原油脱水知识
原油的脱盐脱水
贯
催化裂化、延迟焦化产品分离
穿
几
催化重整产品蒸馏
乎
加氢精制产品蒸馏
整 个
产品质量评价
炼 油
用恩氏蒸馏实验结果，检测油
过
品质量的好坏
程
五、原油蒸馏过程
2、原油蒸馏的类型
闪蒸——平衡冷凝
✓ 闪蒸：原料油加热至部分汽化的温度，经过减压阀减压，达 到一定的温度和压力，使气/液两相在接近平衡情况下迅即分 离，得到相应的气相和液相产物，此过程即为闪蒸。
高压电场中水滴偶极聚结示意
四、原油的脱盐脱水
4、电脱盐脱水的工艺流程
✓ 加破乳剂、洗涤水 ✓ 阀门与管道混合 ✓ 电脱盐罐高电压 ✓ 二次脱盐脱水
四、原油的脱盐脱水
5、电脱盐脱水的主要设备
电脱盐罐
✓ 主要由外壳、电极板、原油分配器等组成； ✓ 上下极板通电，在两层电极板之间形成一个强电场区，此区域加速破乳； ✓ 下层电极板与下面的水面之间又形成一个弱电场区，此区域促进水滴聚结； ✓ 原油分配器保证原油均匀垂直地向上流动
✓ 沿着精馏塔高度建立了两个梯度：①温度梯度，即自塔底 至塔顶温度逐级下降，②浓度梯度，即气、液相物流的轻 组分浓度自塔底至塔顶逐级增大
✓ 多次的气、液相逆流接触，最后在塔顶得到较纯的轻组分， 而在塔底则得到较纯的重组分
✓ 分离精度与分离效率高
五、原油蒸馏过程
3、原油精馏塔的特点
产品分离精度要求较低
采油厂的油-气-水三相分离罐
四、原油的脱盐脱水
2、原油中含水与盐的危害
含水的危害
耗能大，每蒸发1吨水将多消耗约0.1吨燃 煤或燃料油； 水的气化体积大，占用设备气相空间； 给运输增加负担。
含盐的危害
第五章 原油脱水
第二篇 石油加工概论
从石油中提炼出各种燃料、 从石油中提炼出各种燃料、润滑油和其 他产品的基本途径是：将原油按沸点分割成 他产品的基本途径是：将原油按沸点分割成 沸点分割 不同馏分，然后根据油品使用要求， 不同馏分，然后根据油品使用要求，除去馏 馏分 化学反应转化成所 分中的非理想组分，或经化学反应 分中的非理想组分，或经化学反应转化成所 需要的组分，从而获得合格石油产品。 需要的组分，从而获得合格石油产品。
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一、油水两相的自由沉降分离 当水的直径>0.5 >0.5× 水滴沉降速度符合Stokes定律。 Stokes定律 当水的直径>0.5×10-6m时，水滴沉降速度符合Stokes定律。
• • • • •
水滴沉降速度， W—水滴沉降速度，m/s 水滴沉降速度 d1—水滴直径 水滴直径， d1 水滴直径，m —依次为水和原油密度 依次为水和原油密度， ρ 1、ρ2—依次为水和原油密度，㎏/m3 原油粘度m υ2—原油粘度m2/s 原油粘度 重力加速度， g—重力加速度，m/s2 重力加速度
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润滑油馏分和渣油可通过溶剂精制、溶剂脱蜡、 润滑油馏分和渣油可通过溶剂精制、溶剂脱蜡、 溶剂脱沥青及补充精制等加工过程，脱除其胶质、 溶剂脱沥青及补充精制等加工过程，脱除其胶质、沥 青质、多环短侧链芳烃、非烃化合物及石蜡等， 青质、多环短侧链芳烃、非烃化合物及石蜡等，得到 各种润滑油。加工过程以物理过程为主。 各种润滑油。加工过程以物理过程为主。 本篇主要讨论石油加工过程的基本原理、 本篇主要讨论石油加工过程的基本原理、影响因 素、工艺流程和主要设备等。同时介绍常用的燃料 工艺流程和主要设备等。 和润滑油添加剂及油品的调和。 和润滑油添加剂及油品的调和。
原油脱水及稳定(行业相关)
环烷基 环烷基—中间基
