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1、原油电脱盐脱水技术原油电脱盐脱水技术中国石化集团洛阳石化工程公司中国石化集团洛阳石化工程公司20082008年年1010月月一、炼厂或油田电脱盐一、炼厂或油田电脱盐/脱水的作用脱水的作用1.1.净化原油净化原油脱出原油中的可滤性固体杂质脱出原油中的可滤性固体杂质脱出原油中的水脱出原油中的水脱出原油中的可溶于水的盐类脱出原油中的可溶于水的盐类2.2.防腐工艺防腐工艺减轻蒸馏装置塔顶低温部位腐蚀减轻蒸馏装置塔顶低温部位腐蚀减轻催化裂化、渣油加氢催化剂中毒失活减轻催化裂化、渣油加氢催化剂中毒失活二、电脱盐二、电脱盐/脱水的原理脱水的原理微小水滴在静电场中聚结行为微小水滴在静电场中聚结行为两相邻液滴之
2、间聚结力两相邻液滴之间聚结力 F=6EF=6E2 2 d d 2 2（d/Dd/D）4 4 F-F-相邻液滴间聚结力相邻液滴间聚结力 -油相介电常数油相介电常数 E-E-电场强度电场强度 D-D-相邻液滴中心距相邻液滴中心距 d-d-乳化液滴直径乳化液滴直径 水滴沉降速度 d2（1-2）g V=18 V水滴沉降的速度 d 水滴的半径 1 水滴的密度 2 原油的密度 g 重力加速度 原油的粘度三、影响电脱盐三、影响电脱盐/脱水因素脱水因素原油性质（密度原油性质（密度+粘度）粘度）注破乳剂（包括破乳剂种类、用量）注破乳剂（包括破乳剂种类、用量）注水（水的盐含量、酸碱度、用量）注水（水的盐含量、酸碱
3、度、用量）脱盐脱盐/脱水温度脱水温度油水混合强度油水混合强度停留时间停留时间电场强度电场强度原油溶解原油溶解原油中的盐类中的盐类混合破乳油水分离脱出原油中盐类和固定杂质注水注水注破乳剂、加高压电注破乳剂、加高压电关键二关键一四、四、LPEC成套电脱盐脱水技术成套电脱盐脱水技术高、低温原油破乳剂高、低温原油破乳剂平流电脱盐脱水技术平流电脱盐脱水技术原油脉冲电脱盐脱水技术原油脉冲电脱盐脱水技术原油低温脱盐原油低温脱盐/脱水工艺及成套设备脱水工艺及成套设备原油深度电脱盐原油深度电脱盐/脱水工艺及成套设备脱水工艺及成套设备高硫高酸等原油深度电脱盐高硫高酸等原油深度电脱盐/脱水工艺及成套设备脱水工艺及成
4、套设备本技术成果获奖及专利本技术成果获奖及专利获中国专利五项：专利号ZL93216713.6 ZL91229941.X ZL91100633.8 ZL92113219.0 ZL00125911.3 ZL0610018081.3 获中国石化集团公司科技进步一等奖一等奖1项、二等奖二等奖 2项、三等奖三等奖4项；“原油深度脱盐脱水成套装备与技术”获 九五年度中国新产品发明中国新产品发明(展展)金奖金奖。电脱盐脱水中试装置电脱盐脱水中试装置原油深度脱盐脱水成套设备原油深度脱盐脱水成套设备1)LTE1)LTE型电脱盐脱水罐型电脱盐脱水罐 该罐在引进吸收国外先进技术的基础上，成功开发的电脱盐设备。采用三
5、层水平电极板，中间接高压电，上下两层接地。原油深度脱盐脱水成套设备原油深度脱盐脱水成套设备2)SHE-1 2)SHE-1 平流低耗高效电脱盐脱水罐平流低耗高效电脱盐脱水罐 平流式油水分离设备，电极板由圆筒状电极板构成，罐内由弱电场、过渡电场、强电场组成，原油在罐内沿水平方向流动。原油深度脱盐脱水成套设备原油深度脱盐脱水成套设备3)SHE-2 3)SHE-2 型高效平流电脱盐脱水罐型高效平流电脱盐脱水罐 多层鼠笼电极平流式油水分离设备，电极设计为偏心多层圆环形鼠笼形式，采用上有吊挂下有支撑连接，引入防浪板技术，电气系统开发了接地与不接地两种方式。电极结构：电极结构：原油深度脱盐脱水成套设备原油深
