專利名稱：一種原油脫水、脫鹽工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種原油脫水、脫鹽的工藝，尤其涉及一種駐波或行波超聲-電場聯(lián)合用于各種油品脫水、脫鹽的工藝。
背景技術(shù)：
隨著油田的深度開發(fā)，原油越來越重，質(zhì)量變差。因此采用常規(guī)破乳脫水法不能有效脫除原油中的水、鹽等雜質(zhì)，從而影響煉油的后續(xù)加工。油田出廠原油水含量≤1.0％；煉廠原油脫鹽脫水以后，要求鹽含量(以NaCl計)≤3.0mg/L，水含量≤0.3％。高含鈣原油的脫鈣用常規(guī)方法處理，同樣難以滿足煉廠的需要。
油品脫鹽脫水的常規(guī)方法有熱破乳、電場破乳脫鹽、加入破乳劑等。隨著油品品質(zhì)的變差，這些方法都表現(xiàn)出了局限性，往往不能達(dá)到相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，從而無法滿足煉廠生產(chǎn)的需求。
經(jīng)超聲聲場處理能夠強化油品的后續(xù)脫水、脫鹽過程，國內(nèi)已有相關(guān)研究，專利有1998年11月的中國實用新型專利CN2296230Y由電脫鹽器、超聲波作用區(qū)、超聲波探頭等組成。其超聲波探頭安裝方向與作用區(qū)軸線方向垂直，使超聲波作用方向與原油流動方向垂直。使得原油受超聲輻照的停留時間短，易引起超聲局部乳化使脫后原油含水量高，影響電脫鹽的操作。2003年3月的中國實用新型專利CN2539559Y對上述專利進(jìn)行了改進(jìn)，將超聲波作用軸線方向與原油流動方向設(shè)為一致。其超聲波作用區(qū)為管道式結(jié)構(gòu)，超聲波作用區(qū)另一端為錐管區(qū)，使超聲波的反射面形成的反射波不會因為疊加或聚集而使原油乳化，提供均勻的超聲波作用區(qū)。2005年1月的中國實用新型專利CN2669953Y，對專利CN2539559Y進(jìn)行了改進(jìn)，提出管道兩邊同時設(shè)置超聲波探頭，以延長超聲波對乳液的作用時間。上述專利屬于設(shè)備專利，且僅在原油處理前插入超聲處理裝置，并未對整個原油的處理工藝進(jìn)行優(yōu)化研究，特別是聲學(xué)應(yīng)用部分沒有優(yōu)化，均采用混響場的超聲作用形式，雖然對原油脫鹽脫水有一定的效果，但是超聲利用率相對較低，也未提及較重且粘稠的油品方面的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題時是為了克服現(xiàn)有的油品脫鹽脫水的常規(guī)方法不能達(dá)到相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與要求，而提出了一種將駐波或行波聲場與電場結(jié)合在一起應(yīng)用的新工藝，改進(jìn)、強化現(xiàn)有的油品脫水、脫鹽工藝，提高脫水、脫鹽工段對油品的適應(yīng)能力，進(jìn)一步降低油品中的水含量、鹽含量，滿足煉油生產(chǎn)需要。
本發(fā)明的技術(shù)方案為將駐波或行波聲場與電場作用結(jié)合在一起，達(dá)到脫水脫鹽的目的。即原油加入新鮮水與破乳劑經(jīng)靜態(tài)混合器或其它混合裝置均勻混合，先經(jīng)過駐波或行波超聲作用，然后進(jìn)入常規(guī)電脫鹽裝置脫水脫鹽；即完成一級脫水脫鹽處理過程。超聲波發(fā)生器(頻率微調(diào)、功率可調(diào))產(chǎn)生的頻率電信號經(jīng)導(dǎo)線輸送至超聲波單個換能器或陣列換能器，換能器將聲信號送入原油作用區(qū)。原油通過超聲波的駐波位移效應(yīng)使油品中的水滴聚并變大，然后通過電脫鹽裝置繼續(xù)實現(xiàn)油水分離。
