原油脱水处理
❶ 我想开个原油脱水加工厂,请问一下原油脱水工艺需要哪些流程,详细一点。谢谢
原油脱水
所有的油田都要经历含水开发期的,特别是采油速度大和采取注水强化开发的油田,无水采油期一般都较短,油井见水早,原油含水率增长快。原油含水不仅增加了储存、输送、炼制过程中设备的负荷。而且增加了升温时的燃料消耗,甚至因为水中含盐等而引起设备和管道的结垢或腐蚀。因此,原油含水有百害无一利。但水在油田开发过程中,几乎是原油的“永远伴生者”,尤其是在油田开发的中后期,油井不采水,也就没有了油。所以原油脱水就成为油田开发过程中一个不可缺少的环节,一直受到人们的重视。
多年的反复实践,现在研究成功的多种原油脱水工艺技术有:
沉降分离脱水。这是利用水重油轻的原理,在原油通过一个特定的装置时,使水下沉,油、水分开。这也是所有原油脱水的基本过程。
化学破乳脱水。即利用化学药剂,使乳化状态的油水实行分离。化学破乳是原油脱水中普遍采用的一种破乳手段。
电破乳脱水。用于电破乳的高强度电场,有交流电,直流电、交一直流电和脉冲供电等数种。其基本原理是通过电离子的作用,促使油、水离子的分离。
润湿聚结破乳。在原油脱水和原油稳定过程中,加热有利于原油粘度的降低和提高轻质组份的挥发程度。这也就促使了油水分离。
原油脱水甚费能源,为了充分利用能源,原油脱水装置与原油稳定装置一般都放在一起。为了节约能源,降低油气挥发损耗,通过原油稳定回收轻质烃类,油田原油脱水工艺流程已趋向于“无罐密闭化”。无罐流程的显著特点就是密闭程度高,油气无挥发损耗。在流程密闭过程中,原油脱水工艺流程的密闭是一个关键环节,因为它的运行温度较高,停留时间又长,油气容易挥发损耗。据测定,若采用不密闭流程,脱水环节的油气损耗约占总损耗的50%。
原油脱水设备则是脱水技术的体现,它在原油脱水过程中占有重要地位。一项脱水设备结构的合理与否,直接关系到脱水的效果、效率和原油的质量,以及生产运行成本,进而影响原油脱水生产的总经济效益。因此,人们结合油气集输与处理工艺流程逐渐走向“无罐化”,即不再使用储罐式沉降分离设备,而较普遍地采用了耐压沉降分离设备,研制了先进的大型的脱水耐压容器。电脱水器是至今效率最高,处理能力最强,依靠电场的作用对原油进行脱水的先进设备。电脱水器的形式有好多种,如:管道式、储罐式、立式园筒形、球形等。随着石油工业的发展,经过不断地实践与总结,趋向于大批采用卧式园筒形电脱水器。它的处理规模与生产质量均已达到较高水平,每台设备每小时的处理能力就能达到设备容积的好几倍,净化油含水率可降到0.03%以下。为了加快油田建设速度,提高脱水设备的施工予制化程度,将卧式电脱水器、油气分离器、火筒加热炉、沉降脱水器等四种设备有机的组合为一体,这种四合一设备,不仅结构紧05467771221
凑,而且节约了大量的管线、阀门、动力设备,特别是油田规模多变的情况下,这种合一设备可以根据生产规模的需要增加或减少设置台数,所以说它具有较大的机动灵活性。
❷ 原油脱水的介绍
crude oil dewatering 原油在井下直接与水接触,井口采出的原油伴有大量的水。一般在油田从原油中脱水,并专将脱出的水回注井下的属过程称为原油脱水。 脱水时往含水原油中加入破乳剂,使油水易于沉降分离。为确保原油含水量达到指标,在最后的沉降罐内安装高压电极,使油水在电场下分离。外输原油的含水量要求不大于0.5%。
❸ 原油处理过程中的脱水是指
在联合站进行原油处理过程中,把油中的水除去是一个重要的环节,处理后原油中含水量越少越好。那“脱水”是采用什么方法呢?
