原油预处理.ppt

原油预处理 主要内容 原油的预处理的必要性 原油脱盐脱水的原理 电脱盐方法 电脱盐的操作条件 电脱盐的工艺流程和设备 电脱盐过程的操作 知识目标 1、了解原油预处理的作用和必要性。 2、掌握原油电脱盐脱水的原理和方法。 3、理解原油二级电脱盐脱水的工艺流程和操作条件。 4、了解原油电脱盐脱水所用的设备结构特点。 5、根据事故现象会分析事故原因和提出解决方案。 一、原油预处理的必要性 原油中含有哪些杂质呢？ 少量的泥沙和铁锈等固体杂质。 原油中含水（油田伴生水、开采过程中注水） 原油中含盐（na、k、ca、mg的氯化物，含量：na盐ca盐，mg 盐和k盐很少。硫酸盐、碳酸盐和油溶性有机酸盐） 一、原油预处理的必要性 原油中含水、含盐的影响 （1）增加能量消耗 水汽化潜热大（2255kj/kg），含水增加加工过程的燃料和 冷却水消耗。 换热器、加热炉中，水蒸发后盐析出形成盐垢。 一、原油预处理的必要性 （2）干扰常压塔的平稳操作 水的分子量小，汽化后塔内汽相负荷急剧增大，导致蒸馏过程波动， 影响正常操作，严重时会引起分馏塔超压或出现冲塔事故。 一、原油预处理的必要性 （3）腐蚀设备 一、原油预处理的必要性 （4）影响二次加工过程 na+对分子筛催化剂的晶格有破坏作用，造成分子筛催化剂的永久性 失活。 盐含量高的渣油在延迟焦化时，加热炉炉管结焦，产物石油焦中灰分 增加。 要求： 设渣油流化催化裂化：含盐量3mg/l，含水0.2%； 无渣油流化催化裂化：含盐量5mg/l，含水0.3%； 一、原油预处理的必要性 二、原油脱盐脱水原理 原油中盐和水的存在形式 除小部分以结晶状态悬浮于原油中外，绝大部分盐溶解于水中。溶解 了绝大部分盐的水以微粒状态均匀地分散于油中，形成稳定的油包 水型乳化液。 原油脱盐脱水原理 通过脱水达到脱盐的目的 二、原油脱盐脱水原理 基本原理：重力沉降 其中， -水滴沉降速度,m/s； -水滴直径,m -水（盐水）密度,kg/m3 ； -油密度,kg/m3 -重力加速度,9.81m/s2 ； -油粘度,pa.s 三、电脱盐脱水方法 热脱水 t升高，油品粘度下降，水的密度随温度升高而下降的幅度比原油变 化小。 化学脱水 加入水包油型破乳剂，破坏乳化膜，使水滴聚集长大。 电脱水 采用高压电场使微小水滴合并结合成大水滴。 三、电脱盐脱水方法 三、电脱盐脱水方法 其中， k-原油介电常数； e-电场强度； r-水滴半径； l-两水滴间中心距离 四、电脱盐脱水的操作条件 脱盐温度 脱盐温度：110140。 原因：使原油粘度减小，减小水滴运动阻力，利于水滴运动。降低油 水界面张力，水滴受热膨胀，使乳化膜减弱，有利于破乳和聚结。 过高可不可以？ 温度过高，原油电导率增加，电耗增加。温度升高，油蒸汽压升高， 操作压力增大。 四、电脱盐脱水的操作条件 四、电脱盐脱水的操作条件 操作压力 脱盐罐必须在一定压力下进行（原因：要让整个体系保持液相 操作，避免原油中的轻组分和水汽化，引起油层搅动，影响水的 沉降分离。） 操作压力一般为：0.82mpa（操作压力根据原油中轻组分含量 和加热温度而定） 四、电脱盐脱水的操作条件 注水量 注水的目的？ 溶解悬浮于原油中的部分盐 增大含水量很低的原油中的含水量，从而增大偶极聚结作用力。 四、电脱盐脱水的操作条件 注水量 一级：原油5%6% 二级：原油2%3% 说明：注水量过大，大量水增加脱盐罐内乳化液层高度，电 耗增加。注水量依据原料性质而定：如果加工的原油非常 重，盐含量非常高，可以增加注水量。 四、电脱盐脱水的操作条件 注水的水质 氨氮含量40mg/l，氯化物含量300mg/l，ph8 四、电脱盐脱水的操作条件 注水的位置 根据原油含盐、含水量选择。对于易乳化原油，注水点位置在混合阀 前；对于含盐高的原油可在原油泵之后注入，并且适当提高注水量 。 较早设计：一级注水在原油泵入口，可提高油水混合强度，但由于离 心泵的过度混合，会增加破乳难度。 目前：大部分装置将注水点移至换热系统后进脱盐罐前，也有一些装 置将注水点放到换热系统前，可以使油水混合均匀，可取消静态混 合器，又避免离心泵地位过度混合，而且较高温度洗涤水（约80 ）的注入可减少无机盐及悬浮杂质在换热器中的结垢，降低原油粘 度，提高原油在换热器中的传热系数。