高频脱水及老化油处理技术20120411..ppt

高频脱水及老化油处理技术 中国石化胜利油田分公司 2012年4月12日 一、概述 汇 报 提 纲 二、取得的成果 四、下步计划 三、工程示范 1、胜利油田脱水现状 一、概述 ◆原油电脱水器是联合站最后一级处理设备，也是处理效率最高的油 水分离设备，对保证外输油含水稳定起着重要作用 ◆胜利油田开发初期，电脱水器处理效果良好，应用也非常普遍，80 年代至90年代初，胜利油田共有一百多台电脱水器在联合站运行，电脱 水技术在油田油水分离领域起着关键作用 1、胜利油田脱水现状 ◆随着胜利油田进入开采后期、受三采及老化油等影响，原油油品性 质变差、导电性增强，常规电脱水器处理该类原油时因电极间易形成短 路，多数电脱水器因无法正常工作而停运，给油田生产带来较大困难 ◆电脱停运后站内处理工艺由原来的电-化学二段脱水变为热-化学 三段沉降脱水，能耗大幅升高 胜采、河口、滨南、桩西、孤东等多个采油厂的联合站电脱水器停运 孤岛、临盘等采油厂电脱水器运行不稳定 目前 措施 提高处理温度 增大加药量 增加处理设备 延长处理时间 流程变长 能耗升高 一、概述 1、胜利油田脱水现状 电脱停运后须新增三级沉降，三级沉降罐因处理时间长，温降一般在 15℃左右，而电脱温降小于2 ℃ ，电脱停运导致站内热能损耗大幅升高。

65℃ 含水3.5% 69℃ 含水95% 40℃ 压力0.21MPa 温度65℃ 含水≤1.5% 含水20% 62℃ 含水75% 39℃ 含水30% 69℃ 进天然气处理系统(轻烃回收) 进站加热炉 脱水泵 进站阀组 外输泵 外输 油气分离器 二次沉降罐 净化油罐 电脱水器停运 含水油稳定塔 一次沉降罐 净化油稳定塔 污水处理系统 脱水加热炉 73℃ 85℃ 三相分离器 三次沉降罐 联合站三采液典型油气处理流程 一、概述 基本原理：任何电介质（原油乳状液）都存在 其固有的击穿伏秒特性，通过调整高频脉冲的频 率和占空比（脉冲时间），使高频脉冲输出时间 小于原油乳状液在电极间形成短路击穿所需的时 间，在击穿形成前关闭脉冲输出，利用高频脉冲 的特性既可在电极间加较高的电场又可避免形成 短路击穿现象，从而解决复杂原油脱水难题 时间t（us） 0 电压（KV） 2、高频脉冲脱水技术简介 ★既能在电极间送较高电压同时又能避免原油在电极间短路击穿，是解决 复杂原油脱水最有效方法，为此国内外专家提出了高频脉冲脱水技术 T（μS） 电介质击穿伏秒特性曲线 0 U（KV） 高频脉冲电压波形 一、概述 ■高频脱水电场变化特征：在极间原油全部击穿前关闭脉冲输出，待绝缘性 能恢复后再发下一个脉冲。

既可在电极间送高电压还能避免电场击穿短路 工作电流 时间t（us） 工作电压 0 电压（KV） 150 高频电源电流电压变化演示图 T（μS） 电介质击穿伏秒特性曲线 0 U（KV） 实测高频电源现场运行电流电压图 一、概述 高频工频 短路 1、研制了100kVA高频脉冲脱水供电装置 容量：100kVA 电压：0-30kV 频率：1000Hz-50000Hz 占空比：10-80% 技术参数 装置参数 进口含水：≤30% 停留时间：≤2h 来液粘度：≤50 mm2/s 出口油中含水：≤2.0%（含聚稠油） 出口水中含油：≤1000ppm（含聚稠油） 通过室内试验掌握了高频脉冲脱水关键技术参数，并在此基础上研 制了工业用高频脉冲脱水供电装置 二、取得的成果 1、研制了100kVA高频脉冲脱水供电装置 关键技术：利用光耦合同步控制及电容同步补偿技术，实 现了系统相位同步、频率及占空比自动调节功能 东二联坨一站孤三联 技术特性：电场建立快，抗冲击能力强，适应范围广，保 护速度快（封锁脉冲ｎS级）、能耗低 二、取得的成果 2、研制了老化油处理装置 以高频脉冲供电技术为核心，集成旋流、水洗及老化油 破乳等技术成功研制了老化油处理装置。