一种是物理方法,即自然沉降脱水。因为含水原油中的水大部分以游离状态存在(称为游离水),由于水的密度比油大,可以采用加热沉降的方法,在沉降罐里,水在重力的作用下自然沉在罐的底部,而油浮在它的上面,这样就使它们分离了。原油经过油、水两相分离器或油、水、气三相分离器时,都是同样的“脱水”原理。
另一种是化学方法,即加“药”。除了游离水,其他部分的水在原油中呈乳化状态存在,称为乳化水、原油乳状液。世界各油田除了开采的高含水期外,所遇到的原油乳状液绝大多数属于油包水型乳状液,其内部水滴的直径很微小,在普通显微镜下才能观察到内部水滴的存在。乳化水不能用一般的沉降法达到油水分离,它需要先破坏乳化液和油水界面的面膜,使微小的水滴“破乳”而出,无数均匀分散的水颗粒合并成大水滴,然后进行油水分离。要实现这些“破乳”,就要在原油处理过程中加“药”——破乳剂,很像一个人吃药,要定时、定量,由自动化控制系统发出指令,在什么时间加多少量,用计量泵来进行精确的加“药”。目前国内外破乳剂产品达到1000多种,但是每个油田要根据原油乳状液的具体情况,用理论指导加实验的方法来“筛选”效果最理想的破乳剂。
自1993年克拉玛依彩南沙漠油田开始,由于破乳剂效能的提高和处理设备的发展,不论稠油和稀油,均采用了热化学脱水工艺流程:原油被泵增压输送到加热炉加热升温,使一定量的破乳剂和乳状液充分混合,在一定温度下,破乳剂具有充分的破乳时间,破坏乳化状态,使油水分离,再利用油水的密度差,在沉降脱水罐中,经过一定的沉降时间,形成稳定的油水界面,实现了高效的脱水。此流程的特点是设备简单,故障率低,脱出的原油含水量低,水中含油量少。
❹ 原油脱水的设备
原油脱水设备则是脱水技术的体现,它在原油脱水过程中占有重要地位。一项脱水设回备结构的合理与否,答直接关系到脱水的效果、效率和原油的质量,以及生产运行成本,进而影响原油脱水生产的总经济效益。因此,人们结合油气集输与处理工艺流程逐渐走向“无罐化”,即不再使用储罐式沉降分离设备,而较普遍地采用了耐压沉降分离设备,研制了先进的大型的脱水耐压容器。电脱水器是至今效率最高,处理能力最强,依靠电场的作用对原油进行脱水的先进设备。电脱水器的形式有好多种,如:管道式、储罐式、立式园筒形、球形等。随着石油工业的发展,经过不断地实践与总结,趋向于大批采用卧式园筒形电脱水器,它的处理规模与生产质量均已达到较高水平,每台设备每小时的处理能力就能达到设备容积的好几倍,净化油含水率可降到0.03%以下。为了加快油田建设速度,提高脱水设备的施工予制化程度,将卧式电脱水器、油气分离器、火筒加热炉、沉降脱水器等四种设备有机的组合为一体,这种四合一设备,不仅结构紧凑,而且节约了大量的管线、阀门、动力设备,特别是油田规模多变的情况下,这种合一设备可以根据生产规模的需要增加或减少设置台数,所以说它具有较大的机动灵活性。
❺ 目前常用的原油脱水方法有哪几种
原油脱水常用方法及原理:
在油田开采初期,原油中的水主要以W/O型乳状液存在,随着油田的进一步开采,我国大部分油田已经进入高含水期,油井采出液也由原来的以(W/O)型乳状液为主变为以水包油(O/W)型乳状液为主。因此,关于脱水方法的研究,也从针对W/O型乳状液的破乳问题逐渐过渡到O/W型乳状液破乳问题的研究。我们主要讨论W/O型乳状液的破乳方法及破乳剂,也适当介绍O/W型乳状液破乳问题。
