原油脫水專業(yè)知識(shí)專家講座

（四）原油脫水概述1、原油含水對(duì)生產(chǎn)危害（1）增加了集輸過(guò)程動(dòng)力消耗，原油粘度在一定范圍內(nèi)伴隨含水率上升，較純油而顯著增大，使管線摩阻損失增大，動(dòng)力消耗增大，同時(shí)粘度上升使輸油泵流量、揚(yáng)程、效率下降，造成極大動(dòng)力消耗。（2）增大了燃料消耗（3）造成設(shè)備、管網(wǎng)腐蝕、穿孔；（4）總液量增加，多占儲(chǔ)油容器；（5）影響石油加工質(zhì)量、汽化、爆炸事故。粘度（m2/s）含水率%原油脫水專業(yè)知識(shí)專家講座第1頁(yè)（四）原油脫水工藝流程影響原油脫水主要原因1、乳化液分散度；2、乳化液老化程度；3、原油粘度；4、原油揮發(fā)性；5、原油含蠟量。原油脫水工藝流程1、低含水（原油含水率30%以下）原油脫水工藝流程135含水油加入破乳劑天然氣去凈化裝置凈化油外輸污水處理站2461、分離緩沖罐緩；2、脫水泵；3、加熱爐；4、脫水器；5、緩沖罐；6、外輸油泵原油脫水專業(yè)知識(shí)專家講座第2頁(yè)（四）原油脫水原油脫水方法：1、物理法：有沉降法、過(guò)濾法、離心法、加熱、稀釋等方法2、化學(xué)法利用化學(xué)藥劑進(jìn)行脫水。3、電方法交流電法、直流電法、交直流復(fù)合電脫水法。低含水原油脫水工藝流程低含水原油進(jìn)入沉降罐，加入一定原油破乳劑，由原油脫水泵將原油打入加熱爐，加溫后進(jìn)入電脫水器進(jìn)行電脫水，凈化油進(jìn)凈化油罐，污水進(jìn)污水站。高含水原油脫水工藝流程高含水原油脫水分為兩段，第一段采取熱-化學(xué)脫水，含水原油進(jìn)入沉降罐，第二段采取電化學(xué)脫水。加入一定原油破乳劑，由原油脫水泵將原油打入加熱爐，加溫后進(jìn)入電脫水器進(jìn)行電脫水，凈化油進(jìn)凈化油罐，污水進(jìn)污水站。原油脫水專業(yè)知識(shí)專家講座第3頁(yè)（四）原宥脫水工藝流程1、高含水（原油含水率30%左右）原油兩段脫水工藝流程179轉(zhuǎn)油站含水油234天然氣去凈化裝置污水處理站污水回?fù)矫撍?6810站內(nèi)加藥天然氣去凈化裝置凈化油外輸1、分離緩沖沉降罐；2、加藥罐；3、加藥泵；4、小站輸油泵；5、沉降罐；6、脫水泵；7、加熱爐；8、電脫水器；9、好油緩沖罐；10、外輸泵第一段采取管道熱-----化學(xué)脫水；第二段采取電----化學(xué)脫水原油脫水專業(yè)知識(shí)專家講座第4頁(yè)（四）原油脫水原油脫水基本方法：注入化學(xué)破乳劑在其油管路內(nèi)破乳、重力沉降脫水、利用離心力脫水、利用親水固體表面使乳化水粗粒化脫水、電脫水等一、化學(xué)破乳劑脫水1、化學(xué)破乳劑破乳機(jī)理在向原油乳狀液中加入破乳劑（表面活性劑，它一端親水，另一端憎水）后，它很快聚集在油水界面上，因?yàn)槠迫閯┓肿尤∠?，即親水端朝向水相，憎水端朝向油相，因?yàn)槠溆H水能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于乳化劑親水能力，破壞了乳狀液界面上天然乳化劑，重新生成了油相內(nèi)膠狀分散膠束，新生成界面膜親水能力大于憎水能力，其界面膜強(qiáng)度很弱，有利于水滴合并，靠油水密度差將水沉降下來(lái)。還有頂替說(shuō)、反相說(shuō)、中和說(shuō)、分散說(shuō)等幾個(gè)破乳機(jī)理說(shuō)法。