原油加熱脫水裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種原油加熱脫水裝置，屬于含水原油脫水處理設(shè)備領(lǐng)域，為解決現(xiàn)有裝置分離效率低等問題而設(shè)計(jì)。本實(shí)用新型原油加熱脫水裝置包括罐體以及在罐體內(nèi)依次連接的加熱單元、整流破乳單元、分離單元和集油單元；其中，加熱單元用于對(duì)原油初步氣液分離并加熱；整流破乳單元利用電場(chǎng)將加熱后的處于油水乳化液狀態(tài)的原油破乳；分離單元用于將破乳后液體中的原油和水進(jìn)行分離；集油單元用于取出脫水后的原油。本實(shí)用新型原油加熱脫水裝置提高了油水分離效率，占地面積小，投資少，適用范圍廣。
【專利說明】原油加熱脫水裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種石化行業(yè)中的含水原油脫水處理設(shè)備，尤其涉及一種原油加熱脫水裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在原油的生產(chǎn)過程中需要進(jìn)行脫水處理?，F(xiàn)用的由沉降罐、水套爐、三相分離器、電脫水器等設(shè)備組成脫水處理系統(tǒng)工藝流程復(fù)雜，造價(jià)高，能耗大，效率低。
[0003]現(xiàn)有的整體式加熱分離裝置中，多是利用重力分離，其中個(gè)別裝置使用了化學(xué)破乳。這些裝置的分離速度有限，生產(chǎn)效率低，原油的脫水效果差。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的一個(gè)目的是提出一種分離效率高、處理效果好的原油加熱脫水裝置。
[0005]本實(shí)用新型的另一個(gè)目的是提出一種占地面積少、投資小的原油加熱脫水裝置。
[0006]為達(dá)此目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0007]—種原油加熱脫水裝置，所述裝置包括罐體以及在所述罐體內(nèi)依次連接的加熱單元、整流破乳單元、分離單元和集油單元；其中，加熱單元用于對(duì)原油初步氣液分離并加熱；整流破乳單元利用電場(chǎng)將加熱后的處于油水乳化液狀態(tài)的原油破乳；分離單元用于將破乳后液體中的原油和水進(jìn)行分離；集油單元用于取出脫水后的原油。
[0008]特別是，所述加熱單元至少包括旋流器、液體分布器、加熱組件、以及集砂斗；其中，旋流器利用旋流來改變?cè)偷牧鲃?dòng)方向，實(shí)現(xiàn)初步氣液分離；其入口端位于所述罐體夕卜，其出口端位于所述罐體內(nèi)且連接所述液體分布器；液體分布器用于將從所述旋流器出口端流出的液體均勻地分布在所述加熱單元段的罐體中；加熱組件用于加熱處于所述加熱單元段的罐體中液體原油；集砂斗用于將原油中沉淀出的固體顆粒物排出所述罐體。
[0009]進(jìn)一步，所述加熱組件至少包括主體設(shè)置在所述罐體內(nèi)的火筒和設(shè)置在所述火筒的端頭的燃燒器，所述燃燒器位于所述罐體外；位于所述加熱單元罐體中的所述火筒的主體至少形成一組換熱管。
[0010]特別是，所述整流破乳單元至少包括整流管；所述整流管腔體內(nèi)絕緣懸掛有電極，所述電極連接至電源；當(dāng)所述電極通電、所述整流管的管壁接地，所述整流管形成內(nèi)電場(chǎng)。
[0011]特別是，所述分離單元至少包括組合電極、集砂斗、氣體出口和水出口，其中，組合電極連接電源、并在所述分離單元的罐體內(nèi)形成靜電場(chǎng)；所述電源為脈沖、交流或直流；集砂斗用于將原油中沉淀出的固體顆粒物排出所述罐體；氣體出口用于將從原油中分離出來的氣體排出所述罐體；水出口用于將從原油中分離出來的水排出所述罐體。
[0012]進(jìn)一步，所述組合電極包括長(zhǎng)度不同的多個(gè)電極，所述多個(gè)電極的上端分別固定在兩根電極梁上的不同位置；所述組合電極分別通過兩根所述電極梁連接至電源；或所述組合電極為平行于所述罐體軸向的多層水平電極板；或所述組合電極為與罐體同軸或不同軸的環(huán)形電極板。
[0013]特別是，所述氣體出口的進(jìn)氣端連接有捕霧器。
[0014]特別是，在所述罐體內(nèi)的底部設(shè)置有沖砂管，所述沖砂管能將沉積在所述罐體底部的固體顆粒物沖至集砂斗。
[0015]特別是，所述集油單元至少包括設(shè)置在所述罐體上的原油出口。
