[实用新型]基于介电泳破乳机理的新型原油电脱水、脱盐设备

说明书

技术领域

本实用新型属于石油化工原油电脱水、脱盐技术领域，涉及一种基于介电泳破乳机理的新型原油电脱水、脱盐的设备，适用于炼油厂原油乳化液中分散相小水颗粒的聚结长大及其脱水、脱盐，也可用于油气田开发工程中对井口原油进行脱水、脱盐处理，甚至可以用于W/O型乳化液液膜分离技术等场合。

背景技术

原油在炼油厂进蒸馏装置前需要进行脱水、脱盐处理而使其含水率降低为0.1％～0.2％，并使盐的质量浓度小于5mg/L。原油中的盐类主要以碱金属和碱土金属盐的形式存在，且大部分都溶于原油所含的水中，而水与油形成了稳定的油包水(W/O)型乳状液。因此，原油脱盐关键在于脱水，脱水关键在于破乳，脱盐和脱水可以同步进行。原油脱水(脱盐)的方法有静电聚结法、沉降法、过滤法、膜分离法、微波辐射法、声化学法等，但真正在炼油厂生产流程中得到广泛应用者首推静电聚结法，相应的设备有电脱水器和电脱盐器两大类。目前典型的电脱水(脱盐)器大都是卧式罐结构，电场由电极板外加高电压形成。外加电压有直流、交流、交直流3种类型，其中交流电压应用最为广泛。

交流电场作用下的静电聚结破乳机理主要有电泳聚结、偶极聚结和介电泳聚结。电泳聚结是指带有极性电荷的单个水颗粒在向相反极性电极移动过程中，受到周围连续油相的阻力而被拉长变形，从而削弱油水界面膜的强度，最终导致水颗粒之间发生碰撞聚结，主要适用于DC电场。

对于不带极性电荷的中性水颗粒而言，会受电场感应影响而形成诱导偶极子，每个诱导偶极子两端带等量的异性电荷，当两个诱导偶极子非常靠近时，若其相邻端带相反电荷，就会相互吸引而发生偶极聚结；若作用在诱导偶极子两端的电场强度不相等，就会产生一个朝着强电场梯度区域的净作用力，亦即水颗粒有向电场强度最大位置处移动的趋势，在此过程中发生碰撞聚结，这种现象称为介电泳聚结。显然，在常规高压AC电场中以偶极聚结为主，而在非均匀AC电场中则产生介电泳聚结。

迄今为止的商业电脱水(脱盐)器都围绕电泳聚结和偶极聚结破乳机理进行设计，如美国专利US 4804453公开的多电场原油乳化液处理用电脱水器和中国专利ZL 02203973.2(授权公告号CN 2518865Y)公开的竖挂电极原油电脱水器，其电极结构均为平面板状，旋加高压后产生均匀电场。很多人都认为介电泳聚结在静电聚结作用中的贡献小于电泳聚结，未能对其给予足够重视。然而应该强调指出的是，偶极聚结实际上是介电泳聚结的一种具体表现形式，因为当两个诱导偶极子非常接近时，可以认为每个偶极子都努力到达二者间电场强度最大的位置。而在分散相水颗粒不可能受电极影响而带电时，例如当采用AC电场或绝缘电极时，介电泳现象对静电聚结作用具有重要价值。

鉴于上述原因，有必要发明新型的原油电脱水(脱盐)设备，以充分利用介电泳聚结机理，大幅度提高原油乳化液的电脱水(脱盐)效率。

发明内容

根据背景技术所述，本实用新型的目的在于提供一种基于介电泳破乳机理的新型原油电脱水、脱盐设备，主要包括入口组件(18)、罐体(17)和电极组件(14)，其中：入口组件(18)由原油入口(1)、新鲜水入口(3)、流量计(4)、静态混合器(6)及阀门(2)、(5)组成；罐体(17)上设置有连接入口组件(18)的入口管(7)、分布器(8)、出水管(9)、出水口(10)，在罐体(17)的背部设置出油口(13)；高压绝缘导线(15)采用开孔接管的方式穿过罐体(17)，将高压防爆变压器(16)与电极组件(14)相连接。

所述的分布器(8)为一开有圆孔或方孔的钢板。

所述的电极组件(14)采用竖直悬挂的波纹板状电极，或采用波纹板状电极与平面板状电极交替组合竖直排列的型式，两相邻电极的波峰与波谷分别一一对应，电极表面覆盖致密绝缘层。

由于采用上述技术方案，本实用新型具有以下优点和效果：

1、本实用新型能适应不同含水率原油乳化液的脱水、脱盐要求，且脱水、脱盐效果较好；

2、本实用新型波纹板状电极结构对小水颗粒的聚结效果较好，能显著减少后续重力沉降所需的时间；

3、本实用新型电脱水、脱盐装置的出入口能形成均匀的流动速度场，减少原油乳化液对电极板的冲刷，从而延长电极板的使用寿命；

4、本实用新型基于介电泳现象的破乳机理可以大幅度减少化学破乳剂的用量，降低总体运行成本，进而提高炼油厂的经济效益；

5、本实用新型除可用于炼油厂之外，也可用于油气田开发工程中对井口原油进行脱水、脱盐处理，甚至可以用于W/O型乳化液液膜分离技术等场合。

附图说明

图1为本实用新型结构总体示意图