电脱盐技术进展.doc

《《信息检索与网络资源利用》》 电脱盐技术进展学生姓名：朱伟学 号：1303010527专业班级：化学工程与工艺1305 指导老师：孙昱东2014年 9月4日请预览后下载！电脱盐技术进展摘要分析了电脱盐技术的现状与发展，介绍了电脱盐技术的工作原理以及在各方面上的应用，如：原油脉冲电脱盐、高速电脱盐、超声波电脱盐等，分析其优点与缺点，用电脱盐技术时充分考虑各方面因素，以实现装置的长期使用和安全运行，并且提高电脱盐的效率介绍了国外炼油厂原油电脱盐的基本状况及最新技术动态；概述了国内原油电脱盐技术发展状况及应用水平，指出国内电脱盐技术在某些方面已达到国际先进水平同时对国内电脱盐技术的发展趋势进行了分析关键词：电脱盐技术；原油；效率；应用；请预览后下载！Progress electric desalination technologyAbstractAnalysis of the current situation and development of electric desalting technology, introduces the principle of electrical desalination technology and in the application of the parties to the surface, such as: pulsed electric desalting crude oil, high-speed electric desalting, ultrasonic electric desalting, etc., to analyze its strengths and weaknesses, electricity fully consider various factors when desalination technology in order to achieve long-term use and safe operation of the device, and to increase the efficiency of electric desalting.Keywords：electric desalting technology; crude oil; efficiency; application;请预览后下载！目录第1章 前言 1第2章 电脱盐基本知识及发展 12.1 电脱盐基本知识 1第3章 电脱盐技术的应用 33.1原油电脱盐技术 33.2高速电脱盐技术 63.3超声波电脱盐技术 8第4章 结果分析与讨论 10参考文献 11请预览后下载！第1章 引言原油深度加工对原料金属含量的严格要求，装置生产周期延长对设备连续无故障运行的相应要求，原油劣质化导致脱盐脱水难度加大等因素，使得原油电脱盐在炼油厂越来越受到重视。

近十年来，电脱盐技术也随之取得了很大进展，并仍处于快速发展中 第2章 电脱盐基本知识及发展2.1 电脱盐的基本知识电脱盐是原油进入蒸馏前的一道预处理工序从地底油层中开采出来的石油都伴有水和泥沙，水中溶解有无机盐，如NaCl、MgCl2、CaCl2等，这些物质的存在对加工过程危害很大，因此要通过电脱盐将其除去由于无机盐大部分溶于水，故而脱盐与脱水同时进行为脱除悬浮在原油中的盐粒，在原油中注入一定量的新鲜淡水（注入量一般为5%），同时加入破乳剂，这样有助于对乳化剂中乳化膜的破除和无机盐的脱除；充分混合后，在电场的作用下，使微小水滴聚结成大水滴，在重力作用下，使油水分离的工艺流程称为电脱盐从地下采出来的原油含有很多的水分和盐类，这些盐类大多以NI、V等微量金属与钠量小于等形这些酸性离子形成无机盐或式存在，还有与烃类形成有机络合盐原油中盐和水的存在给常减压装置及后续装置的平稳操作、设备腐蚀带来相当大的危害原油中的水分在换热流程中随着原油温度的升高逐渐被汽化，不仅带走了大量热量，降低了热量的有效传输，增加了塔顶冷却系统对水蒸气的冷却负荷，也就是增加了能耗，而且增加了流程压降，给换热器的安全运行造成危害，大量的水汽化甚至造成机泵抽空、换热器泄漏、分馏塔冲塔等安全事故。

