原油净化与污水处理
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原油净化与污水处理
主讲教师：迟蕾
石油基础知识—回顾
1、从寻找石油到利用石油的四个阶段？ 1）油气勘探； 2）油田开发； 3）油气集输； 4）石油炼制。
2、油气集输包括哪些工艺？ 1）油气收集、计量；
2）油气水分离；
3）原油净化；
4）天然气净化； 5）轻烃回收；
6）污水处理等。
第一部分 原油净化/脱水
实现化学破乳的技术要求： ❖ 有对症下药的化学破乳剂； ❖ 化学破乳剂与原油乳状液充分接触混合； ❖ 破乳后应有足够沉降分离的空间和时间（油 水密度差较小）。
原油破乳剂
6、破乳剂性能要求
1）原油脱水对破乳剂的要求：
❖ 较强的表面活性； ❖ 良好的润湿能力，润湿乳化剂； ❖ 很高的絮凝和聚结能力； ❖ 破乳温度低，破乳效果好； ❖ 成本低，用量少； ❖ 无毒、无害等副作用：无腐蚀、结垢，对人体无害 ❖ 具有一定的通用性。
思考：乳状液的优缺点？
5、化学破乳机理
常用的破乳方法有：机械破乳、电破乳和 化学破乳。 化学破乳机理为：
破乳剂有表面活性作用：降低表面自由能； 反相作用：转化为O/W； “润湿”和“渗透”作用：溶解界面上的乳化
剂，降低原油粘度； 反离子作用： 中和正电荷，减少静电斥力。
化学破乳方法：
向原油中加入表面活性剂，使油水分层。目前多使用聚氧 乙烯醚与聚氧丙烯醚的嵌段共聚物或无规共聚物。
◆ 污水中含有很多的杂质，包括哪些？
1、悬浮固体：如泥沙、腐蚀产物、水垢等 2、胶体：由泥沙、有机物等构成 3、浮油及分散油：占油分总量的90% 4、乳化油：占油分总量的10% 5、溶解物质：无机盐、溶解气体（酸性）等
主要水处理技术
除油、混凝、沉淀与上浮、过滤、 除铁、脱氧、防垢、缓蚀、杀菌
一、 除油工艺
协同效应： 将两种或两种以上的破乳剂以一定比例混合构成一种新的破乳剂，
其脱水效果可能高于任何一种单独使用时的效果。
2）影响破乳脱水效果的因素：
–破乳剂的选择 –破乳剂的浓度：最佳范围
破乳剂浓度对脱水效果的影响
破乳剂浓度，％ 原油总含水量，％ 进脱水器含水量，％ 净化油含水，％ 污水情况
0.003 40-50 15以上
9901 SP169
94.5 91
82.9 78.6
58.8 26.5
BP157
81
78.6
13.3
pH值对破乳剂9901脱水效果的影响
项目
脱水率．%
2.6
41
7.1
75
8.57
83
11.2
96
浊点，℃
48 22 27 15
污水颜色 较清 较清 较清 最清
3）加药部位选择
破乳剂加入部位要注意药剂效能的发挥和 管理方便。加入部位可在井口、计量站、集 中处理站等集输流程各个环节。从发挥药剂 效能来说，在井口加入最好，可从根本上抑 制油包水型乳状液的生成；在计量站或接转 站加药可起破乳降粘作用。一般，注入破乳 剂越早，弥散效果越好。
乳状液颗粒
2、乳状液的形成条件（简）
❖ 至少具有两种以上互不相溶（或微量相溶）的液体； ❖ 要有强烈的搅动，使一种液体破碎成微小的液滴分散 于另一种液体中； ❖ 要有乳化剂存在，使微小液滴能稳定地存在于另一种 液体中。
乳化剂：促使生成乳状液及稳定乳状液的物质。
固体微粒，如粘土细粉； 分散在原油中的沥青质、胶质； Baidu Nhomakorabea分子化合物； 表面活性剂。（两亲分子，亲油基和亲水基）
一、立式除油罐（重力分离型）
• 中心（反应）筒： 加入混凝剂促进油滴的聚结（混凝）
此时，若进水含油量≤5000mg/L时
自然出油率可达95% 混凝出油率可达98%
二、过滤工艺
2、固定颗粒稳定——乳化剂在分散相周围形成一层粘性薄膜， 阻止内相液滴在碰撞时聚结成较大液滴。如：原油中的泥 沙、沥青质组分。
3、带电稳定——乳化剂可能是以某种方式排列的极性分子， 使液滴表面带电，同性相斥，阻止油滴聚并。 影响乳状液稳定性的主要因素有：乳状液的分散度和 原油粘度、乳化剂的类型和保护膜的性质、内相颗粒表面 带电、乳状液温度和水的pH值等。
4）破乳剂的加入方式