其中駐波或行波聲場處理器包括超聲發(fā)生器、超聲換能器和駐波或行波破乳管(罐)；駐波管或(罐)一端或兩端安裝有超聲換能器；超聲換能器為壓電陶瓷超聲波換能器或磁致伸縮超聲波換能器；超聲換能器為單個或多個陣列，如處理量較大可并聯(lián)多個駐波管；換能器的發(fā)聲軸線與油品主流動方向同軸，駐波管的長度及直徑需滿足特定的聲學(xué)要求以形成行波或駐波聲場。
其中原油經(jīng)過駐波或行波超聲作用時間為2～30min，超聲波頻率范圍為5kHz～100kHz。對于不同的油品優(yōu)選條件不同，聲功率及最佳聲頻率按油品種類、性質(zhì)及處理量不同而變。
本發(fā)明既可采用加入新鮮水和破乳劑的原油經(jīng)靜態(tài)混合器混合后，先經(jīng)過駐波超聲作用，然后進(jìn)入電脫鹽裝置脫水脫鹽的單級處理方式。也可以采用多級的處理方式，即處理后原油重新加入新鮮水和破乳劑經(jīng)靜態(tài)混合器混合，經(jīng)過駐波超聲作用，再進(jìn)入電脫鹽裝置脫水脫鹽，如此重復(fù)；優(yōu)選采用二級的處理方式。
有益效果1、利用駐波或行波聲場與電場聯(lián)合脫水、脫鹽。駐波或行波聲場有規(guī)律的遷移力作用于油品，使水顆粒聚并、變大，避免了超聲混響場不定向作用力的相互干擾，減少了水顆粒的無規(guī)律運動。經(jīng)實驗證明，駐波或行波聲場-電場聯(lián)合油品脫水(脫鹽)工藝能夠進(jìn)一步提高原油脫水(脫鹽)效果，達(dá)到深度脫水脫鹽的目的。
2、采用該工藝能夠減少破乳劑用量10％~30％，節(jié)約大量成本。采用本技術(shù)后，電脫鹽裝置的操作電耗下降，節(jié)省能源，降低成本。
3、采用該工藝能降低油品處理溫度至70-80℃，目前在工廠的油品處理溫度一般為140℃左右。
4、該工藝技術(shù)受油品性質(zhì)影響較小，還可適應(yīng)用于重油、稠油的脫金屬以及餾分油的精制過程等。


圖1為本技術(shù)發(fā)明二級處理流程圖。
圖2、圖3、圖4為聲處理部分結(jié)構(gòu)示意圖，且分別為單管式聲處理裝置結(jié)構(gòu)圖、罐式處理結(jié)構(gòu)側(cè)面圖、底面換能器陣列分布圖。
圖中1、4-靜態(tài)混合器，2、5-駐波或行波場作用管，3、6-常規(guī)電脫鹽罐，V-1、V-2、…、V-11為閥門，7-超聲波發(fā)生器，8-單個超聲換能器或換能器陣列，9-駐波管，10-為駐波罐；D為內(nèi)徑，L為長，H為高。
如圖1所示原油加入新鮮水與破乳劑經(jīng)靜態(tài)混合器均勻混合，再進(jìn)行超聲處理，然后進(jìn)入電脫鹽罐進(jìn)行油水分離，污水由下方切出口排出，脫后油進(jìn)行二級處理或送后處理工段。
可以采用如圖1所示虛線框內(nèi)的單級處理方式，也可以如圖1的二級處理方式或更多級的處理方式。
具體實施例方式
實施例1采用本工藝對魯寧原油進(jìn)行脫水脫鹽處理，處理溫度70～90℃，超聲波頻率10kHz，磁致伸縮換能器，停留時間為7.5min，初始水含量低于0.4％，脫前鹽含量39.5mgNaCl/L，注水5.0％左右，經(jīng)過單次駐波超聲-電場聯(lián)合作用后，原油的脫后水含量0.13％，脫后鹽含量為2.2mgNaCl/L。
實施例2采用本工藝對魯寧原油進(jìn)行脫水脫鹽處理，處理溫度70～90℃，超聲波頻率20kHz，壓電陶瓷換能器，停留時間為5min，初始水含量低于0.4％，脫前鹽含量39.5mgNaCl/L，注水5.0％左右，經(jīng)過單次駐波超聲-電場聯(lián)合作用后，原油的脫后水含量0.28％，脫后鹽含量為3.5mgNaCl/L。