简单地说，原油电脱盐就是在电场、破乳剂、温度、注水、混合强度等因素的综合作用下，破坏原油乳化状态、实现油水分离的过程由于原油中的大多数盐溶于水，这样盐类就会随水一起脱掉原油电脱盐是怎样实现的呢？首先是打破原油的乳化状态，这需要破乳剂来实现破乳剂是一种表面活性较强的化学混合物，主要组分是烷基酚醛树脂、环氧乙烷和环氧丙烷的共聚物破乳剂实际上也算是一种乳化剂，它的破乳原理就是利用破乳剂相对于原油中的乳化剂的表面活性更强、表面张力更小的特点，使其能够破坏原有乳化液牢固的吸附膜，将水分夺过来，形成新的、不稳定的乳化液破乳剂一般在原油泵的入口加入，经过原油泵叶轮的高速旋转、管线运输的强力搅拌，逐渐渗透到乳化液的界面，发挥作用，破坏原有的乳化状态，为油水分离提供了先决条件请预览后下载！现在有种新的破乳技术——超声波破乳，即在混合阀后、脱盐罐前安装超声波发生器，对乳化液进行声波振荡，打破乳化膜，达到破乳的目的，现在这种技术尚未推广开其次是在电场的作用下进行油水分离原油经分配器进入脱盐罐内原油中的水无规则地分布在油中，在外加电场作用下，微小水滴立即被电场感应极化，产生感生电荷，这些带电荷的偶极子之间彼此形成了不同强度的偶极电场。

在外加电场和偶极电场的作用下，微小水滴趋向沿电力线方向定向排列相邻水滴之间异性相吸，同性相斥，产生聚结力，在聚结力作用下，微小水滴的运动被加速水滴的运动速度增加，可以帮助它冲破乳化膜的约束，增加水滴碰撞凝聚的机会电场越强，水滴越大，水滴间间距越小，聚结力就越大，小水滴越容易互相碰撞合并成大水滴最后，由于水的密度比原油密度大，大水滴逐渐沉降到脱盐罐底部大量的水滴聚结成水层，这就是我们所说的“脱盐罐的界位”脱出的水从罐底流出，而原油密度较小，上升并从罐顶流走这样，油和水就分离开来，油中的盐分被水带走，实现了电脱盐的目的请预览后下载！第3章 电脱盐技术的应用3.1原油电脱盐技术 炼油厂加工的商品原油均含有一定量的盐和水其中水质量分数一般小于 0.15%, 多以/ 油包水0( WP O)型乳状液的形式悬浮于油相中, 其颗粒直径为10~ 20 nm,具有较高的稳定性原油中的盐类主要以碱金属和碱土金属盐酸盐的形式溶解于原油所含的微小水滴中,少量为碳酸盐、 硫酸盐、 有机酸盐和重金属卟啉螯合物, 此类盐在原油加工过程中会增加能耗、 腐蚀和堵塞设备、 引起催化剂中毒, 严重影响安全生产和产品质量为此,原油深加工过程要求脱盐后原油的盐质量浓度不大于 310mgP L, 水质量分 数不大于0.13% ,污水含油浓度不大于500 mgP L。

原油脱盐本质上就是脱水, 即采用物理或化学方法使原油乳状液破乳, 实现油水分离文献报道的原油脱盐P 脱水方法有机械法、 电化学法、 声化学法、 磁处理法、 过滤法和生物法等十余种, 现仅有电化学法得到普遍应用原油电脱盐技术产生于20 世纪50 年代,经过近60 年的发展,已从第一代交流电脱盐技术、 第二代交直流联合电脱盐技术逐步向第三代脉冲电脱盐技术过渡脉冲电脱盐技术突出的优点是电耗低、 脱盐效率高、 对劣质原油的适应性强、 设备运行稳定性高目前, 我国的电脱盐技术仍处于第二代水平, 电耗一般为0 1 3~ 110 kWhP t, 破乳剂用量为10~ 100 LgP g,二级脱盐后原油含盐浓度不大于310 mgP L 的约占56% [ 5]; 存在的主要问题是脱盐能耗高、 效率低、 切水含油高、 对重质原油适应性差、 与国外先进水平差距较大因此, 开发脉冲电脱盐技术对我国炼油行业具有非常重要的意义在原油电脱盐过程中, 油水乳状液的破乳主要依靠电场的聚结作用来实现, 两个相邻水滴之间受到的聚结力为式中: E为原油的介电常数; E w 为水滴的介电常数;r 为水滴半径; s 为两水滴间的距离; E 为外加电场强度。