含水量，% （不大于）
0.5
1.0
2.0
盐含量,mg/L
实测
饱和蒸汽压
在储存温度下低于油田当地大气压
3
原油脱水的基本方法
沉降分离脱水
u
d
2 w
(
w
o )
1.8o
– 增大水滴直径 – 扩大水、油密度差 – 降低原油粘度 – 采用水力旋流分离器
4
原油热化学脱水 原油电脱水（脉冲） 润湿聚结破乳脱水 声波：加强水珠的聚结 超声波：降低能耗，减少破乳剂用量 微波：降低乳状液稳定性，加热乳状液
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原油热化学脱水
将含水原油加热到一定的温度，并在原油中 加入适量的原油破乳剂的方法
破乳机理
– 表面活性作用：降低表面自由能 – 反相作用：转化为O/W – “润湿”和“渗透”作用：溶解界面上的乳化剂，
降低原油粘度 – 反离子作用： 中和正电荷，减少静电斥力
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实现化学破乳的技术要求
– 实现化学破乳的必要条件
用离子的电性，分为阴离子、阳离子和两性离子 – 阴离子型破乳剂
羧酸盐类、磺酸盐类 价格便宜；用量大，效果差、易受电解质影响而减效
正确布局油田脱水装置的位置（早脱水） 预先加入化学破乳剂（早加入） 正确设计和建设集油管道（减少压降） 正确选用增压设备（增压合理）
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原油乳状液的性质
分散度
– 分散相在连续相中的分散程度称为分散度 – 用内相颗粒平均直径的倒数表示 – 用以区分乳状液、胶体溶液和真溶液，并影
响到其它性质
– 高浓乳状液：分散相含量高于74%
特点：分散相的液滴不能沉降，因为高浓 度液滴在运动过程中会发生型变
原油脱水
电导法
滤纸法 显微镜法
导电性好的为O/W型，差的为W/O型。
将乳状液滴在滤纸上，若能迅速铺开，滤纸上只留下 一小滴油，则为O/W型；若铺不开，则为W/O型。
（１）界面能和界面张力
不平衡力场作用下，液体表面
有自动缩小的趋势；
图3－１液体表面能产生的示意图
在恒温恒压下，物系有自动向
自由能减小方向进行的趋势； 油水形成乳状液时，接触界面和界面能都很大，
原油脱水
一、油水混合物的存在形式：游离水和乳化水
• 游离水：常温下用静止沉降法短时间内能从油中分离的水， • 常在沉降罐和三相分离器中脱除。
• 乳化水：用沉降法很难脱除的水，
与原油的混合物称为油水乳状液 （原油乳状液）。 脱除游离水后，原油密度越大，乳化水含量越高。
乳状液类型
鉴别方法 染色法
62.2 60.0
44.7 0.7
17.5 59.3
减少原油乳状液生成的预防措施：
用大油嘴并提高集输系统和油气分离器压力，减 小油嘴前后的压差； 油嘴装在井底
2）深井泵采油
防止抽油机固定阀、游动阀、柱塞漏泄产生激烈搅动
选择较大尺寸的固定阀和游动阀、
并用气锚（使气体进入油套环空内的装置）， 避免气体进入泵筒内
• 由于上述种种原因，为了保证油田开发和炼油厂加工过程的正常进 行，必须在油田对原油进行脱水处理，而且越快、越早、越彻底越 好。
• 关于原油外输时对含水量的要求，各国的标准不同：我国目前规定商品原油的 含水率在0.5%以下，含盐量为50mg/L以下。美国外输原油允许含水＜0.25%，含 盐量平均＜170mg/L；俄罗斯商品油含水要求在0.05%~2.0%(体积分数)，含盐 量＜40 mg/L。
原油电脱水处理技术
原油电脱水处理技术
原油电脱水处理技术