6、度脱盐脱水成套设备多层鼠笼电极平流式油水分离设备，电极设计为偏心多层半圆环形鼠笼形式，上部形成环形电场，下部由水平板形成的垂直电场，使鼠笼式电极与水平板电极巧妙结合，具有两者的优点。电极结构：电极结构：SHE-2型电脱盐脱水技术荣获中国石化2002年科技进步一等奖高效平流电脱盐脱水技术高效平流电脱盐脱水技术1.1.原油平流脱水工艺原油平流脱水工艺 原油流程改成平流式原油流程改成平流式,原油在原油在脱盐罐中脱盐罐中,由罐的一端沿水平方向由罐的一端沿水平方向流动，与水滴下沉方向成流动，与水滴下沉方向成9090o o角角,使使水滴沿水平抛物线轨迹下沉。水滴沿水平抛物线轨迹下沉。原油在流动时不再对水滴
7、下降造成阻滞，使原油在流动时不再对水滴下降造成阻滞，使水滴沉降速度加快，提高了油水分离效率；原油流水滴沉降速度加快，提高了油水分离效率；原油流动速度也不再受到限制，与老式的脱盐罐相比，在动速度也不再受到限制，与老式的脱盐罐相比，在同等容积下，可提高原油处理量。同等容积下，可提高原油处理量。水滴 F油 G重力 F合力 减轻原油与脱出的水进行二次减轻原油与脱出的水进行二次返混效应返混效应。高效平流电脱盐脱水技术高效平流电脱盐脱水技术2.2.采用轴向鼠笼电极结构采用轴向鼠笼电极结构罐内采用轴向多层鼠笼电极结构，沿着流动方向依次布置为弱电场、过渡电场、强电场，按照原油含水量在罐内分布为上低下高特点，电
8、极设计为偏心形式，布置为上高下弱电场。多层鼠笼电极结构，与圆弧形罐壁能够形成合理的环形空间，电场空间能够最大限度的占用罐内空间，延长原油在电场中脱水时间。高效平流电脱盐脱水技术高效平流电脱盐脱水技术3.原油分配器原油分配器原油入口 原油入口原油出口 原油出口分配器集合器分配器原油分配器设在罐得一端，使原油分散均匀，水平平稳流过电场区进行脱水，经另一端集合器收集后，流出装置。与其他电脱盐脱水装置比较与其他电脱盐脱水装置比较1.1.水平板电脱盐脱水装置水平板电脱盐脱水装置水平板电脱盐脱水装置水平板电脱盐脱水装置按照罐体的尺寸大小设按照罐体的尺寸大小设计为两层、三层结构。计为两层、三层结构。缺点电场
9、停留时间少，缺点电场停留时间少，罐内空间利用率低。罐内空间利用率低。2.2.交直流电脱盐脱水装置交直流电脱盐脱水装置交直流电脱盐装置采用垂直电极，采用直流电源，两极板之间不形成回路，耗电少。缺点极板下端与水层形成交流电场为点对面的电场，脱水效果较差，不易消除油水界面的乳化。3.3.高速电脱盐装置高速电脱盐装置高速电脱盐脱水装置优点：直接利用强电场脱水，效率高。缺点：在极板间进料，减少停留时间。含水量高时易发生短路。各种极板形式脱水对比原油种类电极形式脱前含水，%脱后含水，%塔河原油水平式电极板20%0.8垂直电极板20%0.73鼠笼式电极20%0.32曹妃甸原油水平式电极板20%0.94垂直电
10、极板20%0.75鼠笼式电极20%0.4高效平流电脱盐脱水技术特点高效平流电脱盐脱水技术特点 1 1）本本技技术术中中的的原原油油平平流流流流程程及及低低温温脱脱盐盐脱脱水水工工艺艺，克克服服了了老老式式脱脱盐盐脱脱水水罐罐中中的的水水滴滴下下沉沉受受阻阻这这一一缺缺点点，使使原原油油脱盐脱水速度大大加快。脱盐脱水速度大大加快。2 2）本本技技术术中中的的原原油油平平流流流流程程及及低低温温脱脱盐盐脱脱水水工工艺艺，克克服服了了老老式式脱脱盐盐脱脱水水罐罐中中上上升升的的原原油油与与脱脱出出的的水水滴滴在在下下落落过过程进行二次返混效应。程进行二次返混效应。3 3）本本技技术术中中的的平平流流
