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油田專用原油快速脫水儀的工作原理

原理:

脫水時往含水原油中加入破乳劑，使油水易于沉降分離。為確保原油含水量達到指標，在最后的沉降罐內(nèi)安裝高壓電極，使油水在電場下分離。外輸原油的含水量要求不大于0.5%。

電脫水是在電場作用下,由于水顆粒是極性分子,正負電荷要向兩端聚集，形成一端帶正電荷,一端帶負電荷的偶極子。這樣，一方面，兩端都要被吸引到與電荷相反的電極上，使水顆粒拉伸成長橢圓形。另一方面，對鄰近帶不同電荷的兩個水顆粒增加了吸引力。所以對削弱和破壞油水界面膜，加速水顆粒合并是有效的。

意義:

從井中采出的原油一般都含有一定數(shù)量的水，而原油含水多了會給儲運造成浪費，增加設備，多耗能；原油中的水多數(shù)含有鹽類，加速了設備、容器和管線的腐蝕；在石油煉制過程中，水和原油一起被加熱時，水會急速汽化膨脹，壓力上升，影響煉廠正常操作和產(chǎn)品質(zhì)量，甚至會發(fā)生爆炸。因此外輸原油前，需進行脫水，使含水量要求不超過0.5%。

所有的油田都要經(jīng)歷含水開發(fā)期，特別是采油速度大和采取注水強化開發(fā)的油田，無水采油期一般都較短，油井見水早，原油含水率增長快。原油含水不僅增加了儲存、輸送、煉制過程中設備的負荷，而且增加了升溫時的燃料消耗，甚至因為水中含鹽等而引起設備和管道的結垢或腐蝕。因此，原油含水有百害無一利。但水在油田開發(fā)過程中，幾乎是原油的“永遠伴生者"，尤其是在油田開發(fā)的中后期，油井不采水，也就沒有了油。所以原油脫水就成為油田開發(fā)過程中一個的環(huán)節(jié)，一直受到人們的重視。

脫水方法

經(jīng)過多年的反復實踐，已經(jīng)研究成功的原油脫水工藝技術有：

（1）加熱沉降：加熱使得原油粘度下降,水和原油的比重差增大,原油對水滴懸浮力減小，同時水滴的動能增大，界面上有機物的溶解度增大，界面強度減小，這樣都有利于破壞雙電層。

（2）過濾法：過濾法是使乳化液通過過濾柱，通過加壓使得乳化液進入濾料層，因固體吸附劑對乳化液中的油和水具有選擇吸附特性，乳化液中的水被吸附出來，從而完成破乳。該方法對吸附劑的要求較高，且過濾柱的制作工藝繁雜。

（3）離心法：離心法是利用油水之間密度不同，在高速離心場作用下使乳狀液破乳實現(xiàn)油水分離的方法。離心場越強，破乳效果越好。但高速離心設備日常較難維護，只適合在實驗室或需要占地較小的情況下使用

（4）化學脫水：使用破乳劑，使新形成的界面膜親水能力大于憎水能力，這樣原油膜變得脆弱，有利于水滴之間的合并。

（5）磁處理法：磁處理法是對原油乳狀液和破乳劑進行磁處理，然后再進行脫水。此種方法的優(yōu)點是可以大幅度提高原油的脫水效果，降低破乳劑加入量，降低原油脫水溫度，提高脫后污水質(zhì)量。但只是在實驗研究階段，未進行產(chǎn)業(yè)推廣和應用。

（6）電脫水法：在電場作用下，靠電的作用將原油水顆粒的界面膜破壞或削弱，強迫水顆粒合并。

（7）聲化學法：聲化學法是將聲波能量輻射到加入了少量破乳劑的原油乳狀液中，使之產(chǎn)生一系列超聲效應，如攪拌、聚結、空化、溫熱、負壓等，從而使乳化膜破壞進而破乳脫水。由于超聲波良好的傳導性使得此方法適用于各種類型的乳狀液。超聲與破乳劑的良好協(xié)同作用，可突破傳統(tǒng)的破乳劑用量及溫度要求，所以研究和應用都比較廣泛。

（8）微波輻射法：微波輻射法是利用微波輻射能量來進行破乳脫水的一種技術。在微波輻射下乳化液分子內(nèi)部形成高頻變化的電磁場，破壞油水界面膜，實現(xiàn)油水分離。此種方法處理時間短，能耗較低，能廣泛適用于各種油樣類型。

（9）微生物法：微生物法是利用微生物對原油乳狀液的變構作用及微生物分泌的天然破乳劑對原油進行破乳脫水的一種技術。此技術藥劑用量低、脫水快、效率高、脫出水水質(zhì)較好、運行費用低，且生物破乳劑無毒無害不污染環(huán)境。但是由于性價比原因，最終能否在工業(yè)應用中推廣還有待進一步研究。

能耗:

原油脫水甚費能源，為了充分利用能源，原油脫水裝置與原油穩(wěn)定裝置一般都放在一起。為了節(jié)約能源，降低油氣揮發(fā)損耗，通過原油穩(wěn)定回收輕質(zhì)烴類，油田原油脫水工藝流程已趨向于“無罐密閉化"。無罐流程的顯著特點就是密閉程度高，油氣無揮發(fā)損耗。在流程密閉過程中，原油脫水工藝流程的密閉是一個關鍵環(huán)節(jié)，因為它的運行溫度較高，停留時間又長，油氣容易揮發(fā)損耗。據(jù)測定，若采用不密閉流程，脫水環(huán)節(jié)的油氣損耗約占總損耗的50%。

破乳劑：

它是一種表面活性劑，具有親水端和憎水端。當破乳劑加到原油中后就很快聚集于油水界面上，親水部分朝向水相，憎水部分朝向油相。并且其親水能力遠遠超過乳化劑的能力。破壞了乳化劑取向，且生成的界面膜親水能力大于憎水能力，油膜很薄弱，有利于小顆粒變成大水滴。

設備：

原油脫水設備則是脫水技術的體現(xiàn)，它在原油脫水過程中占有重要地位。一項脫水設備結構的合理與否，直接關系到脫水的效果、效率和原油的質(zhì)量，以及生產(chǎn)運行成本，進而影響原油脫水生產(chǎn)的總經(jīng)濟效益。因此，人們結合油氣集輸與處理工藝流程逐漸走向“無罐化"，即不再使用儲罐式沉降分離設備，而較普遍地采用了耐壓沉降分離設備，研制了先進的大型的脫水耐壓容器。電脫水器是至今高，處理能力強，依靠電場的作用對原油進行脫水的先進設備。電脫水器的形式有好多種，如：管道式、儲罐式、立式園筒形、球形等。隨著石油工業(yè)的發(fā)展，經(jīng)過不斷地實踐與總結，趨向于大批采用臥式園筒形電脫水器，它的處理規(guī)模與生產(chǎn)質(zhì)量均已達到較高水平，每臺設備每小時的處理能力就能達到設備容積的好幾倍，凈化油含水率可降到0.03%以下。為了加快油田建設速度，提高脫水設備的施工予制化程度，將臥式電脫水器、油氣分離器、火筒加熱爐、沉降脫水器等四種設備有機的組合為一體，這種四合一設備，不僅結構緊湊，而且節(jié)約了大量的管線、閥門、動力設備，特別是油田規(guī)模多變的情況下，這種合一設備可以根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模的需要增加或減少設置臺數(shù)，所以說它具有較大的機動靈活性。