原油深度电脱盐及其高效破乳剂的研制与开发

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1、新型原油电脱盐技术及高效破乳剂的研制与应用娄世松沙鸥宁朝晖中国石化集团公司石油化工设备防腐蚀研究中心15摘要：随着中国石化集团公司生产和加工原油的品种和数量不断增加，对原油电脱盐装置的适应性和破乳剂的广普性提出了更高的要求，采用单层或多层鼠笼式电极板结构的电脱盐装置，并选用高效广普性破乳剂可以使绝大多数原油脱后含盐＜3mg/l，脱后含水＜0.2%。关键词：电脱盐鼠笼式破乳剂1.新型原油电脱盐技术中国石化集团所生产和加工的原油种类繁多，密度从0.83到0.98g/cm2，黏度差别也很大，同一装置每年加工多种性质差异很大的原油。尤其是近几年，国内

2、大部分油田都进入开采后期，开采的原油越来越重，这些重质原油的密度比较大，与水的密度差很小，使得油水难以沉降分离。同时为了提高原油采收率，国内各油田相继应用了三次采油技术，使用了多种化学药剂，其中不乏乳化剂成分，能使油水形成稳定的乳化液，增加了原油脱盐脱水的难度。进入九十年代以来，中国石化集团公司加大了加工进口原油的力度，特别是沿海、沿江炼厂加工含硫中东原油成为中国石化的发展战略。中东原油的品种繁多，性质各异，各炼厂根据效益最大化原则购买原油，造成炼油厂的原油品种更换频繁。众所周知，破乳剂具有很强的适应性，一种破乳剂只对一种或两、三种原油破乳效

3、果较好，这就造成了炼油厂在更换原油的同时更换破乳剂品种，因此炼油厂迫切需求适应性广的破乳剂，同时对电脱盐装置的适应性提出了更高的要求。针对上述情况，我们开发了新型电脱盐/脱水成套技术，其特点是原油在电场内停留时间长，电场分布合理，脱盐效率高，而且能降低电耗，适用于各种原油的脱盐、脱水。同时还开发了系列破乳剂，适用于多种原油，其中ERI113615系列对高粘重质原油有较好的破乳效果，适用于辽河、胜利等粘度高、密度大的原油。ERI1124系列对中东原油有很好的破乳效果，广谱性强，适用于十几种中东原油的破乳。1.1电脱盐（水）基本原理众所周知，电脱

4、盐/脱水的过程，也就是油水分离的过程，其主要影响因素有原油密度、温度、电场强度、破乳剂种类与用量、注水量、水在原油中的分散程度等。在电场作用下，原油中的水滴沿电场方向极化，相邻液滴间的聚结力为：f=6qE2d2（d/D）4f---相邻液滴间聚结力q---油相介电常数E---电场强度D---相邻液滴中心距d---乳化液滴直径由此可以看出，乳化液滴间的聚结力与电场强度平方成正比。但乳化液滴间直径与电场强度平方成反比。C2d=-----δ2E2d---水滴直径C---系数E---电场强度δ---油水界面张力因此原油与水的分离，电场强度要适宜。同时根

5、据实验，原油和水的乳液在电场内停留时间越长，脱水效果越好。1.2新型高效电脱盐/脱水成套设备的研制根据电脱盐的过程及基本原理，在大量的实验室研究的基础上，研制了新型平流鼠笼式结构的高效电脱盐装置。15水平板式电极脱盐罐，原油在罐内充满空间（罐的利用率）只占整个罐的２／３，而电场利用率只有整个罐的３０％，效率很低。罐内原油的流动方向和脱出水下沉方向相反，上升油流阻碍了下降水滴的沉降，下降水滴（含大量盐）又对上升的净化原油进行二次污染。为克服上述结构的缺陷，开发了平流式电脱盐装置，其原理是：原油流动方向与水滴下沉方向成９０°，使水滴沿水平抛物线轨

6、迹下沉，有利于水的沉降。水包的作用可迅速收集原油脱下来的水，避免了因脱下水的聚集，使电导率增大，增大脱盐电流而导致变压器输出电压不稳，脱下的水在水包中停留时间长，界面控制在水包上部，排出的水质清，含油少。1.2.1SHE-1型高效电脱盐/脱水罐（专利号：ZL93216713.6）该技术的特点在于：罐中电场由弱电场区、过渡电场区和强电场区组成，原油以水平方式进入罐中，依次通过三个不同强度的电场，分段脱水，解决了老式脱盐罐存在的上升油流对下沉水滴的阻滞作用，从而缩短了水滴沉降时间。进罐原油始终在电场的作用之下，提高了电场对原油的作用时间，在相同处

7、理量条件下，罐的体积小、电耗低，经工业应用表明效率可提高50%以上。15-3234将原油流程改成平流式,原油在脱图1.1SHE-1型高效电脱盐/脱水罐示意图151.2.2SHE-2型电脱水/脱盐罐（专利申请号：00125911.3）该专利技术的特点是在电脱盐罐内部采用了分段多层偏心鼠笼式组合电极，电极组合件由2～3层横断面呈圆环形的电极组成，相邻两层电极之间形成环形空间，电极组合件中相邻两层电极之间的间距从顶部到底部逐渐由小增大。与原有电脱盐技术相比，该电脱盐罐具有如下优点：a.由于电极组合件由2～3层横截面为圆环形的电极组成，所以可以形成多

8、层环形电场，能最大限度地占据罐内的空间，使有效电场的空间增大，且可消除电场死角，使罐内电场利用率提高。b.电极组合件中相邻二层电极之间的间距由顶部到底部逐渐增大，所