11、卧卧式式脱脱盐盐脱脱水水罐罐，能能使使整整个个罐罐内内空空间充满了电场，没有死角，没有空电位。间充满了电场，没有死角，没有空电位。4 4）本技术中的平流卧式脱盐脱水罐，沉降水滴呈抛）本技术中的平流卧式脱盐脱水罐，沉降水滴呈抛物线状下落，不受油流的再分散作用，提高脱水效果。物线状下落，不受油流的再分散作用，提高脱水效果。5 5）本技术中的平流卧式脱盐脱水罐，由于采用平流，）本技术中的平流卧式脱盐脱水罐，由于采用平流，原油流速不受限制，电场作用时间长，比同等规模的老式原油流速不受限制，电场作用时间长，比同等规模的老式装置，处理量可以提高装置，处理量可以提高达达30%30%左右左右。高、低温原油破乳
12、剂高、低温原油破乳剂 针对我国炼油厂加工原油的性质针对我国炼油厂加工原油的性质,研制开发了适合不同性研制开发了适合不同性质原油的高效破乳剂。质原油的高效破乳剂。（1 1）AEAE系列系列 主要成分为多亚乙基胺聚醚主要成分为多亚乙基胺聚醚 ，主要产品型号有，主要产品型号有AE1910AE1910、AE2040AE2040、AE027AE027等，用于油田、炼厂低温脱水，降低防粘，等，用于油田、炼厂低温脱水，降低防粘，适合于中等密度、高含蜡原油适合于中等密度、高含蜡原油 。（2 2）SHSH系列系列 主要成分为据聚氧乙烯、主要成分为据聚氧乙烯、聚氧丙烯聚氧丙烯 超高分子醚，主要超高分子醚，主要产品
13、型号有产品型号有SH9101SH9101、SH9105SH9105、SH9601SH9601、SH991SH991等，用于高密等，用于高密度、高粘度、高酸值原油度、高粘度、高酸值原油 。（3 3）GTGT系列系列 主要成分为多种聚氧丙烯主要成分为多种聚氧丙烯 聚氧乙烯醚聚氧乙烯醚 聚氧丙烯酯复聚氧丙烯酯复配高分子量活性剂配高分子量活性剂 ，主要产品型号有，主要产品型号有GT940GT940、GT922GT922、GT921GT921等，适用于中等密度、高含盐含水原油的高、低温等，适用于中等密度、高含盐含水原油的高、低温脱盐脱水，如长庆、陕北、阿曼等原油脱盐脱水，如长庆、陕北、阿曼等原油 。（4
14、 4）FCFC系列系列 主要成分为多种聚氧丙烯主要成分为多种聚氧丙烯 聚氧乙烯醚聚氧乙烯醚 聚氧丙烯酯复聚氧丙烯酯复配高分子量活性剂配高分子量活性剂 ，主要产品型号有，主要产品型号有FC9301FC9301、FC9601FC9601、FC961FC961、FC991FC991等，适用于中等密度、高含盐含水原油的高、等，适用于中等密度、高含盐含水原油的高、低温脱盐脱水，如长庆、陕北、阿曼等原油低温脱盐脱水，如长庆、陕北、阿曼等原油 。（5 5）ERIERI系列系列 在以上类型基础上，针对不同原油的特性进行改性在以上类型基础上，针对不同原油的特性进行改性 而成，主要产品型号有而成，主要产品型号有E
15、RI1160ERI1160、ERI1161ERI1161、ERI1162ERI1162等，等，适用于各种中等密度、高密度的高酸高硫原油的脱盐脱水，适用于各种中等密度、高密度的高酸高硫原油的脱盐脱水，如塔河、蓬莱、曹妃甸等原油如塔河、蓬莱、曹妃甸等原油 。五、平流电脱盐脱水技术应用五、平流电脱盐脱水技术应用 1.1.1.1.中海油中海油中海油中海油QHD32-6 QHD32-6 QHD32-6 QHD32-6 海上油田上应用海上油田上应用海上油田上应用海上油田上应用 原油的性质：原油的性质：原油的性质：原油的性质：1.1.1.1.比重大，达比重大，达比重大，达比重大，达0.95g/cm3.0.9
16、5g/cm3.0.95g/cm3.0.95g/cm3.2.2.2.2.粘度高。粘度高。粘度高。粘度高。50505050，473.2 mm473.2 mm473.2 mm473.2 mm2 2 2 2/s./s./s./s.3.3.3.3.酸值高，达酸值高，达酸值高，达酸值高，达3.6 3.6 3.6 3.6 mgKOH/gmgKOH/gmgKOH/gmgKOH/g。4.4.4.4.含水高，高达含水高，高达含水高，高达含水高，高达30%30%30%30%。5.5.5.5.电导率高。电导率高。电导率高。电导率高。处理能力：处理能力：处理能力：处理能力：400 X 10400 X 10400 X 1
