一種原油脫鹽脫水裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于原油處理領(lǐng)域，包括油田原油處理和煉化企業(yè)原油加工領(lǐng)域，涉及一種原油脫鹽脫水裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]原油自油井開采出后，通常含有一定量的鹽和水，其中的鹽類在加工過程中會沉積在工藝管道、加熱爐爐管和換熱器的管壁形成鹽垢，致使傳熱困難、燃料消耗增加，并引起腐蝕，尤其是蒸餾塔頂系統(tǒng)的腐蝕，可能導致腐蝕穿孔、漏油而造成火災。另外，原油中鹽類的存在還會污染二次加工工藝中的催化劑，導致催化劑壽命縮短，而原油中的鹽類通常是和水共存在。因此原油蒸餾處理的首要環(huán)節(jié)即為原油的脫鹽脫水過程，一般要求脫鹽后原油中的含鹽量不大于3mg/L，水含量不大于0.3%。
[0003]目前常用的原油脫鹽脫水方法主要有沉降法和電化學法。
[0004]沉降法就是將高含水原油放入罐中靜置，利用油水兩相密度的差異，使得原油中的水在重力的作用下沉降下來，從而達到油水分離的目的。該法效率不高，微小水滴依靠自重不能沉降，因此沉降法多用于原油罐區(qū)的油水粗分離。
[0005]電化學法是目前工業(yè)生產(chǎn)中普遍采用的脫鹽脫水方法，該法利用破乳劑和靜電場力實現(xiàn)原油的脫水脫鹽處理，即原油經(jīng)過換熱達到一定溫度后，與破乳劑和水混合后，在電場和破乳劑的作用下，使其中的微小水滴聚集成較大水滴，借重力從油中沉降分離，達到脫鹽脫水的目的。該法具有設(shè)備簡單、成本較低、脫鹽脫水效果好等優(yōu)點，因此在工業(yè)上得到了廣泛使用。
[0006]在上述電化學脫鹽脫水過程中，為了充分溶解殘留在原油中的結(jié)晶狀鹽類，同時有效萃取出原油所含水中溶解的鹽類，目前通常使用混合閥和靜態(tài)混合器實現(xiàn)油、水、破乳劑的充分混合，使得水和破乳劑在原油中盡量分散，增加兩相的接觸面積，以有效提高脫鹽脫水效率。但是隨著這種分散式混合強度的提高，極易造成因過度分散而形成的乳化現(xiàn)象，增大了兩相分離難度，這不僅導致下游脫鹽脫水罐生產(chǎn)負荷的增加，而且對原油脫水脫鹽效果也會產(chǎn)生不利的影響，從而影響下游裝置的長周期正常運行。
[0007]美國專利US3977829、US3992156提出一種采用玻璃或不銹鋼材質(zhì)的纖維絲束作為兩相傳質(zhì)界面的傳質(zhì)設(shè)備，該傳質(zhì)設(shè)備具有非彌散傳質(zhì)和極大傳質(zhì)表面積的特點，從而能夠有效提高兩相傳質(zhì)效率。中國專利ZL02258985.6、ZL200620105959.2對纖維絲的形狀進行了改進；中國專利ZL201020266679.6采用經(jīng)過表面親水性處理的金屬纖維絲束和水相分布器，提高水相在纖維絲表面的成膜能力和均勻分布能力。以上改進均進一步提高了液膜傳質(zhì)設(shè)備的傳質(zhì)效率。目前上述以纖維絲束作為兩相傳質(zhì)界面的纖維液膜技術(shù)已廣泛應用于兩相傳質(zhì)領(lǐng)域。
[0008]由于上述專利提供的液膜傳質(zhì)設(shè)備通常安裝于臥式沉降分離罐上部，因此其規(guī)格受沉降罐筒體直徑與開孔的限制，對于處理量大的原油脫鹽脫水過程，存在設(shè)計、安裝等方面的困難。【實用新型內(nèi)容】
