原油电脱盐成套技术及设备
原油电脱盐成套技术及设备
1. 概述
随着炼油加工工艺的发展，原油电脱盐/脱水工艺在炼油厂中的地位已经由单一的防腐手段而跃为原油预处理工艺，这就对电脱盐/脱水技术提出了更高的要求。而在油田、海上原油的开采过程中，由于注入了大量的水和乳化剂，使得原油含水比较高，油水乳化程度严重，而且根据油田开发年限和强化开采方式不同，原油含水的变化范围也比较大，原油脱盐脱水的难度也越来越大，国内许多炼油厂电脱盐装置的运行已不能满足集团公司规定的技术指标（即原油脱后含盐≤3mg/L，脱后含水≤0.3%），必须开发出更加高效的电脱盐成套技术，以达到集团公司要求指标。
原油电脱盐（水）是原油经过电脱盐（水）装置，在电场、破乳剂、温度、注水混合等因素的作用下，破坏乳状液，实现油水分离的过程。我们开发的新型高效电脱盐/脱水成套技术，其特点是原油在电场内停留时间长，电场分布合理，脱盐效率高，而且能降低电耗，适用于各种原油的脱盐、脱水。同时还开发了系列破乳剂，适用于多种原油的破乳脱水。
本项技术共获中国专利5项：专利号ZL00125911.3、ZL93216713.6、91229941.X、ZL91100633.8、
ZL92113219.0。获中国石化集团公司科技进步一等奖1项、二等奖1项、三等奖3项，“原油深度脱盐成套装备与技术”获九五年度中国新产品发明(展)金奖。
2.SHE-2型电脱水/脱盐罐（专利号：00125911.3）
根据原油电脱盐脱水的过程及基本原理，在大量的实验室研究的基础上，我们开发了新型平流鼠笼式结构的电脱盐脱水技术。该专利技术的特点是在电脱盐罐内部采用了分段多层偏心鼠笼式组合电极，电极组合件由2～3层横断面呈圆环形的电极组成，相邻两层电极之间形成环形空间，电极组合件中相邻两层电极之间的间距从顶部到底部逐渐由小增大。
与原有电脱盐技术相比，该电脱盐罐具有如下优点：
a.由于电极组合件由2～3层横截面为圆环形的电极组成，所以可以形成多层环形电场，能最大限度地占据罐内的空间，使有效电场的空间增大，且可消除电场死角，使罐内电场利用率提高。
b.电极组合件中相邻二层电极之间的间距由顶部到底部逐渐增大，所形成的环形电场的电场强度由顶部到底部逐渐减弱，在横截面上电场强度的分布为“上强下弱”。在罐体内油料含水量较小的上部区域电场强度大，油料含水量较大的下部区域电场强度较小，因此电场强度分布合理。此外，由于环形电场的电场强度由顶部到底部逐渐减弱，降低了电流，从而可以节省电耗。
c.油水混合物料在电脱盐罐内水平流动，环形电场中下降的水滴沿油料流动方向呈水平抛物线轨迹下降，减轻了油料与下降水滴之间的返混效应。
工业应用表明处理量和分离效率可提高50%以上
3.工业应用
交钥匙工程:
克拉玛依炼油厂 100×104t/a两级电脱盐装置
辽河油田石油化工总厂 50×104t/a两级电脱盐装置
榆林地区石油助剂厂 20×104t/a两级电脱盐装置
华北油田炼油厂 200×104t/a两级电脱盐装置
榆林地区石油助剂厂 20×104t/a单级预脱盐装置
沧州炼油厂 250×104t/a两级电脱盐装置
江汉石油管理局石化厂 50×104t/a单级电脱盐装置
荆门石化总厂 100×104t/a回收污油电脱盐装置
鞍山炼油厂 250×104t/a两级电脱盐装置
QHD32-6海上油田 400×104t/a单级电脱水装置
采用成套技术改造工程:
大连西太平洋石化公司 500×104t/a第一级电脱盐装置；
广州石化总厂蒸馏(一)改造项目的 250×104t/a 两级电脱盐装置；
山东胜利稠油厂 250×104t/a两级电脱盐装置；
齐鲁石化公司胜利炼油厂一常电脱盐改造
达到的主要技术指标:
原油低温预脱盐技术：一级原油中盐、水、杂质脱除率均大于90%，电耗小于0.05KWh/t。
原油深度脱盐技术：可以达到原油脱后含盐小于3mg/L，最小可达1.8mg/L；脱后含水小于0.2%；排水含油小于150ppm,最小可达100ppm；电耗小于0.2KWh/t。
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关于电脱盐、电脱水，有问题请进，保证解决
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影响电脱盐效果的操作参数主要包括如下七个方面：
1. 温度
操作温度是原油脱盐脱水最关键的控制因素。温度过低则由于原油粘度增加和水从油中沉降出来的时间过长而降低脱盐效率。加热会给系统增加能量，即增加分子的动能，因而产生热流和促进水滴的运动，使分子的布郎运动加剧，通过水分子自由碰撞机会的增加而增加了水分子聚结的机会。水滴的热扩张破坏了油水的乳化膜，并且大大降低了原油的粘度，从而使聚结的水滴迅速沉降下来。升温也降低了油、水的密度，有利于水滴碰撞、聚结并沉降下来。在以上这些方面是任何其它办法都不能取代的。
但是无限制地升温耗能大，很不经济，同时也不利于水滴的聚结和彻底分离。因为温度过高除不利于偶极分子的定向排列，使水滴的电极化强度下降外，还易引起电分散，这些都不利于水滴的聚结。温度升高时需要相应提高脱盐器内压力，以防止能够干扰沉降并造成送电系统故障的原油汽化现象。升高温度会增加原油的电导率，增加了电耗。因此，操作温度过高、过低都不利于水滴的聚结，应控制到适宜程度。
