[发明专利]管式连续静电聚结器及油水分离方法

说明书

本发明是涉及一种管式连续静电聚结器，依次由进料泵、原油进口管道、电场区、流动区和净化油出口管道连接而成；其中，电场区和流动区由金属固定板分隔开来，交替排列；所述在电场区内，每一个金属固定板上焊接数个电极板或电极棒，并与相对金属固定板上的电极板或电极棒形成对插；金属固定板通过法兰与静电聚结器的壳体密封连接。进料泵将原油由进料管道注入静电聚结器后，原油通过金属电极板上的圆孔或孔槽进入电场区并在电极板间流动；此时，乳化水受到电场力的作用而发生聚结沉降，从而实现油水分离。本发明的管式连续处理器，体积小，可以实现对原油的大型化、连续化的处理。

技术领域

本发明管式连续静电聚结器(又称电脱水器)是综合考虑了传统电脱水器的不足和应用局限性设计而成的一种新型装置。这种新型的管式连续静电聚结器是将电场与管道耦合起来，从而解决石油、化工等领域普遍存在的油包水乳状液的问题，试图快速、高效、可控地实现油水分离。

背景技术

在石油开采的过程中往往需要向油井中注水，而原油含水给油田生产、输送和油库储存原油带来了一定的困难，因此原油脱水成为石油生产过程中一个不可或缺的重要环节之一。油与水原本不互溶，二者存在清晰的相界面，但随着油田开发的深入，目前已经进入高含水开采阶段，而且为了提高采油率，通常还需要加入某类表面活性剂亦或是纳米固体颗粒，即所谓的三次采油技术。虽然此举可以大大提高油的收率，但添加大量驱油剂以及油中本身存在的一些杂质都是天然的高性能的乳化剂，使得油、水、乳化剂三者共聚一体，这种乳状液的存在状态变得更加复杂、稳定，且油品的绝缘性能变差，导致电脱水器电极板间易产生短路的现象。常规脱水装置的脱水率已经很难达到工业要求，这也就意味着需要一种更先进的技术手段来实现破乳。

原油中的水以三种形式存在，溶解水、悬浮水和乳化水，对于不同形式的水可以选择不同的设备除去。溶解水和悬浮水可以通过重力沉降和加热沉降的方法较容易地去除。而乳化液所具有的稳定性严重的影响着原油和水的自然分离。因此，乳化水必须要采用特殊的工艺才可去除。

原油与水处于不绝对稳定的乳化状态。近年来，人们针对“油包水”型乳化液的破乳问题进行了大量的研究。概括起来主要有物理法和化学法两种，物理法是在化学辅助破乳的基础上提出的通过离心、电场、磁场、声场、膜分离等给乳状液提供外力和能量，使其分散相液滴的界面膜破坏而重新聚合成较大液滴进而在重力作用下促成其沉降分离。真正在生产工艺上得到广泛的是电脱水法。水颗粒在电场中的受力情况如下图2所示。电脱水的基本原理是原油乳状液中的水滴在电场力的作用下以三种不同方式发生聚结：偶极聚结、振荡聚结和电泳聚结。油水乳状液的性质、电场参数、流动参数、温度、压力以及脱水器等都会影响到液滴的聚结。