原油处理工艺简介 ppt课件
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原油处理工艺简介
1.概述 2.几种常规油水分离技术 3.一些新工艺的介绍
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1
1.概述
原油的特点 原油处理的目的 何为原油处理
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2
原油的特点
注水驱动方式开采的油藏占有极大的比例， 因而从油井产出的油气混合物内经常含有 大量的采出水和泥砂等机械杂质。特别在 油田后期生产中，油井产物内的水油比常 超过10，泥砂等机械杂质亦可高达1%5%(质)。据统计，世界上所产原油的90%以 上需进行脱水。
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21
国内在超声波原油破乳方面的研究起步较晚，20世纪90年 代中后期陆续有文献报道。
耿连瑞等发明了一种原油电场脱水的超声波破乳装置，用 超声波在液体中空化效应产生的大量空化气泡破裂时的爆 破力作为破乳的动力，对油水混合液进行破乳处理，再进 行电场脱水，不需添加化学破乳剂。
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8
油水分 水的状态 离方法
成本
溶解 乳化 自由 低 中 高 水水水
沉降法
√√
离心法
√√
√
真空减 √ √ √ 压法
吸附法
√√
√ √
凝结法
√ √√
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9
重力式分离
当相对较轻的组分处于层流状态时， 较重组分 液滴根据斯托克斯公式的运动规律沉降， 重力 式沉降分离设备即根据这一基本原理进行设计。
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6
原油脱水包括脱除原油中的游离水和乳化水。 脱除乳化水比游离水难得多，因而多年来始终 把W/O型乳化液的油水分离作为研究重点。各种 常见脱水方法的共同点是，创造良好条件使油 水依靠密度差和所受重力不同而分层。
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7
2.几种常规油水分离技术 介绍
目前已知的油水分离方法主要有重力式分离、离 心式分离、电分离、吸附分离、气浮分离等。
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10
斯托克斯公式
w
d
2 w
g
(w
o )
18o
由斯托克斯公式可知，通过增大水分密度，
扩大油水密度差，减小油液粘度可以提高
沉降分离速度，从而提高分离效率。
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11
1904年Hazen根据实践经验提出了“ 浅池理 论”。以这一理论为基础，1950年美国壳牌 公司研制成功第1台平行板捕集器，其可去除 水中最小为60μm的油滴。上世纪70年代Fram 公司开发了V型板分离器，上世纪80年代CENATCO公司开发了板式聚结器，这是一种错流 式组合波纹板， 经过不断改进，这种设备在 油气分离、油水分离和含油污水净化方面都 得到了应用。
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5
原油中所含水分可以分为两类：一类是直接可以 用沉降法从油中分离出来的，称为游离水；另一 类很难用沉降法从油中分离出来，称为乳化水。
原油和水的混合物称油水乳状液，或原油乳状液。 主要有两种类型。一种称为油包水型乳状液 （W/O），另一种称为水包油型乳状液（O/W）,此 外还有复合乳状液，即油包水包油型、水包油包 水型等。
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13
电脱分离
乳状液置于高压的交流或直流电场中，由于电场 对水滴的作用，削弱了乳状液的界面膜强度，促 进水滴的碰撞、合并，最终聚结成粒径较大的水 滴，从原油中分离出来。
由于用电蒸发处理含水量较高的原油乳状液时， 会产生电击穿而无法建立极间必要的电场强度， 所以，电脱法不能独立使用，只能作为其它处理 方法的后序工艺, 在油田和炼油厂得到应用。
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超声波原油破乳脱水法
其机理:(1)机械振动作用促使水粒子凝聚。当超声 波通过有悬浮水粒子的原油介质时，造成悬浮水粒 子与原油介质一起振动。由于大小不同的水粒子具 有不同的相对振动速度，水粒子将相互碰撞、粘合， 使其体积和重量均增大，最后沉降分离；
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(2)机械振动作用可使原油中的石蜡、胶质、沥 青质等天然乳化剂分散均匀，增加其溶解度， 降低油-水界面膜的机械强度，有利于水相沉降 分离；
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14
乳化水的粗粒化蒸发
利用油水对固体物质亲和状况的不同，常用亲水憎 油的固体物质制成各种蒸发装置。 例如大港油田的陶粒蒸发器，用陶粒作填料，当油 水混合物流经陶粒层时，被迫不断改变流速和方向， 增加了水滴的碰撞聚结几率，使小液滴快速聚结沉 降。
