油气集输概论原油净化PPT课件
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渐稳定的性质。 影响因素：
分散度越高和原油粘度越大，稳定性好 乳化剂的类型和保护膜的性质：第一类， 低分子有机物，脂肪酸、环烷酸、低分子 胶质，界面保护膜强度低，稳定性低。
稳定性和老化的影响因素续
第二类，高分子有机物，如沥青、沥青 质等，凝胶状界面膜，第三类，粘土、 砂粒、高熔点石蜡（C70~80）固体乳化 剂，机械强度高，乳状液稳定性好。 内相颗粒表面带电 温度，温度增高，稳定性下降 水的PH值，PH值增加，稳定性变差 时间，随时间推移变得更稳定
电泳过程中，水滴受原油的阻力产生拉 长变形，削弱了界面膜的机械强度。
水滴的大小不等、带电量不同，运动速 度也不同。水滴会发生碰撞。
削弱的界面膜破裂，水滴合并、增大， 沉降。
（１）电泳聚结
未发生碰撞合并或碰撞合并后还不足以 沉降的水滴将运动之与水滴极性相反的 电极区附近。水滴在电极区附近聚集， 增加了碰撞合并的几率，使原油中大量 小水滴主要在电极区附近析出。
第一节 原油乳状液
原油中水的种类： 游离水：常温下短时间内沉降分离 乳化水：很难用沉降法分出。 乳化水与原油的混合物称油水乳状液或 原油乳状液。
一、原油乳状液的类型
乳状液：两种（或两种以上）不互溶（或微量 互溶）的液体，其中一种以极小的液 滴分散于另一种液体中，这种分散物 系称为乳状液。
“油包水型乳状液W/O”：水以极微小颗粒分散 在原油中，水是分散相（内相），油是连续相 （外相） 。 “水包油型乳状液O/W”：油以极小颗粒分散在 水中，油是内相、水是外相。
从油水界面处沿罐截面向上流动的速度 减慢，为原油中较小粒径水滴的沉降创 造了有利条件。
经沉降分离后的原油由中心集油槽和 原油排出管流出沉降罐。污水经虹吸管 由排水管排出。
2、沉降罐工作效率的衡量标准及影响因素
沉降时间 油水混合物在罐内的停留时间，表
示沉降罐处理油水混合物的能力； 操作温度 原油中剩余含水率 脱除水中含油率
第二节 原油脱水的基本方法
脱除游离水和乳化水，主要解决脱乳化水问题。 乳状液的破坏称破乳。 破乳过程：分散水滴相互靠近、碰撞、界面膜 破裂、水滴合并、沉降分离。 原油脱水方法：注入化学破乳剂、重力沉降脱 水、利用离心力脱水、利用亲水固体表面使乳 化水粗粒化脱水、电脱水等。
一、原油热化学脱水
将含水原油加热到一定温度，并在原油 中加入适量的破乳剂。 目的：改变油水界面张力和乳状液类型， 破坏乳状液稳定性，达到油水分离的目 的。
第五章 原油净化
原油乳状液 原油脱水的基本方法
化学破乳剂脱水 重力沉降脱水 利用离心力脱水 利用亲水固体表面使乳化水粗粒化脱水 电脱水
原油净化ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ目的
油井产物：原油、天然气、水、盐、泥砂等。 其危害为： ➢水增大了油井采出液的体积流量，降低了设 备和管道的有效利用率； ➢增大了管道输送中的动力和热力消耗； ➢引起金属管道和设备的结垢与腐蚀； ➢对炼油加工过程产生影响。
二、形成稳定乳状液的必要条件
系统中必须存在两种以上互不相容（或 微量互溶）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。
三、原油乳状液的性质
稳定性和老化 稳定性：乳状液不被破坏，抗油水分层
的能力。 老化：原油乳状液随时间的推移变得逐
电脱水常作为原油乳状液脱水工艺的 最后环节。
1、电脱水机理
将原油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 结成粒径较大的水滴，在原油中沉降分 离出来。
聚结方式：电泳聚结、偶极聚结、震荡 聚结。
（1）电泳聚结
把原油乳状液置于通电的两个平行电极 中，水滴将向同自身所带电荷极性相反 的电极运动，即带负电荷的水滴向正电 极运动，带正电荷的水滴向负极运动， 这种现象称为电泳。
固体物质的性质： 1、良好的润湿性； 2、能长期使用，对油水不发生化学 反应，对油水性质无有害影响； 3、货源充足，价格低廉。
