专利名称：一种高效原油脱水处理系统及脱水处理方法
技术领域：
本发明涉及一种应用于石油行业中原油脱水处理系统及脱水方法，它是石油集输过程或石油提炼裂解前破乳脱水的一种处理设备及处理工艺。
背景技术：
据统计，世界开采出的原油有近80％以原油乳状液形式存在。油/水乳状液的存在，将增加储运的负担，降低管线的使用寿命，在原油加工过程中易导致催化剂中毒和高温蒸馏设备的严重腐蚀。为了生产的正常进行，为了提高水的循环利用率，以及避免最终排放水对环境的污染，必须使这些乳状液充分破乳，从而达到油水分离。国内外现行的破乳方法综合起来主要有以下几种1.沉降法；2.在常压下加热或蒸馏；3.在高压下加热或蒸馏；4.电力；5.化学；6.离心；7.过滤；8.超声波。但上述方法存在破乳速度较慢，效率较低，能耗大，破乳剂的加入量大脱水后水质差、污染环境等缺陷。尤其对稠油、油水比重差小、粘稠的聚合物井液体系更是如此。
发明内容
1、发明目的本发明提供一种高效原油脱水处理系统及脱水处理方法，其目的是提供一种破乳脱水速度快、沉降时间短、节能、易维修操作、脱水率高、脱出的油含水少，尤其对稠油和矿化度高、油水相对密度差小、粘稠的聚合物井液具有良好的处理效果的一种高效脱水设备及脱水处理方法。
2、技术方案本发明是通过以下技术方案来实现的一种高效原油脱水处理系统，其特征在于它包括原油乳状液加破乳剂装置和声化学超声处理装置；原油乳状液加破乳剂装置由破乳剂贮罐、计量泵、超声波加药混合器、含水检测仪和输送油泵组成，破乳剂贮罐的输出口通过计量泵与超声波加药混合器内连通，原油乳状液输送管经含水检测仪与超声波混合器内连通，超声波加药混合器上设有簧片式超声波发生器；超声波加药混合器的输出经输送油泵与声化学超声处理装置的管道式超声波照射器的输入端连接。
声化学超声处理装置由管道式超声波照射器、超声波发生器、超声波聚结器、大贮罐组成，管道式超生波照射器的输出与大贮罐内连通，大贮罐内设置超声波聚结器，超声波聚结器与超声波发生器连接；原油乳状液加破乳剂装置的超声波加药混合器的输出经输送油泵与声化学超声处理装置的管道式超声波照射器的输入端连接。
簧片式超声波发生器设在超声波加药混合器上的回流口中；大贮罐中的超声波聚结器为六棱柱型与大贮罐外的外置式超声波发生器相连。
一种高效原油脱水处理方法，其特征在于采用权利要求1所述的脱水处理系统，按下述步骤进行处理a、加破乳剂混合均质、预处理使破乳剂贮罐中的破乳剂经计量泵计量后与经过含水检测仪检测过含水量的原油乳状液在超声加药混合器中经簧片式超声波发生器作用下进行混合均质；b、超声波脱水处理步骤a中加破乳剂后的原油输送到声化学超声处理装置进行脱水分离照射，实现沉降分层，完成脱水处理的工艺过程。
上述步骤b中处理是将步骤a中加破乳剂后的原油经输送油泵送入管道式超声波照射器，在管道式超声波照射器的照射下形成预聚结状态，形成小粒子聚结水珠，进入到大贮罐中通过超声波聚结器进行脱水分离照射，实现沉降分层，完成脱水处理的工艺过程。
原油乳状液从输送管路经含水检测仪检测过含水量后，与破乳剂贮罐中经计量泵计量过的破乳剂在超声波加药混合器中一起流入输送油泵入口，在输送油泵入口形成的负压作用下使破乳剂与原油乳状液来料的正压形成射流进入超声波混合器中进行射流混合。
3、优点及效果通过本发明技术方案的实施，能够很好地解决国内外主要几种现行的对原油破乳方法存在破乳速度较慢，效率较低，能耗大，破乳剂的加入量大脱水后水质差、污染环境等缺陷，尤其对稠油、油水比重差小等方面存在的问题。本发明一改传统破乳脱水高耗能，沉降时间长、效率低、运行成本高、设备检修复杂、设备一次性投资高等缺点。
