老化油負壓脫水技術

劉建橋 魏新春 李強 彭健

1新疆油田重油開發公司 2新疆油田技術監督檢測中心

老化油負壓脫水技術

劉建橋1魏新春1李強1彭健2

1新疆油田重油開發公司 2新疆油田技術監督檢測中心

老化油負壓脫水處理是利用油、水沸點差，在真空狀態下產生水閃蒸。利用真空干燥原理、熱膜膨脹與凝聚分離技術確定裝置實現的條件。通過實驗得到老化油脫水效果與老化油含水、脫水溫度、脫水真空度、進油速度及蒸發板面積之間的關系，確定負壓脫水技術參數。老化油含水30%，進油溫度適用范圍為60～75℃，工作真空度為-0.08～-0.09 MPa，在不添加任何化學劑的條件下，可以實現凈化油含水小于2%的要求。

老化油；負壓脫水；室內實驗；裝置參數

老化油[1]負壓脫水處理是利用油與水存在很大的沸點差，在真空狀態下產生水閃蒸。水的飽和蒸氣壓與溫度緊密相關，在真空狀態下，水的沸點降低，在適當的過熱度下產生閃蒸[2]。負壓脫水試驗裝置利用了真空干燥原理、熱膜膨脹技術、凝聚分離技術。

1 室內實驗裝置與流程

負壓脫水裝置實現的條件：①進入蒸發區的油需要過濾、預熱[3]；②建立穩定的高真空，真空設備可選用水環式真空泵或水力射流泵等，冷凝抽出蒸汽、回收熱量、穩定真空；③需要熱源補充老化油脫水損失的熱量，以獲得液體流動性和水分不斷蒸發需要的汽化熱，考慮利用稠油采出液的低品位熱量；④需要足夠的換熱面積和氣液界面積。

根據上述條件設計的負壓脫水裝置流程見圖1。制做了兩套容積相同的裝置進行對比試驗，裝置2的蒸發面積是裝置1的2倍，采用間歇進油方式。

圖1 負壓脫水裝置流程

2 油樣與實驗方法

老化油油樣為污水沉降罐回收油，其物性參數見表1。

表1 老化油物性參數

對脫水后的老化油凈化油在不同溫度下測定其黏度，黏溫曲線圖2。

圖2 黏溫曲線

實驗方法：配制一定含水量的老化油，預熱至預定溫度，然后按一定注入速度打入負壓脫水裝置中，在一定真空壓力下脫水一定時間后，從出油口取脫水后原油，測出含水率。

3 結果分析

老化油蒸發時，油表面起泡高度最高為2 cm[4]，距離抽真空出口有足夠的距離，因此油不會被抽出。

（1）不同溫度下老化油負壓脫水實驗。老化油含水越低，脫水溫度越高，負壓脫水效果越好；在75℃溫度以上，含水在70%以內的老化油經負壓脫水后，凈化油含水均能達到小于2%要求，見圖3。

圖3 不同溫度不同含水老化油負壓脫水結果

（2）不同真空度下老化油負壓脫水實驗。負壓脫水真空度越高，脫水效果越好。在本次實驗中，真空度在85%時，老化油在經過負壓脫水后，含水即達到小于2%的要求，見圖4。

圖4 不同真空度負壓脫水結果

（3） 不同注油速度下老化油負壓脫水實驗。進油速度越慢，即脫水時間越長，老化油脫水效果越好，見圖5。

圖5 不同進油速度負壓脫水結果

（4）蒸發板面積與脫水效果關系實驗。不同含水不同脫水裝置脫水結果見圖6。不同溫度不同脫水裝置脫水結果見圖7。不同真空度不同脫水裝置脫水結果見圖8。負壓脫水裝置每增加1 m2/m3，可以提高脫水效率3倍多。

圖6 不同含水不同脫水裝置脫水結果

圖7 不用溫度不同脫水裝置脫水結果

圖8 不同真空度不同脫水裝置脫水結果

（5）老化油負壓脫水與常壓蒸餾脫水能耗對比。對比結果見圖9、圖10，從圖9、圖10可以看出：老化油脫水溫度越低，老化油含水越低時，負壓脫水方式能耗比常壓脫水能耗要低得多；但當溫度越高，老化油含水越高時，常壓脫水能耗反而比負壓脫水能耗低；當原油含水小于5%，負壓脫水溫度小于70℃，能耗低于常規蒸餾脫水5倍以上。

圖9 70℃時老化油不同脫水方式能耗關系

圖10 不同溫度下30%含水老化油能耗

4 結論

（1）根據老化油室內負壓脫水裝置確定了負壓脫水裝置工藝條件參數，見表2。

表2 設備單元及工藝條件參數

（2）老化油含水30%，進油溫度適用范圍為60～75℃，工作真空度為-0.08～-0.09 MPa，在不添加任何化學劑的條件下，可以實現凈化油含水小于2%的要求。

（3）發泡量很大時可使用消泡劑輔助消泡。

（4）在一定溫度下，原油含水越高，負壓脫水裝置的處理能力越低。

（5）在一定原油含水條件下，脫水溫度越高，負壓脫水裝置的處理能力越低。

（6）在老化油負壓脫水過程中，脫水能耗隨原油含水的增大而增大，隨原油溫度的升高而減小。

（7）蒸發器換熱面積的大小決定了蒸發量的大小。

（8）蒸發系統真空度的高低直接關系到蒸發器的蒸發效果，冷凝器冷凝面積的大小、真空抽氣量的大小、容器保溫都直接影響脫水效果。

[1]任廣哲．老化油脫水處理存在的問題及解決辦法[J]．油氣田地面工程，2008，27（8）：41．

[2]賈英明．利用低溫熱源的真空蒸發技術研究[J]．無機鹽工業，2006，38（12）：42-44．

[3]高廣樂．重油蒸發脫水器簡介[J]．油氣田地面工程，1986，5（3）：56-57．

[4]陳洪．動液面消泡劑的研制及應用[J]．石油鉆采工藝，1998，20（2）：106-107．

10.3969/j.issn.1006-6896.2011.11.030

劉建橋：1988年畢業于新疆石油學校油田化學專業，現任新疆油田重油開發公司工藝所安全節能室主任。

(0990)6865072、ljq_zy@petrochina.com.cn

（欄目主持 張秀麗）