高含水老化油常压蒸馏脱水装置设计.pdf

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1、442化工机械2014焦高含水老化油常压蒸馏脱水装置设计梁宏宝¨陈洪涛4陈颖6王晓宇8(东北石油大学a．机械科学与工程学院；b．化学化工学院)摘要针对吉林辽河油田老化油破乳脱水难的问题。经大量室内模拟实验，突破了油水高温难以共热的共识，设计出高含水老化油常压蒸馏脱水装置，该装置的初蒸装置安装有沸石，防止油水爆沸，全装置实现自动化控制，以温度控制流量，以流量调节温度，由实验得出老化油脱水的临界温度。用此温度示数替代原油含水率测定仪的测定。初蒸装置和精蒸装置依据U形管特点采用半布管形式设计。初蒸装置实

2、现含水率由10％降至l％，精蒸装置实现含水率降至0．05％以下。关键词常压蒸馏脱水装置u形管老化油中图分类号TQ051．6文献标识码A文章编号0254-6094(2014)04-0442-05油田的老化油现象是近些年才在原油生产和集输过程中产生的，是伴随采油工艺的逐步开发与各种有机药剂的加入形成的，国内研究人员最早报道的老化油现象与处理工艺始见于20世纪90年代¨1。老化油的破乳脱水极为困难，会随着分离后的净化油及污水等进人其他处理环节，严重破坏油水分离过程，影响原油脱水质量和含油污水处理效果，威

3、胁到采出液和含油污水处理设施的正常运行¨’“。目前老化油的单独处理工艺研究主要集中在热重力沉降、离心分离、超声波处理和生物处理方面H1。经过大量室内模拟实验，突破了油水高温难以共热的共识，设计出由初蒸装置、精蒸装置和冷凝装置3部分组成的高含水老化油常压蒸馏脱水装置，该装置的初蒸装置安装有沸石，防止油水爆沸，全装置实现自动化控制，以温度控制流量，以流量调节温度，由实验得出老化油脱水的临界温度，用此温度示数替代原油含水率测定仪的测定，降低成本，经济效益可观。1室内模拟蒸馏实验为突破长期以来对油水高温难

4、共存的共识，在室内模拟现场蒸馏实验，测定油水共热随温度升高时含水率的变化情况，分别取含水率10％的老化油400mL放入两个圆底烧瓶内，一个加入沸石，另一个不加沸石，放入油浴锅中央，不要触底防止爆沸爆炸。实验开始记录油浴温度在不同时刻的实验现象和老化油含水率变化情况。实验现象记录见表1，含水率变化如图l所示。表l不同温度下水和油加热爆沸的实验现象导热油温度／℃含水老化油温度／℃实验现象12l()86420图1不同温度时的含水率实验现象：有小沸石的圆底烧瓶，内部含水老化油运行平稳，气泡爆裂稳定；没有小

5、沸石的圆底烧瓶，开始运行平稳，当温度升至126。C时，液体急剧膨胀，冲出烧瓶，溅到天花板。}梁宏宝，男，1966年8月生，教授。黑龙江省大庆市，163318。第41卷第4期化工机械443实验结果：老化油含水率随温度的升高不断下降，最后曲线趋于水平；沸石起到了防止爆沸的作用；含水较多的时候(含水10％或更多)，含水油110℃左右就沸腾；低含水率时，不沸腾。通过室内模拟蒸馏实验，不难得出：做好防爆沸措施，加入沸石，控制好导热油的温度和含水老化油的流量，整个蒸馏过程就会平稳进行下去，这对设计蒸馏装置也是

6、一种指导。由实验可知，含水老化油1lOoC左右开始沸腾，所以，可以设计初蒸装置含水老化油温度平均加热到110℃，在精蒸装置中温度控制在120℃左右。2蒸馏装备设计思路以室内实验为依据，考虑要设计设备的安全性、操作可行性和可推广性，利用油水所具有的不同沸点这一物性，通过对老化油加热，实现老化油高效脱水。油水在加热过程中是很难共存的，容易出现爆沸现象，通过向装备中加沸石，解决油水爆沸的问题，既然选用加热脱水方式，就得保证装备的温度可调节，从而保证装备平稳安全地运行。给老化油加热，选用U形管换热器来实现

7、，导热油走管程，老化油走壳程。换热器采用u形管束半布管形式，这样设计有足够的换热区和蒸汽区，整个蒸馏装置布置图如图2所示。在U形管中流动的是传热介质导热油，高含水油先进入初蒸装置进行初蒸，再进入精蒸装置1——管箱；8——清扫口；15——排净口；20——导油管；25——钢丝网；图2高含水油蒸馏装置布置图1——初蒸装置；2——水蒸气管线；3，5，7——止回阀；4，8——连通管线；6——止加阀；9——水蒸气；lO——老化油管线；11——精蒸装置；12——撬装；13——老化油收集罐；14，16——外输泵；

8、15——冷凝水收集罐；17——冷凝器进行精蒸，最后经收集罐导出。水蒸气进入冷凝器冷凝后，冷凝水经收集罐导出。整个工艺设计老化油流量为lOm3／h。2．1u形管换热器的特点及结构组成U形管换热器结构比较简单，价格低廉，制造容易，承压能力强，适用于管、壳壁温差较大或壳程介质易结垢需要清洗，又不宜采用浮头式或固定管板式换热器的场合”’。本设计依据U形管的特点采用半布管形式，即下部布管为换热区，上部空出为蒸汽空间，如图3所示。2--导热油进出口；9——支撵板；16——泄油区；2l——挡油板