[0009]本實用新型提供一種原油脫鹽脫水裝置，具有可滿足各種處理規(guī)模、原油脫鹽脫水效率高、運行成本低、裝置運行平穩(wěn)等優(yōu)點。
[0010]本實用新型的上述目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0011]一種原油脫鹽脫水裝置，該原油脫鹽脫水裝置包括單級或串聯(lián)連接的多級原油脫鹽脫水處理單元；該原油脫鹽脫水處理單元由獨立的原油脫鹽脫水接觸器、電脫鹽脫水罐以及水循環(huán)栗組成；所述獨立的原油脫鹽脫水接觸器上側(cè)部具有水相進口、該水相進口通過管線和水循環(huán)栗及閥連接、頂部具有原油進口及原油進口管線上的閥，而其底部具有混合相出口，該混合相出口和電脫鹽脫水罐通過管線連通；電脫鹽脫水罐底部的含鹽廢水或循環(huán)水出口通過水循環(huán)栗及閥連通本級及上一級獨立的原油脫鹽脫水接觸器上側(cè)部的水相進口，電脫鹽脫水罐頂部設(shè)有的原油出口和下一級的原油脫鹽脫水接觸器的原油進口通過閥連通或者直接外排；每級原油脫鹽脫水處理單元的原油脫鹽脫水接觸器上側(cè)部的水相進口通過管線、閥與補充水入口連接。
[0012]所述原油脫鹽脫水接觸器可實現(xiàn)油水兩相非彌散態(tài)傳質(zhì)反應。
[0013]所述原油脫鹽脫水接觸器為立式壓力容器；主要包括筒體，封閉筒體的上、下封頭，筒體頂部及上側(cè)部開有原油進口、水相進口，筒體內(nèi)從上到下依次安裝原油分布器、水相分布器、纖維絲束，所述筒體的下封頭的底部設(shè)置混合相出口，該混合相出口和電脫鹽脫水罐通過管線串接連通。
[0014]所述原油進口的管線上安裝有原油過濾器。
[0015]所述補充水入口的管線上安裝水過濾器。
[0016]本實用新型所具有的積極有益效果:
[0017]1.本實用新型采用可實現(xiàn)非彌散態(tài)傳質(zhì)的原油脫鹽脫水接觸器和電脫鹽脫水罐串聯(lián)的方式，首先利用原油脫鹽脫水接觸器中的大量親水性纖維絲使得油、水以液膜方式流動，從而一方面實現(xiàn)原油中乳化態(tài)水滴的拉伸、甚至破乳，另一方面使得原油和水的接觸面積最大化，有效提高原油中鹽類轉(zhuǎn)移至水相的傳質(zhì)速率，同時避免強烈混合所致的兩相分離困難等問題，有效降低串聯(lián)的電脫鹽脫水罐的運行負荷及其操作費用；然后在電脫鹽脫水罐中電場力的作用下，實現(xiàn)原油脫鹽脫水的目的，具有原油脫鹽脫水效率高的特點。
[0018]2.原油脫鹽脫水接觸器為裝有大量親水性纖維絲的獨立、立式壓力容器，具有可滿足各種處理規(guī)模、設(shè)計安裝及檢維修簡便等優(yōu)點。
[0019]3.根據(jù)待處理原油的性質(zhì)和處理目標，本裝置可以實現(xiàn)原油單級、兩級或三級串聯(lián)的處理流程。
[0020]4.原油流向和水的流向總體呈逆流，既可提高水的利用率，又能適應原油處理量和其中鹽含量波動對產(chǎn)品指標的影響，保證產(chǎn)品質(zhì)量的達標；每一級原油脫鹽脫水處理單元分離出的一部分水在本單元循環(huán)使用，另一部分水送至前一級處理單元，從而在保證電脫鹽脫水罐負荷不變的情況下，進一步提高水的利用率，有效降低新鮮水用量和含鹽廢水排放量。
[0021]5.原油過濾器和水過濾器可以有效避免原油和水中雜質(zhì)對原油脫鹽脫水接觸器的不利影響。
【附圖說明】
