复合超声波破乳的电精制脱盐罐及其应用

摘要

本发明涉及一种复合超声波破乳的电精制脱盐罐，套有保温套外筒体由圆筒体与两侧的法兰盖板或碟形封头连接，构成封闭卧罐体；乳化原油进料管连接在外筒体一侧的中下部，出油管连接在外筒体顶部，位于外筒体另一侧，圆筒体未端；排水管连接在外筒体底部，位于出油管同一侧，圆筒体未端；超声变幅杆处于罐体水平中心轴线上，为圆柱状金属体，其水平长度介于乳化原油进料管与出油管或排水管之间；电极网位于罐体水平中心轴线以上，由上、下两层金属网组成，金属网是水平布置的方格网或矩形网，或是竖直交错分布的金属条网，两层金属网的间距在1cm～50cm之间，金属网与超声变幅杆距离不小于1cm；其脱水率94～95.0％。

说明书

技术领域

本发明涉及原油预处理电脱盐罐，是一种原油预处理超声电脱盐罐。

背景技术

原油进入炼厂常减压蒸馏装置前，需要注水洗去原油中所含的盐， 注水后的原油脱盐和脱水是同时进行的。工业上的原油脱水脱盐过程是 将原油在热的状态下，加入破乳剂和施加高压电场，以破坏这种乳化状 态使小水滴聚结为较大水滴而沉降分离的，这就是所谓电脱盐过程。

超声波一般是指频率范围在20kHz～10MHz的声波，超声波原油破乳 的机理，基于超声波作用于流体产生的“位移效应”来实现油水分离。 由于“位移效应”的存在，乳化液中的水粒子将不断向波腹或波节运动、 聚集并发生碰撞，生成直径较大的水滴，并在重力作用下与油分离。

实用新型CN2539559Y和CN2669953Y提出了在原油进入电脱盐罐前， 对原油乳化液在管道中进行超声预处理，经超声处理后的乳化液，其在电 脱盐罐中的脱水脱盐效果将提高。在管道中对原油进行超声预处理，处 理后的原油不能立即实现油水的分离，继续在管道中输送将削弱超声的 破乳作用。另外，超声和电场分两步进行，工艺的环节增加，设备的总 体利用低。

发明内容

本发明的目的是提供一种集成超声波和电场同时作用于原油乳化 液的超声破乳分离设备，即复合超声波破乳的电精制脱盐罐，利用该设 备，能够实现对原油乳化液在沉降分离罐中同时进行超声和电场破乳作 用，超声和电场的协同作用将加速油水分离，提高原油破乳分离效率。

原油超声电脱盐罐，采用金属材料制作，为圆筒形卧罐，由外筒体 及保温套，乳化原油进料管，出油管，排水管，电场控制电源，电极线， 电极网，超声电源，超声换能器及冷却水套，传振杆，固定及密封法兰， 超声变幅杆组成。

外筒体由圆筒体与两侧的法兰盖板或碟形封头连接，构成封闭卧罐 体。外筒体外覆盖保温套，对外筒体内物料保温。

乳化原油进料管连接在外筒体一侧的中下部，是乳化原油的进入口。

出油管连接在外筒体顶部，位于外筒体另一侧，圆筒体未端，是经 超声及电场作用，沉降分离得到的油相出口。

排水管连接在外筒体底部，位于出油管同一侧，圆筒体未端，是经 超声及电场作用，沉降分离得到的水相出口。

超声变幅杆处于罐体水平中心轴线上，为圆柱状金属体，其水平长 度介于乳化原油进料管与出油管或排水管之间，变幅杆向整个罐体全方 位辐射超声振动能量。超声电源的输入电为常用220V或380V交流电源。 超声换能器的作用是将电能转换成超声振动能量，在工作状态下，冷却 水移走换能器产生的热量，超声电源内含高频振动信号源，匹配系统及 控制系统等，超声换能器通过传振杆将超声能量传递至超声变幅杆。

电场控制电源为原油超声电脱盐罐提供电场，其电场作用方式为工 业常见的交流，直流及交直流等。电极网位于罐体水平中心轴线以上， 由上、下两层金属网组成，金属网可以是水平布置的方格网或矩形网， 也可以是竖直交错分布的金属条网，两层金属网的间距依罐体尺寸及物 料多少确定，一般在1cm～50cm之间。下层金属网与超声变幅杆之间的 最短距离不小于1cm。电极线是联系电场控制电源与电极网的两条金属导 线，将两层金属网分别与电源正负极相连。

