JDY-1T 動態脫鹽（水）試驗裝置的介紹
閱讀：269發布時間：2013-10-8
JDY-1T 動態脫鹽（水）試驗裝置概述 一，油田開采出的原油都伴有水，這些水中都溶解有NaCl、CaCl2、MgCl2等鹽類。雖然我國油田也普遍采用了脫鹽脫水工藝及其裝置，但由于種種原因，油田輸送到煉油廠的原油含水（鹽）量往往波動較大，常超出歐美各國規定進煉油廠的原油含鹽不大于50mg/L，含水不大于0.5﹪的指標。原油含水多增加了煉制過程中熱能消耗，而原油中的鹽類一般也是溶解在原油所含的水中，有時也會有部分以微粒狀態懸浮于原油中。這些鹽類的存在，在加工過程中危害較大，主要表現在：（一）、在換熱器和加熱爐中，隨著水份的蒸發，鹽類沉積在管壁上形成鹽垢，降低傳熱效率，增加動壓降，嚴重時甚至會堵塞管路，造成停工事故。（二）、造成設備腐蝕，CaCl2、MgCl2能水解生成具有強腐蝕性的HCl，尤其是在低溫設備部分由于水的存在而形成鹽酸時更為嚴重。（三）、原油中的鹽類大多殘留在渣油和重餾分中，這將直接影響某類相關產品的質量。 為此，提高原油深度脫鹽的脫凈率，是世界各國石油加工業的研究課題。為提高我國煉油廠深度脫鹽水平，我廠在石油化工科學研究院的支持下，研制出JDY-1動態脫鹽裝置。該裝置能在實驗室模擬電脫鹽工業現場，較快地找出適合不同原油的*工藝參數，選擇破乳劑的種類和加劑量，客觀評價不同工藝條件下的電脫鹽效果，是科研部門理想的實驗裝置，也是石油加工業理想的產前試驗裝置。 二、 電脫水基本原理 自美國加利福利亞大學的科研人員發現電場可以使油包水乳化液破乳，使水滴聚結并從油相沉降以來，現代脫鹽脫水技術均采用了物理凝聚與分離相結合的方法，即以施加高壓靜電場，加破乳劑，加熱和注水等一系列綜合措施，達到脫凈原油中水和可溶性鹽的目的。 （一）、油水兩相的自由沉降分離原油和水兩相的密度差是沉降分離的推動力，而分散介質的粘度則是阻力。油和水這兩個互不相溶的液體的沉降分離，基本上符合球形粒子在靜止流體中自由沉降的斯托克斯定律。????????????????????????? D2（P1-P2）Wc = -------------·g18VP2式中： Wc 水滴沉降速度， m/s D 水滴直徑 m P1;P2 水 油的 密度 kg/m3 V 油的運動粘度 m2/s g 重力加速度 m/s2上公式只適用于兩相的相對運動速度屬于層流區的情況，對于直徑太小的水滴，此式不適用。兩相間的密度差增大和分散介質的粘度減小，都有利于加速沉降分離。而這兩個因素主要與原油的特性及其溫度有關。由上式還可以看到水滴的沉降速度與水滴直徑的平方成正比，所以增大水滴直徑，可以顯著加快它的沉降速度。因此在原油脫水過程中，重要的問題是促進水滴的聚結，使水滴直徑增大。（二）、破乳劑對脫水的作用 乳狀液是兩種或多種以上不互溶或不*互溶的液體所形成的分散物系。乳狀液一般是不穩定的，就必須有乳化劑存在。乳化劑是表面活性物質，它能降低多種液相界面上的表面張力。不同性質的乳化劑可以使乳狀液成為水包油型或油包水型。原油一般都是油包水型的乳狀液，即水相以微滴形式分散于連續的油相中并為原油所含的天然乳化劑（如環烷酸、膠質、瀝青等）所穩定。為打破這種穩定狀態，以便進行油水分相的自由沉降分離，就必須加入適當的破乳劑。破乳劑本身也是一種表面活性物質。但它的性質是和乳化劑截然相反的，是一種水包油型的表面活性劑。破乳劑的破乳作用是在油水界面進行的，它能迅速濃集于界面，并與乳化劑競爭，從而奪取其界面的位置而被吸附。