[0022]圖1為本實用新型原油脫鹽脫水接觸器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為本實用新型的結(jié)構(gòu)流程示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步的說明。
[0025]下述中的電脫鹽脫水罐是利用電場力達到油水分離的目的，采用可實現(xiàn)該功能的各類設(shè)備。
[0026]如圖1所示，所述的原油脫鹽脫水接觸器為可實現(xiàn)油水兩相之間的高效非彌散態(tài)傳質(zhì)反應的獨立、立式壓力容器，包括筒體a、纖維絲束b、上封頭c、下封頭d、水相分布器e、水相進口 f、原油進口 g、原油分布器h、混合相出口 1、接觸器支座j。筒體a由上、下封頭c、d封閉，筒體a頂部及頂部側(cè)邊開有原油進口 g、水相進口 f，筒體a內(nèi)從上到下依次安裝原油分布器h、水相分布器e、纖維絲束b，所述筒體a的下封頭d的底部設(shè)置混合相出口 i，該混合相出口 i和電脫鹽脫水罐通過管線串接連通。所述的原油脫鹽脫水接觸器通過接觸器支座j安裝于地面或平臺。
[0027]—方面由于纖維絲的直徑?jīng)Q定其充填密度，從而影響傳質(zhì)面積和傳質(zhì)效率，另一方面纖維絲直徑也受其強度的限制，所以所述纖維絲束b由直徑為0.02-1.0毫米親水性纖維絲組成。
[0028]所述的纖維絲束的密度和長度由處理介質(zhì)性質(zhì)和操作條件的要求而決定；所述的水相分布器e、油相分布器h為蓮蓬頭式、單管式、排管式中的一種或幾種。
[0029]所述的原油脫鹽脫水接觸器的工作過程為:水相介質(zhì)從水相進口 f經(jīng)水相分布器e均勻分布在纖維絲束b的每根纖維絲上，并很快在表面親水性良好的纖維絲表面鋪展成液膜。待處理原油從原油進口 g進入接觸器，經(jīng)過原油分布器h后，在水相液膜表面與水相并流向下。兩相流動速度的不同及兩相之間的摩擦力，使得接觸傳質(zhì)表面進一步增大，并得以不斷更新，在此過程中發(fā)生兩相之間的傳質(zhì)反應。兩相順纖維絲束流至反應器下部空間，在此得到初步分離后，自混合相出口自流至串聯(lián)的電脫鹽脫水罐。
[0030]如圖2所示，本實用新型是一種能實現(xiàn)單級、二級或三級原油脫鹽脫水的裝置，其包括原油過濾器1、一級原油脫鹽脫水接觸器2、一級電脫鹽脫水罐3、一級水循環(huán)栗4、二級原油脫鹽脫水接觸器5、二級電脫鹽脫水罐6、二級水循環(huán)栗7、三級原油脫鹽脫水接觸器8、三級電脫鹽脫水罐9、三級水循環(huán)栗10，以及水過濾器11以及各級管線上的閥。具體連接如下:
[0031]所述原油過濾器1與一級原油脫鹽脫水接觸器2的原油進口通過管線及閥12相連接。
[0032]所述一級原油脫鹽脫水接觸器2、一級電脫鹽脫水罐3和一級水循環(huán)栗4組成一級原油脫鹽脫水處理單元。所述的一級原油脫鹽脫水接觸器2的混合相出口與一級電脫鹽脫水罐3底部的混合相進口通過管線相連接；所述的一級電脫鹽脫水罐3底部的水相出口與一級水循環(huán)栗4的進口通過管線相連接；所述的一級水循環(huán)栗4的出口與一級原油脫鹽脫水接觸器2的水相進口通過管線相連接，同時該一級原油脫鹽脫水接觸器2的水相進口通過閥25、水過濾器11和補充水管線連通；一級電脫鹽脫水罐3頂部的油出口通過閥14直接外排或者通過閥15和二級原油脫鹽脫水接觸器5的原油進口連接。
[0033]所述二級原油脫鹽脫水接觸器5、二級電脫鹽脫水罐6和二級水循環(huán)栗7組成二級原油脫鹽脫水處理單元。所述二級原油脫鹽脫水接觸器5的混合相出口與二級電脫鹽脫水罐6底部