破乳剂的加入方式应操作方便、连续均 匀、浓度配制准确、并有计量设施。水溶性 破乳剂的配制浓度宜稀释到1%～10%，其溶 液温度宜为35～45℃。配液罐宜采用封闭容 器。油溶性破乳剂可采用计量柱塞泵将破乳 剂直接加入乳化原油管线中。
第二部分 污水处理
• 思考：原油脱出水直接排放到环境中吗？
3、石油乳状液的分类
主要有两类: ❖ 油包水型（W/O） ：一次采油 ❖ 水包油型（O/W） ：二次采油后期； 三次采油
油包水型（W/O）
水包油型（O/W）
O/W型乳状液的保护膜
W/O型乳状液的保护膜
4、乳状液的稳定机理
1、界面膜稳定——乳化剂吸附在油水界面，降低油水界面张 力，界面膜强度大，且稳定。
原油中的主要杂质有哪些？ • 水； • 盐类，如氯化物（氯化钾、氯化钠、氯化
镁、氯化钙）、硫酸盐、碳酸盐等； • 泥沙等固体杂质。
一、原油为什么要进行净化？
原油中含水、含盐、含泥砂等杂质会给原油的 集输、处理和炼制带来很多问题，主要是：
1、增大了流量，增加了动力消耗和燃料消耗； 2、引起金属管路和设备的结垢与腐蚀； 3、原油中泥砂等固体杂质会卡泵、使管路和其 它设备产生激烈的机械磨损。 4、影响炼制工作的正常进行，蒸馏塔冲塔。 5、污水处理可以回注。
出矿原油技术标准（SY7513-88）
项目
石蜡基
石蜡-中间 基
含水量(重） %不大于
0.5
原油类别
中间基 中间-石蜡
基 中间-环烷
基
1.0
环烷基 环烷-中间
基
2.0
二、原油脱水方法原理、适用条件和优缺点
三、化学破乳脱水法 1、乳状液:
如果有两种或两种以上，互不相溶的或微溶的液态物质 在一起，其中的一种或数种液体以小液珠的形式均匀分散 在另一种液体之中，这样的机械混合液称之为乳状液；石 油乳状液就是油、水两种液体的机械混合物。
0.3 有时浑
0.002 40-50
14 ≤0.2
清
0.001 40-50
14 ≤0.2
清
0.0008 40-50
10 0.1 清
0.0006 40-50 20以上 0.1-0.2 有时浑
几种破乳剂在不通稀释温度下的脱水率
脱水率.% 破乳剂
pH值
稀释温度. ℃ 22
50
75
孤岛5号
91
72.8
61.7
主讲教师：迟蕾
石油基础知识—回顾
1、从寻找石油到利用石油的四个阶段？ 1）油气勘探； 2）油田开发； 3）油气集输； 4）石油炼制。
2、油气集输包括哪些工艺？ 1）油气收集、计量；
2）油气水分离；
3）原油净化；
4）天然气净化； 5）轻烃回收；
6）污水处理等。
第一部分 原油净化/脱水
实现化学破乳的技术要求： ❖ 有对症下药的化学破乳剂； ❖ 化学破乳剂与原油乳状液充分接触混合； ❖ 破乳后应有足够沉降分离的空间和时间（油 水密度差较小）。
原油破乳剂
6、破乳剂性能要求
1）原油脱水对破乳剂的要求：
❖ 较强的表面活性； ❖ 良好的润湿能力，润湿乳化剂； ❖ 很高的絮凝和聚结能力； ❖ 破乳温度低，破乳效果好； ❖ 成本低，用量少； ❖ 无毒、无害等副作用：无腐蚀、结垢，对人体无害 ❖ 具有一定的通用性。
思考：乳状液的优缺点？
5、化学破乳机理
常用的破乳方法有：机械破乳、电破乳和 化学破乳。 化学破乳机理为：
破乳剂有表面活性作用：降低表面自由能； 反相作用：转化为O/W； “润湿”和“渗透”作用：溶解界面上的乳化
剂，降低原油粘度； 反离子作用： 中和正电荷，减少静电斥力。
化学破乳方法：
向原油中加入表面活性剂，使油水分层。目前多使用聚氧 乙烯醚与聚氧丙烯醚的嵌段共聚物或无规共聚物。
◆ 污水中含有很多的杂质，包括哪些？
1、悬浮固体：如泥沙、腐蚀产物、水垢等 2、胶体：由泥沙、有机物等构成 3、浮油及分散油：占油分总量的90% 4、乳化油：占油分总量的10% 5、溶解物质：无机盐、溶解气体（酸性）等
主要水处理技术
除油、混凝、沉淀与上浮、过滤、 除铁、脱氧、防垢、缓蚀、杀菌
一、 除油工艺
协同效应： 将两种或两种以上的破乳剂以一定比例混合构成一种新的破乳剂，
其脱水效果可能高于任何一种单独使用时的效果。
2）影响破乳脱水效果的因素：
–破乳剂的选择 –破乳剂的浓度：最佳范围
破乳剂浓度对脱水效果的影响
