原油脱水知识介绍

1、原油脱水原油脱水 本章内容1 油气分离n 从井口采油树出来的井液主要是水和烃类混合物从井口采油树出来的井液主要是水和烃类混合物. .在油藏在油藏的高温、高压条件下的高温、高压条件下, ,天然气溶解在原油中天然气溶解在原油中, ,在井液从地下沿在井液从地下沿井筒向上流动和沿集输管道流动过程中井筒向上流动和沿集输管道流动过程中, ,随着压力的降低随着压力的降低, ,溶溶解在液相中的气体不断析出解在液相中的气体不断析出, ,形成气液混合物。为了满足产品形成气液混合物。为了满足产品计量、处理、储存、运输和使用的需要必须将它们分开，这计量、处理、储存、运输和使用的需要必须将它们分开，这就是就是油气分离油

2、气分离。 n 油气分离在油气分离器内进行。其按油气分离在油气分离器内进行。其按形状形状分为卧式和立式分为卧式和立式两种，按两种，按功能功能分为气液两相和油气水三相分离器，按分为气液两相和油气水三相分离器，按分离方分离方式式分为离心式和过滤式分为离心式和过滤式分离器基本组成分离器基本组成n 入口分流器 n 重力沉降区 n 集液区 n 捕雾器 n 压力、液位控制 n 安全防护部件卧式分离器工作原理卧式分离器工作原理入口分流器入口分流器: : 油、气流向和流速突然改变，使油气得以初油、气流向和流速突然改变，使油气得以初步分离步分离集液区集液区: :分离与缓冲分离与缓冲捕雾器捕雾器: :聚结、合并成大

3、油滴，在重力作用下流入集液区聚结、合并成大油滴，在重力作用下流入集液区 重力沉降部分：重力沉降部分：气体通过重力沉降部分，被气流携带的油气体通过重力沉降部分，被气流携带的油滴在此部分靠重力降至气液界面，未沉降至液面的粒径更滴在此部分靠重力降至气液界面，未沉降至液面的粒径更小的油滴随气体流经捕雾器除去小的油滴随气体流经捕雾器除去 立式分离器立式分离器基本结构与卧式分离器相同，基本结构与卧式分离器相同，与卧式分离器不同的地方是：与卧式分离器不同的地方是：（1 1）气液界面较小（）气液界面较小（2 2）气）气体流向和气体中液滴的沉降体流向和气体中液滴的沉降方向相反。方向相反。 立、卧式分离器比较立、

4、卧式分离器比较卧式优点：卧式优点： 气中油滴易沉降，气体处理量大，处理成本低，适于气油比较高的混合气中油滴易沉降，气体处理量大，处理成本低，适于气油比较高的混合物物 气液界面大，有较好的油气分离效果气液界面大，有较好的油气分离效果 安装、制造、维修方便，可以作成撬装式安装、制造、维修方便，可以作成撬装式 立式优点：立式优点： 占地少，适用于海洋采油占地少，适用于海洋采油 适合于处理含固体杂质较多的油气混合物，可以在底部设置排污口定期适合于处理含固体杂质较多的油气混合物，可以在底部设置排污口定期排放和清除固体杂质排放和清除固体杂质 液位控制灵敏液位控制灵敏综合型卧式三相分离器综合型卧式三相分离器

5、离心式分离器离心式分离器优点：优点：占空间小，效率高占空间小，效率高 缺点：缺点：油气混合物流速对油气混合物流速对分离效果很敏感，有较大分离效果很敏感，有较大的压力降，油田上用的不的压力降，油田上用的不多，但常用其原理作重力多，但常用其原理作重力式分离器的入口分流器。式分离器的入口分流器。2 原油处理n 目前全国各油田绝大部分开发井都采用注水开发目前全国各油田绝大部分开发井都采用注水开发方式开采石油。从油井产出的油气混合物内含有大量方式开采石油。从油井产出的油气混合物内含有大量的采出水和泥砂等机械杂质。世界上所产原油的的采出水和泥砂等机械杂质。世界上所产原油的90%以上需进行脱水。以上需进行脱

6、水。 n 对原油进行脱水、脱盐、脱除泥砂等机械杂质，对原油进行脱水、脱盐、脱除泥砂等机械杂质，使之成为合格商品原油的过程使之成为合格商品原油的过程原油处理，国内常原油处理，国内常称原油脱水。称原油脱水。原油处理的目的原油处理的目的满足商品原油水含量、盐含量的行业或国家满足商品原油水含量、盐含量的行业或国家标准标准 含水要求含水要求： 我国我国 0.52.0 国际上国际上 0.13.0，多数为，多数为0.2 原油允许含水量与原油密度有关原油允许含水量与原油密度有关：密度大脱水难度：密度大脱水难度高的高的 原油，允许水含量略高。原油，允许水含量略高。 含盐量的要求含盐量的要求：我国绝大部分油田原油