1、电脱水工艺 2、电脱水器的结构及原理 3、原油电脱水成套设备 4、原油电脱水成套设备操作使用
2021/6/21
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1、电脱水工艺
原油电脱水处理工艺，是将经过 热化学沉降脱水后的低含水原油或经 过三相分离器分离后的低含水原油进 行深度脱水的处理工艺，具有脱水速 度快、净化油含水低的优点，脱水成 本低，能节省破乳剂、耗电量又低， 在各油田被广泛采用。
1、电脱水工艺
1.1目前的脱水工艺流程：
胜利油田原油脱水工艺是以电化学两段脱水，污水回掺工艺为基本模 式建立起来的。该脱水工艺适应了油田中、低含水期原油脱水的需要，对 于降低外销原油的含水量，保证油田生产的正常运行起了极为重要的作用。
胜利油田开发进入特高含水期后，原油的综合含水大多在90%左右， 再加上采用新的钻采工艺，使原油的物化性质发生了很大变化，原有的脱 水工艺已难以适应要求。主要表现为能耗大、运行成本高、破乳难、脱水 器电场不稳定（甚至倒电场）、脱水效果差等问题。针对所存在的问题， 对一些联合站工艺流程进行密闭改造，在脱水效果、降低能耗等方面，取 得了较好的效果。还有一些联合站采用的是开式工艺流程，污油回掺使原 油重复乳化和老化严重，脱水效果较差。
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1、电脱水工艺
1.3电脱水技术指标
进入电脱水器的原油水含量：一般≤30%；对于乳化严重导电性强的原油水 含量≤ 10%（质量分数）。 脱水原油的含水指标：按轻质原油、中质原油、重质原油分等级如下： 轻质原油≤ 0.5%； 中质原油≤ 1%； 重质原油≤ 2.0%； 从电脱水器脱出的污水含油≤ 0.5%， 输往污水处理站的污水含油≤ 1000mg/L。
英西原油的脱水工艺控制
英西原油的脱水工艺控制英西原油脱水工艺控制是石油化工领域中的关键工艺，对于提高原油品质和控制生产成本都具有重要意义。
本文将从脱水原理、脱水工艺流程和脱水工艺控制三个方面探讨英西原油的脱水工艺控制。
一、脱水原理英西原油脱水的主要原理是利用物理法和化学法相结合的方式将原油中的水分分离出来。
其中物理法是利用原油和水在不同状态下的密度差异将水分从原油中分离；化学法则是利用化学吸附剂将原油中的水分吸附固定在吸附剂上，使水分得以分离。
二、脱水工艺流程英西原油脱水的工艺流程包括：加热、减压、冷却、分离和回收。
1、加热将原油加热至60-80摄氏度，使其中的水分开始分离出来。
2、减压将原油放入减压釜中，利用减压使原油中的水分捕获并排出，同时减轻原油的重量和粘度，利于后续的处理。
3、冷却4、分离利用物理法和化学法相结合的方式将分离后的水分排出，使原油中的水分达到预期的目标值。
5、回收分离后的水分需要再次经过处理和回收，以达到环保要求。
加热温度是影响原油中水分分离效果的重要因素，过高或过低都会影响分离效果，必须掌握适宜的加热温度。
减压力度是影响原油中水分的分离和排出的关键因素，必须控制在适宜的压力区间内。
3、吸附剂添加量吸附剂是化学法的核心，添加量过少会影响分离效果，过多则会降低生产效率和增加成本，必须掌握适宜的添加量。
分离效率是脱水工艺的关键指标，可以通过计算原油中水分的含量进行监测和控制。
回收率是脱水工艺的另一重要指标，必须注意控制水分的回收。
总之，英西原油脱水工艺控制是提高原油品质和降低生产成本的重要措施。
通过掌握加热温度、减压力度、吸附剂添加量、分离效率和回收率等关键因素，有效地控制英西原油的脱水工艺，提高生产效率和品质水平。
原油脱水方法
原油脱水方法
原油脱水是指去除原油中的水分的过程，常用的原油脱水方法有以下几种：
