渤海蓬莱19-3油田原油电脱水器与离心机的比选分析

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1、43卷增刊中国造船Vol43Special!!!!!!!旦!坚坚里旦坚竺型鱼旦!竺里壁垒Oct，2002文章编号：1000—4882(2002)S一00210—07渤海蓬莱19-3油田原油电脱水器与离心机的比选分析杨思明(中海石油研究中心开发设计院)摘要针对蓬莱19-3油田原油的特性，结合电脱水器和离心机的特点及实验结果，就原油电脱水器和离心机进行比选分析。如果离心机能成功用于该油田的原油脱水生产，这在世界石油行业将是屈指可数的实践。关键词：电脱水器；离心机；油水分离渤海湾的蓬莱19．3油田是中国海洋石油总公司迄今为止所发现的最人油田，设计最大产油量达1000万吨

2、侔，由海油总与美国Phillips石油公司联合开发，该油蹦的开发将分为两个阶段，即蓬莱I期和蓬莱II期。蓬莱19．3油田是稠油油}H，个别井原油的比重较大，单井原油的比曩范围较宽(在O928。0993，20。G之间)，全油田原油的平均比重为0．953(20。C)，比渤海湾地区的绥中36-1油叫小(0．967，20。C)，与新近投产的秦皇岛32．6油田(0955，20。C)接近。全油田不同阶段的配产决定了原汕在不同生产阶段的平均比重范围为0．928-0953(20℃)。对于稠油油田，最后一级脱水设备是最关键的，而电脱水器常作为油水分离的最后1道工序，这在国内外都1F

3、常普遍。蓬莱19．3油田在最初的设计中也毫无例外地考虑r电脱水器，但在电脱水实验中却发现电脱水效果不理想，因为原油的电导率较I菌，无法建立起有效的电场强度，最后被迫将眼光转向了离心机，实验发现结果非常理想，离心机可将所有的油样处理至达标，即油中含水不超过1％。下面将针对蓬莱19．3油田原油的特性，结合电脱水器和离心机的特点及实验结聚，对原油电脱水器和离心机进行比选分析。(·)电脱水器与离心机的原理及特点1．电脱水器电脱水器常作为油水分离的最后一道工序，尤其是用于处理油水密度差较小的霞质原油。电脱水过程实际r就是电破乳过程，其原理是将原油置于高压电场中，使水滴发生变

4、形和产生静电力，从而促使水滴克服乳化膜的障碍而彼此聚结成粒径(d)较大的水滴，在原油中沉降分离出来(参见图1)。科-2一棚-3一蚌一4一挣-6一l^，6一ttP7一坤●8一础_图1电脱水器结构示意图杨思明：渤海蓬莱19—3油田原油电脱水器与离心机的比选分析21l如架原油乳状液比较稳定，油水界而张力较大，则相应的电场强度就要求较高。油水分离的理论摹础是斯托克斯公式：gd2(p。一P。)“．=18p在有效发挥电脱水器的作用的前提下为保证电脱水器的操作费用经济合理，结合斯托克斯公式一般对所要处理的原油有如下要求：(1)宜使原油在其运动黏度低于50mm2／s的条件下进行电

5、脱水。(2)原油中的含水量不超过30％。一方面可充分发挥前段分离器的分离作用，以降低电脱水器的处理负荷，并保证进电脱水器的原油以油包水型乳状液为主，以节约操作和投资费用：另一方面可保证进电脱水器的原油具有较低的导电率。但进电脱水器原油的含水率也不能太低，否则会减少水滴碰撞聚结的几率，难以生成较大粒径的水滴而影响电脱水器的分离效果。(31原油为过冷原油，以避免有高导电性的饱和蒸汽析出。如果原油导电性大，原油通过电极时的极问电流较久，使极间电压F降，严熏时产生电击穿现象，无法建立起有效的电场强度。另外，原油导电率越高，柏同电场强度所用的脱水电流较大，使脱水耗电量增加，

6、有时甚至无法选择出商足够大功率的电源殴备。电场强度随原油的性质(主要是表而张力、导电性)不同而有所不同，对傲原油而音，适宜的电场强度一般在800—2000V／cm，如秦皇岛32—6油田电脱水器的强电场强度为800-1000V／cm，绥中36．1油田电脱水器的强电场强度为2000-3000Vlcm；不同原油最佳的电场强度要通过实验来确定。电脱水器的操作温度升高，原油黏度F降，越有利j二油水分离；但应选择适寅的操作温度，因为电脱水器的操作温度受以下几个方面的制约：(1)电脱水器的操作温度应低r操作压力下的饱和温度。(2)电脱水器的操作温度受操作费用的制约。(3)电脱水

7、器的设计温度应低于悬挂电极板的绝缘子所能承受的温度。对一般的绝缘子，电脱水器的设计温度为150℃左右；若选择耐温性较高的绝缘予，电脱水器的设计温度口j^以提高，如西江油闭电脱水器的设计温度高达204℃。2．离心机离心机(Centrifuge)是一种高速旋转的设备，通过高速旋转建证起一个高强度的重力场，以加倍提高水滴的沉降速度，从而达到加速分离的目的。在转速达3000币m时，可使重力加速度增加约5000倍(参见下面的公式及图2)。峨一——1面一50009d‘(P。一P。)51一t-·2一幽骨口3一tI旧4一●寸口6一●气口图2离心机结构示意图中国造船学术论文离心机的

8、分离原理与