7、含盐量不高，：我国绝大部分油田原油含盐量不高，商商 品原油含盐量无明确要求，一般不进行专门的脱品原油含盐量无明确要求，一般不进行专门的脱盐处理。盐处理。原油处理的目的原油处理的目的商品原油交易的需要商品原油交易的需要 交易时要扣除原油交易时要扣除原油含水量，原油密度则按含水原含水量，原油密度则按含水原 油密度。油密度。 原油密度是原油质量和售价的的重要依据，原油密度是原油质量和售价的的重要依据，原油原油 含水增大了原油密度，原油售价降低，含水增大了原油密度，原油售价降低，不利于卖方。不利于卖方。增大了燃料的消耗，占用了部分集油、加热、增大了燃料的消耗，占用了部分集油、加热、加工资源，增加了原油

8、的生产成本。加工资源，增加了原油的生产成本。原油处理的目的原油处理的目的1、商品原油交易的需要、商品原油交易的需要 交易时要扣除原油交易时要扣除原油含水量，原油密度则按含水原含水量，原油密度则按含水原 油密度。原油密度是油密度。原油密度是原油质量和售价的的重要依据，原油原油质量和售价的的重要依据，原油 含水增大了原含水增大了原油密度，原油售价降低，不利于卖方。油密度，原油售价降低，不利于卖方。2、增大了燃料的消耗，占用了部分集油、加、增大了燃料的消耗，占用了部分集油、加热、加工资源，增加了原油的生产成本。热、加工资源，增加了原油的生产成本。原油处理的目的原油处理的目的 3、增加了原油粘度和管输

9、费用。增加了原油粘度和管输费用。 相对密度相对密度0.8760.876的原油，含水增加的原油，含水增加1 1，粘度增，粘度增大大2 2；相对密度；相对密度0.9960.996的原油，含水增加的原油，含水增加1 1，粘，粘度增大度增大4 4；原油内的含盐水原油内的含盐水引起金属管路和运输设备的结垢和引起金属管路和运输设备的结垢和腐蚀腐蚀，泥砂等固体杂质使泵、管路、其它设备机械，泥砂等固体杂质使泵、管路、其它设备机械磨损，磨损，降低管路和设备的使用寿命降低管路和设备的使用寿命。4 4、影响炼制工作的正常进行、影响炼制工作的正常进行 原油乳状液原油乳状液游离水游离水 常温下常温下用静止沉降法短时间内

10、能从油中分离用静止沉降法短时间内能从油中分离 的水，常在沉降罐和三相分离器中脱除。的水，常在沉降罐和三相分离器中脱除。乳化水乳化水 用沉降法很难脱除的水，与原油的混合物称用沉降法很难脱除的水，与原油的混合物称 为油水乳状液为油水乳状液（原油乳状液）（原油乳状液）。脱除游离水后，原油。脱除游离水后，原油密度越大，乳化水含量越高。密度越大，乳化水含量越高。原油中水的类型：游离水和乳化水原油中水的类型：游离水和乳化水原油乳状液原油乳状液乳状液乳状液 两种或两种以上不互溶或微量互溶的液体，两种或两种以上不互溶或微量互溶的液体，其其 中一种以极小的液滴分散于另一种液体中，这种中一种以极小的液滴分散于另一

11、种液体中，这种分分 散物系称为乳状液，乳状液都有一定的稳定性。散物系称为乳状液，乳状液都有一定的稳定性。 原油乳状液的类型原油乳状液的类型 油包水型（油包水型（w/o）：油田最常见的原油乳状液。）：油田最常见的原油乳状液。 水包油型（水包油型（o/w）：在采出水中常存在，原油处理中：在采出水中常存在，原油处理中 很少见，又称反相乳状液。很少见，又称反相乳状液。原油乳状液原油乳状液乳状液形成的必要条件：1、系统中必须存在两种以上互不相容（或微量互溶）的液体；2、要有强烈的搅动，使一种液体破碎成微小的液滴分散于另一种液体中；3、要有乳化剂存在，使微小液滴能稳定地存在于另一种液体中。原油乳状液原油乳