1. 热脱水法：将原油加热至一定温度，使水分蒸发，然后通过冷凝器将蒸发出的水分冷凝回液态，实现水分的分离和去除。
2. 电磁辐射脱水法：利用电磁波辐射原理，将原油暴露在适当频率的电磁辐射下，通过电磁波的加热效应和产生的气泡效应，加速水分的蒸发。
3. 电分离脱水法：利用电场作用力、离心力和表面张力力等原理，将带有水分的原油置于电场中，通过电场作用力将水分和油分离。
4. 化学脱水法：通过向原油中添加化学脱水剂，使水分与脱水剂发生化学反应，形成不溶于原油的沉淀物，然后通过过滤或离心等方式将沉淀物分离出去。
5. 分子筛脱水法：采用分子筛作为吸附剂，将原油中的水分吸附在分子筛上，然后通过再生脱附的方法将吸附的水分去除。
原油脱水
原油脱水从井中采出的原油一般都含有一定数量的水，而原油含水多了会给储运造成浪费，增加设备，多耗能；原油中的水多数含有盐类，加速了设备、管道和管线的腐蚀；在石油外炼制过程中，水和原油一起被加热时，水会急速汽化膨胀，压力上升，影响炼厂正常操作和产品质量，甚至会发生爆炸。
因此外输原油前，需进行脱水，使含水量要求不超过0.5%。
所有的油田都要经历含水开发期的，特别是采油速度大和采取注水强化开发的油田，无水采油期一般都较短，油井见水早，原油含水率增长快。
原油含水不仅增加了储存、输送、炼制过程中设备的负荷。
而且增加了升温时的燃料消耗，甚至因为水中含盐等而引起设备和管道的结垢或腐蚀。
因此，原油含水有百害无一利。
但水在油田开发过程中，几乎是原油的“永远伴生者”，尤其是在油田开发的中后期，油井不采水，也就没有了油。
所以原油脱水就成为油田开发过程中一个不可缺少的环节，一直受到人们的重视。
多年的反复实践，现在研究成功的原油脱水工艺技术主要有一下四种。
沉降分离脱水法是利用水重油轻的原理，在原油通过一个特定的装置时，使水下沉，油、水分开。
化学破乳脱水法是利用化学药剂，使乳化状态的油水实行分离。
化学破乳是原油脱水中普遍采用的一种破乳手段。
电破乳脱水法用于电破乳的高强度电场，有交流电，直流电、交一直流电和脉冲供电等数种。
其基本原理是通过电离子的作用，促使油、水离子的分离。
润湿聚结破乳法在原油脱水和原油稳定过程中，加热有利于原油粘度的降低和提高轻质组份的挥发程度。
接下来主要介绍几种新型的脱水方法。
高频脉冲电脱水法是基于常规电脱水的基础上发展起来的。
其机理比较一致的看法是：由于连接相（油）和分散相（水）的导电率相差很大，液滴能被外电场极化，极化液滴通过碰撞在极短时间内完成聚结过程。
直流脉冲电场如同交流电场有诱导偶极子，松弛过程作为乳状液破乳机理的一部分，其电场中不仅有液滴的极化，也有相互吸引、碰撞导致的聚结。
由于脉冲电场的震动，分散相周围或内部的流体速率发生变化，界面张力诱导界面流动。
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原油电脱水机理研究
第一阶段查资料相关知识了解（2011.11.01）
1.为什么要进行原油脱水？
（1）采油时为了保持油田压力，实现油田长期高产稳产，采用注水开采的方法。
随着注水量增加，原油含水量不断上升。
（2）原油含水，水中就会不同程度地溶解有Nacl、Cacl
2、Mgcl
2
等盐类和其它
杂质,这些物质会使原油严重乳化。
因此，为了确保原油的质量,在原油加工成各种石油产品之前，必须进行原油脱水处理。
使原油中水的体积分数小于0.2%,盐的质量浓度小于3mg/L。
2.原油脱水目前有哪些方法？（破乳的方法）
（1）加热沉降：加热使得原油粘度下降,水和原油的比重差增大,原油对水滴悬浮力减小，同时水滴的动能增大，界面上有机物的溶解度增大，界面强度减小，这样都有利于破坏双电层。