這樣，原有的比較牢固的吸附膜就被減弱甚至破壞，小水滴也就比較容易絮凝和聚結，進而沉降切出。目前國內外尚無廣譜效力破乳劑可供工業通用，因而對每一種原油而言，均需要通過具體的實驗評選才能找出一種或幾種有針對性的有效破乳劑型號。（三）電場脫水的作用采用高壓靜電場對原油進行破乳以提高脫水鹽效果，這已被國內外普遍所采用。乳狀液中的微小水滴無論是在交流或直流電場中，都能由于感應使微滴的兩端帶上不同極性的電荷產生誘導偶極，接觸電極還會帶上靜電荷，從而在水滴與水滴之間，水滴與電極之間產生靜電力，這種靜電力能導致微滴聚結，亦稱為聚結力，同樣大小的球形水滴之間的聚結力F，可根據均勻電場兩個介質球之間的作用力用下式表述： 6KE2r6 r 4F=——————=6KE2r2（——） l4 l 式中: k 原油和水的介電系數決定的常數 E 電場強度 R 水滴的半徑 I 兩水滴中心距 上式表明，r/l是影響聚結力的zui重要的因素，當水滴直徑增大或水滴間距離縮小時，聚結力急劇增大。聚結力F與E2成正比。在一定范圍內，隨著E的增強，原油中水滴加速聚結。當E小于某一臨界數值時，微小水滴的聚結力就會降低，然而當超過臨界電分散場強后，電場反而會使小水滴產生分散作用，此時不僅消減了水滴中的聚結力，還將增加電耗，這在本裝置的實驗中及工業現場實際操作中都是不可忽視的。 （四）、操作溫度時脫水的影響 一般認為，只要系統處于液相，溫度高些對脫水有利，此時，原油的粘度降低，對水滴運動和沉降的阻力減小，水滴運動的速度增加。同時，油水界面的張力降低，水滴熱澎脹使乳化膜強度減弱。某些乳化劑的溶解性在高溫下才提高，所以較高的溫度也能促使乳化劑穩定性降低，加快原油破乳的速度。但另一方面，隨著溫度的提高，原油的導電率也隨著升高，當溫度太大時導電率急劇增大，電耗增加，且氯化鎂和氯化鈣開始水解也不利于脫水。在高溫下往往又會出現水在油相中，油在水相中溶解度增加的傾向，因而對溫度條件應適當地提出上限，參照我國部分油田原油處理的文獻資料，*的操作溫度應根據原油的性質來優選。 三．動態脫水裝置的結構與特點（一）、JDY-1動態脫水裝置采用基本二級電脫水結構，可實現單路一級脫或雙路并用一級脫，三種工作模式可供選擇。 （二）、每級進入脫罐的原油與加注的水和破乳劑均預*入我廠自行設計的高剪切混合器混合，并可在線取樣觀察分析混合效果。 （三）、可進行在線腐蝕性能的試驗。（四）、電氣部分采用儀表控制，自動化程度較高?？勺詣訙y量調節各控溫點的溫度，通過調節儀、壓力傳感器、電氣轉換器、背壓閥等構成閉環的原油接受系統，能依據系統壓力變化情況，自動調節處理原油排出的速率，從而達到整個系統的壓力平穩。高壓電場采用無源器件實現手動無級調節，高壓系統采用短路狀況改變后能立即恢復高壓電場的輸出。當溫度、壓力、電場任一參數超出預先設定的報警值，則整機停止運行予以保護，并提供聲光報警。從而極大地提高了整個系統的安全性、可靠性。（五）、按用戶要求可選擇由計算機控制，屏幕摸擬顯示動態過程及各項參數，同時還可直接在計算機上設計有關參數。四．主要技術指標 （一）、電源：380V±10% 三相四線 （二）、額定功率：≤18KW （三）、一、二級脫罐容積：5L （四）、原油zui大處理量：10L/h （五）、電場強度：0～2100V/cm （六）、系統承載壓力：≤2Mpa 廠 址:江蘇姜堰市*創業中心 郵 編:225500電 話: :013705268777E．mail：jy8810528
