原油电脱盐

2014-3-27
石油化工过程系统概论
25
西南石油大学
四、电脱盐的电耗
电脱盐的电耗可用下式近似计算：
ΔP=∑10-3Gi ri Ei2
式中 ΔP——每吨原油耗电量，W· s；
Gi——原油乳化液在不同电场中的等值电导，S；
ri——不同电场中原油的停留时间，s；
Ei——各个电场的电场强度，V／m；
i——电场个数，包括强电场和弱电场。
（2）影响常减压蒸馏的正常操作。
含水过多的原油，水分气化，气相体积大增，造成蒸馏塔 内气速过大，易引起冲塔等操作事故。
2014-3-27
石油化工过程系统概论
8
西南石油大学
（ 3 ）原油中的盐类，随着水分蒸发，盐分在换热
器和加热炉管壁上形成盐垢，降低传热效率，增
大流动阻力，严重时导至堵塞管路，烧穿管壁、
的方法。
2014-3-27
石油化工过程系统概论
13
西南石油大学
四、原油电脱盐的工艺流程
2014-3-27
石油化工过程系统概论
14
西南石油大学
思考：在电脱盐过程中， 注水的目的是什么？
2014-3-27 石油化工过程系统概论 15
西南石油大学
二级电脱盐流程框图
2014-3-27
石油化工过程系统概论
原油中的盐类大部分是溶于所含的水中，所以， 脱盐脱水是同时进行的。
2014-3-27
石油化工过程系统概论
12
西南石油大学
三、破乳的方法：
1.化学破乳法：针对乳状液的性质，加入相应的化
学破乳剂，可将稳定的乳状液转化为不稳定的
状态，从而达到脱盐脱水的目的。
2.电破乳法：加适当的破乳剂和高压电场联合作用
2014-3-27 石油化工过程系统概论 23
西南石油大学
VK=K[g·(ρw-ρ0)· D2]/μ0
由上式可见，增大两相间的密度差，减小原油粘度，均 可增加沉降速度。 通过加热，可以降低原油粘度，促进水滴聚结，增大水滴 直径； 同时随温度升高，而水的密度 ρW 下降的幅度比原油密度
ρ0变化小，即ρW - ρ0增大，因此加热原油有利于油水分离， 此即为常用的加热沉降脱水法。
2014-3-27
石油化工过程系统概论
27
西南石油大学
二级电脱盐流程框图
问：加水、预热的作用是什么？
2014-3-27 石油化工过程系统概论 28
西南石油大学
§1.3 The Processing Parameter influencing the Crude Oil Electrical Desalting
2014-3-27 石油化工过程系统概论 19
西南石油大学
二、水微滴间的聚结力F 两个球形水微滴之间的聚结力F可用下式计算 F＝6RE2r2(r／d)4 E——电场强度，V／m； r——水滴半径，m； (N)
式中 R——油的介电常数，F／m；
d——水滴间的中心距离，m

从上式可以看出，聚集力F同r2成正比。若r 由0.25µm增大到2.5mm，聚结力F将增大108倍。 因而在电场中一旦发生聚结后，随着水滴直径的 不断变大，水滴间的聚结力也越来越大。
2014-3-27
石油化工过程系统概论
17
西南石油大学
technical process of Crude oil electrical desalting
过滤脱盐罐 注水 一级脱盐沉降罐 电脱盐罐 脱盐沉降罐 二级混合阀 脱后原油
脱盐前原油
一级混合阀
注破乳剂 注水
注破乳剂 一级脱盐排水 二级脱盐排水
电场强度E越大，F越大。但提高E有一定限度。当E等于
或大于电场临界分散强度时，水滴受电分散作用，使已聚 集的较大水滴又开始分散。
国外文献介绍水滴的电场临界梯度为4．70 kV/cm。工业上实际采用
的电场梯度远低于电场临界强度。我国现时各炼油厂采用的实际强电 场梯度为500~1000 V/cm,弱电场梯度为150~300V/cm。
造成事故。 （4）腐蚀设备，缩短开工周期。 CaCl2+2H2O → MgCl2+2H2O → Ca(OH)2+2HCl Mg(OH)2+2HCl
加工含硫原油时，会产生H2S腐蚀设备。
（5）盐类中的金属进入重馏分油或渣油中，毒害催
化剂、影响二次加工原料质量及产品质量。
2014-3-27 石油化工过程系统概论 9
西南石油大学 原油从地层开采出来后先经过油田的脱水装置处理， 要求将含水量降到 <0.5%，含盐量降至 <50mg/l 。但由于 油田脱盐脱水设施不完善或原油输送中混入水分，进入炼 油厂的原油仍含有不等量的盐和水分。
因此原油进入炼油厂后，必须先进行脱盐脱水，使含水量 达到0.1%～0.2%，含盐量<5mg/l。对于有渣油加氢或重油 催化裂化过程的炼油厂，要求原油深度脱盐，即原油含盐 量<3mg/l或含钠量<1mg/l。
2014-3-27
石油化工过程系统概论
29
西南石油大学
2014-3-27
石油化工过程系统概论
11
西南石油大学
破乳原理
油中表面活性物质（如环烷酸、胶质、沥青质 等）分散在水滴的表面，使水滴稳定地分散在油 中，从而阻止了水滴的聚集。 因此，脱水的关键是破坏乳化剂的作用，使 油水不能形成乳化液，细小的水滴就可以相互聚 集成大的颗粒、沉降，最终达到油水分离的目的。
加热沉降脱水时，温度不能过高，否则原油中轻组分和水 会气化，脱盐罐需采用很高压力才能正常操作，因此一般 加热温度为100~120℃左右，重油脱盐可选用125~148 ℃。
2014-3-27 石油化工过程系统概论 24
西南石油大学
VK=K[g·(ρw-ρ0)· D2]/μ0 这些因素中，沉降速度与水滴直径的平方成正比， 所以增大水滴直径可以大大加快沉降速度，在原 油脱盐脱水过程中，关键的是促进水滴聚结，增 大水滴直径。 在电脱盐罐中水滴的下降与原油的上升运动是同 时进行的，当水滴直径小到使其下降速度小于原 油上升速度时，水滴就不能下沉，而随油上浮， 达不到沉降分离的目的。
石油化工过程系统概论 20
2014-3-27
西南石油大学
2014-3-27
石油化工过程系统概论
21
西南石油大学
F＝6RE2r2(r／d)4
(N)
F与(r/d)4 成正比，而(r/d)值取决于原油含水率的大小。