[0016]本實(shí)用新型原油加熱脫水裝置內(nèi)設(shè)置有整流破乳單元，改變了原油的流動(dòng)狀態(tài)，利用靜電破乳提高了裝置的油水分離效率及處理能力；在分離單元加電場(chǎng)提高了油水分離速度，降低了原油含水率，提高了處理能力和效率；加熱系統(tǒng)采用換熱管或超導(dǎo)介質(zhì)熱管，傳熱面積大，熱效率高；采用旋流器提高了氣液的分離效率，有效利用了裝置的全部空間。本實(shí)用新型原油加熱脫水裝置結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，投資少；可以使處理后的原油含水量小于0.5%，含鹽量小于50mg/L，經(jīng)過簡(jiǎn)單的工藝即可得到合格的商品原油。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例一中原油加熱脫水裝置結(jié)構(gòu)示意圖之一；
[0018]圖2是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例一中原油加熱脫水裝置結(jié)構(gòu)示意圖之二 ；
[0019]圖3是圖2所示裝置的俯視圖；
[0020]圖4是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例一中加熱單元的橫向剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖5是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例一中整流破乳單元的橫向剖視圖；
[0022]圖6是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例一中原油出口的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖中標(biāo)記為:
[0024]1-1、加熱單元；1_2、整流破乳單元；1_3、分離單元；1_4、集油單元；1、罐體；2、旋流器；3、換熱管；4、電極；5、整流管；6、高壓電引入口 ；7、界位計(jì)；8、電極梁；9、高壓電引入口 ；10、組合電極；11、氣體出口 ；12、原油出口 ；13、沖砂管；14、沖砂水進(jìn)口 ；15、集砂斗；16、液體分布器；17、火筒；18、燃燒器；19、煙囪；20、絕緣吊掛；21、水出口 ；22、原油分布板。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖并通過【具體實(shí)施方式】來進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。
[0026]優(yōu)選實(shí)施例一:
[0027]本優(yōu)選實(shí)施例提供一種原油加熱脫水裝置。如圖1所示，裝置包括罐體I以及在罐體I內(nèi)依次連接的加熱單元1-1、整流破乳單元1-2、分離單元1-3和集油單元1-4。其中，加熱單元1-1用于對(duì)原油初步氣液分離并加熱；整流破乳單元1-2利用電場(chǎng)將加熱后的處于油水乳化液狀態(tài)的原油破乳；分離單元1-3用于將破乳后液體中的原油和水進(jìn)行分離；集油單元1-4用于取出脫水后的原油。
[0028]利用電場(chǎng)對(duì)處于油水乳化液狀態(tài)的原油進(jìn)行破乳、使用靜電場(chǎng)加速分離，提高了效率，降低了成本，縮短了工藝流程。
[0029]參見如圖2和圖3所示，加熱單元1-1包括旋流器2、液體分布器16、加熱組件、以及集砂斗15。其中，旋流器2利用旋流來改變?cè)偷牧鲃?dòng)方向，實(shí)現(xiàn)初步氣液分離；其入口端位于罐體I外，其出口端位于罐體I內(nèi)且連接所述液體分布器16。液體分布器16用于將從旋流器2出口端流出的液體均勻地分布在加熱單元段的罐體I中；加熱組件用于加熱處于加熱單元段罐體I中液體原油；集砂斗15用于將原油中沉淀出的固體顆粒物排出罐體I。圖4所示為加熱單元的橫向剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]加熱組件包括主體設(shè)置在罐體I內(nèi)的火筒17和設(shè)置在火筒17的端頭的燃燒器18。燃燒器18位于罐體I外，端頭處設(shè)置有煙囪19 ;位于罐體I加熱單元中的火筒17形成兩組換熱管3。
[0031]整流破乳單元1-2包括整流管5。圖5所示為整流破乳單元優(yōu)選結(jié)構(gòu)的橫向剖視圖。整流管5布置在兩端的擋板上，整流管5的腔體內(nèi)通過絕緣吊掛懸掛有電極4。電極4位于整流管5的中心。通過高壓電引入口 6引入交流、直流或脈沖等高壓電(電場(chǎng)強(qiáng)度為200-5000V/cm)，高壓電連接電極4 ;整流管5的管壁接地，從而形成電場(chǎng)。