另外操作温度过高还带来以下弊端：
增加燃料费用；设备易结垢，增加了设备维护困难和费用；增加对操作维护人员的人身安全的威胁；令增加了原油挥发的损失，影响经济效益；在油品品质方面，降低了原油的API
密度和原油价值。API密度与实际密度成反比，原油轻组分挥发过多，则密度增大，API密度降低。原油中重组分过多，就影响了原油的质量，价格也就随之降低，API密度损失的幅度很大，对油品质量也就有很大影响了。
当温度升高时，水在油中表现出了可观的溶解度。根据经验，在300oF(148.9℃)下大约有0.4%的水会溶解在油中。而脱盐脱水器只能分离分散游离的水滴，对在操作条件下溶解于油中的水则没有任何效果。而当油品降温时相当多的溶解水又会沉降析出。来自不同产地原油的水溶解度随温度变化情况说明了温度过高不易达到较高的分离度，除非油品的粘度极大时，脱盐脱水操作温度才会达到120-130℃。
操作温度应选在低于某一水溶解度指标的温度，而高于使原油粘度足够小的有效脱盐脱水的温度范围内，一般为60℃到130℃，过高或过低都不利于操作和油水的分离，
2. 破乳剂类型及用量
加入破乳剂的目的是替代和削弱水滴的乳化液膜，减小它们的表面张力，从而破坏包围水滴的乳化膜，并防止洗涤水滴的外面形成乳化膜。相对而言，破乳剂本身也是一种乳化剂，所以使用时还要注意防止形成新的、或更牢固的乳化层。破乳剂的选型和用量与原油类型有关，一般处理效果与下列条件有关：
原油类型(含蜡量及表面活性剂含量)；破乳剂类型及加入量；在罐中的停留时间;注入点的位置等。
通常混合时间稍长效果更佳，所以注入点都在原油脱水系统的上游加入，一般是在一级原油泵的入口前将破乳剂加入到原油中去。对不同油田的不同性质的原油宜选用与之相适应的破乳剂。破乳剂的评选在实验室内完成，用量通常为几十个PPM。
3. 洗涤水(亦称冲洗水)用量
保持油水乳化液中适当的含水量是使水微滴聚结，原油电脱盐脱水的必要条件。增加脱前注入的淡水量可以降低脱后原油含水中的盐浓度，从而提高脱盐效率。但是注入过多容易产生电击穿即跳闸现象，影响脱盐器的操作，同时在脱盐器内占了大量的体积，也降低设备生产能力，并且还要增加水费、动力消耗、污水处理费等费用。
为了减少冲洗水用量和污水处理量，仅在最后一级供给新鲜水，然后利用二级电脱盐器的排出水洗涤进入一级的原油。按经验，洗涤水的用量通常在占原油体积的2%-10%，也有处理很稠的油用高达20%的冲洗水。具体的最优条件还有待于实验确定。
4. 混合强度
原油含盐的脱除程度，在很大程度上取决于原油与洗涤水和破乳剂的混合程度。为了达到深度脱盐的目的，要求原油与洗涤水充分地混合，以保证新鲜水滴与原油中的盐水滴充分接触。但过于强烈的混合又会产生不易破坏的乳化液。因此需用能调节的油水混合器一一混合阀和静态混合器，以便在各种情况下均能得到最佳的混合作用。混合器两端的压力降△P是注水在原油中分散程度的标志，
所以用改变这个压力降来调节混合强度，△P越大混合强度越强。最适当的混合强度是既达到希望的混合程度，又不引起两相间的严重乳化。通过调节混合阀与静态混合器的压降大小来调节混合强度，压降越大，混合得越强烈。通常混合器压降在14-140kPa。
5. 操作压力
操作压力要不超过电脱盐罐的设计压力，它主要是影响实际操作和油品品质。
脱盐器的压力决定于原油的饱和蒸气压、每一级的压力降和脱盐后的工艺流程的流体阻力。脱盐罐的压力用于抑制原油汽化，至少应比最高脱盐温度下的油水饱和蒸气压高0.1-0.35Mpa，通常高0.15Mpa。压力太高会增加脱盐罐的制造费用；压力太低可导致油水汽化，因而可能扰乱装置操作，同样也会增加原油挥发的损失，降低了原油的API密度和原油的价值。经计算操作压力为10.8kg/cm2，设备设计压力为25.4kg/cm2。操作压力的计算方
法为:通过仪器分析得出脱盐器入口原油各组分的摩尔百分含量，则操作温度下总的蒸气压为P=∑Pi?xi%，Pi为操作温度下组分i的饱和蒸汽压，Xi为组分i的摩尔百分率。操作压力在此基础上加0.15Mpa；设计压力为该压力的1.05倍。
6. 电场强度
正如理论分析所述，随操作温度和压力的升高，原油导电性增大，直到电压超过某一点时，表现出绝缘失败，即发生电击穿现象(要求不超过此临界电压)。加入了化学药剂的原油的导电性要比未加时高。由上述原油电脱盐脱水机理讨论中可知，电场强度过高还易引起电分散，不利于水滴的聚结分离。可见，在能够满足工艺生产要求的条件下，即只要能够达到分离指标的要求，电场强度(表现为电压)不宜过高，尤其不可超过这个临界电压，否则会给分离和操作带来不便。
7. 停留时间
油水分离主要是靠两相密度差别来实现。而分离速度即分离时间在任何设计和应用体系中都要起重要作用。分散的最小水滴沉降的时间将是一个决定因素。水从油中的重力分离速度控制因素可由Stokes方程得出，控制沉降速度的有油品粘度、油水密度差，还有水滴半径的大小。计算结果表明，水滴粒度的增大会比密度差更大地提高沉降速度。
