、降低了管路的能量损失; C、降低了破乳剂用量; D、提高了脱水设备的效能。 管道内破乳效果的影响因素: A、破乳剂的种类; B、油水的物理性质; C、原油乳状液的分散度和稳定性; D、破乳剂和乳状液的搅拌程度、时间; E、管输温度和温降情况。
六、重力沉降脱水
第一部分 输油(水)泵 第二部分 油气集输地面设备 第三部分 原油脱水 第四部分 污水处理 第五部分 锅炉及操作管理 第六部分 规章制度
第三部分 原油脱水
一、原油含水对生产的危害
(1)增加了集输过程动力消耗,原油粘度在一定范围内 随着含水率上升,较纯油而显著增大,使管线摩阻 损失增大,动力消耗增大,同时粘度上升使输油泵 的流量、扬程、效率下降,造成极大的动力消耗。
(3)原油粘度下降: 原油粘度随着油温升高而降低,减少了水滴
沉降的摩擦阻力,加快了水滴的沉降速度。 (4) 有利于破乳剂分散至油水界面,
提高了破乳剂的作用效果。
六、电脱水
电脱水是对低含水原油彻底脱水的最好方法。在油田 电脱水常作为原油脱水工艺的最后环节 ,脱水达到出矿原 油要求的含水率0.5%以下,脱出水含油要求不高于0.5% 的标准。
(2)杀菌机理可归纳为以下几点: A 阻碍菌体的呼吸作用
细菌在呼吸时要消耗糖类、碳水化合物,以维 持体内各种成分的合成。这个过程主要靠一种酶, 如果杀菌剂进入菌体,影响酶的活性,使能量代 谢中断或减少,呼吸就会停止而死亡。 B 抑制蛋白质合成
蛋白质是生命的物质基础。当杀菌剂进入菌体 后,能破坏蛋白质的合成,或者破坏了蛋白质的 水膜或中和了蛋白质的电荷,使蛋白质沉淀而失 去活性,达到抑制或致死的作用。
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4、电脱水器结构原理 (1)结构:分为上、下两部分;上部为电场空间,悬挂若干 层水平电极,下部为沉降水分离空间。
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87
6
5
4
2
3
1
卧式电脱水器结构示意图
1---放水抽空管线;2—进油管线;3---进油分配管 ; 4---脱水器壳体;5---出油管线; 6---电极吊 杆;7---悬垂挂板; 8---电极;9---引线绝缘棒
4、溶解固体
阳离子 Na+ Ca 2+ Mg 2+ Ba 2+ Sr 2+ Fe 2+ Fe 2+ Al 3+ 阴离子 CO32- HCO32- SO42- Cl- Br- I- SiO32-
二、 污染物的去除方法
1、 细菌 降低和控制水中的细菌则主要依靠定期分
批投加适当的杀菌剂,以控制细菌的生长,尤 其是对于细菌容易生长的过滤器,依靠过滤器 反冲洗水中加合适的杀菌剂能较好地清除细菌。
3、电脱水器分类
原油的电脱水是由电脱水器完成的,常用的是大型卧 式耐压脱水器。 (1)电脱水器分为立式、卧式和球形三种 (2)卧式电脱水器优点
1)处理量大,效率高,沉降高度小,液滴易于沉降; 2)易于大型化; 3)适应性强,可处理高含水原油; 4)流程简单,安装方便。 (3)卧式电脱水器缺点 脱出污水含油高,易沉砂和结垢,清理较为困难。
低含水原油脱水工艺流程 低含水原油进入沉降罐,加入一定的原油破乳剂,由原 油脱水泵将原油打入加热炉,加温后进入电脱水器进行 电脱水,净化油进净化油罐,污水进污水站。
高含水原油脱水工艺流程 高含水原油的脱水分为两段,第一段采用热-化学脱水,
含水原油进入沉降罐,第二段采用电化学脱水。
四、原油脱水工艺流程
1、电脱水原理: 将原油乳状液置于高压直流或交流电场中,
由于电场对水滴的作用,削弱了水滴界面膜 的强度,促进水滴的碰撞,使水滴聚结成粒 经较大的水滴,从原油中沉降分离出来,水 滴在电场中聚结的方式主要有电泳聚结,偶 极聚结和振荡聚结等三种。 在电场的作用下微粒发生定向移动——电泳
2、电脱水分类 (1)交流电场脱水:以偶极聚结和振荡聚结为主,脱出水 清澈,水中含油率较低,电路简单,脱水出的原油含水率 高,效率低,操作不稳定,耗电量大。 (2)直流电场脱水:以电泳聚结为主,偶极聚结为辅,脱 水后的原油含水率低,耗电量小,脱出水中含油率高,应 用广泛。 (3)双电场脱水:在原油含水率较高的脱水器中下部建立 交流电场,在原油含水率较低的脱水器中上部建立直流电 场,提高了脱水后的原油质量,耗电量小。
所以较难处理。