破乳剂浓度，％ 原油总含水量，％ 进脱水器含水量，％ 净化油含水，％ 污水情况
0.003 40-50 15以上
9901 SP169
94.5 91
82.9 78.6
58.8 26.5
BP157
81
78.6
13.3
pH值对破乳剂9901脱水效果的影响
项目
脱水率．%
2.6
41
7.1
75
8.57
83
11.2
96
浊点，℃
48 22 27 15
污水颜色 较清 较清 较清 最清
3）加药部位选择
破乳剂加入部位要注意药剂效能的发挥和 管理方便。加入部位可在井口、计量站、集 中处理站等集输流程各个环节。从发挥药剂 效能来说，在井口加入最好，可从根本上抑 制油包水型乳状液的生成；在计量站或接转 站加药可起破乳降粘作用。一般，注入破乳 剂越早，弥散效果越好。
乳状液颗粒
2、乳状液的形成条件（简）
❖ 至少具有两种以上互不相溶（或微量相溶）的液体； ❖ 要有强烈的搅动，使一种液体破碎成微小的液滴分散 于另一种液体中； ❖ 要有乳化剂存在，使微小液滴能稳定地存在于另一种 液体中。
乳化剂：促使生成乳状液及稳定乳状液的物质。
固体微粒，如粘土细粉； 分散在原油中的沥青质、胶质； Baidu Nhomakorabea分子化合物； 表面活性剂。（两亲分子，亲油基和亲水基）
一、立式除油罐（重力分离型）
• 中心（反应）筒： 加入混凝剂促进油滴的聚结（混凝）
此时，若进水含油量≤5000mg/L时
自然出油率可达95% 混凝出油率可达98%
二、过滤工艺
2、固定颗粒稳定——乳化剂在分散相周围形成一层粘性薄膜， 阻止内相液滴在碰撞时聚结成较大液滴。如：原油中的泥 沙、沥青质组分。
3、带电稳定——乳化剂可能是以某种方式排列的极性分子， 使液滴表面带电，同性相斥，阻止油滴聚并。 影响乳状液稳定性的主要因素有：乳状液的分散度和 原油粘度、乳化剂的类型和保护膜的性质、内相颗粒表面 带电、乳状液温度和水的pH值等。
4）破乳剂的加入方式
破乳剂的加入方式应操作方便、连续均 匀、浓度配制准确、并有计量设施。水溶性 破乳剂的配制浓度宜稀释到1%～10%，其溶 液温度宜为35～45℃。配液罐宜采用封闭容 器。油溶性破乳剂可采用计量柱塞泵将破乳 剂直接加入乳化原油管线中。
第二部分 污水处理
• 思考：原油脱出水直接排放到环境中吗？
3、石油乳状液的分类
主要有两类: ❖ 油包水型（W/O） ：一次采油 ❖ 水包油型（O/W） ：二次采油后期； 三次采油
油包水型（W/O）
水包油型（O/W）
O/W型乳状液的保护膜
W/O型乳状液的保护膜
4、乳状液的稳定机理
1、界面膜稳定——乳化剂吸附在油水界面，降低油水界面张 力，界面膜强度大，且稳定。
原油中的主要杂质有哪些？ • 水； • 盐类，如氯化物（氯化钾、氯化钠、氯化
镁、氯化钙）、硫酸盐、碳酸盐等； • 泥沙等固体杂质。
一、原油为什么要进行净化？
原油中含水、含盐、含泥砂等杂质会给原油的 集输、处理和炼制带来很多问题，主要是：
1、增大了流量，增加了动力消耗和燃料消耗； 2、引起金属管路和设备的结垢与腐蚀； 3、原油中泥砂等固体杂质会卡泵、使管路和其 它设备产生激烈的机械磨损。 4、影响炼制工作的正常进行，蒸馏塔冲塔。 5、污水处理可以回注。
出矿原油技术标准（SY7513-88）
项目
石蜡基
石蜡-中间 基
含水量(重） %不大于
0.5
原油类别
中间基 中间-石蜡
基 中间-环烷
基
1.0
环烷基 环烷-中间
基
2.0
二、原油脱水方法原理、适用条件和优缺点
三、化学破乳脱水法 1、乳状液:
如果有两种或两种以上，互不相溶的或微溶的液态物质 在一起，其中的一种或数种液体以小液珠的形式均匀分散 在另一种液体之中，这样的机械混合液称之为乳状液；石 油乳状液就是油、水两种液体的机械混合物。
0.3 有时浑
0.002 40-50
14 ≤0.2
清
0.001 40-50
14 ≤0.2
清
0.0008 40-50
10 0.1 清
0.0006 40-50 20以上 0.1-0.2 有时浑
几种破乳剂在不通稀释温度下的脱水率
脱水率.% 破乳剂
pH值
稀释温度. ℃ 22
50
75
孤岛5号
91
72.8
61.7