超声波静态原油破乳脱水脱盐研究

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1、南京工业大学硕士学位论文超声波静态原油破乳脱水脱盐研究姓名：蔡永伟申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：吕效平20050101南京工业大学学位论文独创性声明及使用授权的声明一、学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：莶盎I担日期：

2、塑箜年《疽[￡圣二、关于学位论文使用授权的声明南京工业大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社及清华同方光盘股份有限公司有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权南京工业大学研究生部办理。研究生签名：导师签名日期硕士学位论文摘要原油破乳脱水脱盐是炼油工艺的重要课题之一。原油预处理的目的是为了减轻加工装置设备的腐蚀及结垢，减轻原

3、油中的杂质对后续加工工艺催化剂的危害，并提高产品质量。现在炼厂一般要求进入蒸馏塔的原油质量含水率不大于0．30％，盐含量不高于3．00rag·L一。目前，炼厂主要采用电脱盐与化学破乳剂联合作用进行破乳脱水脱盐。这种方法对于水粒子粒径较大的原油乳状液，破乳脱水脱盐效果较好。但对于水粒子的粒径很小，严重乳化的原油，经过两级电脱盐后效果也不是很理想。因此，急需寻找更为有效的破乳脱水脱盐方法。国内外研究表明，超声破乳是十分有效的强化原油脱水脱盐方法。超声驻波场中的破乳原理是基于超声波作用于性质不同的流体介质产生的“位移效应”来实现油水分离。由

4、于“位移效应”的存在，水粒子将不断向波腹或波节运动，聚结并发生碰撞，生成直径较大的水滴；因密度差异，水滴借助重力从油中沉降、分离，达到脱盐脱水目的。在驻波场中，由于声压分布的不均匀性而导致了原油中水粒子分布不均匀，从而更有利于水粒子的碰撞达到破乳的目的。针对第一批次鲁宁管输原油，初始体积含水率为1．40％，远远高于炼厂要求。本文在驻波场中进行了原油的脱水研究。考察了NS．2003破乳剂浓度、沉降时间、超声声强和超声辐照时间等单因素对原油破乳脱水的影响：并设计了正交试验，得到原油破乳脱水的最佳试验条件：原油处理温度70。C，破乳剂浓度2

5、0／．tg·g-1，超声声强O．23W·crn‘2，超声辐照时间5rain，沉降时间120min。在最佳试验条件下，原油体积含水率从初始值1．40％降至O．07％，脱水率95．O％。并得到影响原油脱水最重要的因素为沉降时间，其次为声强，再次为超声波处理时间。在相同的破乳剂浓度(20I_tg·94)和相同的沉降时f"l(90min)下，驻波声场与单纯热沉降和混响场相比都具有显著优势。原油脱后含水率由单独热沉降的0．29％降到O．16％，脱水率提高了11．7％。与混响场相比，要达到同样的脱水效果，超声辐照时间由30min左右，减少到5mi

6、n。在最佳试验条件下，原油脱后含水率远远小于炼厂的控制指标O．3％；从减少蒸馏设备腐蚀程度和延长设备的使用寿命方面考虑，将原油含水率脱到很小是有一定现实意义的。针对第二批次初始体积含水率为O．025％，初始盐含量为31．93rag．L’1的鲁宁摘要管输原油，在驻波场中考察了原油经洗盐后的破乳脱水脱盐研究。研究了注水量、沉降时间、NS．2003破乳剂浓度、超声声强、超声辐照时间和原油温度等单因素对原油破乳脱水脱盐的影响。得到原油破乳脱水脱盐较好的试验条件：注水量5％，原油处理温度80。C，破乳剂浓度201．tg·g～，沉降时问90rai

7、n，超声声强O．38W·cm。2，超声辐照时间5rain。在此条件下，原油脱后体积含水率0．37％，盐含量3．85mg·L～；脱水率92．6％，脱盐率87．9％。与原油单纯添加破乳剂后进行热沉降相比，混响场中脱水率提高了5．9％，脱盐率提高了7．1％；驻波场中脱水率提高了9．4％，脱盐率提高了17．1％。虽然本实验温度显著低于工厂操作温度(135℃左右)，用超声波与破乳剂联合作用，可以使原油脱后体积含水率和盐含量接近炼厂要求，并可以显著减轻脱盐工段中电脱盐的脱盐脱水负荷。本文还进行了原油盐衡算方面的研究。得到注水量偏少时，脱后原油中的

8、盐含量偏高，原因并不是脱后水相的盐饱和，使原油中的盐不能进一步洗脱到水相中，而是因为注水量少时，原油与水不能充分接触，进而盐不能很好地被洗脱之故。本文最后进行了原油两级洗盐的初步研究。原油经超声和两级洗盐的联合作用后，原