对某种稳定的原油乳状液而言, 式中的r 和不因温度、 压力等外加工艺条件而改变, 水滴间的聚结力取决于电场强度 E, E 越大越利于水滴聚合,电脱盐效率就越高但是电场强度存在一个临界值,即4 1 7 kVP cm[ 7]; 超过此值,分散作用将占主导地位, 增加电场强度反而会使水滴分散得更小,降低脱盐P 脱水效率第一代和第二代电脱盐技术的电场强度一般在800~ 1 500 VP cm之间, 与临界值有较大的差距, 电场强度过大则会因漏电击穿而中断供电, 这就限制了其脱盐效率的进一步提高不同性质电场的破乳机理不同研究发现:直流电场的脱盐P 脱水是利用电场对水滴极化所产生的偶极力聚结; 而交流电场则是利用极化水滴随电场的变化所产生的振荡和移动,形成偶极聚结和振荡聚结由于受到电场强度的限制,这两种电场对乳化膜较厚的微水滴作用效果不太理想,当乳状液含水量较大或脱盐器乳化层较厚请预览后下载！时, 易发生漏电短路, 造成原油脱盐P 脱水效果恶化脉冲电脱盐工艺采用专用脉冲直流电源, 可以形成单向、 高压、 高频、 窄脉冲、 大空度比电场,其脉冲频率、 电场强度和占空比可实现连续可调单向脉冲电压可分解为直流电压和交流电压的叠加。

在直流脉冲电场中, 原油乳状液液滴对外电场的响应受到电介质松驰过程的控制[ 10 -11], 脉冲电场的最佳频率取决于连续相的松弛时间原油乳状液是比较复杂的体系, 并非纯电介质[ 12]在使用绝缘电极的情况下, 乳状液和绝缘材料实际上构成了一个双层复合电介质由于绝缘层的阻抗远大于容抗, 而乳状液的容抗远大于阻抗, 这种双层复合电介质可以看作 RC 串联电路[ 15]在该复合体系加以脉冲电场, 乳状液液滴间由于偶极诱导产生的相互作用力与电场的频率有关,频率过低, 则乳状液的电容大, 电压与电容成反比,分配在乳状液上的电压小, 乳状液液滴间产生的作用力也小; 频率过高, 则液滴不能很好地响应外电场的变化, 尽管电场强度很大,但由于液滴极化不好,作用力仍会大大降低因此, 脉冲电场破乳存在着最佳频率[ 13]原油脉冲电脱盐P 脱水的微观机理可以归纳为四个方面,即偶极聚结、 振荡聚结、 水链聚结和强场冲击[ 9]在高频高压脉冲电场的作用下, 微水滴的运动规律为: 通电瞬间, 微水滴被极化形成偶极子,相邻的水滴产生剧烈的振动, 聚结、 长大速度快;继续通电, 聚结速度稍有下降, 并趋于稳定随着加电时间的延长, 微米级的乳化水滴不断长大,分散度减小。

同时, 还会出现沿不同方向排列的水链,平行的水链聚集在一起融合成大的水滴,继续形成更大的水链和水滴高频高压脉冲电场的峰值在很短的时间内上升很高, 油相中的水滴反复受到突变电场的冲击,加速了水滴间的聚结通过调节高频脉冲电场的频率和占空比, 可以使脉冲输出时间小于水链形成短路的时间在形成水链短路前终止脉冲, 短路即消失在短路消失后,再加下一个脉冲, 就可以避免电能泄漏,大大地提高脉冲电场的强度, 显著改善脱盐P 脱水效果和设备运行平稳性由于脉冲电源为间歇供电方式,缩短了通电时间, 具有明显的节电效果 对于原油脉冲电脱盐工艺,脉冲电场的强度、 频率和占空比对。