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15
气浮分离
依靠水中形成微小气泡，携带絮粒上浮至液面使水 净化的一种方法。
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19
(3)热作用可降低油-水界面膜强度和原油粘度。一 方面，边界摩擦使油-水分界处温度升高，有利于 界面膜的破裂，另一方面，原油吸收部分声能转化 成热能，可降低原油的粘度，有利于水粒子的油水重力沉降分离。
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20
国外对超声波用于破乳的研究开展得比较早，20世纪80年 代就有相关的报道。
Roatz Sinone等分别用超声波和超滤膜来处理用非离子乳 化剂稳定的W／O型乳状液，认为膜过程不能使油水完全分 离而超声波可以使油水完全分离，破乳剂加入、温度高及 pH低都可以加快油水分离过程。Singh B P用超声波处理乳 状液，在加入破乳剂的情况下脱水率达99％-100％，不加 破乳剂，室温脱水率大于75％，超声波对一些化学破乳不 起作用，对比较稳定的乳状液破乳也能得到令人满意的结 果。
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离心分离
利用油水密度的不同，使高速旋转的油水混合液产 生不同的离心力，从而使油与水分开。
由于离心设备可以达到非常高的转速，产生高达几 百倍重力加速度的离心力，因此离心设备可以较为 彻底地将油水分离开，并且只需很短的停留时间和 较小的设备体积。由于离心设备有运动部件，日常 维护较难，因此目前只应用于试验室的分析设备和 需要减小占地面积的场所。
条件是附在油滴上的气泡可形成油-气颗粒。由于 气泡的出现使水和颗粒之间密度差加大，且颗粒直 径比原油油滴大，所以用颗粒密度代替油密度可使 上升速度明显提高。即当1个气泡(或多个气泡)附 来自百度文库1个油滴上可增加垂直上升速度，从而可脱除直 径比50μm小得多的油滴。
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3.一些新工艺的介绍
超声波原油破乳脱水法 微波辐射原油脱水法 生物法 紧凑型静电预聚结技术
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3
原油处理的目的
原油中的水不仅增加了能耗和投资的费用，而且 酸性气体如CO2和H2S等易在水中溶解，形成酸性水 溶液，从而对设备、管线、泵体等产生腐蚀。
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4
那何为原油处理呢？
对原油进行脱水、脱盐、脱除泥砂等机械杂质， 使之成为合格商品原油的工艺过程称原油处理。 国内常称为原油脱水。
1.概述 2.几种常规油水分离技术 3.一些新工艺的介绍
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1.概述
原油的特点 原油处理的目的 何为原油处理
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原油的特点
注水驱动方式开采的油藏占有极大的比例， 因而从油井产出的油气混合物内经常含有 大量的采出水和泥砂等机械杂质。特别在 油田后期生产中，油井产物内的水油比常 超过10，泥砂等机械杂质亦可高达1%5%(质)。据统计，世界上所产原油的90%以 上需进行脱水。
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国内在超声波原油破乳方面的研究起步较晚，20世纪90年 代中后期陆续有文献报道。
耿连瑞等发明了一种原油电场脱水的超声波破乳装置，用 超声波在液体中空化效应产生的大量空化气泡破裂时的爆 破力作为破乳的动力，对油水混合液进行破乳处理，再进 行电场脱水，不需添加化学破乳剂。
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油水分 水的状态 离方法
成本
溶解 乳化 自由 低 中 高 水水水
沉降法
√√
离心法
√√
√
真空减 √ √ √ 压法
吸附法
√√
√ √
凝结法
√ √√
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重力式分离
当相对较轻的组分处于层流状态时， 较重组分 液滴根据斯托克斯公式的运动规律沉降， 重力 式沉降分离设备即根据这一基本原理进行设计。
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原油脱水包括脱除原油中的游离水和乳化水。 脱除乳化水比游离水难得多，因而多年来始终 把W/O型乳化液的油水分离作为研究重点。各种 常见脱水方法的共同点是，创造良好条件使油 水依靠密度差和所受重力不同而分层。
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2.几种常规油水分离技术 介绍
目前已知的油水分离方法主要有重力式分离、离 心式分离、电分离、吸附分离、气浮分离等。
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斯托克斯公式
w
d
2 w
g
(w
o )
18o
由斯托克斯公式可知，通过增大水分密度，
扩大油水密度差，减小油液粘度可以提高
沉降分离速度，从而提高分离效率。
