炼厂原油电脱水脱盐实验研究文献综述

 2021-09-25 08:09

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文献综述

1.课题背景

油田进入多次采油期后原油会出现变稠、变重、盐含量升高及乳化更严重等趋势常规脱水已不能满足生产需要。原油乳状液是十分复杂的分散体系,以油包水(W/O)类型为主。进入炼油厂的原油含有一定量的盐和水。原油中含水量过多将造成蒸馏塔操作不稳定、增加热能损耗,原油中的盐类将水解生成强腐蚀性HCl,并且盐类还会在管壁上沉积形成盐垢,这不仅降低热效率,增大流动阻力,甚至堵塞管路。另外原油中的盐和水还会造成催化剂中毒【1-4】。因此原油在加工前要进行脱水脱盐处理。

1.1原油含盐的危害

原油中的盐类大部分为水溶性的碱土金属或者碱金属类的无机盐,如氯化钙、氯化镁、氯化钠等。这些盐类大多数溶解在原油所含的水中,以乳状液的形式存在于原油中,在原油的脱盐脱水过程中可以随着水分的脱除而被一起脱除[5-7]。另外还有少部分微量金属以油溶性的有机酸盐的形式存在,如铁、钒、镍等比较难于从原油中脱除。

原油中盐含量虽然不高,但它们对原油加工和使用危害很大原油中的盐危害主要表现在以下两个方面[8]:(1)原油中的金属无机盐类,特别是CaCl2和MgCl2在120℃开始与原油中的水分作用水解生成盐酸。在常减压装置中水解生成的HCl随着轻馏分油和水蒸气一起上升至塔顶,溶解于冷水中,对设备产生腐蚀,在与H2S共存时,这种腐蚀进一步加剧。(2)原油在加热炉和换热器中,随着温度升高,水分蒸发,盐类在管壁上沉积形成盐垢,影响传热,增加燃料消耗。严重时会堵塞炉管和换热器,甚至烧坏炉管而被迫停工。原油含盐多还会使重油、渣油中重金属含量高,加剧污染二次加工催化剂,影响二次加工产品质量。原油中的水增加能耗和投资费用,酸性气体CO2和H2S等在水中溶解,形成酸性水溶液,从而对设备、管线、泵体等产生腐蚀。

2.电化学法脱盐

电化学法脱盐脱水过程简称原油电脱盐,是在化学破乳剂和电场的共同作用下对原油乳状液进行破乳和脱盐脱水的过程,是目前工业上应用最为广泛、效果较好的脱盐脱水方法。根据原油性质及加工后原油含盐含水量的要求有一级、二级、三级电脱盐装置。电脱盐装置有直流、交流、交直3种类型[9]。王金斧[10]研究了原油电脱盐技术,并对交流、直流、交直流电场的脱盐脱水的特点进行了分析,认为交直流电场对原油进行脱盐脱水具有脱盐效率高、耗能低、适应性强、操作简便等特点。一般认为直流电场比交流电场具有更高的脱盐率,而交直流电场兼具二者之长,所以交直流电场具有更好的脱盐脱水效果。

3.电化学脱盐机理

电脱盐是将原油放在密闭的容器中,选择合适的破乳剂、调整混合强度、温度等工艺参数,给原油外加电场,破坏原油乳化液的稳定性,实现油水分离的过程。

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