若原油含水率趋于零， (r/d)和F也趋于零。这说明原油含 水率很低时，偶极聚结脱水效果变差。一般认为，原油含 水率小于0.1%时，d将是水滴直径的8倍以上，聚结将不 起作用。
2014-3-27 石油化工过程系统概论 26
西南石油大学
五、最大水滴直径及最大临界电场强度
超过某一临界电场强度后，水滴被分散成小滴。最 大水滴直径dmax及最大临界电场强度Emax为： dmax＝C/E·σ (m) Emax≤K(σ/r)y (V／m) 式中 K、C、Y均为常数； σ——油水界面张力，N； r——水滴半径，m； E——电场强度，V／m
2014-3-27
石油化工过程系统概论
6
西南石油大学
原油电脱盐是石油加工的第一道工序。
get rid of water ,Inorganic salt and Organic Sour salt（有机酸盐） Main purpose get rid of Alkali metals （碱金 属）and Heavy metals get rid of Mire（泥） and other impurity（杂质） Antisepsis（防腐）
西南石油大学
炼油双语课
2014-3-27
石油化工过程系统概论
1
西南石油大学
the oil and the natural gas
(the raw materials) gasoline kerosene fuel oil diesel lubrication oil liquefied petroleum 石蜡 gas petroleum coke paraffin wax asphalt 沥青
三级脱盐排水
脱盐排水
2014-3-27
石油化工过程系统概论
18
西南石油大学
第二节 原油电脱盐的工作原理
一、原油电脱盐的工作原理： 在高压交流电场内， 原油中的微小水滴受到电 场极化作用聚集成大水滴， 在油水密度差的作用， 水滴在油中沉降分离，原 油中的盐溶解于水，随水 脱除。 沉降到下部水中的固 体杂质也随水排出或沉积 在罐底部。
2014-3-27
石油化工过程系统概论
7
西南石油大学
原油含盐含水的危害
原油含盐含水对原油储运、加工、产品质量及设 备等均造成很大危害，主要为：
（1）增加设备的负荷，增加动力、热能和冷却水 等的消耗。
例如一座年处理量为250万吨的常减压蒸馏装置，如果原 油含水量增加1%，热能耗将增加约7000MJ/h。
(petrochemical products) 塑料 plastics 合成 纤维 synthetic fibers synthetic rubbers
organic chemical raw materials (approximately 200 kinds)
synthetic materials
2014-3-27
石油化工过程系统概论
合成橡 胶
2
西南石油大学
第一篇 炼油系统的装置与设备
2014-3-27
石油化工过程系统概论
3
西南石油大学
The installment and equipment of the refinery system
crude oil electrical desalting（原油电脱盐） Atmospheric and Vacuum Distillation Unit（常减压） Catalytic cracking unit （催化裂化） Delayed coking unit （延迟焦化） Catalytic Reforming Unit（催化重整） hydrogen plant（制氢） Hydrogen Cracking Unit（加氢裂化） Hydrogen Refining Unit（加氢精制） Desulphurization Unit（脱硫） Sulfur Recovery Unit（硫磺回收）
2014-3-27
石油化工过程系统概论
22
西南石油大学
三、水滴在原油中的沉降速度VK
按照斯托克斯定律，水滴在原油中的沉降速度 VK可用下式近似计算： VK=K[g·(ρw-ρ0)· D2]/μ0 式中 VK——静止油中水滴的沉降速度，m／s； K——常数； G——重力加速度，m／s2 ρw——水的密度，kg／m3； ρ0——油的密度，kg／m3； D——水滴的直径，m； μ0——油的粘度系数，Pa· s。
oil refining
Petroleum product (oil product)
乙 The first step 烯
Pyrolysis （热解）
丙烯
丁二 烯
ethylene, propylene, butadiene, benzene, toluene, xylene 苯 The second step 甲苯 二甲苯
2014-3-27 石油化工过程系统概论 4
西南石油大学
第一章 原油电脱盐 Crude oil electrical desalting
2014-3-27
石油化工过程系统概论
5
西南石油大学
§1.1 The main use and technical process of electrical desalting
2014-3-27 石油化工过程系统概论 10
西南石油大学
二、原油电脱盐的工序
原油电脱盐的工序包括：
(1) 脱盐前水洗。用于除去原油中溶于水的酸 （Sour） 、碱（alkali ）、盐( salt) 等无机物。 (2) 沉淀(Precipitatio源自文库)。某些不溶于水的杂质， 可以吸附在固体颗粒表面或聚集在水滴表面，随 固体物或水滴一起沉淀，与油分离。 (3)破乳（ Demulsification ）。通过向原油中加 入破乳剂，使水和杂质更有效的分离。
16
西南石油大学
The main procedure of Crude oil electrical desalting
the preheating of crude oil the addition of washing water
The main procedure
the addition of demulsifier Mixing Desalination drainage