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1904年Hazen根据实践经验提出了“ 浅池理 论”。以这一理论为基础，1950年美国壳牌 公司研制成功第1台平行板捕集器，其可去除 水中最小为60μm的油滴。上世纪70年代Fram 公司开发了V型板分离器，上世纪80年代CENATCO公司开发了板式聚结器，这是一种错流 式组合波纹板， 经过不断改进，这种设备在 油气分离、油水分离和含油污水净化方面都 得到了应用。
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原油中所含水分可以分为两类：一类是直接可以 用沉降法从油中分离出来的，称为游离水；另一 类很难用沉降法从油中分离出来，称为乳化水。
原油和水的混合物称油水乳状液，或原油乳状液。 主要有两种类型。一种称为油包水型乳状液 （W/O），另一种称为水包油型乳状液（O/W）,此 外还有复合乳状液，即油包水包油型、水包油包 水型等。
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电脱分离
乳状液置于高压的交流或直流电场中，由于电场 对水滴的作用，削弱了乳状液的界面膜强度，促 进水滴的碰撞、合并，最终聚结成粒径较大的水 滴，从原油中分离出来。
由于用电蒸发处理含水量较高的原油乳状液时， 会产生电击穿而无法建立极间必要的电场强度， 所以，电脱法不能独立使用，只能作为其它处理 方法的后序工艺, 在油田和炼油厂得到应用。
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超声波原油破乳脱水法
其机理:(1)机械振动作用促使水粒子凝聚。当超声 波通过有悬浮水粒子的原油介质时，造成悬浮水粒 子与原油介质一起振动。由于大小不同的水粒子具 有不同的相对振动速度，水粒子将相互碰撞、粘合， 使其体积和重量均增大，最后沉降分离；
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(2)机械振动作用可使原油中的石蜡、胶质、沥 青质等天然乳化剂分散均匀，增加其溶解度， 降低油-水界面膜的机械强度，有利于水相沉降 分离；
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乳化水的粗粒化蒸发
利用油水对固体物质亲和状况的不同，常用亲水憎 油的固体物质制成各种蒸发装置。 例如大港油田的陶粒蒸发器，用陶粒作填料，当油 水混合物流经陶粒层时，被迫不断改变流速和方向， 增加了水滴的碰撞聚结几率，使小液滴快速聚结沉 降。
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气浮分离
依靠水中形成微小气泡，携带絮粒上浮至液面使水 净化的一种方法。
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(3)热作用可降低油-水界面膜强度和原油粘度。一 方面，边界摩擦使油-水分界处温度升高，有利于 界面膜的破裂，另一方面，原油吸收部分声能转化 成热能，可降低原油的粘度，有利于水粒子的油水重力沉降分离。
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国外对超声波用于破乳的研究开展得比较早，20世纪80年 代就有相关的报道。
Roatz Sinone等分别用超声波和超滤膜来处理用非离子乳 化剂稳定的W／O型乳状液，认为膜过程不能使油水完全分 离而超声波可以使油水完全分离，破乳剂加入、温度高及 pH低都可以加快油水分离过程。Singh B P用超声波处理乳 状液，在加入破乳剂的情况下脱水率达99％-100％，不加 破乳剂，室温脱水率大于75％，超声波对一些化学破乳不 起作用，对比较稳定的乳状液破乳也能得到令人满意的结 果。
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12
离心分离
利用油水密度的不同，使高速旋转的油水混合液产 生不同的离心力，从而使油与水分开。
由于离心设备可以达到非常高的转速，产生高达几 百倍重力加速度的离心力，因此离心设备可以较为 彻底地将油水分离开，并且只需很短的停留时间和 较小的设备体积。由于离心设备有运动部件，日常 维护较难，因此目前只应用于试验室的分析设备和 需要减小占地面积的场所。
条件是附在油滴上的气泡可形成油-气颗粒。由于 气泡的出现使水和颗粒之间密度差加大，且颗粒直 径比原油油滴大，所以用颗粒密度代替油密度可使 上升速度明显提高。即当1个气泡(或多个气泡)附 来自百度文库1个油滴上可增加垂直上升速度，从而可脱除直 径比50μm小得多的油滴。
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3.一些新工艺的介绍
超声波原油破乳脱水法 微波辐射原油脱水法 生物法 紧凑型静电预聚结技术
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原油处理的目的
原油中的水不仅增加了能耗和投资的费用，而且 酸性气体如CO2和H2S等易在水中溶解，形成酸性水 溶液，从而对设备、管线、泵体等产生腐蚀。
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那何为原油处理呢？
对原油进行脱水、脱盐、脱除泥砂等机械杂质， 使之成为合格商品原油的工艺过程称原油处理。 国内常称为原油脱水。