综上所述，由于升温所带来的原油损失及操作上的不便，所以最适用的方法是增大水滴粒径。最有效的分离系统应是加热、加入化学添加剂一破乳剂、缩短分离时间一以提高分离工作效率，以及采用引起小水滴聚结成大水滴的方法。
目前最有效的工艺过程就是利用高压电场静电聚结的办法。原油在电场中的停留时间则通过调节原油流量大小来控制。较小的流量会造成较大的停留时间，流量大则停留时间较短。水滴直径是控制水滴沉降速率的重要因素。水滴直径一点小小的增加会在沉降速率上产生一个较大的提高，因为沉降速率与水滴直径的平方成正比。增加原油在系统中的停留时间，使小水滴在脱盐器中有足够的时间和机会碰撞，聚结成大水滴，对脱盐效果很重要。
当容器的体积一定时，原油的停留时间与其流量有着直接的关系。
定量公式如下：
t=V ol/Q
其中：t一平均停留时间，S；Q一原油流量L/S；V ol一脱盐器体积L。
一般应由试验室确定这个停留时间。在没有这些数据的情况下，按经验走完全程，即原油从入口到出口的停留时间约为20分钟，强电场停留时间为2-3分钟，弱电场6-7分钟，可由此作为起点进行调整。
但是停留时间也不宜过长，一是影响装置的处理能力，二是在强电场停留过久会导致电分散，影响油水的分离
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原油电脱盐的基本原理
原油电脱盐的基本原理 存在于原油中的水和溶于水的盐份，一般可以通过洗涤罐和沉降罐依靠油水密度差的重力沉降来脱去水和盐，但是由于原油中的水与油是以乳化液的小水滴形式存在时，仅靠此法来脱水和脱盐，则效率低，效果差，难以脱净，不能满足炼油厂深度加工对原油品质指标的要求。国内外技术专家仔细深入地研究了原油中以乳化状态下存在的小水滴在原油中运动的种种特性，提出了施加高压电，加破乳剂，加温和注水混合等一系列综合措施与技术参数，借助物理凝聚与分离相结合的方法，可以达到高效脱净原油中水和盐的目的。 一、原油中微小水滴的受力与运动分析 在原油电脱盐过程中，原油和水（含盐）的分离主要还是依靠油水密度差的重力沉降来实现的，但是这个密度差很小，水滴在粘稠的原油中沉降时受到可观的阻力，影响分离速度。 根据斯托克斯定律：粒子（小水滴）在介质（原油）中沉降时受到的摩擦阻力可以表示为：F=6πηru 式中：f 为粒子在沉降中受到的摩擦阻力 η为介质粘度系数 r 为粒子的半径 u 为粒子的沉降速度 而在粘稠的介质（原油）中，粒子（小水滴）的沉降速度 u 又可以表示为：式中：d 为粒子直径 △p 为油水密度差 g 为重力加速度 可见，增大油水密度差△p 和减小分散介质的粘度η均有利于加大水滴的沉降速度，而沉降速度又与水滴直径平方成正比，所以在原油电脱盐中，我们要力图控制各种因素，创造条件使微小的水珠聚结变大，加速水滴沉降的油水分离过程。 二、破乳剂对原油电脱盐的作用 微小水珠聚结变大成大水滴的主要障碍是其表面有一层坚固的乳化膜，而破乳剂具有亲水亲油两种基因结构，它比乳化剂形成乳化膜具有更小的表面张力和更高的表面活性，使用破乳剂更可破坏乳状液的稳定性，使小水珠易于聚结。 乳化液的具体特性与原油及其中存在的乳化剂有关，目前国内外尚无广谱效力的破乳剂可供工业上通用，因而对每一种原油而言，均要通过具体的实验评价，才能选出一种（或几种）有针对性的有效破乳剂型号，其评选的标准是破乳速度快，油水界面清楚，脱后油中含水少，脱出水中含油少，用量少，价格低，毒性小。在特殊情况下，也有采用几种破乳剂按一定比例进行复配的方法，对付某些原油，破乳效果比使用单一破乳剂效果好。 三、电场对原油电脱盐的作用原油中乳化液比较稳定，单凭破乳剂的热化学沉降方法往往达不到脱盐要求，且耗费时间，设备也过于庞大。实验证明：施加一定强度的电场，对加快原油脱水有非常明显的作用。 原油中乳状液的微小水珠无论在交流还是直流电场中，都会因感生而产生诱导偶级子，顺电场方向的两端带上不同电荷，接触电级的还会带上静电荷。在电场作用下，微小水珠的运动速度加快，动能增加，在互相碰撞中，其动能和静电引力势能便能服乳化膜的障碍而彼此迅速聚结起来，变成较大水滴，加速沉降和
电脱盐培训材料
电脱盐培训材料 系统培训材料 一、原油电脱盐脱盐脱水原理：原油电脱盐脱水就是在120-150℃左右温度下，原油中注入不超过占原油量约5% 的净化水将悬浮在油中的盐分溶解，同时注入一定量的破乳剂，通过混合器的混合进入电脱盐罐，由于破乳剂的作用打破微小液滴外牢固的乳化膜，这些液滴在高压电场的作用下产生诱导偶极或带电荷，使得液滴在电场力的作用下做定向运动，原油中小水滴聚结成大水滴，在油水比重差和电场等因素作用下，水穿过油层落于罐底，罐底的水和溶解在水中的盐通过自动控制连续地自动排出，脱盐后油从罐顶集合管流出，进入脱盐原油换热部分。 二、电脱盐系统参数：1电脱盐罐进料温度：原油温度高低对于脱盐效率高低影响较大，变化温度不应超过3℃/15分钟，最佳温度为135±5℃。 2电脱盐罐内压力：罐内控制一定压力是为了控制原油的汽化和保障设备安全，如果压力低产生蒸汽将导致电场操作不正常；如果压力超高则会引起脱盐罐安全阀起跳直至罐体爆炸。为此，罐内压力必须维持在高于操作温度下原油和水的饱和蒸汽压，低于设备设计压力的范围内。电脱盐罐安全阀定压 MPa（表压）。 电脱盐罐内压力控制：脱后两路原油控制阀HIC－100
