本發(fā)明屬于石油化工領域，涉及一種油中去除混合水的方法，特別適用于高沸點高粘性油中去除混合水過程。具體地說，本發(fā)明提供了高沸點高粘性油中去

除混合水的方法與裝置。

背景技術：

隨著油田開采時間的延長，地底油層的壓力逐漸下降。為了延長油井的開發(fā)

壽命，提高采收率，在油田開發(fā)中常采用人工注水的方式保持油層的壓力。同時，

附近地層中的水也會滲入油層，使原油的含水率升高。

油與水本是不相溶的兩相，隨著化工技術的快速發(fā)展，多種具有活性的化學試劑得到廣泛應用，而這些具有活性的化學試劑，使本不相溶的油水相在特定環(huán)境下極易形成穩(wěn)定的乳狀液。對于僅需要油相或水相的工業(yè)領域，穩(wěn)定乳狀液會給其帶來較大的負面影響。面臨因含有大量活性劑而導致的油水混合液形成穩(wěn)定乳狀液而難分離的問題，油水分離技術應運而生。物理分離法是最早的油水分離法，應用領域較廣，其優(yōu)點是不會給油水混合液帶來新的污染和雜質(zhì)，不足之處在于油水分離效果不夠徹底，油水分離時間長，設備占地面積大。物理分離法主要包括：重力法、離心法、聚結(jié)分離法和一些輔助方法?；瘜W法包括混凝沉淀法和氧化法，除油率高、處理效果好、能連續(xù)操作，但化學法設備占地大，能耗大，需使用一定量化學試劑。而生物法不僅存在設備占地大的問題，整個過程持續(xù)時間也過長。

進入新世紀以來，油水分離技術已在石油化工、污水處理、食品工程等多個領域得到廣泛應用。而由于油水混合狀態(tài)、油水含量、油水混合液中所含的有機物種類、油水分離對象等多種因素的不同，導致油水分離難度變得越來越大，單一油水分離技術已不能滿足現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展和環(huán)境保護的需求，基于不同工作原理的多種油水分離技術隨之而生，且為滿足不同環(huán)境、目的以及處理效果的需求，應針對不同的對象采用不同的油水分離技術。

為克服以上問題，本發(fā)明采用多種方式進行三次脫水，開發(fā)了一種能夠降低成本，簡化系統(tǒng)，同時提高脫水效果和處理量的油水混合物除水方法及其裝置。

技術實現(xiàn)要素：

一種用于高沸點高粘性油中去除混合水的方法與裝置，其特征在于：

（1）一次脫水：高沸點高粘性油和水的混合物進入一級或多級換熱器與加熱介質(zhì)進行換熱，油水混合物由脫水塔中部入口切向進入液體脫氣旋流分離圓柱段，加熱后的氣態(tài)水從圓柱中心軸排氣管流至脫水塔頂部；脫水塔利用沸點差異對油水混合物加熱，初步分離；

（2）二次脫水：利用油水混合物旋流分離作用，脫水塔中液體脫氣旋流分離圓柱段形成持續(xù)的旋流分離，形成中心軸的離心負壓區(qū)，利用氣體在不同壓力的液體中溶解度差異使得溶解在油中的水蒸氣向圓柱中心軸區(qū)域富集，從而對水蒸氣的進一步分離，分離出液態(tài)水從圓柱中心軸排氣管流至脫水塔頂部；

（3）三次脫水：利用閃蒸對油水混合物分離，離心負壓分離后的混合油噴入底部閃蒸傘，水蒸氣進一步從混合油中被閃蒸而出，形成三次脫水；脫水后的油由閃蒸傘與混合油脫水塔壁之間形成的環(huán)隙流道下沉至油相緩沖區(qū)，經(jīng)聚集后由混合油脫水塔底部流出；

經(jīng)本方法三次脫水后，除水率達到99%以上。

進一步的，該方法換熱器中加熱介質(zhì)是高溫循環(huán)油，冷卻介質(zhì)是低溫循環(huán)油。

進一步的，所述換熱器為立式或臥式換熱器。

進一步的，混合油經(jīng)脫水塔頂部流出的水氣進入一級或多級換熱器與冷卻介質(zhì)進行換熱，冷卻至液態(tài)，送入后續(xù)設備使用；混合油脫水塔底部流出的油經(jīng)泵輸送至后續(xù)方法設備。