17、0400 X 104 4 4 4 t/a t/a t/a t/a解决方案解决方案 引入了防浪板技术。引入了防浪板技术。引入了防浪板技术。引入了防浪板技术。采用采用SHE-2 SHE-2 型平流鼠笼电极电脱盐技术型平流鼠笼电极电脱盐技术采用偏心式电极采用偏心式电极采用不接地供电系统采用不接地供电系统 利用水包收集脱出水。利用水包收集脱出水。利用水包收集脱出水。利用水包收集脱出水。应用结果应用结果0.4717.210.312.920.518.714.09.516.912.8单级脱后含盐mg/l 0.50.420.560.330.40.40.350.5单级脱后含水%25410215726923518
18、0213177206脱前含盐mg/l21.022.311.417.98.520.824.726.212.7脱前含水%2001.10.212001.10.212001.10.212001.10.202001.10.202001.10.202001.10.192001.10.192001.10.19时间987654321序号2.新疆塔化炼油厂上应用处理能力：处理能力：150 x 10150 x 104 4 t/a t/a原油性质：原油性质：比重大，最高达比重大，最高达0.96 g/cm0.96 g/cm3 3硫含量，高达硫含量，高达2.7%。盐含量高，多为几百毫克盐含量高，多为几百毫克/升，有时达
19、几千升，有时达几千沥青质含量及重金属含量高，沥青质和胶质沥青质含量及重金属含量高，沥青质和胶质含量达到了含量达到了40%40%左右左右解决方案解决方案采用平流鼠笼电脱盐技术采用平流鼠笼电脱盐技术采用大分子高效破乳剂采用大分子高效破乳剂 ERI1160ERI1160增大电场强度增大电场强度加大脱盐洗涤水量加大脱盐洗涤水量加大混合强度加大混合强度工程特点：对加工塔河原油没有很好的工业经验原油中Na 和 Ca 会促进炉管结焦，电脱盐脱后盐含量应8mg/L时，焦化炉管会产生严重结焦。以前塔河原油电脱盐脱水装置脱后盐含量10mg/L，脱后含水在0.40.8%。不能满足炼厂加工要求。电脱盐结构参数：电脱盐
20、结构参数：罐体尺寸：罐体尺寸：32003200 x x1570015700 x x2626电极结构：半圆形鼠笼电极，三层电极结构：半圆形鼠笼电极，三层 。应用结果应用结果罐区取样分析，原油脱前589mg/L，密度为0.936g/cm3。分析日期脱后盐含量，mg/L脱后含水，%一级二级三级一级二级三级05-10-0416.1610.65.95痕迹痕迹痕迹4.75 痕迹 05-10-059.356.431.85痕迹痕迹痕迹2.73痕迹05-10-066.273.321.22痕迹痕迹痕迹2.37痕迹 分析日期脱后盐含量，mg/L脱后含水，%一级二级三级一级二级三级05-10-0710.566.711
21、.12痕迹痕迹痕迹2.73 痕迹 05-10-0813.118.443.21痕迹痕迹痕迹4.05痕迹05-10-0915.167.891.08痕迹痕迹痕迹2.71痕迹 分析日期脱后盐含量，mg/L脱后含水，%一级二级三级一级二级三级05-10-1010.546.573.47痕迹痕迹痕迹1.08 痕迹 05-10-1110.687.743.35痕迹痕迹痕迹4.29痕迹05-10-1213.926.983.33痕迹痕迹痕迹4.2痕迹 分析日期脱后盐含量，mg/L脱后含水，%一级二级三级一级二级三级05-10-1310.288.352.11痕迹痕迹痕迹05-10-1411.146.952.01痕迹痕