（2）过滤法：过滤法是使乳化液通过过滤柱，通过加压使得乳化液进入滤料层，因固体吸附剂对乳化液中的油和水具有选择吸附特性，乳化液中的水被吸附出来，从而完成破乳。
该方法对吸附剂的要求较高，且过滤柱的制作工艺繁杂。
（3）离心法：离心法是利用油水之间密度不同，在高速离心场作用下使乳状液破乳实现油水分离的方法。
离心场越强，破乳效果越好。
但高速离心设备日常较难维护，目前只适合在实验室或需要占地较小的情况下使用
（4）化学脱水：使用破乳剂，使新形成的界面膜亲水能力大于憎水能力，这样原油膜变得脆弱，有利于水滴之间的合并。
（5）磁处理法：磁处理法是对原油乳状液和破乳剂进行磁处理，然后再进行脱水。
此种方法的优点是可以大幅度提高原油的脱水效果，降低破乳剂加入量，降低原油脱水温度，提高脱后污水质量。
但只是在实验研究阶段，未进行产业推广和应用。
（6）电脱水法：在电场作用下，靠电的作用将原油水颗粒的界面膜破坏或削弱，强迫水颗粒合并。
（7）声化学法：声化学法是将声波能量辐射到加入了少量破乳剂的原油乳状液中，使之产生一系列超声效应，如搅拌、聚结、空化、温热、负压等，从而使乳化膜破坏进而破乳脱水。
由于超声波良好的传导性使得此方法适用于各种类型的乳状液。
超声与破乳剂的良好协同作用，可突破传统的破乳剂用量及温度要求，所以目前研究和应用都比较广泛。
（8）微波辐射法：微波辐射法是利用微波辐射能量来进行破乳脱水的一种技术。
在微波辐射下乳化液分子内部形成高频变化的电磁场，破坏油水界面膜，实现油水分离。
此种方法处理时间短，能耗较低，能广泛适用于各种油样类型。
（9）微生物法：微生物法是利用微生物对原油乳状液的变构作用及微生物分泌的天然破乳剂对原油进行破乳脱水的一种技术。
此技术药剂用量低、脱水快、效率高、脱出水水质较好、运行费用低，且生物破乳剂无毒无害不污染环境。
但是由于性价比原因，最终能否在工业应用中推广还有待进一步研究
以上方法的实质都是破坏水颗粒外面那层界面膜的稳定性，使均匀分散的水颗粒很快地合并成大水滴，靠原油和水的比重差让水滴从原油中沉降下来。
目前在油田生产中应用最多，脱水效率最高，经济性能最好的原油脱水方法还首推电破乳脱水法。
3.什么是乳化剂？
能聚集于油水界面上构成稳定的界面膜，这些天然的物质叫乳化剂。
一般原油中乳化剂的构成有以下三种：
（1）环烷酸+碱性地层水→环烷酸皂（水溶性物质，聚集于油水界面）
（2）细微分散的固体物质，如晶态石蜡、岩屑，它们聚集生成牢固油膜。
（3）胶质、沥青质，这些物质都具有亲油性。
4.原油脱水有哪些步骤？
破乳、聚结、沉降分离。
其中破乳是关键。
5.原油中水的存在形式有哪些？
（1）悬浮水：悬浮于油中的水，热沉降可除。
（2）溶解水：以水分子形态存在于烃类化合物分子之间，不需要去除。
（3）乳化水：被油水乳化剂乳化了，很稳定，需要特殊工艺去除。
6.电脱水工艺及其优点？
原油电脱水工艺，是将经过热化学沉降脱水后的低含水原油或经过三相分离器分离后的低含水原油进行深度脱水的工艺。
包含交流电脱水、直流电脱水、高频脉冲电脱水。
它的优点是，脱水速度快，净化油含水低，脱水成本低，节省破乳剂，耗电量又低，因此在各油田广泛使用。
7.有关于电化学法脱盐脱水的了解？
技术成熟，但速度慢，能耗大，设备腐蚀，安全性差，而且需要大量破乳剂，资源浪费，也不利于保护环境。
8.原油脱水工艺流程？
（1）对含水量低于30%的原油采用电化学脱水
（2）对含水量在50%以下的高含水原油采用两段脱水（大庆油田和胜利油田采
用）
（3）对高含油原油采用两段电脱盐脱水流程
9.原油脱水原理?