破乳过程通常分为三步:凝聚(Coagulation),聚结(Coalescene)和沉降(Sedimentation)。这一过程,即水珠在相互碰撞接触中合并增大,自原油中沉降分离出来。在第一步凝聚(或絮凝)过程中,分散相的液珠聚集成团,但各液珠仍然存在。这些珠团常常是可逆的,按自分层观点,这些珠团像一个液滴,倘若珠团与介质间的密度差是足够大的,则此过程能使分层加速。若乳状液是足够浓的,它的粘度就显著增加。第二步—聚结,在这一过程中,这些珠团合并成一个大滴。这一过程是不可逆的,导致液珠数目减少和最后原油乳状液的完全破坏。由此看出,聚结是脱水过程的关键,聚结和沉降分离构成了原油的脱水过程。
在由凝聚所产生的聚集体中,乳状液的液珠之间可以有相当的距离,光学技术已经证明,这种间距的数量级要大于100Å,虽然厚度随着电解质浓度增加而降低,但是间距降低并不像双电层理论所预示的那样快,这表明除静电斥力和范德华引力外,还有别的力在起作用。
研究人员根据聚结速度得出结论:即使在浓乳状液中,其液珠被100Å或更大厚度的连续膜所隔开,液膜的厚度仍取决于水相的组分,而不取决于水量。
多年来,国内外已研究了多种原油脱水技术,满足各种原油不同含水程度的脱水要求。
1、沉降分离
沉降分离是原油乳状液脱水最基础的过程。沉降分离的依据是:原油与水不互溶,密度有差异,且有时是不稳定的乳状液,甚至是经过电法和化学方法处理过的。
Stocks定律深刻地描述了沉降分离的基本规律,该定律的数学表达式为:
由上式可以看出,沉降速度与原油中水珠半径的平方成正比、与水油密度差成正比、与原油的粘度成反比。然而,从乳状液理论的角度加以分析,不难看出该公式并未包含原油乳状液稳定性的概念,也没有体现出乳化剂的严重影响。因此,根据这一公式计算出的水滴沉降速度,必然大于实际沉降速度。相反,对于破乳后的水珠而言,由于沉降过程中会出现水珠相互碰撞聚结增大的现象,计算结果很可能会远远小于实际沉降速度。因此,定性地利用该公式作原油脱水难易程度的衡量是可以的,定量地直接计算脱水效果则会带来较大的误差。
为了提高油水分离速度,人们以该公式为指导,发现和创造了一系列有效的方法和措施。
(1)增大水珠粒径的方法
①添加化学破乳剂,降低乳状液的稳定性,以进一步实现破乳;
②采用高压电场处理W/O型乳状液;利用电磁场对乳状液进行交变振荡破乳;
③利用亲水憎油固体材料使乳状液的水珠在其表面润湿聚结。
(2)增大水、油密度差的方法
①向原油乳状液中掺入轻质油,降低原油的密度;
②选择合适温度,使油水密度向着有利于增大密度差的方向变化;
③在油气分离过程中降低压力,使原油中少量的气泡膨胀,密度降低;向水中添加无毒无害物质,加大水相密度。
(3)降低原油粘度的方法
①掺入低粘轻质油稀释原油;
②加热以降低原油乳状液的粘度。
(4)提高油水分离速度的方法
采用离心机进行离心分离。
2、电脱水法
电脱水法的基本原理是利用水是导体,油是绝缘体这一物理特性,将W/O型原油乳状液置于电场中,乳状液中的水滴在电场作用下发生变形、聚结而形成大水滴从油中分离出来。
用于电破乳的高强度电场有交流电、直流电、交–直流电和脉冲供电等数种。在交流电场中,乳状液中的水珠发生振荡聚结和偶极聚结;在直流电场中,除发生偶极聚结外,电泳聚结起主导作用;在交–直流二重电场中,上述数种聚结都存在;脉冲供电是电极间断送电,除促使振荡聚结和偶极聚结外,目的在于避免电场中电流的大幅度增长,可平稳操作和节约电能,
2.1偶极聚结
置于电场中的W/O型乳状液的水珠,由于电场的诱导而产生偶极极化,正负电荷分别处于水珠的两端,如图7–7所示。因为置于电场中的所有水珠,都受到此种诱导而发生偶极极化,相邻两个水珠的靠近一端,恰好成为异性,相互吸引,其结果使两个水珠合并为一体。由于外加电场是连续的,这种过程的发生呈“链锁反应”。当水珠颗粒增大到其重力足以克服乳状液的稳定性时,水珠即自原油中沉降分离出来。