残余油的危害 1)细菌以原油中的某些组分为食物; 2)原油强烈吸附在铁的硫化物和其它垢的沉淀物 上,使得其很难用酸处理除去; 3)原油降低注水井的水相相对渗透率(水相相对 渗透率降低,注入相同体积的水需要更高的注入压 力)。
3、溶解气体
溶解气体有O2、CO2和H2S。三种气体都增 加腐蚀。 O2 用除氧剂;水罐密封防止氧气进入 H2S 用氧气或二氧化硫氧化为S;或次氯酸盐 氧化为硫酸盐。 CO2用惰性气体抽提,但成本较高。
1、高含水(原油含水率30%左右)原油的两段脱水工艺流程。
转油站 含水油
1
5 站 内 加 药
天然气去净化装置
2 3
7
4
天然气去 净化装置 9 净化油外输
1、分离缓冲 沉降罐;
2、加药罐; 3、加药泵; 4、小站输油泵; 5、沉降罐; 6、脱水泵; 7、加热炉; 8、电脱水器; 9、好油缓冲罐; 10、外输泵
含水油 1
加入破乳剂
天然气去净化装置
3
5
净化油外输
4
2
污水处理站
6
原油脱水工艺流程
1、分离缓冲罐缓; 2、脱水泵; 3、加热炉; 4、脱水器; 5、缓冲罐; 6、外输油泵
三、原油脱水的方法: 1、物理法: 有沉降法、过滤法、离心法、加热、稀释等方法。 2、化学法: 利用化学药剂进行脱水。 3、电方法: 交流电法、直流电法、交直流复合电脱水法。
第一部分 输油(水)泵 第二部分 油气集输地面设备 第三部分 原油脱水 第四部分 污水处理 第五部分 锅炉及操作管理 第六部分 规章制度
第四部分 污水处理
一、油田污水中的污染物
油田污水中以下五方面的污染物 微生物 残余油 溶解气体 溶解固体
1、微生物 藻类;真菌类;细菌 (主要的)。 大小:0.2-10μm 细菌用杀菌剂或过滤除去
井口加药与管路破乳 5、原油脱水对化学破乳剂的要求
高效破乳剂必须具备以下几个特点: (1)较强的表面活性; (2)良好的润湿性能; (3)很高的絮凝能力; (4)破乳温度低,破乳效果好; (5)成本低,用量少; (6)具有一定的通性; (7)腐蚀性小;无毒、无害、不易燃不易爆;
•由于化学破乳剂的对原油乳状液具有显著的 破乳、降粘作用,把化学破乳剂加入到油井的 环形空间,利用石油开采和集输过程中受到的 搅拌,使破乳剂均匀分散到原油中。 •井口加药装置:加药泵。
4、化学破乳剂的分类
按分子结构可把化学破乳剂分为离子型和非离子型两大类 离子型:当破乳剂溶于水时,能电离产生阴离子、阳离子和 两性离子。 非离子型:当破乳剂溶于水时,不能电离产生离子的。它是 以环氧乙烷、环氧丙烷等基本有机合成原料为基础,在具有 活泼氢离子的起始剂的引发下,在有催化剂存在时按照一定 的程序聚合而成。 非离子型化学破乳剂的优点: 1、用量少。 2、不产生沉淀。 3、脱出的水中含油少。 4、脱水成本低。
工作原理:
化学破乳剂:一种表面活性剂,具有很强的 活性,脱水过程中加入适量的破乳剂,便能 使界面膜强度削弱或破裂,使水珠聚结、合 并沉降下来。
破乳剂性能及对破乳效果的影响: (1)破乳剂的PH值10-16为易; (2)破乳剂的表面活性,表面活性越高,其破乳能力越 强; (3)破乳剂的紊凝、聚结能力; (4)破乳剂的润湿性; (5)破乳剂的离子性。 2、乳状液的形成条件: (1)要有两种互不相溶的液体; (2)要有剧烈的搅拌; (3)要有表面活性剂的存在。
3、影响乳状液稳定因素
(1)内部因素:乳化剂的类型和保护膜性质,原 油中的天然乳化剂分三类:A.低分子有机物;B. 高分子有机物主要有沥青及羧基化合物;C.高分 散的固体物质。胶质和沥青质,在天然乳化剂中 是最主要的。
(2)外部因素:A.水相PH值的影响;B.温度的影 响;C.含水量的影响;D.内相液珠分散度的影响; E.时间的影响;F.原油粘度;G.内相颗粒表面带 电。
(2)工作原理: 含水原油从油水界面下面的进油喷管进入电
脱水器,首先进行水洗,然后穿过水层自下而 上依次通过电场空间,在高压电场的作用下破 乳水滴发生碰撞合并,从原油中分离出来,沉 降到脱水器底部,经放水管排出,脱水后的净 化油从顶部出油管线排出。
(3)主要附件: 电 极—形成高压电场的主要构件; 绝缘棒——将高压线引到电极上,使其与壳体绝缘, 一般由绝缘良好的材料制成,一般使用的是聚四氟 乙烯材料; 悬重挂板——安装在脱水器顶部,悬挂电极,使电极 与壳体绝缘,广泛使用的由聚四氟乙烯材料制成。
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