一種原油脫水新技術的研究與應用

王澤(中石油遼河油田分公司， 遼寧 盤錦 124010)

一種原油脫水新技術的研究與應用

王澤(中石油遼河油田分公司， 遼寧 盤錦 124010)

本文介紹一種新型的原油脫水技術，其具有技術先進、工藝簡約、投資少、占地空間小的優勢，可以大幅度降低就地脫水回用的工程造價。該技術將重力沉降脫水與旋流器脫水結合起來，其中又附帶有偏心梯型管裝置，能夠更快更高效的進行原油預脫水，從而開辟出一條解決困擾油田公司生產及經營難題的新途徑。

脫水技術；旋流器；研究；應用

1 遼河油田目前普遍脫水方式分析

1.1 熱化學沉降脫水技術

熱化學沉降脫水技術的決定因素包括破乳劑的性能、脫水的溫度、沉降的時間。為了保證脫水效果最佳，破乳劑的量比可能會增加，脫水溫度要控制在90℃以上，并且需要沉降時間較長，因此耗能較大。

1.2 電化學脫水技術

電化學脫水技術是將原油乳狀液置于高壓電場中，在高壓電場作用下，削弱水滴界面膜的強度，促進水滴之間的碰撞，使其發生變形、聚結而形成大水滴，然后借重力從油中分離出來。但由于電脫水器耗電量較大，并且設備空間有限，短時間內不能處理大量原油脫水，同時電氣設備安全隱患較高。

2 新型脫水方式的研究與實施

脫水原理及設備結構 (1)脫水機理。采用兩級梯型偏心管+旋流器+復合脫水罐的組合預脫水工藝，利用重力沉降、粗粒化、氣浮的原理進行油水分離。(2)設備原理及結構。①偏心梯型管。采取“管中套管、管中割縫、偏心放置”的結構，如圖1所示。工作原理：混合液從上內管3進入，其中的低密度原油在上部向前流出，高密度水→立管6中→下內管縫8→進入下內管7后向前流出后進水罐。此時因下內縫8處的環空截面積較小，可防止進入下內管中的水帶油。②旋流器。八組小直徑柱形旋流器中存在著碰撞聚結及旋流聚結，足以使乳化液中的小油滴聚并成大液滴，使分散相轉變為連續相，有利于進行沉降除油。③復合脫水罐。利用污水中原本就溶解的天然氣在復合脫水罐中減壓后，急速降壓使液體中的溶解氣析出后產生的氣浮作用，極大地減少了乳化油和積雜密度進而凈水，是提高污水處理效率的技術突破。

3 工藝流程及實施情況

圖1

(1)工藝流程 ①二級串聯梯型管路脫水器。由通徑為325 mm管線焊接而成，分成二級，每級長約8米，立管高約1米，每隔1．5米設置一根，依靠重力進行預脫水。②柱型旋流器組。由8根直徑50mm柱型管并聯組成，由于小管徑旋流較高的轉數產生較大的離心力，有利于發揮破乳劑作用，將乳化液中的小液滴聚并成大液滴，實現快速分離。③復合脫水罐一臺。

(2)實施情況 ①超稠油不加藥脫水效果試驗。通過各級脫水系統，使得最末端復合罐脫出污水含油率在0．5%左右。②超稠油加藥脫水效果試驗。在梯型管與旋流器同時加正相破乳劑時，終端污水含油率最好的情況是1000～1500mg/l左右，但此時總體加藥量已經很高。

與此形成鮮明對比的是：經過加藥模式篩選，只在二級出水管后進旋流器前加反相破乳劑，能夠達到最好的除油效果。

4 實施效果

在現場來液量約3600方/天，含水80%左右情況下，本工藝可以實現脫出污水2000方左右、污水含油率小于500mg/l，積雜小于1000mg/l的指標要求。

5 創新點與關鍵技術

管式脫水工藝創新提出“漏、粘、浮”技術思路及“偏心管束、旋流粗粒化、自身氣浮”工藝組合。形成了即保證脫水裝置小型化，又保證脫水質量穩定性的關鍵技術。

(1)流態理論 根據流態理論，利用偏心管束“管中套管、偏心放置、管中割縫”的特殊結構可防止油水分離過程中產生竄流，降低重力沉降表面負荷，提高沉降效率，使其發揮出重力沉降罐或斜板除油罐的功能。

(2)浮選理論 根據浮選理論，利用氣浮管減壓作用，使污水中的溶解氣析出微氣泡，進一步凈水除油，起到小型浮選機的作用。利用自身溶解的天然氣進行氣浮除油，是污水凈化工藝的技術突破。

6 可行性效益分析及應用

(1)效益分析 此脫水工藝存利除弊地集三種分離方法為一體，較粗粒化分離法簡單，較旋流器分離法易控，較熱化學沉降法高效，具有技術先進、工藝簡單、占地面積小、工程投資少、運行成本低特點，可大幅度降低目前分離設施的工程造價并減少運行成本。

(2)新型預水工藝的適用性 ①處理規模不限，可用管徑或多管并聯方式調節處理量。②安裝場地不限，可根據現場情況因地制宜的進行場地布局。③來液含水不限，含水高、游離水多，則可脫出的水多。④來液溫度不限。⑤油品性質不限。(6)可脫出總水量60%以上的污水，脫出的污水含油小于500mg/L；積雜小于1000mg/L。

[1]張平,鄭潔,白劍鋒.原油脫水技術探討[J].中國石油和化工標準與質量， 2012,(05).

[2]劉立鑫.原油脫水淺析[J].中國石油和化工標準與質量， 2012,(01).

[3]張曉華.原油脫水技術研究進展[J].化工科技，2009，(05).