[0032]分離單元1-3包括組合電極10、集砂斗15、氣體出口 11和水出口 21。組合電極10包括長(zhǎng)度不同的多個(gè)電極，多個(gè)電極的上端分別固定在兩根電極梁8上的不同位置；兩根電極梁8分別通過絕緣吊掛20懸掛于罐體I內(nèi)的頂部。
[0033]兩根電極梁8分別通過高壓電引入口 9通入交流、直流或脈沖高壓電，優(yōu)選為脈沖，電場(chǎng)強(qiáng)度200-5000V/cm。組合電極10連接至該高壓電，相鄰電極之間形成電位差，從而形成電場(chǎng)。由于水比油密度大從上到下水含量增大，所以下部電極之間的間距大，這樣有利于降低電耗。
[0034]集砂斗15用于將原油中沉淀出的固體顆粒物排出罐體I ;氣體出口 11用于將從原油中分離出來的氣體排出罐體I ;水出口 21用于將從原油中分離出來的水排出罐體I。
[0035]氣體出口 11的進(jìn)氣端連接有捕霧器。在罐體I內(nèi)的底部設(shè)置有沖砂管13 ;水流從沖砂水進(jìn)口 14進(jìn)入沖砂管13，水流沿著沖砂管13將沉積在罐體I底部的固體顆粒物沖至集砂斗15。
[0036]集油單元1-4包括設(shè)置在罐體I上的原油出口 12，其優(yōu)選結(jié)構(gòu)如圖6所示。
[0037]在整流破乳單元和分離單元之間設(shè)置界位計(jì)7。在各個(gè)單元之間設(shè)置有擋板，擋板上用于原油流通的結(jié)構(gòu)的形狀不限，以滿足各個(gè)單元的功能要求為準(zhǔn)。
[0038]原油加熱脫水方法為使用電場(chǎng)對(duì)處于油水乳化液狀態(tài)的待處理原油進(jìn)行破乳、并使用靜電場(chǎng)來加快破乳后的待處理原油的分離速度。該方法包括下述步驟:
[0039]步驟1、原油來液先通過油氣旋流器2旋流改變流體流動(dòng)方向，氣、液初步分離；氣體通過氣相連通管進(jìn)入罐體I的頂部，經(jīng)出氣筒內(nèi)的捕霧器后從氣體出口 11排出；分離后的液體通過降液管進(jìn)入液體分布器16，液體通過液體分布器16在罐體I底部緩慢均勻地流出；流體經(jīng)換熱管或超導(dǎo)介質(zhì)熱管加熱，溫度升高。
[0040]步驟2、油水混合介質(zhì)流經(jīng)整流破乳區(qū)，由于整流管5內(nèi)電場(chǎng)的作用，使油水乳化液破乳，水平流動(dòng)進(jìn)入有靜電場(chǎng)的分離區(qū)。使用界位計(jì)7控制裝置內(nèi)的油水界面。
[0041]步驟3、已經(jīng)破乳的油水混合物中的小液滴破碎成一個(gè)大液滴，液滴半徑逐漸增大并且聚結(jié)過程中液滴的數(shù)目逐漸減少，各大液滴依靠重力沉降至油界面以下，凝聚并進(jìn)入水相，并逐漸形成明顯的油水界面層；分離出的水經(jīng)水出口 21排出。與單純的沉降分離相t匕，由于電場(chǎng)的存在，加快了油水沉降分離的速度，提高了裝置的處理能力和處理效率。
[0042]在油水分離的同時(shí)，原油中的固體顆粒在重力作用下沉積在罐體I的底部。當(dāng)固體顆粒沉積到一定厚度時(shí)，通過沖砂管13將固體沉積物從集砂斗15的排砂管密閉排出。脫水分離后的原油經(jīng)原油分布板22流至集油區(qū)，通過原油出口 12流出。
[0043]優(yōu)選實(shí)施例二:
[0044]本優(yōu)選實(shí)施例提供一種原油加熱脫水裝置，該裝置的結(jié)構(gòu)與優(yōu)選實(shí)施例一基本相同。該裝置包括罐體以及在罐體內(nèi)依次連接的加熱單元、整流破乳單元、分離單元和集油單元。其中，加熱單元用于對(duì)原油初步氣液分離并加熱；整流破乳單元利用電場(chǎng)將加熱后的處于油水乳化液狀態(tài)的原油破乳；分離單元用于將破乳后液體中的原油和水進(jìn)行分離；集油單元用于取出脫水后的原油。
[0045]不同之處在于:在處理密度小、粘度低的原油時(shí)，分離區(qū)可以不設(shè)電場(chǎng)。即，分離單元中不設(shè)置組合電極，利用重力方法進(jìn)行分離。即使設(shè)置電場(chǎng)，電場(chǎng)的形式也可以不同于優(yōu)選實(shí)施例一中的形式，即，組合電極可以為平行于罐體軸向的多層水平電極板，或?yàn)榕c罐體同軸或不同軸的環(huán)形電極板。
【權(quán)利要求】