它具有以下优点①.适用于恶劣环境下工作，工作温度-50℃～99℃均可工作；②.脱水效率可比传统破乳化脱水率提高18～45％；③.脱水合格率可达100％；④.新建集输站可节约设备投资40～50％；⑤.缩短一半的沉降时间；⑥.乳状液破乳率可达100％；⑦.占地面积小，系统无噪音，无污染。
四
附图1本发明高效原油脱水处理系统结构示意图；附图2本发明中超声波加药混合器结构示意图；附图3本发明中超声波加药混合器俯视图；附图4本发明中超声波聚结器安装结构示意图；附图5本发明中管道式超声波照射器结构示意图；附图6本发明中簧片式超声波发生器结构示意图。
五具体实施例方式本发明是针对我国石油行业的油田多数已进入高含水的中后期开发阶段，采出液中含水量极大，而传统的破乳脱水方法；自然沉降法、常压加热或蒸馏、高压加热或蒸馏、电力、离心、过滤等方法存在的效率低，能耗大等缺点而设计的高效、环保、低运行成本的新一代破乳脱水处理系统。
它主要采用了声化学中的三级超声波处理器，即超声波加药混合器、管道式超声波照射器、超声波聚结器与化学破乳剂共同加合作用的方法，共同完成工艺工作过程。该脱水处理系统主要由原油乳状液加破乳剂装置和声化学超声处理装置两大部分构成；
其中原油乳状液加破乳剂装置由破乳剂贮罐1、计量泵2、超声波加药混合器4、含水检测仪7和输送油泵9组成，破乳剂贮罐1的输出口通过计量泵与超声波加药混合器4内连通，原油乳状液输送管8经含水检测仪7与超声波混合器4内连通，超声波加药混合器4上设有簧片式超声波发生器14；声化学超声处理装置由管道式超声波照射器10、超声波发生器11、超声波聚结器13、大贮罐12组成，管道式超生波照射器10的输出与大贮罐12内连通，大贮罐12内设置超声波聚结器；原油乳状液加破乳剂装置的超声波加药混合器4的输出经输送油泵9与声化学超声处理装置的管道式超声波照射器10的输入端连接。
它主要是利用了超声凝聚脱水机理当超声通过有小水滴的乳状液时，小水滴开始与原油一起振动。但由于大小不同的水滴具有不同的相对振动速度，水滴将会相互碰撞、粘合，体积和重量都变大。继而由于水滴变大不能跟随声振动运动，而是作无规运动，继续碰撞、粘合、变大，最后沉降下来，这就是超声凝聚的凝聚脱水机理。
本发明系统是通过以下步骤来实现高效原油脱水处理的，它分以下两步加合作用破乳脱水a、以化学破乳脱水为主，超声混合预处理为辅的加和处理方法，即以化学破乳剂进行破乳，以超声波微波作用进行加速作用及均质作用提高破乳剂的使用效率及功用，同时进行超生预凝结处理。
b、以超声波破乳脱水为主以破乳剂作用为辅，进行二次最终脱水处理，即利用超声波聚结的功用，以破乳剂化学聚结为辅助，全面照射乳状液，使之迅速脱水达标。
具体为经含水测量仪检测过的原油乳状液与经计量泵计量过的药液经加药超声混合器入口进入混合器中进行混合，在输送油泵的抽吸下，原油乳状液与破乳剂形成真空射流，进入到输送油泵的入口进行泵内二次搅拌混合，混合液经输送油泵的出口进入管道式超声波照射器进行凝结照射，使小水滴迅速预聚结，经预聚结的乳状液进入大贮罐。再次经插入式悬挂超声波聚结器照射，彻底达到脱去原油中的水份，实现破乳脱水。
下面结合附图对本发明详细说明如下，但不因具体的实施方式限制本发明。
实施例1图中1、破乳剂贮罐；2、计量泵；3、破乳剂入口；4、超声加药混合器；5、回流口；6、原油乳状液入口；7、含水检测仪；8、原油乳状液；9、输送油泵；10、管道式超声波照射器；11、超声波发生器；12、大贮罐；13、超声波聚结器；14、簧片式超声波发生器。