工作原理：化學(xué)破乳劑：一個(gè)表面活性劑，含有很強(qiáng)活性，脫水過(guò)程中加入適量破乳劑，便能使界面膜強(qiáng)度減弱或破裂，使水珠聚結(jié)、合并沉降下來(lái)。原油脫水專業(yè)知識(shí)專家講座第5頁(yè)（四）原油脫水破乳劑性能及對(duì)破乳效果影響：(1)破乳劑PH值10-16為易；(2)破乳劑表面活性,表面活性越高,其破乳能力越強(qiáng);(3)破乳劑紊凝、聚結(jié)能力；（4）破乳劑潤(rùn)濕性；（5）破乳劑離子性。2、乳狀液形成條件：（1）要有兩種互不相溶液體（2）要有猛烈攪拌（3）要有表面活性劑存在3、影響乳狀液穩(wěn)定原因（1）內(nèi)部原因：乳化劑類型和保護(hù)膜性質(zhì)，原油中天然乳化劑分三類：A.低分子有機(jī)物；B.高分子有機(jī)物主要有瀝青及羧基化合物；C.高分散固體物質(zhì)。膠質(zhì)和瀝青質(zhì)，在天然乳化劑中是最主要。（2）外部原因：A.水相PH值影響；B.溫度影響；C.含水量影響；D.內(nèi)相液珠分散度影響；E.時(shí)間影響；F.原油粘度；G.內(nèi)相顆粒表面帶電。原油脫水專業(yè)知識(shí)專家講座第6頁(yè)（四）原油脫水4、化學(xué)破乳劑分類按分子結(jié)構(gòu)可把化學(xué)破乳劑分為離子型和非離子型兩大類離子型：當(dāng)破乳劑溶于水時(shí)，能電離產(chǎn)生離子按期在水溶液中含有表面活性可分為陰離子、陽(yáng)離子和兩性離子。非離子型：當(dāng)破乳劑溶于水時(shí)，不能電離產(chǎn)生離子。它是以環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷等基本有機(jī)合成原料為基礎(chǔ)，在含有活潑氫離子起始劑引發(fā)下，在有催化劑存在時(shí)按照一定程序聚合而成。非離子型化學(xué)破乳劑優(yōu)點(diǎn)：1、用量少。2、不產(chǎn)生沉淀。3、脫出水中含油少。4、脫水成本低。5、原油脫水對(duì)化學(xué)破乳劑要求高效破乳劑必須具備以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）較強(qiáng)表面活性；（2）良好潤(rùn)濕性能；（3）很高絮凝能力；（4）破乳溫度低，破乳效果好；（5）成本低，用量少；（6）含有一定通性（7）腐蝕性??；無(wú)毒、無(wú)害、不易燃不易爆；二、井口加藥與管路破乳原油脫水專業(yè)知識(shí)專家講座第7頁(yè)（四）原油脫水（化學(xué)脫水）因?yàn)榛瘜W(xué)破乳劑對(duì)原油乳狀液含有顯著破乳、降粘作用，把化學(xué)破乳劑加入到油井環(huán)形空間，利用石油開采和集輸過(guò)程中受到攪拌，使破乳劑均勻分散到原油中。井口加藥裝置:加藥泵。井口加藥與管道破乳效果井口加藥效果：A、預(yù)防石蠟在管壁沉積；B、降低了管路能量損失；C、降低了破乳劑用量；D、提升了脫水設(shè)備效能。管道內(nèi)破乳效果影響原因：A、破乳劑種類；B、油水物理性質(zhì)；C、原油乳狀液分散度和穩(wěn)定性；D、破乳劑和乳狀液攪拌程度、時(shí)間；E、管輸溫度和溫降情況原油脫水專業(yè)知識(shí)專家講座第8頁(yè)（四）原油脫水（熱力沉降脫水[原油加熱后，有利于水滴分離、沉降]）三、重力沉降脫水沉降罐：加熱沉降脫水主要設(shè)備是沉降罐，有立式和臥式兩種（1）立式沉降罐結(jié)構(gòu)：（2）立式沉降罐工作原理：油水混合物由進(jìn)液管經(jīng)進(jìn)液分配管流入沉降罐底部水層內(nèi)，因?yàn)樗砻鎻埩^大，使原油中游離水、粒經(jīng)較大水滴、鹽類和親水固體雜質(zhì)等并入水層，這一過(guò)程稱為水洗，進(jìn)入上部油層時(shí)原油中小粒經(jīng)水滴靠重力沉降下來(lái)，原油由中心集油槽和原油排出管流出沉降罐，原油中排出污水由排出管流出。