1、HIC－1002开度。 3电脱盐注水量：一般为原油体积的4%-8%，注水目的是为了增加水滴间碰撞机会，有利于水滴聚结和洗涤原油中盐，提高注水量，可以降低脱后原油中残存水的盐浓度，提高脱盐率，降低脱后原油的含盐量，当注水超过6%继续增加注水量，脱盐率提高较小或不再提高。但注水过多，使乳化层增厚，电负荷加大，影响弱电场的正常操作，同时也增加了注水费用、动力消耗及污水处理费；注水过小，达不到洗涤盐份和增加微小水滴聚结力作用。 4混合强度当油、水、破乳剂通过混合阀时，混合强度适中可使三者充分地混合，而不形成过乳化液。混合强度过低，达不到破乳剂和水在原油中充分扩散的目的，混合强度过高则产生过乳化，使脱盐率大大下降。 混合强度由电脱盐罐混合阀PDRC-1005及PDRC-1006控制5电脱盐罐水的界位控制：电脱盐的界位控制是非常重要的，界位要经常检查，因为高的水位不但减少原油在弱电场中的停留时间，对脱盐不利，而且界位过高而导致电流过高。界位过低，将造成脱水带油。 6电脱盐罐的电流电流高：原因： a、油水界位过高。 b 、混合强度过大。 c 、油水界面乳化层厚。 d 、原油导电性强。
原油基础知识
原油的基础知识概述 一.综述： 原油即石油，也称黑色金子、工业的血液，是重要的战略资源，世界上的大部分纷争都和它有关，它是一种外观黑色、褐色、深黄色粘稠的、的液体。有着强烈的刺激性的味道。由远古动物经过漫长时间地层的高温高压作用形成的，原 油是一种非常复杂的混合物，其主要组成成分是碳氢化合物，此外石油中还含硫、氧、氮、磷、钒等元素。由于地质条件的影响，不同地域的油田的石油成分和外貌有着极大的差别。 二.原油的物化性质 密度和API度 原油的密度取决于原油中所含重质馏分、胶质、沥青质的多少，一般在0.75?0.95之间，少数大于0.95或小于0.75，相对密度在0.9?1.0的称为重质原油，小于0.9的称为轻质原油。 API度称为相对密度指数 API 度=141.5/d(15.6 °C)-131.5 密度越小，API度越大，密度越大，API度就越小 特性因数(K) 反应出原油的平均沸点的函数 K=1.216T 1/3/ d(15.6 C) 相对密度越大，K值越小，烷烃的K值最大，约为12.5~13，环烷烃的次之， 为11~12,芳香烃的最小，为10~11 含硫量 含硫量是指原油中所含硫(硫化物或单质硫分)的百分数。国产原油中含硫量较小，一般小于1%但对原油性质的影响很大，对管线有腐蚀作用，对人体健康有害。根据硫含量不同，可以分为低硫或含硫石油。 含蜡量
含蜡量是指在常温常压条件下原油中所含石蜡和地蜡的百分比。石蜡是一种 白色或淡黄色固体，由高级烷烃组成，熔点为37C?76C。 含盐量 原油含有一定量的的无机盐，如NaCI, MgCL2 CaCI2等， 粘度 原油粘度是指原油在流动时所引起的内部摩擦阻力，原油粘度大小取决于温度、压力、溶解气量及其化学组成。温度增高其粘度降低，压力增高其粘度增大，溶解气量增加其粘度降低，轻质油组分增加，粘度降低。粘度大的原油俗称稠油，稠油由于流动性差而开发难度增大。一般来说，粘度大的原油密度也较大。 凝固点 原油冷却到由液体变为固体时的温度称为凝固点。原油的凝固点大约在 -50 °C?35°C之间。凝固点的高低与石油中的组分含量有关，轻质组分含量高，凝固点低，重质组分含量高，尤其是石蜡含量高，凝固点就高。 含水量 原油所含的明水的多少，含水量高首先是降低了原油的有效成分，其次大大提高一次加工的电脱盐的负荷，降低脱盐率，再次就是水分对初馏塔、常压塔、加热炉的操作也有严重影响 酸值 原油所含有机酸和无机酸的多少，酸值高的原油对一二次炼油加工设备管线有严重的腐蚀，并降低各馏分的质量，轻油必须经过注碱碱洗才能出厂。 胶质沥青质 胶质和沥青质作为原油的非烃类化合物。胶质是指原油中分子量较大(300?1000)的含有氧、氮、硫等元素的多环芳香烃化合物，呈半固态分散状溶解于原油中。胶质易溶于石油醚、润滑油、汽油、氯仿等有机溶剂中。沥青质是一种高分子量（大于1000以上）具有多环结构的黑色固体物质，不溶于酒精和石油醚, 易溶于苯、氯仿、二硫化碳。沥青质含量
原油电脱盐工艺参数的选取
龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/5e17468204.html, 原油电脱盐工艺参数的选取 作者：孙丰江 来源：《商情》2017年第37期 【摘要】原油的电脱盐脱水过程实际上是原油的预处理过程，通过注水、注破乳剂使原油中的盐类溶于水中，聚集成含盐大水滴沉降于罐底，同时还会把原油中固体的机械杂质洗涤下来。随着石油资源的不断开发，目前世界上的商品原油不但其组分复杂，已逐渐脱离了产地的特点，由于其开采方式、在油田的处理方式以及运输方式的变化，原油中各种有害于加工过程的杂质也十分复杂。因此，原油加工前的预处理就越发显得重要了。目前，原油的电脱盐脱水是炼油厂重要的原油预处理设施。 【关键词】脱盐脱水预处理聚集沉降 作为原油加工过程的第一道工序，电脱盐装置的主要作用是从原油中脱除盐、水和其他杂质。原油中的无机盐类主要是氯化物，其中氯化钠占75%，氯化钙占10%，氯化镁占15%， 氯化物会造成设备管线腐蚀及结垢，严重威胁后续加工装置的长周期安全运行。