如图1、2、3所示，本发明的高效原油脱水处理系统主要由原油乳状液加破乳剂装置和声化学超声处理装置两大部分构成；其中原油乳状液加破乳剂装置由破乳剂贮罐1、计量泵2、超声波加药混合器4、含水检测仪7和输送油泵9组成，破乳剂贮罐1的输出口通过计量泵与超声波加药混合器4内连通，原油乳状液输送管8经含水检测仪7与超声波混合器4内连通，超声波加药混合器4上设有簧片式超声波发生器14，见图6，簧片式超声波发生器14设在超声波加药混合器4上的回流口5中；如图4、5所示，声化学超声处理装置由管道式超声波照射器10、超声波发生器11、超声波聚结器13、大贮罐12组成，管道式超生波照射器10的输出与大贮罐12内连通，大贮罐12内设置超声波聚结器，大贮罐12中的超声波聚结器13为六棱柱型且与外置式超声波发生器11相连；原油乳状液加破乳剂装置的超声波加药混合器4的输出经输送油泵9与声化学超声处理装置的管道式超声波照射器10的输入端连接。
利用本发明所述的脱水处理系统对原油脱水的处理方法，按下述步骤进行处理a、加破乳剂混合均质、预处理使破乳剂贮罐中的破乳剂经计量泵2计量后与经过含水检测仪7检测过含水量的原油乳状液在超声加药混合器4中经簧片式超声波发生器14作用下进行混合均质；b、超声波脱水处理步骤a中加破乳剂后的原油经输送油泵9送入管道式超声波照射器10，在管道式超声波照射器10的照射下形成预聚结状态，形成小粒子聚结水珠，进入到大贮罐12中通过超声波聚结器13进行脱水分离照射，实现沉降分层，完成脱水处理的工艺过程。
原油乳状液从输送管路8经含水检测仪7检测过含水量后，与破乳剂贮罐1中经计量泵2计量过的破乳剂在超声波加药混合器4中一起流入输送油泵9入口，在输送油泵9入口形成的负压作用下使破乳剂与原油乳状液8来料的正压形成射流进入超声波混合器4中进行射流混合，在输送油泵中形成二次混合。
上述脱水处理是石油输送到炼油厂进行提炼前所必须进行的一项工作，本发明脱水处理系统也是石油提炼前不可缺少的一种工艺处理设备。
本发明很好的解决了以下五种问题(1).解决传统的破乳脱水方法如1、自然沉降法；2、常压、加压、加热、蒸馏法；3、电力法；4、离心法；5、过滤法等存在的效率低、能耗大、设备运行成本高等缺点，本发明系统在保证破乳率100％，能耗降低60％以上；(2).解决传统工艺破乳剂耗量大的问题，从而达到减少破乳剂的使用量在30％以上，改善脱水后水质污染环境的缺陷；(3).解决原油中稠油，油水比重差小、矿化度高、粘稠的聚合物井液体系传统破乳脱水设备处理效率低的问题，完全轻松处理各类原油乳状液体系；(4).解决传统工艺乳状液沉降时间长的问题，从而达到沉降时间缩短一半，新建集输站节约40～50％的设备资金投入；(5).解决了传统破乳脱水方法所得到的油品中含水量不稳定的缺点，从而达到脱水合格率达100％。
为了获得高效、稳定的工况状态，发明人在设计制造过程中采取以下措施①.采用了声化学处理器即超声波聚结器、混合器、照射器、与化学破乳剂加合作用的方法来完成破乳脱水工作；②.选用了在线声化学超声处理器处理原油乳状液以确保批量化生产处理的生产要求；③.在工艺上采用了物理+化学的处理方法，不但节约了破乳剂使用量，也提高了设备的处理能力；④.系统设计力求实用，结构简单，占地小，处理量大，所以采用了管道式在线声化学处理器；⑤.系统各部件采用静态部件，基本无易损件，使系统稳定性，安全性大大提高，同时也解决了环保泄漏问题。
权利要求