2.2振荡聚结
交变电场对W/O型乳状液水珠的另一个作用是引导其作周期性的振荡,其结果是水珠由球形被拉长为椭球形,界面膜增大变薄,乳化稳定性降低,振荡时相邻水珠相碰,合并增大自原油中沉降分离出来。
由室内透明电脱水器中看到的现象是:在电场的作用下,水珠都处于极其活泼的跳跃状态,且一个个成为菱形,然后合并成大滴沉降至脱水器的底部。另外,交变的磁场振荡也有破乳脱水作用。
2.3电泳聚结
乳状液的液珠一般都带有电荷,在直流电场的作用下,会发生电泳。在电泳过程中,一部分颗粒大的水珠会因带电多而速度快,速度的大小不等会使大小不同的水珠发生相对运动,碰撞、合并增大,当增大到一定程度后即从原油中沉降分出。其他未发生碰撞或碰撞、合并后还不够大的水珠,会一直电泳到相反符号的电极表面,在电极表面相互聚集(接触而未合并)或聚结在一起,然后从原油中分出。乳状液在直流电场中的这种电泳过程,会使水珠聚结,所以又称其为“电泳聚结”。
由于在直流电场中所有大大小小的水珠都会发生电泳,或迟或早都会到达电极表面,而交流电作用于乳状液时,大水珠会优先脱出,剩余的小水珠往往失去合并对象,无法聚结增大,结果很难脱出,所以直流电脱水的净化油质量一般比交流电脱水的质量好。
在某些场合,微小水珠是带着乳化膜在电极表面聚集的,而膜本身又是原油的一部分,所以直流电脱水得到的污水含油量比交流电脱水得到的污水含油量大得多。
3、润湿聚结脱水法
润湿聚结脱水法又称聚结床脱水法,这是一种在热化学沉降脱水法基础上发展起来的脱水方法,即在加热、投入破乳剂的同时,使乳状液从一种强亲水物质(如脱脂木材、陶瓷、特制金属环、玻璃球等)的缝隙间流过。当乳状液(W/O)中的水滴与这种强亲水物质碰撞时,水滴极易将这些物质润湿,并吸附在其表面,水滴相互聚结,由小水滴聚结成大水滴(也叫粗粒化),最后沉降脱离出来,要实现润湿聚结以达到两相分层的目的,选择合适的润湿介质是关键。
显然,润湿聚结法脱水仅对稳定性差的W/O型乳状液的水珠或游离水起作用。应用必
须先向乳状液中添加化学破乳剂,且多用于把高含水原油处理为低含水原油的过程中。国内辽河油田使用此法将原油含水从25%降为12%(体积分数据报道,国外油田采用特殊材质制成板,倾斜排列在脱水器中。这种板材对水滴有极强的吸附作用,当乳状液流经板的夹缝时,水滴聚结在板的表面上,不断泻流下去,效果极佳,可代替电脱水。经过一次聚结床脱水后,原油含水指标可达合格。
同样道理,当采用亲油憎水型固体材料处理O/W型乳状液时,水中的油珠也会通过固体材料表面合并入油膜,使油膜增厚,向上漂浮,成乳滴,脱落,成为大滴,自固体材料上层漂浮到油相(层),达列油水分离的目的。
4、化学破乳法
化学破乳是原油乳状液脱水中普遍采用的一种破乳手段。它是向原油乳状液中添加化学助剂,破坏其乳化状态,使油、水分离成层。这类化学助剂称为破乳剂,一般是表面活性剂或含有两亲结构的超高分子表面活性剂。
在油田,原油脱水工艺主要使用电化学法和热化学法。电化学法用少量破乳剂在高压电场中进行脱水,其特点是速度快、效果好;热化学法需要选择使用高效破乳剂。当然,选用哪种方法适宜,取决于经济核算。一般说来,用化学法处理容易脱水的原油乳状液,用电场处理不很稳定的乳状液,用电化学法处理顽固的乳状液。
❻ 原油是如何进行脱水的
我们知道开采出来的原油都含有水,只是含水量有所不同。为什么原油里会有水呢?
