热化学脱水器在稠油脱水工艺中的应用

热化学脱水器在稠油脱水工艺中的应用
摘要：热化学脱水器是根据鲁克沁采油厂产出的稠油气相组分少，粘度和密度大、油水乳化性强、难分离等特点设计的高效脱水装置。

该脱水器采用单向进液、机械吸能、缓冲、恒定油水界面、稳定分离环境等技术措施，对进站原油在三相分离器一段分离的基础上，提高原油温度，投加破乳剂，进一步对原油进行脱水，具有结构简单、处理能力大、工艺稳定、分离效率高的优点。

关键词：稠油、热化学脱水器油水界面脱水工艺效果评价
前言
鲁中联合站原油脱水工艺主要是来站混合油（稠油：稀油v/v=1：1.15）经三具101m?三相分离器初步油水分离后，经加热炉加热至60℃左右进入大罐沉降切水、检验合格后外输。

经三相分离器处理后的混合油含水率在15%左右，需要进入大罐进一步沉降脱水。

由于原油储罐容量有限，进罐原油沉降时间短，给原油脱水工作造成困难。

2014年5月投用了2具100.8m?脱水器，对进站原油在三相分离器一段油水分离的基础上，对来液进行二段热化学脱水，脱水后混合油含水小于5%，缩短了在大罐的沉降脱水时间，提高了原油储罐利用率，减轻了工人劳动强度，降低了破乳剂的投加量。

2鲁中联合站原油处理工艺介绍
鲁中联合站原油处理工艺站外来液经分离器、脱水器等设备分离、沉降脱水以后进入储罐继续沉降脱水，合格后进行外输，分离出的水经过污水处理系统生化处理以后达到油田注水标准进行回注。

鲁中联合站原油脱水采用二段脱水工艺，站外来油进入混合油换热器，提升原油温度到35-40度左右，经过预热的原油进入三相分离器进行一段脱水，经过三相分离器脱水后的原油含水为15%-20%左右，从分离器出来的经过初步脱水后的混合油加入破乳剂，再进入原油加热炉加热，油温达到60度左右，进入热化学脱水器脱水，脱水后的原油含水低于5%，进入大罐再次沉降切水后外输。

3.热化学脱水器结
1）脱水器结构
脱水器器结构如图1-2所示：主要构件有折流碗、聚结器、射频导纳仪及进出口电调阀。

1——进液口2——油室隔板3——安全阀口4——射频导纳仪口5——放
空口6——填料室7——折流碗8——人孔9——排污口10——油水室隔板11——水室隔板12——油出口电调阀13——油出口14——水出口15——水出口电调阀16——防涡流件
图1-2 鲁中联合站原油热化学脱水器结构简图
2）工作原理：混合液经过原油加热炉加热，由进口1进入脱水器，经进口管线流至脱水器后部，从进口管线流出的混合液与折流碗7发生碰撞进行油水初步分离，后经过填料室在波纹板聚结器内由于混合液的流动方向、速度等发生剧烈变化使得油水进一步分离，从聚结器流出的混合液在沉降室中沉降，分离出的水向下沉降，由下至上分别是水、油水混合物、油分布。

当液体向右流动时进入有一个聚结器6，再一次进行分离，在右边沉降室沉降进行充分的油水分离。

分离出的水进入水室由水出口13流出脱水器，进入污水处理系统。

油进入有室从油出口14流出脱水器，进入储油罐。

油、水出口均安装了防涡流件以防止油水出口产生涡流，稳定液面，提高分离的效果。

油水界面通过水出口电调阀控制，脱水器压力通过油出口电调阀控制。

油水界面由安装在脱水器顶部的射频导纳仪测得。

4.热化学脱水器主要技术特点
1）折流缓冲技术。

在脱水器后端安装一个折流碗，在脱水器后端安装一个折流碗，主要用于对液体流动方向的改变和流体对容器的冲击的缓冲；二是混合液与折流碗发生碰撞，形成散射状小液滴，打破油水界面张力，进行油水的初步分离。

2）聚结填料技术。

脱水器中分别在前后设计了两组波纹板聚结器，油水混相在聚结器板组内流动过程中，由于过流断面不断变化和波纹状流道，使流体流速时大时小，方向不断发生变化，从而使油滴碰撞聚结的几率增大，小油滴在运动过程中不断聚结变大，通过润湿、吸附、聚结等作用，在波纹板的下表面形成油膜，并沿板面移动，脱落，水相在重力作用下沉降，到达下层波纹板的上表面，最终更快地实现了油水分离。

3）射频导纳技术。

脱水器中水出口电调阀由油水界面控制，油水界面由射频导纳界面仪测得。

射频导纳界面仪通过用高频无线电波测量混合液导纳来确定油水界面。

工作时，它的传感器与灌壁及混合液形成导纳值，油水界面变化时，导纳值相应变化，电路单元将测量导纳值转换成位置信号输出，实现油水界面的测量，它的测量误差小。

若非工艺要求，安装位置应尽量远离进出口。

以免探头受液流冲击发生晃动影响测量。

4）自动化控制技术
脱水器油水出口均安装了电动调解阀，进出口电调阀的正常动作是脱水器良
好运行的重要因素，电调阀可以自动控制和手动控制，在自动运行状态时，由中控室给定信号控制电调阀开关。

在通电和断电情况下都可手动控制。

电动调解阀由电动执行机构和调节阀连接组合后经过调试安装构成，它将电流信号转变成相对应的直线位移，自动地控制调节阀开度。

5. 现场应用
1）热化学脱水后混合油含水率对比：
对联合站2014年3月、4月、5月、6月四个月进罐原油（随机抽查）含水率数据进行整理并绘制折线图（图5-1）。

由图5-1可以看出5月初之前进罐原油含水率在15-20%左右，从5月6日热化学脱水器投用后鲁中联合站进罐原油含水率明显下降，均低于5%，并且几乎不再进行储油罐沉降脱水，说明在脱水器投运以后混合油脱水效果提升，脱水器脱水效果理想。

2）联合站破乳剂添加量对比：
对鲁中联合站2014年3月、4月、5月、6月四个月破乳剂的添加量数据进行整理，得到表2-5，并得到破乳剂添加量折线图（图5-3）。

由图5-3可以看出从5月9日开始，鲁中联合站脱水系统破乳剂添加浓度由150ppm下降到120ppm，年节约破乳剂费用90多万元。

5.结论
鲁中联合站热化学脱水器对于掺稀稠油脱水效果明显，减少了混合油在大罐的沉降时间，有效解决了以往大罐脱水难、周期长的问题，提高了大罐利用效率，减轻了操作工频繁进行大罐沉降放水的劳动强度，改善了放掉的污油经回收后脱水更加困难的问题，降低了破乳剂用量。

同时脱出的污水含油量低，为下游污水处理系统平稳运行提供了保障。