复合超声波破乳的电精制脱盐罐的应用方法是：注水的乳化原油由 乳化原油进料管进入罐体，在电场和超声波的协同作用下，经沉降，油 相由罐体上部出油管流出，水相由罐体下部排水管流出。超声频率一般 控制在10～100KHz，电场强度依据原油及乳化液性质调整，一般在500～ 1500V/cm。根据加工量和加工工艺要求，设计制作超声和电场电源，其 输出功率能在一定范围内实现优化调节。超声作用可连续也可脉冲工作， 并可对超声波周期及脉宽进行调节，以实现对原油乳化液的破乳效果优 化。

乳化原油在罐体中的温度根据原油性质和加工工艺要求调整，一般 原油常温粘度越大，其在罐体中的温度应相应提高，以减小原油粘度， 增强破乳效果。乳化原油在罐体内的停留时间视油相与水相的分离效果 而定，以达到工艺要求的油相含水量为目标，停留时间通过设计制造罐 体的容积大小和调节乳化原油流量控制。

本发明能够对乳化原油同时进行超声和电场破乳作用，超声和电场 的协同作用将加速油水分离，由罐体的沉降分离作用同时得到破乳原油 和水相，大大提高原油破乳分离效率。

本发明适用于原油乳状液及其它含水乳状液的油水破乳分离。

附图说明

图1为复合超声波破乳的电精制脱盐罐结构示意图，

其中1-外筒体及保温套，2-电极线，3-电场控制电源，4-电极网， 5-出油管，6-超声电源，7-超声换能器及冷却水套，8-传振杆，9-固定 及密封法兰，10-排水管，11-超声变幅杆，12-乳化原油进料管

具体实施方式

本发明所述的一种复合超声波破乳的电精制脱盐罐，由外筒体及保 温套1，电极线2，电场控制电源3，电极网4，出油管5，超声电源6， 超声换能器及冷却水套7，传振杆8，固定及密封法兰9，排水管10，超 声变幅杆11，乳化原油进料管12组成；

套有保温套外筒体1由圆筒体与两侧的法兰盖板或碟形封头连接， 构成封闭卧罐体；乳化原油进料管12连接在外筒体一侧的中下部，出油 管5连接在外筒体顶部，位于外筒体另一侧，圆筒体未端；排水管10连 接在外筒体底部，位于出油管同一侧，圆筒体未端；超声变幅杆11处于 罐体水平中心轴线上，为圆柱状金属体，其水平长度介于乳化原油进料 管与出油管或排水管之间；电极网4位于罐体水平中心轴线以上，由上、 下两层金属网组成，金属网是水平布置的方格网或矩形网，或是竖直交 错分布的金属条网，两层金属网的间距在1cm～50cm之间，下层金属网 与超声变幅杆之间的最短距离不小于1cm。

实施例1：

实施例1采用的复合超声波破乳的电精制脱盐罐由中国石油克拉玛 依石化公司研制开发，超声工作频率21KHz，罐体容积10升。电场作用 方式为交直流电，金属网为水平布置的矩形网，两层金属网间距1.5cm， 下层金属网与超声变幅杆之间的距离1.5cm。

注水5％，温度120℃的克拉玛依石化公司II套蒸馏加工原油，以2 升/分钟流量由乳化原油进料管进入原油超声电脱盐罐，采用连续超声作 用方式，超声电源输出功率115W，电场电源输出功率200W，电场强度 800V/cm。控制排水流量在0.09～0.10升/分钟，此时流出水略夹带零星 油花，油相由出油管流出，经分析，其含水为0.25％，脱水率95.0％。

实施例2：

实施例2采用的复合超声波破乳的电精制脱盐罐由中国石油克拉玛 依石化公司研制开发，超声工作频率35KHz，罐体容积50升。电场作用 方式为直流电，金属网为竖直交错分布的金属条网，两层金属网间距2cm， 下层金属网与超声变幅杆之间的距离2cm。

注水5％，温度135℃的克拉玛依石化公司焦化装置加工原油，以5 升/分钟流量由乳化原油进料管进入原油超声电脱盐罐，采用脉冲超声作 用方式，超声电源输出功率300W，超声作用周期75ms，脉宽为10ms，电 场电源输出功率500W，电场强度1000V/cm。控制排水流量在0.23～0.25 升/分钟，此时流出水略夹带零星油花，油相由出油管流出，经分析，其 含水为0.28％，脱水率94.4％。