大家都知道,石油是从地下可渗透的岩石中采出来的,这些岩石中除了含有原油和天然气外,还经常含有大量的水。可以说,石油和油层水是一对孪生兄弟。由于水的流动性比石油好,当原油和天然气通过油井采出时,势必将部分水携带上来。另外,随着原油和天然气的采出,地层压力逐渐降低。为了保持油层压力,实现油田长期高产稳产,广泛采用地层注水的开发方式,以此提高油田的采收率。因此,在油田开发初期,原油中含水相对较低,随着注水方案的实施,大量的水被注入地下,开采出的原油含水会不断上升,油水比可达1∶9以上。再者,对部分原油黏度较高的油井有时采用井下掺热水或掺活性水的开采方法。当井的产出物到达地面时,为了降低原油的黏度,便于原油的输送,有时又采用地面掺水的集油方法。因此,集输到处理站中的原油常含有大量的水。
原油含水不仅增加了储存、输送、炼制过程中设备的负荷,而且增加了升温时的燃料消耗,甚至因为水中溶解盐等而引起设备和管道的结垢或腐蚀。因此,原油含水有百害而无一利,必须将水从原油中分离出来才能将原油加工成人们所需要的最终产品。那么,原油里的水是怎样分离出来的呢?
水在原油中以游离水和乳化水形式存在,游离水一般通过沉降分离就可以脱出;乳化水分离难度相对较大,所以原油脱水工艺主要指脱出乳化水。经过多年的反复实践,现在已研究成功多种原油脱水的工艺技术。
沉降分离脱水就是利用水重油轻的性质,在原油通过特定的装置时进行沉降,使水下沉而将油、水分开。这也是所有原油脱水的基本过程。化学破乳脱水是利用化学药剂破坏乳化状态的油水界面膜,然后,进行油水分离。化学破乳是原油脱水中最普遍采用的一种破乳手段,常用的破乳剂有SP169等。电脱水就是使含水在30%左右的油水混合物流经高强度的交流或直流电场,由于原油中的水含有大量的矿物质,属于电解质,通过电场时水滴受到电场力的作用,削弱水滴界面膜的强度,促进水滴的碰撞聚结和沉降,加速油、水的分离。这种方法适用于多种性质的原油。离心力脱水是利用油水密度差,以离心力代替重力沉降,以提高油水的分离速度和分离效果,从而达到油水快速分离。对于相对密度大于0.9以上的原油效果较差。
原油密闭脱水装置每种方法都有各自的特点和适用条件。选用什么方法应根据油水性质、含水率、天然乳化剂类型、乳状液分散度和稳定性等进行试验后选择。在油田生产实践中,经常是综合应用上述几种方法进行脱水,如电化学脱水、热化学沉降脱水等。
原油脱水设备则是脱水技术的体现,脱水设备结构的合理与否直接关系到脱水的效果、效率、商品原油的质量以及生产运行成本。常用脱水设备有沉降罐、热化学脱水器、电化学脱水器、旋流脱水器等。
❼ 原油的脱水的原理
原油的脱盐、脱水
又称预处理。从油田送往炼油厂的原油往往含盐(主要是内氯化物)、带水(溶容于油或呈乳化状态),可导致设备的腐蚀,在设备内壁结垢和影响成品油的组成,需在加工前脱除。常用的办法是加破乳剂和水,使油中的水集聚,并从油中分出,而盐份溶于水中,再加以高压电场配合,使形成的较大水滴顺利除去。
❽ 原油脱水的原理
从井中采出的原抄油一般都含有一袭定数量的水,而原油含水多了会给储运造成浪费,增加设备,多耗能;原油中的水多数含有盐类,加速了设备、容器和管线的腐蚀;在石油炼制过程中,水和原油一起被加热时,水会急速汽化膨胀,压力上升,影响炼厂正常操作和产品质量,甚至会发生爆炸。因此外输原油前,需进行脱水,使含水量要求不超过0.5%。
所有的油田都要经历含水开发期,特别是采油速度大和采取注水强化开发的油田,无水采油期一般都较短,油井见水早,原油含水率增长快。原油含水不仅增加了储存、输送、炼制过程中设备的负荷,而且增加了升温时的燃料消耗,甚至因为水中含盐等而引起设备和管道的结垢或腐蚀。因此,原油含水有百害无一利。但水在油田开发过程中,几乎是原油的“永远伴生者”,尤其是在油田开发的中后期,油井不采水,也就没有了油。所以原油脱水就成为油田开发过程中一个不可缺少的环节,一直受到人们的重视。
❾ 原油的脱水处理方法原油的脱水处理方法有哪些
沉降、过滤、化学试剂、电脱、离心等