實施例3采用本工藝對魯寧原油進(jìn)行脫水脫鹽處理，處理溫度70～90℃，超聲波頻率10kHz，磁致伸縮換能器，停留時間為9.4min，初始水含量低于0.4％，脫前鹽含量39.5mgNaCl/L，注水4.0％左右，經(jīng)過單次駐波超聲-電場聯(lián)合作用后，原油的脫后水含量0.12％，脫后鹽含量為2.5mgNaCl/L。
實施例4采用本工藝對魯寧原油進(jìn)行二級脫水脫鹽處理，處理溫度70～90℃，超聲波頻率10kHz，磁致伸縮換能器，每級作用時間為5min，初始水含量低于0.4％，脫前鹽含量42.9mgNaCl/L，每級注水4.0％左右，經(jīng)過二級駐波超聲-電場聯(lián)合洗脫后，原油的脫后水含量0.24％，脫后鹽含量為1.2mgNaCl/L。
權(quán)利要求
1.一種原油脫水、脫鹽工藝，其特征在于原油與水經(jīng)靜態(tài)混合器混合后，先經(jīng)過駐波或行波聲場處理器，然后進(jìn)入電脫鹽裝置脫水脫鹽分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于駐波或行波聲場處理器包括超聲發(fā)生器、超聲換能器和駐波或行波破乳管，或者是包括超聲發(fā)生器、超聲換能器和駐波或行波破乳罐。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工藝，其特征在于超聲換能器為壓電陶瓷超聲波換能器或磁致伸縮超聲波換能器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工藝，其特征在于駐波或行波管或者是駐波或行波破乳罐一端或兩端安裝有超聲換能器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的工藝，其特征在于超聲換能器為單個或多個陣列。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工藝，其特征在于換能器發(fā)聲軸線與油品主流動軸線平行。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于原油經(jīng)過駐波超聲作用2～30min，超聲波頻率為5kHz～100kHz。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于采用二級超聲處理方式，即原油經(jīng)靜態(tài)混合器混合后，經(jīng)過駐波或行波超聲作用，進(jìn)入電脫鹽裝置完成脫水脫鹽的單級處理，重復(fù)上述步驟一次。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種原油脫水、脫鹽的工藝，尤其涉及一種駐波超聲－電場聯(lián)合用于各種油品脫水、脫鹽的工藝。本發(fā)明的技術(shù)方案為將駐波聲場與電場作用結(jié)合在一起，達(dá)到脫水脫鹽的目的。即原油加入新鮮水與破乳劑經(jīng)靜態(tài)混合器或其它混合裝置均勻混合，先經(jīng)過駐波或行波超聲作用，然后進(jìn)入常規(guī)電脫鹽裝置脫水脫鹽。本發(fā)明工藝改進(jìn)、強化現(xiàn)有的油品脫水、脫鹽工藝，提高脫水、脫鹽工段對油品的適應(yīng)能力，進(jìn)一步降低油品中的水含量、鹽含量，滿足煉油生產(chǎn)需要。
文檔編號C10G33/02GK1772845SQ200510094978
公開日2006年5月17日 申請日期2005年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月24日
發(fā)明者呂效平, 彭飛, 葉國祥, 尤侯平, 韓萍芳, 謝偉 申請人:揚子石油化工股份有限公司, 南京工業(yè)大學(xué)