原油粗粒化脱水一般不作为独立的脱水 工艺，常与其他方法配合使用。
五、原油电脱水
对许多原油，特别是重质、高粘原油， 用其它的脱水方法尚不能达到商品原油的 含水率的要求，常使用电脱水法。
（２）偶极聚结 偶极聚结在整个电场中进行。
（２）偶极聚结
聚结力大小直接影响脱水效果。
F6KE2a2a4 聚结力与水滴半径ａ l的平方成正比；
与(a/l)4成正比，（a/l）取决与含水率大小。
原油含水率小于0.1％时，水滴中心距l是水滴直径 8倍以上，偶极聚结将不起作用。
1、破乳剂的分类和筛选
按分子结构：离子型和非离子型 离子型：溶于水时能电离形成离子 非离子型：在水溶液中不能电离。水溶 性、油溶性和部分溶于油的混合溶性三 类。 针对性强，使用时必须进行筛选。
2、热化学脱水流程 必须有破乳剂加入地点和油水分离容器。
二、重力沉降脱水
气油比较大时，在油气水三相分离器中 进行；气油比较小或基本不含气时，在 沉降罐中进行脱水。 1、沉降罐的结构和工作原理
1、沉降罐的结构和工作原理
沉降罐的工作过程
a.油水混合物由入口管经配液管流入沉 降罐底部的水层内。
b.水洗 油水混合物向上通过水层时，由于
水的表面张力较大，原油中的游离水、 破乳后粒径较大的水滴、盐类和亲水固 体杂质并入水层。
水洗过程至油水界面处终止。
c.沉降 由于部分水从原油中分出，导致原油
电泳过程中水滴的碰撞、合并称为电泳 聚结。
（2）偶极聚结
高压直流或交流电场中，水滴受电场的 极化和静电感应，两端带上不同极性的 电荷，形成诱导偶极。
水滴两端同时受正负电极的吸引，水滴 上作用的合力为零，水滴拉长变形，界 面膜机械强度降低，两端强度最弱。
多个水滴形成水链，正负偶极相互吸引， 水滴相互碰撞，合并成大水滴，从原油 中沉降分离。
三、利用离心力脱水
重力沉降法脱水，含水原油在罐内的停 留时间长。 设备为离心脱水机。 离心机的脱水速度远高于重力沉降脱水。 应用情况：我国仅用离心法测定原油含 水率；西方国家有用于原油脱水或污水 除油。
四、利用亲水固体表面使乳化水粗粒化脱水
脱水原理：利用油水对固体物质亲合状 况不同来实现油水分离
分散度越高和原油粘度越大，稳定性好 乳化剂的类型和保护膜的性质：第一类， 低分子有机物，脂肪酸、环烷酸、低分子 胶质，界面保护膜强度低，稳定性低。
稳定性和老化的影响因素续
第二类，高分子有机物，如沥青、沥青 质等，凝胶状界面膜，第三类，粘土、 砂粒、高熔点石蜡（C70~80）固体乳化 剂，机械强度高，乳状液稳定性好。 内相颗粒表面带电 温度，温度增高，稳定性下降 水的PH值，PH值增加，稳定性变差 时间，随时间推移变得更稳定
电泳过程中，水滴受原油的阻力产生拉 长变形，削弱了界面膜的机械强度。
水滴的大小不等、带电量不同，运动速 度也不同。水滴会发生碰撞。
削弱的界面膜破裂，水滴合并、增大， 沉降。
（１）电泳聚结
未发生碰撞合并或碰撞合并后还不足以 沉降的水滴将运动之与水滴极性相反的 电极区附近。水滴在电极区附近聚集， 增加了碰撞合并的几率，使原油中大量 小水滴主要在电极区附近析出。
第一节 原油乳状液
原油中水的种类： 游离水：常温下短时间内沉降分离 乳化水：很难用沉降法分出。 乳化水与原油的混合物称油水乳状液或 原油乳状液。
一、原油乳状液的类型
乳状液：两种（或两种以上）不互溶（或微量 互溶）的液体，其中一种以极小的液 滴分散于另一种液体中，这种分散物 系称为乳状液。
“油包水型乳状液W/O”：水以极微小颗粒分散 在原油中，水是分散相（内相），油是连续相 （外相） 。 “水包油型乳状液O/W”：油以极小颗粒分散在 水中，油是内相、水是外相。
从油水界面处沿罐截面向上流动的速度 减慢，为原油中较小粒径水滴的沉降创 造了有利条件。
经沉降分离后的原油由中心集油槽和 原油排出管流出沉降罐。污水经虹吸管 由排水管排出。
2、沉降罐工作效率的衡量标准及影响因素
沉降时间 油水混合物在罐内的停留时间，表
示沉降罐处理油水混合物的能力； 操作温度 原油中剩余含水率 脱除水中含油率
第二节 原油脱水的基本方法
