原油电脱盐电脱水技术

原油电脱盐脱水技术中国石化集团洛阳石化工程公司2008年10月一、炼厂或油田电脱盐/脱水的作用1.净化原油脱出原油中的可滤性固体杂质脱出原油中的水脱出原油中的可溶于水的盐类2.防腐工艺减轻蒸馏装置塔顶低温部位腐蚀减轻催化裂化、渣油加氢催化剂中毒失活二、电脱盐/脱水的原理•微小水滴在静电场中聚结行为•两相邻液滴之间聚结力F=6εE2d2（d/D）4F---相邻液滴间聚结力ε---油相介电常数E---电场强度D---相邻液滴中心距d---乳化液滴直径•水滴沉降速度d2（ρ1-ρ2）gV=———————18μV—水滴沉降的速度d—水滴的半径ρ1—水滴的密度ρ2—原油的密度g—重力加速度μ—原油的粘度三、影响电脱盐/脱水因素原油性质（密度+粘度）注破乳剂（包括破乳剂种类、用量）注水（水的盐含量、酸碱度、用量）脱盐/脱水温度油水混合强度停留时间电场强度原油溶解原油中的盐类混合破乳油水分离脱出原油中盐类和固定杂质注水注破乳剂、加高压电关键二关键一四、LPEC成套电脱盐脱水技术高、低温原油破乳剂平流电脱盐脱水技术原油脉冲电脱盐脱水技术原油低温脱盐/脱水工艺及成套设备原油深度电脱盐/脱水工艺及成套设备高硫高酸等原油深度电脱盐/脱水工艺及成套设备本技术成果获奖及专利●获中国专利五项：专利号ZL93216713.6ZL91229941.XZL91100633.8ZL92113219.0ZL00125911.3ZL0610018081.3●获中国石化集团公司科技进步一等奖1项、二等奖2项、三等奖4项；●“原油深度脱盐脱水成套装备与技术”获九五年度中国新产品发明(展)金奖。电脱盐脱水中试装置原油深度脱盐脱水成套设备1)LTE型电脱盐脱水罐该罐在引进吸收国外先进技术的基础上，成功开发的电脱盐设备。采用三层水平电极板，中间接高压电，上下两层接地。原油深度脱盐脱水成套设备2)SHE-1平流低耗高效电脱盐脱水罐平流式油水分离设备，电极板由圆筒状电极板构成，罐内由弱电场、过渡电场、强电场组成，原油在罐内沿水平方向流动。原油深度脱盐脱水成套设备3)SHE-2型高效平流电脱盐脱水罐多层鼠笼电极平流式油水分离设备，电极设计为偏心多层圆环形鼠笼形式，采用上有吊挂下有支撑连接，引入防浪板技术，电气系统开发了接地与不接地两种方式。电极结构：原油深度脱盐脱水成套设备多层鼠笼电极平流式油水分离设备，电极设计为偏心多层半圆环形鼠笼形式，上部形成环形电场，下部由水平板形成的垂直电场，使鼠笼式电极与水平板电极巧妙结合，具有两者的优点。电极结构：SHE-2型电脱盐脱水技术荣获中国石化2002年科技进步一等奖高效平流电脱盐脱水技术1.原油平流脱水工艺原油流程改成平流式,原油在脱盐罐中,由罐的一端沿水平方向流动，与水滴下沉方向成90o角,使水滴沿水平抛物线轨迹下沉。原油在流动时不再对水滴下降造成阻滞，使水滴沉降速度加快，提高了油水分离效率；原油流动速度也不再受到限制，与老式的脱盐罐相比，在同等容积下，可提高原油处理量。水滴F油G重力F合力减轻原油与脱出的水进行二次返混效应。高效平流电脱盐脱水技术2.采用轴向鼠笼电极结构罐内采用轴向多层鼠笼电极结构，沿着流动方向依次布置为弱电场、过渡电场、强电场，按照原油含水量在罐内分布为上低下高特点，电极设计为偏心形式，布置为上高下弱电场。多层鼠笼电极结构，与圆弧形罐壁能够形成合理的环形空间，电场空间能够最大限度的占用罐内空间，延长原油在电场中脱水时间。高效平流电脱盐脱水技术3.原油分配器原油入口原油入口原油出口原油出口分配器集合器分配器原油分配器设在罐得一端，使原油分散均匀，水平平稳流过电场区进行脱水，经另一端集合器收集后，流出装置。与其他电脱盐脱水装置比较1.水平板电脱盐脱水装置水平板电脱盐脱水装置按照罐体的尺寸大小设计为两层、三层结构。