22、迹痕迹2.74痕迹结论：满足脱后含盐小于5mg/L（指标），含水为痕迹。分析排水含油小于80PPM。QHD32-6与SZ36-1原油性质比较项 目QHD32-6原油SZ36-1原油密度，Kg/m3 950.4967.7粘度，mm2/s 473.2512酸值,mgKOH/gmgKOH/g3.63.6-脱前含水30%工程应用情况工程应用情况工程应用情况工程应用情况=克拉玛依炼油厂克拉玛依炼油厂 10010100104 4t/at/a两级电脱盐装置两级电脱盐装置 =辽河油田石油化工总厂辽河油田石油化工总厂 15010150104 4t/at/a两级电脱盐装置两级电脱盐装置=延长石油集团炼油厂延长石油
23、集团炼油厂 10010100104 4t/at/a两级电脱盐装置两级电脱盐装置=华北油田炼油厂华北油田炼油厂 20010200104 4t/at/a两级电脱盐装置两级电脱盐装置 =沧州炼油厂沧州炼油厂 25010250104 4t/at/a两级电脱盐装置两级电脱盐装置=江汉石油管理局石化厂江汉石油管理局石化厂 15010150104 4t/at/a单级电脱盐装置单级电脱盐装置=荆门石化总厂荆门石化总厂 10010100104 4t/at/a回收污油电脱盐装置回收污油电脱盐装置=鞍山炼油厂鞍山炼油厂 25010250104 4t/at/a两级电脱盐装置两级电脱盐装置=QHD32-6QHD32-6
24、海上油田海上油田 40010400104 4t/at/a单级电脱水装置单级电脱水装置 l l塔河分公司塔河分公司 150X104 t/a 150X104 t/a 电脱盐装置电脱盐装置 l l长庆油田长庆油田 28010280104 4t/at/a电脱水装置电脱水装置 l l中石油锦州分公司中石油锦州分公司 35010350104 4t/at/a两级电脱盐装置两级电脱盐装置 l l南阳油田南阳油田 10010100104 4t/t/电脱盐装置电脱盐装置l l洛阳炼油厂洛阳炼油厂 25010250104 4t/at/a两级电脱盐装置两级电脱盐装置l l宁夏宝塔石化宁夏宝塔石化 2501025010
25、4 4t/at/a两级电脱盐装置两级电脱盐装置l l中国石化茂名分公司中国石化茂名分公司 50010500104 4t/at/a两级电脱盐装置两级电脱盐装置l l中国石化广州分公司中国石化广州分公司 50010500104 4t/at/a两级电脱盐装置两级电脱盐装置l l中国石化青岛石化有限公司中国石化青岛石化有限公司50010500104 4t/at/a两级电脱盐装置两级电脱盐装置 六、承诺技术指标与服务主要技术指标主要技术指标主要技术指标主要技术指标原油电脱水技术：原油电脱水技术：原油电脱水技术：原油电脱水技术：对于对于对于对于脱前原油含水小于脱前原油含水小于30%30%时，脱后原油含水时
26、，脱后原油含水小于小于0.5%0.5%。还可按照用户要求，根据不同的原油，进行还可按照用户要求，根据不同的原油，进行电脱水工艺参数评价和设计。电脱水工艺参数评价和设计。根据加工原油性质，对电脱盐工艺进行全面工艺条根据加工原油性质，对电脱盐工艺进行全面工艺条件评定，推荐合理工艺参数。件评定，推荐合理工艺参数。原油深度脱盐技术：原油深度脱盐技术：原油深度脱盐技术：原油深度脱盐技术：原油脱后含盐小于原油脱后含盐小于3mg/L3mg/L；脱后含水小于；脱后含水小于0.2%0.2%；排水含油小于排水含油小于200ppm200ppm；电耗小于电耗小于0.2KWh/t0.2KWh/t。负责装置的安装调试及后续技术服务负责装置的安装调试及后续技术服务