随着重油催化裂化技术和临氢加工工艺的开发和应用，电脱盐技术不仅仅是一种单纯的防腐手段，已成为降低能耗，减轻设备结垢和腐蚀，脱除原油中碱金属和重金属以及改善产品质量的重要工艺过程，并直接关系到炼油厂的经济效益。 1脱盐温度 脱盐温度是电脱盐操作中的一个重要控制参数，设计控制一般都是采用原油与其他热流介质进行换热，温度的高低对乳化液破乳和水滴沉降速度有显著影响。降低油相的粘度，增加油水的密度差，增大水滴直径，可加快水滴的沉降速度。 为了保证最大的沉降速度，脱盐温度选择原则是：油水密度差尽可能大，原油粘度尽可能小。脱盐原油温度升高以后，原油粘度降低，水滴运动阻力减小，有利于水滴运动，温度升高还使油水界面的张力降低，水滴受热膨胀，使乳化液膜减弱，有利于破乳和聚结，另外温度升高，增大了布朗运动速度，也增强了水滴的碰撞几率，适当提高温度有利用于破乳和水滴的沉降。但原油脱盐温度的提高要有一定的限度，目前，常减压装置设计原油进脱盐罐温度一般为120-140%，具体设计时，可根据生产状况和原油密度适当提高设计温度。 2电场强度 小水滴间的聚结力F与电场强度的平方成正比，同样大小水滴间的聚结力可以表示为： F=6KEr（r/L） 式中F：水滴间的聚结力，N
原油动态电脱盐装置应用
泰州市奥普特分析仪器 一、概述 油田开采出的原油都伴有水，这些水中都溶解有NaCl、CaCl2、MgCl2等盐类。虽然我国油田也普遍采用了脱盐脱水工艺及其装置，但由于种种原因，油田输送到炼油厂的原油含水（盐）量往往波动较大，常超出欧美各国规定进炼油厂的原油含盐不大于50mg/L，含水不大于0.5﹪的指标。 原油含水多增加了炼制过程中热能消耗，而原油中的盐类一般也是溶解在原油所含的水中，有时也会有部分以微粒状态悬浮于原油中。这些盐类的存在，在加工过程中危害较大，主要表现在： （一）、在换热器和加热炉中，随着水份的蒸发，盐类沉积在管壁上形成盐垢，降低传热效率，增加动压降，严重时甚至会堵塞管路，造成停工事故。 （二）、造成设备腐蚀，CaCl2、MgCl2能水解生成具有强腐蚀性的HCl，尤其是在低温设备部分由于水的存在而形成盐酸时更为严重。 （三）、原油中的盐类大多残留在渣油和重馏分中，这将直接影响某类相关产品的质量。 为此，提高原油深度脱盐的脱净率，是世界各国石油加工业的研究课题。为提高我国炼油厂深度脱盐水平，我厂在石油化工科学研究院的支持下，研制出JDY-1动态脱盐装置。该装置能在实验室模拟电脱盐工业现场，较快地找出适合不同原油的最佳工艺参数，选择破乳剂的种类和加剂量，客观评价不同工艺条件下的电脱盐效果，是科研部门理想的实验装置，也是石油加工业理想的产前试验装置。
二、电脱盐基本原理 自美国加利福利亚大学的科研人员发现电场可以使油包水乳化液破乳，使水滴聚结并从油相沉降以来，现代脱盐脱水技术均采用了物理凝聚与分离相结合的方法，即以施加高压静电场，加破乳剂，加热和注水等一系列综合措施，达到高效脱净原油中水和可溶性盐的目的。 （一）、油水两相的自由沉降分离 原油和水两相的密度差是沉降分离的推动力，而分散介质的粘度则是阻力。油和水这两个互不相溶的液体的沉降分离，基本上符合球形粒子在静止流体中自由沉降的斯托克斯定律。即 d2（ρ1-ρ2） Wc=———————·g 18Vρ2 式中：Wc—水滴沉降速度， m/s； d—水滴直径， m； ρ1ρ2—水和油的密度， Kg/m3； V—油的运动粘度， m2/s； g—重力加速度， m/s2； 上式只适用于两相的相对运动速度属于层流区的情况，对于直径太小的水滴，此式也不适用。 由上式可知，两相间的密度差增大和分散介质的粘度减小，都有利于加速沉降分离。而这两个因素主要与原油的特性及其温度有关。由上式还可以看到水滴的沉降速度与水滴直径的平方成正比，所以增大水滴直径，可以显著加快它的沉降速度。因此在原油脱盐过程中，重要的问题是促进水滴的聚结，使水滴直径增大。
电脱盐工作原理
匀强电场的场强E＝UAB/d ｛UAB:AB两点间的电压(V)，d:AB两点在场强方向的距离(m)｝ )电场强度E=U/d=4πkQ/εS,并且做工W=U*q d 正负极之间的距离 原油中的盐大部分溶于所含水中，故脱盐脱水是同时进行的。为了脱除悬浮在原油中的盐粒，在原油中注入一定量的新鲜水(注入量一般为5%)，充分混合，然后在破乳剂和高压电场的作用下，使微小水滴逐步聚集成较大水滴，借重力从油中沉降分离，达到脱盐脱水的目的，这通常称为电化学脱盐脱水过程。 原油乳化液通过高压电场时，在分散相水滴上形成感应电荷，带有正、负电荷的水滴在作定向位移时，相互碰撞而合成大水滴，加速沉降。水滴直径愈大，原油和水的相对密度差愈大，温度愈高，原油粘度愈小，沉降速度愈快。在这些因素中，水滴直径和油水相对密度差是关键，当水滴直径小到使其下降速度小于原油上升速度时，水滴就不能下沉，而随油上浮，达不到沉降分离的目的。 由于受加工原油质量变差、种类更换频繁等因素的影响，导致了电脱盐装置脱盐效率的降低，脱盐效果变差。通过分析原因,可进行调整工艺操作、改进破乳剂的注入位置，提高脱盐效率。 关键词：电脱盐脱水原油破乳剂 前言 原油蒸馏车间的电脱盐装置,主要进行原油的电脱盐脱水，来保证原油的正常加工。