本發(fā)明還提供一種用于高沸點高粘性油中去除混合水方法采用的裝置，該裝置包括：

利用加熱介質(zhì)將油水混合物中液態(tài)水加熱至氣態(tài)的加熱換熱器；

與加熱換熱器連接的脫水塔，內(nèi)部設有分離油水混合物中氣相和液相的液體旋流脫氣圓柱段，與該液體旋流脫氣圓柱段連接的將油水混合物中少量氣態(tài)水分離的閃蒸傘；閃蒸傘下方設有用于聚集油相的油相緩沖區(qū)；

利用冷卻介質(zhì)將氣態(tài)水冷卻至液態(tài)水的冷卻換熱器，該冷卻換熱器與脫水塔頂部連接。

進一步的，所述液體旋流脫氣圓柱段是串聯(lián)或并聯(lián)。

進一步的，所述閃蒸傘位于脫水塔下部，閃蒸傘的下端直徑與脫水塔的直徑比為0.6～0.9。

本發(fā)明的方法特點如下：

（1）該方法包含三次脫水過程，脫水效率達99%以上，脫水徹底。

（2）液體旋流脫氣圓柱段可串、并聯(lián)，有效提高油水混合物脫水效果，增加處理量。

（3）換熱器中循環(huán)油可長期使用，換熱器可為立式或臥式、一級或多級。

（4）該方法特別適用于高沸點高粘性油中去除混合水過程。

本發(fā)明的裝置特點如下：

采用的設備具有易集成、操作簡單、占地面積小、脫水效率高、便于后期維修更換等優(yōu)點，可廣泛應用于石油化工等領域。

附圖說明

圖1是高沸點高粘性油中去除混合水的方法流程圖。

圖2是脫水塔設備示意圖。

符號說明：

1加熱換熱器；2脫水塔；3液體旋流脫氣圓柱段；

4閃蒸傘；5冷卻換熱器；6 泵。

具體實施方式

本發(fā)明的技術構(gòu)思如下：

如圖1、圖2所示，低溫油水混合物進入一級或多級加熱換熱器1中，與循環(huán)油加熱介質(zhì)進行換熱，換熱后低溫油水混合物溫度升高至100℃以上，由中部入口進入脫水塔2中，循環(huán)油由加熱換熱器1底部流出進入循環(huán)油系統(tǒng)；油水混合物由脫水塔2中部入口進入液體脫氣旋流分離圓柱段3中，油水混合物中氣態(tài)水從圓柱中心軸排氣管流至脫水塔2頂部，形成一次脫水；剩余油水混合物在液體旋流脫氣圓柱段3中產(chǎn)生持續(xù)旋流分離，使溶解在油中水蒸氣從圓柱中心軸排氣管流至脫水塔2頂部，形成二次脫水；旋流分離后油水混合物由液體旋流脫氣圓柱段3底部進入閃蒸傘4，使溶解在油中水蒸氣閃蒸至脫水塔2頂部，形成三次脫水；脫水后的油由閃蒸傘4與脫水塔2塔壁之間形成的環(huán)隙流道下沉至油相緩沖區(qū)，經(jīng)聚集后由混合油脫水塔底部流出；脫水塔2頂部流出的水（氣）進入一級或多級冷卻換熱器5與循環(huán)油冷卻介質(zhì)進行換熱，冷卻至液態(tài)，送入后續(xù)設備使用；脫水塔2底部流出的油經(jīng)泵輸送至后續(xù)方法設備，循環(huán)油由泵6底部流出進入循環(huán)油系統(tǒng)。

在本發(fā)明的第一方面，提供了一種高沸點高粘性油中去除混合水的方法，該方法包括：

高沸點高粘性油和水的混合物進入一級或多級換熱器與加熱介質(zhì)（循環(huán)油）進行換熱，使得油水混合物溫度升高至100℃以上，利用沸點差異將其中液態(tài)水轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，而沸點高于100℃的油仍為液態(tài)，但其粘性由于溫度升高而下降，換熱后的油水（氣）混合物由中部入口進入脫水塔；