脱除游离水和乳化水，主要解决脱乳化水问题。 乳状液的破坏称破乳。 破乳过程：分散水滴相互靠近、碰撞、界面膜 破裂、水滴合并、沉降分离。 原油脱水方法：注入化学破乳剂、重力沉降脱 水、利用离心力脱水、利用亲水固体表面使乳 化水粗粒化脱水、电脱水等。
一、原油热化学脱水
将含水原油加热到一定温度，并在原油 中加入适量的破乳剂。 目的：改变油水界面张力和乳状液类型， 破坏乳状液稳定性，达到油水分离的目 的。
第五章 原油净化
原油乳状液 原油脱水的基本方法
化学破乳剂脱水 重力沉降脱水 利用离心力脱水 利用亲水固体表面使乳化水粗粒化脱水 电脱水
原油净化ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ目的
油井产物：原油、天然气、水、盐、泥砂等。 其危害为： ➢水增大了油井采出液的体积流量，降低了设 备和管道的有效利用率； ➢增大了管道输送中的动力和热力消耗； ➢引起金属管道和设备的结垢与腐蚀； ➢对炼油加工过程产生影响。
二、形成稳定乳状液的必要条件
系统中必须存在两种以上互不相容（或 微量互溶）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。
三、原油乳状液的性质
稳定性和老化 稳定性：乳状液不被破坏，抗油水分层
的能力。 老化：原油乳状液随时间的推移变得逐
电脱水常作为原油乳状液脱水工艺的 最后环节。
1、电脱水机理
将原油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 结成粒径较大的水滴，在原油中沉降分 离出来。
聚结方式：电泳聚结、偶极聚结、震荡 聚结。
（1）电泳聚结
把原油乳状液置于通电的两个平行电极 中，水滴将向同自身所带电荷极性相反 的电极运动，即带负电荷的水滴向正电 极运动，带正电荷的水滴向负极运动， 这种现象称为电泳。
固体物质的性质： 1、良好的润湿性； 2、能长期使用，对油水不发生化学 反应，对油水性质无有害影响； 3、货源充足，价格低廉。
原油粗粒化脱水一般不作为独立的脱水 工艺，常与其他方法配合使用。
五、原油电脱水
对许多原油，特别是重质、高粘原油， 用其它的脱水方法尚不能达到商品原油的 含水率的要求，常使用电脱水法。
（２）偶极聚结 偶极聚结在整个电场中进行。
（２）偶极聚结
聚结力大小直接影响脱水效果。
F6KE2a2a4 聚结力与水滴半径ａ l的平方成正比；
与(a/l)4成正比，（a/l）取决与含水率大小。
原油含水率小于0.1％时，水滴中心距l是水滴直径 8倍以上，偶极聚结将不起作用。
1、破乳剂的分类和筛选
按分子结构：离子型和非离子型 离子型：溶于水时能电离形成离子 非离子型：在水溶液中不能电离。水溶 性、油溶性和部分溶于油的混合溶性三 类。 针对性强，使用时必须进行筛选。
2、热化学脱水流程 必须有破乳剂加入地点和油水分离容器。
二、重力沉降脱水
气油比较大时，在油气水三相分离器中 进行；气油比较小或基本不含气时，在 沉降罐中进行脱水。 1、沉降罐的结构和工作原理
1、沉降罐的结构和工作原理
沉降罐的工作过程
a.油水混合物由入口管经配液管流入沉 降罐底部的水层内。
b.水洗 油水混合物向上通过水层时，由于
水的表面张力较大，原油中的游离水、 破乳后粒径较大的水滴、盐类和亲水固 体杂质并入水层。
水洗过程至油水界面处终止。
c.沉降 由于部分水从原油中分出，导致原油
电泳过程中水滴的碰撞、合并称为电泳 聚结。
（2）偶极聚结
高压直流或交流电场中，水滴受电场的 极化和静电感应，两端带上不同极性的 电荷，形成诱导偶极。
水滴两端同时受正负电极的吸引，水滴 上作用的合力为零，水滴拉长变形，界 面膜机械强度降低，两端强度最弱。
多个水滴形成水链，正负偶极相互吸引， 水滴相互碰撞，合并成大水滴，从原油 中沉降分离。
三、利用离心力脱水
重力沉降法脱水，含水原油在罐内的停 留时间长。 设备为离心脱水机。 离心机的脱水速度远高于重力沉降脱水。 应用情况：我国仅用离心法测定原油含 水率；西方国家有用于原油脱水或污水 除油。
四、利用亲水固体表面使乳化水粗粒化脱水
脱水原理：利用油水对固体物质亲合状 况不同来实现油水分离