但：水需要高压注入，增加 了换热器的热负荷。 四、电脱盐脱水的操作条件 注破乳剂 具有较强的表面活性 具有良好的湿润性能 对破乳剂的要求 具有足够的絮凝能力 具有很高的凝结能力 四、电脱盐脱水的操作条件 破乳剂的用量 一般为：1030ug/g 说明：对不同原油应据实验或工厂生产验证选择合适的破乳剂和用量 （大庆原油注破乳剂bp-169，1020ug/g；胜利原油注破乳剂2040 ，约10ug/g）。 注破乳剂位置 一级：原料泵入口前 二级：一级罐原油出口处 四、电脱盐脱水的操作条件 电场强度e 输入电压和电极板间距决定了e 和停留时间，它们是影响脱盐效率和电 耗的重要因素。 电场强度e，f，脱盐效果。但提高e 有一定限度。当e电场临界分 散梯度时，水滴受电分散作用，大水滴易“爆裂”再度分散，且电耗也 大。 文献介绍的电场临界分散梯度为4.70kv/cm。我国现时各炼厂采用的实际 电场强度e 为0.82.0kv/cm。 四、电脱盐脱水的操作条件 原油在强电场内的停留时间 时间过短：影响水滴的聚结；时间过长：增大电耗，且易于产生电 分散作用。 合适的停留时间与原油性质、水滴特性和电场强度有关。根据国内 炼厂生产实践，当采用e= 0.71.0kv/cm时，合适的停留时间约为 2min。 四、电脱盐脱水的操作条件 脱盐罐的界位 脱盐罐的界位：脱盐罐底部的水层高度。 界位过高，水层进入电场，电导率增加，引起脱盐电流升高，甚至跳 闸。 界位过低：水与油没有分离完全就被排走，造成脱水带油。 一般界位控制在30%50% 四、电脱盐脱水的操作条件 混合强度 原油注水后，为使水能够与油充分混合，需在注水点后安装混合装置 。 混合装置的构成：静态混合器和偏转球形调节阀。 静态混合器：一段管道，内壁安装了几圈导向板，原油流经时，会破 坏原有的流动状态，增加喘动效果，压降随原油处理量的大小而变 。 偏转球形调节阀：控制阀开度，全开时混合强度最小，压降值越大， 混合强度越大。加工较低密度原油（api度=1524）时，混合阀压 差为3080kpa；加工较高密度原油（api度=2545）时，混合阀 压差为50130kpa 四、电脱盐脱水的操作条件 脱金属剂 使用目的：脱去常规的脱盐方法难以脱去的钙镁盐。 作用原理：进入原油后，与原油中的金属离子（钙镁离子）发生螯合作 用，使其从油相转为水相再加以脱出。 常规脱盐时：以co32- 和so42-形式存在的钙盐，随温度升高，在水中的溶 解度减小，100以上溶解度更小，只能靠水的洗涤作用除去一部分 。以非啉键合存在的有机化合物钙镁盐（如环烷酸和酚盐等），溶于油 而不溶于水。 四、电脱盐脱水的工艺流程和设备 四、电脱盐脱水的工艺流程和设备 电脱盐罐 形状和结构随着原油电脱盐工艺的不断发展而改变，外形经历了立式 、球形和卧式容器三个阶段。 立式电脱盐罐：处理量小、管路复杂，难以分配均匀。 球形电脱盐罐：体积较大，生产效率高，压力较低，但金属耗量大， 安装复杂，费用昂贵，不能和原油蒸馏装置建在一起。 卧式电脱盐罐：直径不大，延长设备长度可满足生产能力的要求。（ 国内多采用） 四、电脱盐脱水的工艺流程和设备 四、电脱盐脱水的工艺流程和设备 工作原理 原油由分配管进入弱电场区，在水平截面上匀速上升，在电场作用下小 水滴聚结成大水滴，以自由沉降速度克服原油上升的速度向下沉降， 在弱电场中原油含水量变化很大，由下向上含水量逐渐减少，越往下 含水量越高，原油中的水大部分在该区被脱除，所以弱电场对脱盐脱 水起着很重要的作用。 经过弱电场的原油继续上升进入两层极板间的强电场区域，将剩余在原 油中的微量水滴进一步脱除，这一区域对原油脱水起着关键性的作用 。 经过脱盐脱水后的原油上升到油层，在这里由集合管将原油送出罐外， 在罐底部为水区，水区的水由水集合管排出。 五、电脱盐脱水的操作 装置的投用 电脱盐单元投用的时间：有的装置在常减压蒸馏装置开正常以后再 开，有的装置在开工中途投用电脱盐，有的装置开工时就带着电 脱盐打循环。 中途投