油層水層123458671、出油管；2、進(jìn)液管；3、排水管4、進(jìn)液分配管5、出水管線；6、溢流水箱（可調(diào)整）；7、集油漏斗；8、集水管沉降罐結(jié)構(gòu)示意圖原油脫水專業(yè)知識(shí)專家講座第9頁(yè)（四）原油脫水（化學(xué)脫水）3、沉降罐工作效率衡量標(biāo)準(zhǔn)及其影響原因。A、沉降時(shí)間；B、操作溫度；C、原油中剩下含水率；D、脫出水中含油率設(shè)備效能我國(guó)對(duì)臥式脫水設(shè)備要求沉降時(shí)間為15—30分鐘。4、溶解氣對(duì)油水分離影響：原油中溶解氣析出和膨脹有利于從原油中分出水滴。熱力原理1、油水界面膜強(qiáng)度減弱；溫度上升，原油中瀝青、膠質(zhì)、石蠟等乳化劑溶解度增加，降低界面膜強(qiáng)度，同時(shí)，水滴體積膨脹，脹力作用使界面膜強(qiáng)度下降，有利于水滴合并。2、油水密度差增大；水滴沉降速度與水滴直徑平方和油水密度差及重力加速度成正比，與粘度成反比，加熱增加了油水比重差，加緊了水滴沉降速度。原油脫水專業(yè)知識(shí)專家講座第10頁(yè)（四）原油脫水（熱力沉降脫水[原油加熱后，有利于水滴分離、沉降]）W=d2（рw—р0）18u0gW————水滴沉降速度斯托克斯（水滴沉降速度）公式3、原油粘度下降：原油粘度伴隨油溫升高而降低，降低了水滴沉降摩擦阻力，加緊了水滴沉降速度。4、有利于破乳劑分散至油水界面，提升了破乳劑作用效果。原油脫水專業(yè)知識(shí)專家講座第11頁(yè)（四）原油脫水（化學(xué)脫水）四、利用親水固體表面使乳化水粗粒化脫水固體表層分子能吸引液體分子，是不平衡力場(chǎng)待以改進(jìn)，使液固界能面趨于最低，這種現(xiàn)象叫潤(rùn)濕。利用油水對(duì)固體物質(zhì)親和情況不一樣，慣用親水憎油固體物質(zhì)制成脫水裝置。用作脫水固體物質(zhì)應(yīng)滿足以下條件;1、含有良好潤(rùn)濕性；2、能長(zhǎng)久使用，并對(duì)油水不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，對(duì)油水性質(zhì)無(wú)有害影響。3、貨源充分，價(jià)格低廉。1、陶粒脫水器組成陶粒脫水器有四部分組成，即油氣分離箱、加熱沉降段、陶粒沉降段、斜板沉降段。2、陶粒脫水器原理混合液經(jīng)分離箱進(jìn)行油氣分離，天然氣從出口排除，原油經(jīng)分離箱底部進(jìn)油噴管從熱沉降段底部排出，自下而上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)加熱盤管升溫進(jìn)行熱沉降，將一部分游離水沉降外排。其余混原油脫水專業(yè)知識(shí)專家講座第12頁(yè)（四）原油脫水（化學(xué)脫水）合液流經(jīng)陶粒填料彎彎曲曲孔道間隙，部分水滴被陶粒保面吸收，聚集而流入斜板沉降段，因?yàn)樾卑遄饔檬浅两稻嚯x降低，沉降面積增加水珠很快沉降下來(lái)，有底部排污管排出，凈化油從頂部油管排出。五、電脫水電脫水是對(duì)低含水原油徹底脫水最好方法。