老化油深度蒸馏脱水装置.pdf

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1、第８期梁宏宝等．老化油深度蒸馏脱水装置９１５老化油深度蒸馏脱水装置ａａｂｂ梁宏宝陈洪涛陈颖梁宇泽（东北石油大学ａ．机械科学与工程学院；ｂ．化学化工学院，黑龙江大庆１６３３１８）摘要针对吉林油田的老化油现象，研制出一套老化油深度脱水装置———Ｕ形管半布管形式的管壳式换热器。该装置分为左右两个腔室，左腔室为初蒸，可以实现老化油含水率由１０．０％降至１．０％的目标，右腔室为精蒸，可以实现老化油含水率由１．０％降至０．５％的目标。全装置实现自动化管理，以温度控制老化油进装置流量，以导热油流量调节温度，有严格的防爆沸报警系统，具有很高的安全性。关键词老化油含水率蒸馏脱水自动控制温度中图分类

2、号ＴＨ１２２文献标识码Ｂ文章编号１０００３９３２（２０１４）０８０９１５０４近年来，吉林油田出现老化油现象，老化油的表１不同温度下水和油加热爆沸的实验现象破乳脱水极为困难，会随着分离后的净化油及污含水老化油温度／℃老化油含水率／％实验现象水等进入其他处理环节，严重破坏油水分离过程，１０６９．７１水和油一起沸腾冒泡影响原油的脱水质量和含油污水的处理效果，威１１９１．１２水油严重翻滚胁到采出液和含油污水处理设施的正常运行［１］。１２６０．４９气泡连续，液面平稳１３００．４８少量气泡，液面平稳老化油的及时回收与高效处理有着十分重要的经［２］济意义。老化原油处理主要通过沉降过滤等手

3、段进行预处理，然后回收至原油系统与大量新鲜原油混掺后泵入电脱水装置在电场作用下使水滴［３］聚结借助重力从油中分离。目前，在换热器设备中，管壳式换热器使用量［４］最大，对国外换热设备市场调研表明，管壳式换［５］热器占主导地位（约６４％）。管壳式换热器有着广阔的应用前景，笔者打破常规处理工艺思路，图１不同温度时老化油的含水率建立了一套利用换热器达到老化油脱水目的的处由实验可知，含水老化油温度在８０～１０５℃之间时含水率略有下降，１１０℃左右开始急剧下理工艺，经过大量室内模拟实验，物性分析和理论［６］［７］降，１２０℃开始趋于平稳。说明含水老化油在１０５计算，按照设计标准规范ＧＢ１５０

4、、ＧＢ１５１研～１１０℃之间达到沸点开始沸腾，温度在１２０℃时制出老化油深度蒸馏脱水装置。用温度指标替代测定含水率为１％，１２５℃时测定含水率为０．５％，含水率指标，在装置运行过程中，以温度控制老化含水率不大于０．５％时即达到脱水目的。因此，油进装置流量，以导热油流量调节温度。可以用温度示数替代含水率的检测。１模拟实验２脱水装置简介为了明晰含水老化油的含水率与温度之间的２．１装置的工作原理关系，在实验室做老化油模拟蒸馏实验，实验开始如图２所示，老化油深度脱水装置采用Ｕ形后记录不同时刻的含水率随温度变化的情况，实管半布管形式的管壳式换热器，管程走导热油，壳验现象见表１，测得含水率随

5、温度变化的曲线如图１所示。收稿日期：２０１４０１２２（修改稿）９１６化工自动化及仪表第４１卷程走老化油，分为左腔室和右腔室并由一根导油丝网并铺上沸石，初蒸部分可以实现老化油含水管连通。左腔室为初蒸部分，其温度控制在１０５率由１０％下降到１％的目标；右腔室为精蒸部分，～１１５℃，老化油由装置上部进入，沿Ｓ路线流动其温度控制在１２０～１２５℃，可以分为换热区、蒸到右腔室，下部Ｕ形管束是换热区，上部为蒸汽汽区和泄油区，老化油从右至左沿Ｓ路线流动到区，为防止老化油爆沸，在Ｕ形管束上布一层铁泄油区，无水老化油从出口流出脱水装置。图２Ｕ形管脱水装置示意图１———管箱；２———长颈对焊法兰

6、；３———老化油入口；４———人孔；５———蒸汽出口；６———沸石；７———钩耳；８，９———放气口；１０———水蒸气出口；１１———导油管；１２———排气口；１３，２７———导热油出（入）口；１４，１６，２０，２２，２５———热电偶（编号５，４，３，２，１）；１５，２３———清扫口；１７，１９———排净口；１８———无水老化油出口；２１———Ｕ形管束；２４———支座；２６———折流挡板２．２装置的布管形式Ｕ形管具有结构坚固、操作弹性大、适应性强、可靠程度高、选材范围广、处理能力大以及能［８］承受高温高压等特点，在工程中得到广泛应用。排列在管板上的换热管，应在整个换热器截面上均匀

7、地分布，换热管子在管板上的排列方式通常图４布管形式有正三角形、旋转正三角形、正方形及正方形旋转［９］图４中，深灰色Ｓ形管和紧贴其上的箭头共４５°等几种。在本设计中结合流体的性质，为保同表示老化油在Ｕ形管束之间流动的路径，这样障流体流动通畅，采用２５ｍｍ钢管正三角形排固定的折流挡板有一定的合理性，可以增强含水列，如图３所示，布管形式如图４所示。老化油的受热，使蒸馏更充分；另一方面不至于出现死油区，可以提高换热脱水效率，而且不会因为局部温度过高而出现爆沸现象。爆沸主要与换热面积、老