装置参数 容量：100kVA 电压：0-30kV 频率：5000Hz-50000Hz 占空比：10-80% 技术参数 进口含水：≤60% 停留时间：≤2.5h 来液粘度：≤100 mm2/s 出口油中含水：≤3.0% 出口水中含油：≤1000ppm 二、取得的成果 3、现场试验及应用取得成功 老化油处理装置分别在海四联、东一联、坨一站进行了 现场试验及应用 ◆在工频脱水设备无法建立稳定电场的情况下，高频脉 冲脱水装置能建立较高的电场，且对三采原油及老化油的 处理效果可达到规范要求，技术成熟，工艺配套 100kVA高频脉冲装置在桩西联、孤三联及东二联电脱水器 现场试验及应用 二、取得的成果 三、工程示范 1、老化油处理装置在东一联的应用 东一联来油性质复杂、导电性强，站内常规电脱水器于 96年停运目前主要依靠提高处理温度、延长处时间、增加 倒罐次数来使净化油达标，导致站内产生大量的老化油 2009年2台固定式老化油处理装置在东一联投入运行，处 理效果良好 处理液量： 960t/d 综合含水： 57% 处理温度： 80～95℃ 处理介质：污水站回收污油及 净化罐底水 东二联来油东二联来油 东二联来油 净化油稳定塔来油 净化油罐 污油提升泵来油 污水提升泵 老化油接收罐 外输泵 双螺杆泵 双螺杆泵 老化油 换热器 老化油 换热器 老化油处理装置 老化油处理装置 加药撬块 一次沉降罐 去二次沉降罐 油 油 水 水 东一联老化油处理流程 1、老化油处理装置在东一联的应用 三、工程示范 时间 处理量 （m3/h） 温度 （℃） 进口含水（%） 出口含水 （%） 5月13日278522.51.0-1.7 5月14日258626.01.2-1.8 5月15日238849.51.5-2.8 5月16日218942.51.5-2.6 5月17日228836.01.4-1.8 ◆处理后原油含水基本在1.0%～2.8%之间，每天可减少东一联 循环量700～1000m3。

应用效果 1、老化油处理装置在东一联的应用 三、工程示范 2010年移动式橇装化老化油处理装置在胜采坨一站进 行了现场试验及应用，并取得了良好效果 时间 处理量 （m3/h） 温度 （℃） 进口含水（% ） 出口含水 （%） 11月16日158721.50.5-1.5 11月17日189023.00.9-1.8 11月18日208522.51.2-1.7 11月19日198822.01.2-1.8 11月20日15 89 26.01.3-1.8 2、老化油处理装置在坨一站的应用 三、工程示范 3、高频脉冲脱水装置在孤三联的应用 孤三联脱水系统主要工艺参数 高频电脱应用前该站主要靠增加三级沉降罐（漂油罐） 延长原油在站内停留时间来保证原油含水达标，导致站内脱 水能耗较高 ◆原料油含水10%～25% ◆聚合物含量100ppm ◆原油密度0.95 kg/m3 ◆粘度(50 ℃) 1460 mm2/s ◆二级气浮处理污油掺入原油处理系统 ◆常规电脱水器因电极间短路停运 三、工程示范 85℃ 含水93% 46℃ 3、高频脉冲脱水装置在孤三联的应用 65℃ 含水3.5% 69℃ 压力0.21MPa 温度65℃ 含水≤1.5% 含水93% 45℃ 含水30% 69℃ 进天然气处理系统(轻烃回收) 进站加热炉 脱水泵 进站阀组 外输泵 外输 电脱水器 一次沉降罐 污水处理系统 脱水加热炉 三次沉降罐 高频电脱改造前后孤三联油气处理流程对比 二次沉降罐油气分离器 含水20% 62℃ 净化油罐 改造前电脱 水器处于停 运状态 利用高频技术 恢复电脱运后 停运了三次沉 降罐 三、工程示范 该站常规电脱水器因电极间易形成短路、送电困难而停运 ，常规电脱停运前的运行参数为：电压：45V，电流：65A， 电脱出口含水：4%-10%。

3、高频脉冲脱水装置在孤三联的应用 目前高频电脱目前运行参数为：电压：250V，电流：25A ，电脱出口含水：0.5%-2% 三、工程示范 100kVA高频脉冲电脱水装置2011年6-10月在孤三联应用效果 以下数据由孤三联化验室提供 678910 3、高频脉冲脱水装置在孤三联的应用 三、工程示范 该站常规电脱水器因电极间易形成短路，常规电脱水器于 2003年停运至今 4、高频脉冲脱水装置在东二联现场试验 为配合东二联的工艺改造，今年3月在该站进行了高频脉 冲电脱水试验，试验取得了良好效果，电脱出口含水基本稳 定在1%左右，可达到满足规范小于2%的要求，为东二联的改 造提供了设计依据 三、工程示范 ◆目前高频脉冲脱水技术成熟，工艺配套，可满足油田生 产要求，为三采及老化油处理提供了可靠的技术支持 ◆现场应用表明在工频脱水设备无法建立稳定电场的情况 下，高频脉冲脱水设备能建立较高的电场，与工频脱水相比 ，高频具有电场建立快、抗冲击能力强、电场稳定、能耗低 等优点，且对复杂原油的处理效果可达到规范要求，较好解 决了困扰油田的三采液脱水难题 三、工程示范 四、下步计划 据统计胜利油田有超过50%以上的电脱水器无法正常运 行或停运（胜采、河口、滨南、桩西、孤东等多个采油厂 电脱水器停运，孤岛、临盘等采油厂电脱水器运行不稳定 ），电脱停运后站内处理工艺由原来的电-化学二段脱水变 为热-化学三段沉降脱水，能耗大幅升高。

现场应用表明高频脉冲脱水装置可较好解决三采原油脱 水难题下步计划在孤岛、孤东、滨南等采油厂推广应用 高频脉冲脱水装置，预计利用高频脉冲技术恢复电脱水器 运行后可降低联合站脱水能耗10%左右，具有较高的经济 效益和广阔的应用前景 谢 谢！ 。