但由于所加工的原油质量波动很大，致使电脱盐的操作受到了很大的影响，不仅使脱盐效率、脱后原油含盐合格率降低，而且也给设备的防腐和原油的二次加工带来了诸多的问题。造成原油质量波动的原因可能有以下几点:[1] 1)随着原油深度开采和油田挖潜增效,回收了大量落地油,进来的原油性质越来越差,有些原油如库西油,长庆油其盐含量高达300～400mg/l,并含有少量泥沙,乳化水等,这些原油的脱盐脱水非常困难. 2）所加工的原油在某一时期是以几种原油的混合方式形成的，因此其所含的成分比较复杂。 3）有时所加工的原油为长期贮存于罐底的剩余油，?由于此种原油中的乳化液形成的时间比较长，从而生成了较为顽固的所谓“老化”乳化液，给破乳带来了一定的困难。 因此，稳定原油质量是提高脱盐率的一个关键环节。 一.原油性质对电脱盐装置操作的影响分析 由于原油来源紧张，原油质量与以往相比波动很大，从而直接影响了电脱盐装置的平稳操作。通过对兰州石化炼油厂的调查进行分析，分析结果如下图表。 表1原油盐含量的变化对脱盐效率及脱后合格率的影响 项目库西原油含盐量脱盐率% 脱后合格率% 1 80.0 94. 2 64.0 2 56.7 93.6 67.2
原油电脱盐成套技术及设备
原油电脱盐成套技术及设备 1. 概述 随着炼油加工工艺的发展，原油电脱盐/脱水工艺在炼油厂中的地位已经由单一的防腐手段而跃为原油预处理工艺，这就对电脱盐/脱水技术提出了更高的要求。而在油田、海上原油的开采过程中，由于注入了大量的水和乳化剂，使得原油含水比较高，油水乳化程度严重，而且根据油田开发年限和强化开采方式不同，原油含水的变化范围也比较大，原油脱盐脱水的难度也越来越大，国内许多炼油厂电脱盐装置的运行已不能满足集团公司规定的技术指标（即原油脱后含盐≤3mg/L，脱后含水≤0.3%），必须开发出更加高效的电脱盐成套技术，以达到集团公司要求指标。 原油电脱盐（水）是原油经过电脱盐（水）装置，在电场、破乳剂、温度、注水混合等因素的作用下，破坏乳状液，实现油水分离的过程。我们开发的新型高效电脱盐/脱水成套技术，其特点是原油在电场内停留时间长，电场分布合理，脱盐效率高，而且能降低电耗，适用于各种原油的脱盐、脱水。同时还开发了系列破乳剂，适用于多种原油的破乳脱水。 本项技术共获中国专利5项：专利号ZL00125911.3、ZL93216713.6、91229941.X、ZL91100633.8、 ZL92113219.0。获中国石化集团公司科技进步一等奖1项、二等奖1项、三等奖3项，“原油深度脱盐成套装备与技术”获九五年度中国新产品发明(展)金奖。 2.SHE-2型电脱水/脱盐罐（专利号：00125911.3） 根据原油电脱盐脱水的过程及基本原理，在大量的实验室研究的基础上，我们开发了新型平流鼠笼式结构的电脱盐脱水技术。该专利技术的特点是在电脱盐罐内部采用了分段多层偏心鼠笼式组合电极，电极组合件由2～3层横断面呈圆环形的电极组成，相邻两层电极之间形成环形空间，电极组合件中相邻两层电极之间的间距从顶部到底部逐渐由小增大。 与原有电脱盐技术相比，该电脱盐罐具有如下优点： a.由于电极组合件由2～3层横截面为圆环形的电极组成，所以可以形成多层环形电场，能最大限度地占据罐内的空间，使有效电场的空间增大，且可消除电场死角，使罐内电场利用率提高。 b.电极组合件中相邻二层电极之间的间距由顶部到底部逐渐增大，所形成的环形电场的电场强度由顶部到底部逐渐减弱，在横截面上电场强度的分布为“上强下弱”。在罐体内油料含水量较小的上部区域电场强度大，油料含水量较大的下部区域电场强度较小，因此电场强度分布合理。此外，由于环形电场的电场强度由顶部到底部逐渐减弱，降低了电流，从而可以节省电耗。 c.油水混合物料在电脱盐罐内水平流动，环形电场中下降的水滴沿油料流动方向呈水平抛物线轨迹下降，减轻了油料与下降水滴之间的返混效应。 工业应用表明处理量和分离效率可提高50%以上 3.工业应用 交钥匙工程:
第三章 原油电脱盐
第三章原油电脱盐 电脱盐是常减压蒸馏的第一道工序。原油中的盐和水的存在，给炼油装置的稳定操作、设备防腐带来了危害。因此在原油蒸馏前必须进行脱水脱盐。伴随着脱盐、脱水技术的日趋成熟，它已变成为下游装置提供优质原料所必不可少的原油预处理工艺，是炼油厂降低能耗、减轻设备结垢和腐蚀、防止催化剂中毒、减少催化剂消耗的重要工艺过程。 3.1 电脱盐的作用 原油中所含的金属盐类，可分为两种类型：一类是油溶性的金属化合物或有机盐类，它们以溶解状态存在于原油中；另一类是水溶性的碱金属或碱土金属盐类，它们除极少数以悬浮结晶态存在于原油中外，大部分溶解在水中并以乳化液的形式存在于原油中。这些金属化合物或盐类对原油加工的全过程和产品质量均有着重要的影响。电脱盐主要是脱除原油中的无机盐。 原油脱盐脱水的重要性： (1) 减少腐蚀介质，减轻设备腐蚀 原油所含无机盐有NaCl、CaCl 2和MgCl 2 等。这些盐类在原油蒸馏过程中会 发生水解反应生成氯化氢。 过去人们认为在蒸馏过程中NaCl是不水解的，因此曾采用注碱（ NaOH ） 措施，便于将MgCl 2和CaCl 2 转化成NaCl以减少氯化氢的生成。