脫水塔中部入口內(nèi)接液體脫氣旋流分離圓柱段，油水（氣）混合物由中部入口切向進入液體脫氣旋流分離圓柱段，加熱后的氣態(tài)水從圓柱中心軸排氣管流至脫水塔頂部，形成一次脫水；液態(tài)油由于粘性下降，可形成持續(xù)的旋流分離作用，進而造成中心軸的離心負壓區(qū)，利用氣體在不同壓力的液體中溶解度差異使得溶解在油中的水蒸氣向圓柱中心軸區(qū)域富集，從而進行對水蒸氣的二次脫水，分離出水（氣）也是從圓柱中心軸排氣管流至脫水塔頂部；離心負壓分離后的混合油噴入底部閃蒸傘，此時混合油的壓力瞬間降低，造成閃蒸效果，傘狀平面既有利于混合油流動，也能加速水蒸氣的閃蒸速度，水蒸氣由此進一步從混合油中被閃蒸而出，形成三次脫水；脫水后的油由閃蒸傘與混合油脫水塔壁之間形成的環(huán)隙流道下沉至油相緩沖區(qū)，經(jīng)聚集后由混合油脫水塔底部流出；

混合油脫水塔頂部流出的水（氣）進入一級或多級換熱器與冷卻介質(zhì)（循環(huán)油）進行換熱，冷卻至液態(tài)，送入后續(xù)設備使用；混合油脫水塔底部流出的油經(jīng)泵輸送至后續(xù)方法設備。

在本發(fā)明中，混合油脫水塔操作壓降為1～5kpa。

在本發(fā)明中，液體脫氣旋流分離圓柱段進行串聯(lián)或并聯(lián)，可提高油中去除混合水效果，提高處理量。

在本發(fā)明中，油相緩沖區(qū)含有離子型表面活性物質(zhì)，可以降低溶液的表面張力，使油相易富集。

在本發(fā)明的第二方面，提供了一種高沸點高粘性油中去除混合水的裝置，該裝置包括：

加熱換熱器，利用加熱介質(zhì)將油水混合物中液態(tài)水加熱至氣態(tài)；

與加熱換熱器連接的脫水塔，包括：液體旋流脫氣圓柱段，用于分離油水（氣）混合物中氣相和液相；與液體旋流脫氣圓柱段連接的閃蒸傘，用于將油水（氣）混合物中少量氣態(tài)水分離；油相緩沖區(qū)，用于聚集油相；

與脫水塔連接的冷卻換熱器，利用冷卻介質(zhì)將氣態(tài)水冷卻至液態(tài)；

本發(fā)明方法和裝置的優(yōu)點在于：

該方法包含三次脫水過程，脫水效率達99%以上，脫水徹底；液體旋流

脫氣圓柱段可串、并聯(lián)，有效提高油水混合物脫水效果，增加處理量；換熱器中循環(huán)油可長期使用，換熱器可為立式或臥式、一級或多級；該方法特別適用于高沸點高粘性油中去除混合水過程；該設備具有易集成、操作簡單、占地面積小、脫水效率高、便于后期維修更換等優(yōu)點，可廣泛應用于石油化工等領域。

以上所述內(nèi)容僅為本發(fā)明構(gòu)思下的基本說明，而依據(jù)本發(fā)明的技術方案所作的任何等效變換，均應屬于本發(fā)明的保護范圍。 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進一步說明，實施例并不限制本發(fā)明的范圍。

實施例

河南某一新建30萬噸/年煤焦油加氫項目混合油脫水塔按照本發(fā)明方法和裝置進行。

具體方法流程如圖1、圖2所示，主要操作條件及介質(zhì)特性如下所示：

工況一：脫水塔進料為蒽油與洗油的混合油品，其中蒽油：洗油=2:1。進料量為9.375t/h，進料溫度為185℃，壓力0.3MPa。

工況二：脫水塔進料為蒽油、洗油及中段油的混合油品，其中蒽油6.25t/h，洗油3.125t/h，中段油9.375t/h，進料溫度為185℃，壓力0.3MPa。

技術效果：

由于采用本發(fā)明方法及裝置，混合油脫水塔操作彈性為50%~125%，設計使用壽命15年，連續(xù)運行周期超過4年。正常運行時，入口水含量不大于10000ppm時，出口水含量不大于100ppm?；旌嫌兔撍倪M出口壓降保證值為：操作負荷為100%時壓力降不大于0.05MPa，負荷為125%時壓力降不大于0.1MPa。和其他方法及裝置相比，本發(fā)明的方法及裝置簡化了系統(tǒng)，節(jié)省了成本，能產(chǎn)生極大的經(jīng)濟效益。

以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。 對所公開的實施例的上述說明，使本領域?qū)I(yè)技術人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。