电脱水是在电场作用下,由于水颗粒是极性分子,正负电荷要向两端聚集，形成一端带正电荷,一端带负电荷的偶极子。
这样，一方面，两端都要被吸引到与电荷相反的电极上，使水颗粒拉伸成长椭圆形。
另一方面，对邻近带不同电荷的两个水颗粒增加了吸引力。
所以对削弱和破坏油水界面膜，加速水颗粒合并是有效的。
（1）偶极聚结：偶极聚结就是将油包水型原油乳化液置于电场中，当水珠受到电场力的作用后，便发生偶极极化。
（2）电泳聚结：在直流电场作用下，带电的乳化液水颗粒向着与其自身带电相反的电极板方向移动，这种现象称为“电泳”。
（3）振荡聚结：振荡聚结是指W/O型乳状液水珠在交变电场作用下，引起其内部的周期性振荡，水珠在电场力作用下由球形被拉长至椭球形，从而使油水界面膜扩大变薄，乳化液的稳定性降低。
水珠除了自身不断的跳动振荡外，还与相邻水珠之间发生碰撞并合并成较大的水珠，如此反复最终完成聚结破乳从原油中沉降分离出来。
10.原油含盐含水危害？
不仅不利于石油储运、加工，还会造成设备腐蚀，能耗增加，催化剂中毒，管路堵塞，管壁烧穿等。
11.“油包水”型乳状液形成的两个因素？
（1）外因（外因是变化的条件）——水滴均匀分散
a.原油和地层水在井筒内随着压力降低，天然气不断析出，增大了油水的
搅拌。
b.油、气、水混合物在通过油咀时，经过一个高压节流，进一步使水颗粒
分散。
c.集输过程中经油气搅拌和泵的搅拌又进一步将水颗粒均匀分散。
（2）内因（内因是变化根据）——稳定性
分散后，原油中一些天然物质，聚集于水颗粒的油水界面上形成一种牢固油膜，阻碍了水颗粒合并。
12.有关于胶质沥青质？
能与酚基、羧基这样一类极性基团结合在一起。
当这类教束达到油水界面上时，它们的羧基酚基朝向水相，而胶束朝向油相。
聚集于油水界面上构成稳定的界面膜。
13.什么是破乳剂？
它是一种表面活性剂，具有亲水端和憎水端。
当破乳剂加到原油中后就很快聚集于油水界面上，亲水部分朝向水相，憎水部分朝向油相。
并且其亲水能力远远超过乳化剂的能力。
破坏了乳化剂取向，且生成的界面膜亲水能力大于憎水能力，油膜很薄弱，有利于小颗粒变成大水滴。
14.电脱水方面常用的技术术语?
（1）原油电脱水：乳化原油在电脱水器内，在电场力作用下经过破乳、聚结、沉降使原油与水分离的过程。
（2）轻质原油：在20℃时，密度小于或等于0.8650g/cm3的原油。
（3）中质原油：在20℃时，密度为0.8651～0.9160g/cm3的原油。
（4）重质原油：在20℃时，密度为0.9161～0.9960 g/cm3的原油。
（5）交流电场：在电脱水器内，电极之间及电极与壳体间所形成的，强度和方向随电源频率周期变化的电场。
（6）直流电场：在电脱水器内，电极间及电极与壳体间所形成的，强度和方向不随电源频率周期变化的电场。
（7）交直流双重电场：在电脱水器内，同时存在直流和交流两种电场。
（8）恒流源：能自动跟踪负载的工况变化，抑制过电流，保持电流稳定的供电电源装置。
15.了解原油电脱水装置的组成？
电脱水器、电脱水供电装置、油水界面控制系统、安全保护系统。
（1）电脱水器:内部电极组、进油管组、出油管组、冲砂装置。
（2）电脱水供电装置：脱水控制柜、防爆脱水变压整流器、高压防爆接口装置。
（3）油水界面控制系统：油水界面检测一次表、调节仪、调节阀。
（4）安全保护系统：防爆液位控制器、安全门防爆开关、安全阀。
16.本文研究方向？
通过实验研究几种原油在高频电脱水工艺中电场强度、电场频率、温度、脱水时间、等对脱水效果的影响。
17.相关公式：
原油乳状液中两个相邻、粒径相同的水颗粒之间的凝聚力为：。