但是这一方法并 不可靠，实践证明原油中含有硫酸盐、环烷酸或某些金属元素时，温度低于300 ℃ NaCl便会发生水解反应，盐类水解产生的氯化氢随挥发油气进入分馏塔顶及冷凝冷却系统，遇到冷凝水便溶于水中形成盐酸，这是造成常减压装置初馏塔、常压塔和减压塔塔顶及其冷凝冷却系统设备腐蚀的重要原因。 加工含硫原油时，蒸馏装置的塔顶系统硫化氢含量将急剧上升。如果氯化氢水溶液同时有硫化氢存在，由于硫化氢的类似催化作用，将使腐蚀加剧。 (2) 满足产品质量和二次加工要求 原油脱盐不仅仅是为防腐蚀的需要，更重要的是为了减少原料油中的金属离子。原油中所含的盐类经蒸馏后主要进入重质馏分中，会造成下游装置的催化剂失活。搞好电脱盐对石油焦、燃料油产品质量的提高有重要作用。氯化氢的存在不仅导致腐蚀，而且会缩短催化剂寿命。金属对催化裂化催化剂的危害也很大，如金属钠会中和催化剂的酸性活性中心，置换掉催化剂的氢和稀土，并使 CO 助燃剂中毒。铁离子形成的盐类会造成加氢催化剂床层的压降升高。 (3) 提高传热效率，延长开工周期 良好的脱盐操作，可减轻换热器、加热炉等设备的结垢、结焦和腐蚀等问题
原油基础知识
原油的基础知识概述 ：一.综述原油即石油，也称黑色金子、工业的血液，是重要的战略资源，世界上的大 部分纷争都和它有关，它是一种外观黑色、褐色、深黄色粘稠的、的液体。有着原由远古动物经过漫长时间地层的高温高压作用形成的，强烈的刺激性的味道。此外石油中还含硫、油是一种非常复杂的混合物，其主要组成成分是碳氢化合物，氧、氮、磷、钒等元素。由于地质条件的影响，不同地域的油田的石油成分和外貌有着极大的差别。 原油的物化性质二.密度和API度 原油的密度取决于原油中所含重质馏分、胶质、沥青质的多少，一般在0.75～0.95之间，少数大于0.95或小于0.75，相对密度在0.9～1.0的称为重质原油，小于0.9的称为轻质原油。 API度称为相对密度指数 API度=141.5/d(15.6℃)-131.5 密度越小，API度越大，密度越大，API度就越小 特性因数（K） 反应出原油的平均沸点的函数 1/3/ d(15.6℃ K=1.216T) 相对密度越大，K值越小，烷烃的K值最大，约为12.5~13，环烷烃的次之，为11~12，芳香烃的最小，为10~11 含硫量 含硫量是指原油中所含硫(硫化物或单质硫分)的百分数。国产原油中含硫量较小，一般小于1%，但对原油性质的影响很大，对管线有腐蚀作用，对人体健康有害。根据硫含量不同，可以分为低硫或含硫石油。 含蜡量 含蜡量是指在常温常压条件下原油中所含石蜡和地蜡的百分比。石蜡是一种白色或淡黄色固体，由高级烷烃组成，熔点为37℃～76℃。 含盐量 原油含有一定量的的无机盐，如NaCl，MgCL2，CaCl2等， 粘度 原油粘度是指原油在流动时所引起的内部摩擦阻力，原油粘度大小取决于温 度、压力、溶解气量及其化学组成。温度增高其粘度降低，压力增高其粘度增大，溶解气量增加其粘度降低，轻质油组分增加，粘度降低。粘度大的原油俗称稠油，稠油由于流动性差而开发难度增大。一般来说，粘度大的原油密度也较大。 凝固点 原油冷却到由液体变为固体时的温度称为凝固点。原油的凝固点大约在-50℃～35℃之间。凝固点的高低与石油中的组分含量有关，轻质组分含量高，凝固点低，
MPTA型原油脱金属剂在原油电脱盐中的应用
- - MPTA 型原油脱金属剂在原油电脱盐中的应用 武本成1，朱建华1，从建学2，冯学明2 （1.中国石油大学（北京） 化学科学与工程学院，北京102249；2.中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司）摘要 针对大庆与冀东的混合原油， 在实验室评价了MPTA 型原油脱金属剂的脱金属性能，并在中国石化北京燕山分公司3 Mt/a 电脱盐装置上进行了工业化试验。实验室的间歇脱金属实验结果表明，在加剂量为80 μg/g 的条件下，MPTA 型原油脱金属剂的性能优良。混合原油脱金属工业化试验结果表明，当MPTA 型原油脱金属剂加量为60 μg/g 时，脱钙率可达82.20%，脱钠率为98.96%， 脱镁率为91.90%，脱铁率为58.65%，脱镍率为24.23%；在脱除混合原油中主要金属元素时，混合原油的酸值变化不大，且均可控制在0.5 mgKOH/g 以下。关键词：混合原油 电脱盐 脱金属剂 脱除率 收稿日期：2009-10-22；修改稿收到日期：2010-01-06。 作者简介：武本成（1978—），男，博士，讲师，主要从事化学反应工程及重油改质的研究工作。基金项目：国家自然科学基金资助项目（No .20576075）。 1 前 言 迄今为止，人们已从原油中发现了45种金属元素，原油所含金属元素的种类及含量主要取决于生油的地质条件[1]。另外原油重质化、高酸值化趋势的加剧，以及三次采油技术的广泛使用，也是造成原油中金属，尤其是碱土金属钙含量增加的重要原因[2]。原油中微量金属元素对原油加工过程中使用的催化剂危害严重，需采用适宜的方法降低原油中金属元素的含量[3] 。国外普遍采用的加氢法可同时脱除原油中有害的金属和非金属元素[4]。然而国内炼油厂的氢源有限，因此大多采用螯合脱金属法脱除原油中有害金属元素，对碱金属和碱土金属有较好的脱除效果[5]。