缺点电场停留时间少，罐内空间利用率低。2.交直流电脱盐脱水装置交直流电脱盐装置采用垂直电极，采用直流电源，两极板之间不形成回路，耗电少。缺点极板下端与水层形成交流电场为点对面的电场，脱水效果较差，不易消除油水界面的乳化。3.高速电脱盐装置高速电脱盐脱水装置优点：直接利用强电场脱水，效率高。缺点：在极板间进料，减少停留时间。含水量高时易发生短路。各种极板形式脱水对比原油种类电极形式脱前含水，%脱后含水，%塔河原油水平式电极板20%0.8垂直电极板20%0.73鼠笼式电极20%0.32曹妃甸原油水平式电极板20%0.94垂直电极板20%0.75鼠笼式电极20%0.4高效平流电脱盐脱水技术特点1）本技术中的原油平流流程及低温脱盐脱水工艺，克服了老式脱盐脱水罐中的水滴下沉受阻这一缺点，使原油脱盐脱水速度大大加快。2）本技术中的原油平流流程及低温脱盐脱水工艺，克服了老式脱盐脱水罐中上升的原油与脱出的水滴在下落过程进行二次返混效应。3）本技术中的平流卧式脱盐脱水罐，能使整个罐内空间充满了电场，没有死角，没有空电位。4）本技术中的平流卧式脱盐脱水罐，沉降水滴呈抛物线状下落，不受油流的再分散作用，提高脱水效果。5）本技术中的平流卧式脱盐脱水罐，由于采用平流，原油流速不受限制，电场作用时间长，比同等规模的老式装置，处理量可以提高达30%左右。高、低温原油破乳剂针对我国炼油厂加工原油的性质,研制开发了适合不同性质原油的高效破乳剂。（1）AE系列主要成分为多亚乙基胺聚醚，主要产品型号有AE1910、AE2040、AE027等，用于油田、炼厂低温脱水，降低防粘，适合于中等密度、高含蜡原油。（2）SH系列主要成分为据聚氧乙烯、聚氧丙烯超高分子醚，主要产品型号有SH9101、SH9105、SH9601、SH991等，用于高密度、高粘度、高酸值原油。（3）GT系列主要成分为多种聚氧丙烯聚氧乙烯醚聚氧丙烯酯复配高分子量活性剂，主要产品型号有GT940、GT922、GT921等，适用于中等密度、高含盐含水原油的高、低温脱盐脱水，如长庆、陕北、阿曼等原油。（4）FC系列主要成分为多种聚氧丙烯聚氧乙烯醚聚氧丙烯酯复配高分子量活性剂，主要产品型号有FC9301、FC9601、FC961、FC991等，适用于中等密度、高含盐含水原油的高、低温脱盐脱水，如长庆、陕北、阿曼等原油。（5）ERI系列在以上类型基础上，针对不同原油的特性进行改性而成，主要产品型号有ERI1160、ERI1161、ERI1162等，适用于各种中等密度、高密度的高酸高硫原油的脱盐脱水，如塔河、蓬莱、曹妃甸等原油。五、平流电脱盐脱水技术应用1.中海油QHD32-6海上油田上应用原油的性质：1.比重大，达0.95g/cm3.2.粘度高。50℃，473.2mm2/s.3.酸值高，达3.6mgKOH/g。4.含水高，高达30%。5.电导率高。处理能力：400X104t/a解决方案•引入了防浪板技术。•采用SHE-2型平流鼠笼电极电脱盐技术•采用偏心式电极•采用不接地供电系统•利用水包收集脱出水。应用结果0.4717.210.312.920.518.714.09.516.912.8单级脱后含盐mg/l0.50.420.560.330.40.40.350.5单级脱后含水%254102157269235180213177206脱前含盐mg/l21.022.311.417.98.520.824.726.212.7脱前含水%2001.10.212001.10.212001.10.212001.10.202001.10.202001.10.202001.10.192001.10.192001.10.19时间987654321序号2.新疆塔化炼油厂上应用处理能力：150x104t/a原油性质：•比重大，最高达0.96g/cm3•硫含量，高达2.7%。