在油田電脫水常作為原油脫水工藝最終步驟，脫水到達(dá)出礦原油要求含水率0.5％以下，脫出水含油要求不高于0.5％標(biāo)準(zhǔn).原理：將原油乳狀液置于高壓直流或交流電場(chǎng)中，因?yàn)殡妶?chǎng)對(duì)水滴作用，減弱了水滴界面膜強(qiáng)度，促進(jìn)水滴碰撞，使水滴聚結(jié)成粒經(jīng)較大水滴，從原油中沉降分離出來(lái)，水滴在電場(chǎng)中聚結(jié)方式主要有電泳聚結(jié)，偶極聚結(jié)和振蕩聚結(jié)等三種。在電場(chǎng)作用下微粒發(fā)生定向移動(dòng)——電泳原油脫水專業(yè)知識(shí)專家講座第13頁(yè)（四）原油脫水（電脫水）電泳聚結(jié)在直流電場(chǎng)作用下，帶電液滴移向與其本身電荷相反電極，水滴除了移動(dòng)過(guò)程中相互碰撞合并外，主要在電極周圍堆積，結(jié)合而形成大水滴，這種聚結(jié)方式稱為電泳聚結(jié)。偶極聚結(jié)在電場(chǎng)作用下，使微滴極化，并趨向在電力線方向上呈直線排列，不一樣微滴正負(fù)端相互靠近，以電吸引到達(dá)破乳聚結(jié)，這種聚結(jié)方式稱為偶極聚結(jié)。振蕩聚結(jié)在工頻交流電場(chǎng)中，隨電場(chǎng)方向改變水滴內(nèi)各種正負(fù)離子，不停地作周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使水滴兩端電荷極性發(fā)生對(duì)應(yīng)改變，使水滴界面膜不停地受沖擊，機(jī)械強(qiáng)度降低、破裂，水滴聚結(jié)沉降，這一過(guò)程稱為振蕩聚結(jié)。原油脫水專業(yè)知識(shí)專家講座第14頁(yè)（四）原油脫水（電脫水）分類（1）交流電場(chǎng)脫水：以偶極聚結(jié)和振蕩聚結(jié)為主，脫出水清澈，水中含油率較低，電路簡(jiǎn)單，脫水出原油含水率高，效率低，操作不穩(wěn)定，耗電量大（2）直流電場(chǎng)脫水：以電泳聚結(jié)為主，偶極聚結(jié)為輔，脫水后原油含水率低，耗電量小，脫出水中含油率高，應(yīng)用廣泛。（3）雙電場(chǎng)脫水：在原油含水率較高脫水器中下部建立交流電場(chǎng)，在原油含水率較低脫水器中上部建立直流電場(chǎng)，提升了脫水后原油質(zhì)量，耗電量小。（三）電脫水器結(jié)構(gòu)和工藝參數(shù)原油電脫水是由電脫水器完成，慣用是大型臥式耐壓脫水器。原油脫水專業(yè)知識(shí)專家講座第15頁(yè)（三）電脫水器一、分類1、立式、臥式和球形三種2、臥式電脫水器優(yōu)點(diǎn)（1）處理量大，效率高：沉降高度小，液滴易于沉降；（2）易于大型化（3）適應(yīng)性強(qiáng)，可處理高含水原油；（4）流程簡(jiǎn)單，安裝方便3、缺點(diǎn)脫出污水含油高，易沉砂和結(jié)垢，清理較為困難。原油脫水專業(yè)知識(shí)專家講座第16頁(yè)（三）電脫水器二、結(jié)構(gòu)原理1、結(jié)構(gòu)：分為上、下兩部分；上部為電場(chǎng)空間，懸掛若干層水平電極，下部為沉降水分離空間。2、工作原理：含水原油從油水界面下面進(jìn)油噴管進(jìn)入電脫水器，首先進(jìn)行水洗，然后穿過(guò)水層自下而上依次經(jīng)過(guò)電場(chǎng)空間，在高壓電場(chǎng)作用下破乳水滴發(fā)生碰撞合并，從原油中分離出來(lái)，沉降到脫水器底部，經(jīng)放水管排出，脫水后凈化油從頂部出油管線排出。