1.一种高效原油脱水处理系统，其特征在于它包括原油乳状液加破乳剂装置和声化学超声处理装置；原油乳状液加破乳剂装置由破乳剂贮罐(1)、计量泵(2)、超声波加药混合器(4)、含水检测仪(7)和输送油泵(9)组成，破乳剂贮罐(1)的输出口通过计量泵与超声波加药混合器(4)内连通，原油乳状液输送管(8)经含水检测仪(7)与超声波混合器(4)内连通，超声波加药混合器(4)上设有簧片式超声波发生器(14)；超声波加药混合器(4)的输出经输送油泵(9)与声化学超声处理装置的管道式超声波照射器(10)的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种高效原油脱水处理系统，其特征在于声化学超声处理装置由管道式超声波照射器(10)、超声波发生器(11)、超声波聚结器(13)、大贮罐(12)组成，管道式超生波照射器(10)的输出与大贮罐(12)内连通，大贮罐(12)内设置超声波聚结器(13)，超声波聚结器(13)与超声波发生器(11)连接；原油乳状液加破乳剂装置的超声波加药混合器(4)的输出经输送油泵(9)与声化学超声处理装置的管道式超声波照射器(10)的输入端连接。
3.根据权利要求1所述的一种高效原油脱水处理系统，其特征在于簧片式超声波发生器(14)设在超声波加药混合器(4)上的回流口(5)中；大贮罐(12)中的超声波聚结器(13)为六棱柱型与大贮罐(12)外的外置式超声波发生器(11)相连。
4.一种高效原油脱水处理方法，其特征在于采用权利要求1所述的脱水处理系统，按下述步骤进行处理a、加破乳剂混合均质、预处理使破乳剂贮罐中的破乳剂经计量泵(2)计量后与经过含水检测仪(7)检测过含水量的原油乳状液在超声加药混合器(4)中经簧片式超声波发生器(14)作用下进行混合均质；b、超声波脱水处理步骤a中加破乳剂后的原油输送到声化学超声处理装置进行脱水分离照射，实现沉降分层，完成脱水处理的工艺过程。
5.根据权利要求4所述的一种高效原油脱水处理方法，其特征在于上述步骤b中处理是将步骤a中加破乳剂后的原油经输送油泵(9)送入管道式超声波照射器(10)，在管道式超声波照射器(10)的照射下形成预聚结状态，形成小粒子聚结水珠，进入到大贮罐(12)中通过超声波聚结器(13)进行脱水分离照射，实现沉降分层，完成脱水处理的工艺过程。
6.根据权利要求4所述的一种高效原油脱水处理方法，其特征在于原油乳状液从输送管路(8)经含水检测仪(7)检测过含水量后，与破乳剂贮罐(1)中经计量泵(2)计量过的破乳剂在超声波加药混合器(4)中一起流入输送油泵(9)入口，在输送油泵(9)入口形成的负压作用下使破乳剂与原油乳状液(8)来料的正压形成射流进入超声波混合器(4)中进行射流混合。
全文摘要
本发明涉及一种高效原油脱水处理系统及脱水处理方法，它包括原油乳状液加破乳剂装置和声化学超声处理装置；原油乳状液加破乳剂装置由破乳剂贮罐、计量泵、超声波加药混合器、含水检测仪和输送油泵组成；声化学超声处理装置由管道式超声波照射器、超声波发生器、超声波聚结器、大贮罐组成；原油乳状液加破乳剂装置的超声波加药混合器的输出经输送油泵与声化学超声处理装置的管道式超声波照射器的输入端连接。本发明是针对进入高含水的中后期开采阶段的油田，采出液中含水量极大，传统的破乳脱水方法存在效率低，能耗大等缺点而设计的高效、环保、低运行成本的破乳脱水处理系统。
文档编号B01D17/04GK1896186SQ20061004699
公开日2007年1月17日 申请日期2006年6月22日 优先权日2006年6月22日
发明者桑玉元, 汪义宏, 高殿东 申请人:桑玉元