•盐含量高，多为几百毫克/升，有时达几千•沥青质含量及重金属含量高，沥青质和胶质含量达到了40%左右解决方案•采用平流鼠笼电脱盐技术•采用大分子高效破乳剂ERI1160•增大电场强度•加大脱盐洗涤水量•加大混合强度工程特点：•对加工塔河原油没有很好的工业经验•原油中Na和Ca会促进炉管结焦，电脱盐脱后盐含量应5mg/L。工业试验表明，当盐含量8mg/L时，焦化炉管会产生严重结焦。•以前塔河原油电脱盐脱水装置脱后盐含量10mg/L，脱后含水在0.4～0.8%。不能满足炼厂加工要求。电脱盐结构参数：罐体尺寸：φ3200x15700x26电极结构：半圆形鼠笼电极，三层。应用结果罐区取样分析，原油脱前589mg/L，密度为0.936g/cm3。分析日期脱后盐含量，mg/L脱后含水，%一级二级三级一级二级三级05-10-0416.1610.65.95痕迹痕迹痕迹4.75痕迹05-10-059.356.431.85痕迹痕迹痕迹2.73痕迹05-10-066.273.321.22痕迹痕迹痕迹2.37痕迹分析日期脱后盐含量，mg/L脱后含水，%一级二级三级一级二级三级05-10-0710.566.711.12痕迹痕迹痕迹2.73痕迹05-10-0813.118.443.21痕迹痕迹痕迹4.05痕迹05-10-0915.167.891.08痕迹痕迹痕迹2.71痕迹分析日期脱后盐含量，mg/L脱后含水，%一级二级三级一级二级三级05-10-1010.546.573.47痕迹痕迹痕迹1.08痕迹05-10-1110.687.743.35痕迹痕迹痕迹4.29痕迹05-10-1213.926.983.33痕迹痕迹痕迹4.2痕迹分析日期脱后盐含量，mg/L脱后含水，%一级二级三级一级二级三级05-10-1310.288.352.11痕迹痕迹痕迹05-10-1411.146.952.01痕迹痕迹痕迹2.74痕迹结论：满足脱后含盐小于5mg/L（指标），含水为痕迹。分析排水含油小于80PPM。QHD32-6与SZ36-1原油性质比较项目QHD32-6原油SZ36-1原油密度，Kg/m3２０℃950.4967.7粘度，mm2/s５０℃473.2512酸值,mgKOH/g3.6-脱前含水30%工程应用情况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150×104t/a两级电脱盐装置延长石油集团炼油厂100×104t/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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150×104t/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塔河分公司150X104t/a电脱盐装置长庆油田280×104t/a电脱水装置中石油锦州分公司350×104t/a两级电脱盐装置南阳油田100×104t/电脱盐装置洛阳炼油厂250×104t/a两级电脱盐装置宁夏宝塔石化250×104t/a两级电脱盐装置中国石化茂名分公司500×104t/a两级电脱盐装置中国石化广州分公司500×104t/a两级电脱盐装置中国石化青岛石化有限公司500×104t/a两级电脱盐装置六、承诺技术指标与服务主要技术指标原油电脱水技术：对于脱前原油含水小于30%时，脱后原油含水小于0.5%。还可按照用户要求，根据不同的原油，进行电脱水工艺参数评价和设计。根据加工原油性质，对电脱盐工艺进行全面工艺条件评定，推荐合理工艺参数。原油深度脱盐技术：原油脱后含盐小于3mg/L；脱后含水小于0.2%；排水含油小于200ppm；电耗小于0.2KWh/t。负责装置的安装调试及后续技术服务