3987654211---放水抽閑管線；2—進(jìn)油管線；3---進(jìn)油分配管；4---脫水器殼體；5---出油管線；6---電極吊桿；7---懸垂掛板；8---電極；9---引線絕緣棒臥式電脫水器結(jié)構(gòu)示意圖原油脫水專業(yè)知識(shí)專家講座第17頁(yè)（）電脫水器3、主要附件：（1）電極----形成高壓電場(chǎng)主要構(gòu)件；（2）絕緣棒----將高壓線引到電極上，使其與殼體絕緣，普通由絕緣良好材料制成，普通使用是聚四氟乙烯材料；（3）懸重掛板----安裝在脫水器頂部，懸掛電極，使電極與殼體絕緣，廣泛使用由聚四氟乙烯材料制成。（三）三、對(duì)電脫水器操作溫度和壓力要求1、稠油或高凝油普通保持在65℃~85℃之間；稀油普通保持在45℃~60℃之間；2、壓力普通控制在0.2MPa左右。

原油脫水專業(yè)知識(shí)專家講座第18頁(yè)（七）安全技術(shù)操作規(guī)程脫水器操作規(guī)程一、投產(chǎn)準(zhǔn)備1、脫水器內(nèi)要清掃潔凈，尤其是鐵絲、電焊渣及器壁上尖角毛刺。2、檢驗(yàn)測(cè)量電極板間距離，電極與器壁間距離、高壓引線與器壁和電極間距離應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖紙要求。3、檢驗(yàn)變壓器接線是否正確，變壓器油位在1/2以上，檢驗(yàn)絕緣棒和接地電阻，（接地電阻值

10）。4、檢驗(yàn)高壓硅整流裝置和控制柜，保險(xiǎn)、儀表、電器線路正常完好。5、檢驗(yàn)各種檢測(cè)儀表、閥件、安全閥靈活好用。6、檢驗(yàn)放空閥完好，脫水器頂部確認(rèn)無(wú)人后關(guān)閉梯門。二、空載1、已運(yùn)行過(guò)脫水器空載送電試驗(yàn)時(shí)，必須用蒸汽或熱水洗潔凈。2、打開脫水器人孔，在人孔1米處設(shè)觀察點(diǎn)。3、檢驗(yàn)電路和電器設(shè)備確無(wú)問題時(shí)，裝上保險(xiǎn)，合閘刀。按開啟按鈕空載送電，從人孔處觀察電路和脫水器內(nèi)有沒有異常聲音、局部尖端放電現(xiàn)象。4、空載送電最好在夜間進(jìn)行，方便觀察放電位置。5、發(fā)覺尖端放電或局部放電，應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。6、當(dāng)空氣潮濕時(shí)，空載應(yīng)調(diào)為低壓。7、空載送電時(shí)，電壓指示為電壓正常值，電流指示為零或靠近于零，方可空載送電。原油脫水專業(yè)知識(shí)專家講座第19頁(yè)（七）安全技術(shù)操作規(guī)程三、單體試壓1、空載送電確認(rèn)無(wú)問題后在送電，封閉人孔，關(guān)掉脫水器頂部放空閥、取樣閥，檢驗(yàn)各閥門及流程和附件。2、試壓方法，蒸汽試壓：注入蒸汽后，控制壓力為脫水器工作壓力1.2倍，穩(wěn)壓1小時(shí)不刺不漏為合格。3、凈化注水或清水試壓：水溫應(yīng)高于氣溫5攝氏度以上，排凈空氣，控制壓力為脫水器工作1.5倍，穩(wěn)壓2h不滲漏，壓降小于0.02MPa為合格。3、試壓完成，打開自流閥放水，待壓力為零后遲緩打開頂部放空閥，放凈脫水器內(nèi)氣體。四、脫水器進(jìn)油投產(chǎn)1、打開脫水器頂部大放氣閥,向脫水器中進(jìn)凈化油或含水油,進(jìn)油時(shí)要慢且穩(wěn)。2、當(dāng)油進(jìn)到脫水器容積3/4時(shí)，關(guān)閉頂部大放氣閥，打開小放氣閥，放空排氣，直至排凈全部氣