螯合脱金属法是指在现有电脱盐工艺基础上，通过加入具有螯合作用的脱金属剂来达到脱除原油中有害金属元素的目的，所以脱金属剂性能的优劣是螯合脱金属技术成败的关键。中国石油大学自主开发了MPTA 型原油脱金属剂，在实验室进行了性能评价，并在北京燕山分公司电脱盐装置上进行了工业化试验。2 实 验 2.1 原油和试剂 原油样品采自中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司炼油厂，为大庆原油与冀东原油的混合原油，其中大庆原油占65%（质量分数）。混合原油的性质见表1。从表1可知，大庆、冀东混合原油为不含水的轻质常规原油，所含金属元素 中钙的含量最高，达到17.8 μg/g ，含量超过1 μg/g 的金属元素还有钠、镍、铁和铝，其余金属元素的含量在1 μg/g 以下。只有有效脱除原油中含量最多的钙元素，才能最大程度降低金属元素对后续原油加工过程的危害。 表1 混合原油样品的性质在工业化试验过程中，混合原油中大庆原油所占比例约为68%（质量分数）。破乳剂采用
北京科技大学科技成果——高效电脱盐脱水技术
北京科技大学科技成果——高效电脱盐/脱水技术成果简介 当前原油电脱盐脱水器都是卧式和板式电极，原油在罐内充满空间（罐的利用率）只占整个罐的2/3，而电场利用率只有整个罐的30%，效率很低。罐内原油的流动方向和脱出水下沉方向相反，上升油流阻碍了下降水滴的沉降，下降水滴（含大量盐）又对上升的净化原油进行二次污染，因此现有装置难以满足原油深度脱盐脱水的要求。针对这一问题,开发了高效电脱盐器，该技术的特点是在电脱盐脱水器内部采用了分段多层偏心鼠笼式组合电极，电极组合件由2-3层横断面呈圆环形的电极组成，相邻两层电极之间形成环形空间，进一步地，电极组合件中相邻两层电极之间的间距从顶部到底部逐渐由小增大。与原有电脱盐（水）技术相比，该电脱盐脱水器具有如下优点：（1）由于电极组合件由2-3层横截面为圆环形的电极组成，所以可以形成多层环形电场，能最大限度地占据罐内的空间，使有效电场的空间增大，且可消除电场死角，使罐内电场利用率提高。 （2）电极组合件中相邻二层电极之间的间距由顶部到底部逐渐增大，所形成的环形电场的电场强度由顶部到底部逐渐减弱，在横截面上电场强度的分布为“上强下弱”。在罐体内油料含水量较小的上部区域电场强度大，油料含水量较大的下部区域电场强度较小，因此电场强度分布合理。此外，由于环形电场的电场强度由顶部到底部逐渐减弱，降低了电流，从而可以节省电耗。 （3）油水混合物料在电脱盐罐内水平流动，电极组合件沿罐内
原油的流动方向分为3段，分别形成弱电场、过度电场、强电场三个电场区域；环形电场中下降的水滴沿油料流动方向呈水平抛物线轨迹下降，减轻了油料与下降水滴之间的返混效应。试验表明，该电脱盐/脱水器的处理量和分离效率较现有装置可提高100%以上。一般原油可以达到原油脱后含盐达到3mg/l以下，最低1mg/l，脱后含水达到0.3%以下的技术指标
原油电脱盐的故障处理
原油电脱盐的故障处理 1电脱盐罐变压器跳闸 原因： a.脱盐罐油水界面过高，造成原油带水。 b.混合强度过大，原油乳化严重，造成原油带水。 c.原油较重，油水难以分离，造成原油带水。 d.原油注水量突然升高，水量过大，造成原油带水。 e.脱盐罐电器设备有故障。 处理方法： a. 跳闸后首先要看界面、电流、温度等，判断出是什么原因，然后再采取相应的措施。 b.若是界面超高，先开脱水付线，脱水至正常界位后脱盐罐送电， 然后再查造成界面超高的原因，联系解决。 c.若原油含水大或注水量突然升高则应停注水，脱盐罐加强脱水， 保证界面正常并联系厂调度室，加强原油罐脱水。 d.若脱水控制阀或界面计失灵，则联系仪表工维修。 e.若界面正常，电流在跳闸前很高，当脱盐温度较高时，则应停注 水，调低脱盐温度，提高破乳剂注入量；或降低原油处理量，以增加沉降时间，降低乳化油含量；或减少混合强度。 f.若原油乳化严重送电困难，应降量，切除电脱盐罐，静置沉降， 闭路送电正常后方可慢慢地把脱盐罐投入系统。 g.若最后判断是罐内电器问题，根据性质再作相应处理（如停电，
水冲、蒸罐或进入检查等）。 2 脱盐罐脱水带油 a. 加工较重质原油时，往往会出现罐底乳化层，水位无法控制，甚至油水界面建立不起来，油水不分离或分离不好，造成脱水带油。如脱盐温度偏低应适当提高脱盐温度，提高破乳剂注入量，从而提高脱盐效率。 b. 混合强度过高，造成机械乳化，脱水困难而造成脱水带油，应适 当降低混合强度。 c. 原油加工量过高，沉降分层时间不够，使油水界面不清，造成脱 水带油。应适当降低加工量，以增加沉降时间。 d. 脱水控制阀或界面仪失灵，使罐内实际界面过低，也会造成脱水 带油。应改用手阀控制脱水量，并联系仪表工维修。 3 电极绝缘棒击穿 原因： a. 电极棒制造质量差或生产使用时间太长而老化，绝缘棒耐压能力 下降时易击穿。 b. 由于电脱盐常跳闸，频繁合闸送电，造成绝缘棒反复受到冲击而 击穿。 c. 电极绝缘棒上因某种原因附着水滴或能导电的杂质而被击穿。 处理方法： a.立即停止注水，停注破乳剂，脱盐罐改走付线。 b.切断电源。