12、状液原油乳状液的生成：1、原油中含水2、含有天然的乳化剂： 沥青质，胶质，环烷酸，脂肪酸，氮和硫的有机物，石蜡，粘土，石粒等。亲油憎水，一般生成w/o型原油乳状液。3、流动时析出的气体及管件、设备的搅动原油乳状液原油乳状液原油乳状液的性质：分散度：分散相在连续相中的分散程度，用内相颗粒平均直径的倒数表示。粘度：原油粘度越大，乳状液粘度愈大；与含水率有复杂的关系。密度：原油含水含盐后，密度显著增大电学性质：电导率随温度的升高而增大 介电系数：水80，油2原油乳状液原油乳状液原油乳状液的稳定性和老化：稳定性：乳状液不被破坏，抗油水分层的能力。老化：原油乳状液随时间的推移变得逐渐稳定的性质。影响因素

13、：1、分散度越高和原油粘度越大，稳定性好2、乳化剂的类型和保护膜的性质：第一类，低分子有机物，脂肪酸、环烷酸、低分子胶质，界面保护膜强度低，稳定性低。原油乳状液原油乳状液第二类，高分子有机物，如沥青、沥青质等，凝胶状界面膜，第三类，粘土、砂粒、高熔点石蜡（c7080）固体乳化剂，机械强度高，乳状液稳定性好。3、内相颗粒表面带电4、温度：温度增高，稳定性下降5、水的ph值：ph值增加，稳定性变差6、时间：随时间推移变得更稳定原油处理常用的方法原油处理常用的方法 热化学脱水热化学脱水 重力沉降重力沉降 电脱水电脱水 加热脱水加热脱水 机械脱水机械脱水 各种常见脱水方法的共同点各种常见脱水方法的共同

14、点：创造条件使油水依靠创造条件使油水依靠密度差和所受重力不同而分层密度差和所受重力不同而分层原油脱水的基本方法原油脱水的基本方法1、热化学脱水、热化学脱水n 将含水原油加热到一定温度，并在原油乳状将含水原油加热到一定温度，并在原油乳状液中加入少量的表面活性剂液中加入少量的表面活性剂(破乳剂破乳剂)，破坏其，破坏其乳化状态，使油水分离。乳化状态，使油水分离。n 单纯用热化学脱水方法使原油含水达到合格，单纯用热化学脱水方法使原油含水达到合格，多数情况下是不经济的多数情况下是不经济的2、重力沉降脱水、重力沉降脱水n 含水原油经破乳后，含水原油经破乳后，需把原油同游离水、杂需把原油同游离水、杂质等分开

15、。在沉降罐中质等分开。在沉降罐中主要依靠油水密度差产主要依靠油水密度差产生的下部水层的清洗作生的下部水层的清洗作用和上部原油中水滴的用和上部原油中水滴的沉降作用使油水分离，沉降作用使油水分离，此过程在油田常被称作此过程在油田常被称作一段脱水。一段脱水。3、电脱水、电脱水n 将原油乳状液置于高压直流或交流电场中，将原油乳状液置于高压直流或交流电场中， 由于电场对水滴的作用，削弱了水滴界面膜的强由于电场对水滴的作用，削弱了水滴界面膜的强 度，促使水滴碰撞，合并成粒径较大的水滴，在度，促使水滴碰撞，合并成粒径较大的水滴，在 原油中沉降分离出来。原油中沉降分离出来。n 水滴在电场中的三种聚结方式：水滴

16、在电场中的三种聚结方式： 电泳聚结，电泳聚结，偶极聚结，振荡聚结偶极聚结，振荡聚结n 静电静电 可以采用高压直流和交流电场可以采用高压直流和交流电场 4、加热脱水、加热脱水n 脱水原理脱水原理 提高加剂油水混合物的温度，加提高加剂油水混合物的温度，加速乳状液破乳和油水分离。速乳状液破乳和油水分离。 n 加热脱水的原则加热脱水的原则 1、尽可能降低加热脱水温度；、尽可能降低加热脱水温度； 2、加热前尽可能、加热前尽可能脱除游离水，减少无效热能消耗；脱除游离水，减少无效热能消耗； 3、有废热可、有废热可利用场合，优先利用废热加热乳状液；利用场合，优先利用废热加热乳状液； 4、尽可、尽可能一热多用，节省燃料。能一热多用，节省燃料。5、机械脱水、机械脱水n 脱水原理脱水原理 利用聚结介质亲水憎油并提供很大利用聚结介质亲水憎油并提供很大表面积的性质，促使水滴聚结沉降。表面积的性质，促使水滴聚结沉降。机械脱水的优缺点机械脱水的优缺点优点：无需加热优点：无需加热缺点：处理较脏或含蜡原油时容易堵塞聚缺点：处理较脏或含蜡原油时容易堵塞聚结结 材料的通道。材料的通道。注注：机械脱水一般不作为独立的处理过程，：机械脱水一般不作为独立的处理过程， 常