1.一種原油加熱脫水裝置，其特征在于，所述裝置包括罐體(1)以及在所述罐體(1)內(nèi)依次連接的加熱單元(1-1)、整流破乳單元(1-2)、分離單元(1-3)和集油單元(1-4);其中， 加熱單元(1-1)，用于對(duì)原油初步氣液分離并加熱； 整流破乳單元(1-2)，利用電場(chǎng)將加熱后的處于油水乳化液狀態(tài)的原油破乳； 分離單元(1-3)，用于將破乳后液體中的原油和水進(jìn)行分離； 集油單元(1-4)，用于取出脫水后的原油。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原油加熱脫水裝置，其特征在于，所述加熱單元(1-1)至少包括旋流器(2)、液體分布器(16)、加熱組件、以及集砂斗(15);其中， 旋流器(2)，利用旋流來改變?cè)偷牧鲃?dòng)方向，實(shí)現(xiàn)初步氣液分離；其入口端位于所述罐體(1)外，其出口端位于所述罐體(1)內(nèi)且連接所述液體分布器(16)； 液體分布器(16)，用于將從所述旋流器(2)出口端流出的液體均勻地分布在所述加熱單元(1-1)段的罐體(1)中； 加熱組件，用于加熱處于所述加熱單元(1-1)段的罐體(1)中液體原油； 集砂斗(15)，用 于將原油中沉淀出的固體顆粒物排出所述罐體(1)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的原油加熱脫水裝置，其特征在于，所述加熱組件至少包括主體設(shè)置在所述罐體⑴內(nèi)的火筒(17)和設(shè)置在所述火筒(17)的端頭的燃燒器(18)，所述燃燒器(18)位于所述罐體(1)外；位于所述加熱單元(1-1)罐體(1)中的所述火筒(17)的主體至少形成一組換熱管(3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原油加熱脫水裝置，其特征在于，所述整流破乳單元(1-2)至少包括整流管(5);所述整流管(5)腔體內(nèi)絕緣懸掛有電極(4)，所述電極(4)連接至電源；當(dāng)所述電極⑷通電、所述整流管(5)的管壁接地，所述整流管(5)形成內(nèi)電場(chǎng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原油加熱脫水裝置，其特征在于，所述分離單元(1-3)至少包括組合電極(10)、集砂斗(15)、氣體出口(11)和水出口(21)，其中， 組合電極(10)，連接電源、并在所述分離單元(1-3)的罐體(1)內(nèi)形成靜電場(chǎng)；所述電源為脈沖、交流或直流； 集砂斗(15)，用于將原油中沉淀出的固體顆粒物排出所述罐體(1)； 氣體出口(11)，用于將從原油中分離出來的氣體排出所述罐體(1)； 水出口(21)，用于將從原油中分離出來的水排出所述罐體(1)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的原油加熱脫水裝置，其特征在于，所述組合電極(10)包括長(zhǎng)度不同的多個(gè)電極，所述多個(gè)電極的上端分別固定在兩根電極梁(8)上的不同位置；所述組合電極(10)分別通過兩根所述電極梁(8)連接至電源； 或，所述組合電極(10)為平行于所述罐體(1)軸向的多層水平電極板； 或，所述組合電極(10)為與罐體(1)同軸或不同軸的環(huán)形電極板。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的原油加熱脫水裝置，其特征在于，所述氣體出口(11)的進(jìn)氣端連接有捕霧器。
8.根據(jù)權(quán)利要求2或5所述的原油加熱脫水裝置，其特征在于，在所述罐體(1)內(nèi)的底部設(shè)置有沖砂管(13)，所述沖砂管(13)能將沉積在所述罐體(1)底部的固體顆粒物沖至集砂斗(15)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原油加熱脫水裝置，其特征在于，所述集油單元(1-4)至少包括設(shè)置在 所述罐體(1)上的原油出口(12)。
【文檔編號(hào)】C10G33/06GK203820721SQ201420225145
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年5月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月5日
【發(fā)明者】婁世松, 王麗, 沈懿桐, 胡傳芬, 邸建軍 申請(qǐng)人:碧海舟（北京）石油化工設(shè)備有限公司