專(zhuān)利名稱(chēng)：一種超稠油熱化學(xué)脫水工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超稠油熱化學(xué)脫水工藝方法，屬稠油化學(xué)脫水技術(shù)類(lèi)。
背景技術(shù)：
我國(guó)遼河、勝利、新疆等油田超稠油粘度大，目前，50℃超稠油粘度最高達(dá)187000mPa·s，含膠質(zhì)瀝青高，與水之間的密度差小，由于超稠油采用蒸汽吞吐開(kāi)采方式，油中含水較高，但經(jīng)過(guò)脫水后的超稠油仍然可用于石油煉制，因此，脫水后的超稠油具有較高使用價(jià)值，目前，國(guó)外超稠油脫水技術(shù)處于探索階段，以加拿大和平河和冷湖集中處理站為例，他們?nèi)圆捎脙啥蚊撍に?，一段使用臥式三相分離器，二段使用電脫水，熱交換以蒸汽加熱和換熱為主，在脫水中，采取兩項(xiàng)措施，一是脫水溫度控制在130℃～140℃之間，據(jù)加拿大馬拉尼公司測(cè)算，在40℃條件下，100μm水的微粒在稀油中的沉降速度約0.54cm/min，在稠油中的沉降速度為0.000065cm/min，幾乎相差1000倍，而提高稠油的脫水溫度可降低密度，粘度及表面張力，使之與稀油相近，這樣能大大改善稠油處理特性，二是采用摻輕烴降粘，降密度，據(jù)介紹C4最好，輕烴密度720～760kg/m3摻入量10％～30％，可將密度接近1000kg/m3的稠油降至922kg/m3左右，增大了油水比重差，提高了脫水效果，這樣經(jīng)電脫水后的凈化含水一般可達(dá)0.5％，能滿(mǎn)足要求。
但是由于遼河油田超稠油粘度極大，密度極高，有的超稠油密度高于水的密度，與國(guó)外超稠油物性存在著較大差異，上述超稠油脫水工藝不適合我國(guó)國(guó)情，而國(guó)內(nèi)目前只采用超稠油摻稀油降粘脫水，及稠油高溫脫水工藝，其流程復(fù)雜，費(fèi)用較高，裝備復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服上述缺點(diǎn)，而提供的一種超稠油熱化學(xué)脫水工藝方法，該方法利用100度以下的靜態(tài)沉降脫水工藝脫出超稠油中污水，可使沉降后的原油含水低于5％，達(dá)到與滿(mǎn)足石油煉制和其它特殊要求。本發(fā)明經(jīng)檢索后未見(jiàn)報(bào)導(dǎo)。
本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方式超稠油化學(xué)脫水工藝方法是將溫度為70～75℃的超稠油通過(guò)管道與汽車(chē)?yán)\(yùn)方式進(jìn)入聯(lián)合站。其中管輸壓力為0.4MPa的超稠油進(jìn)站后要先經(jīng)原油計(jì)量程序后再加入油溶性RS-2、LH-2破乳劑，然后送入換熱器內(nèi)升溫；而汽車(chē)?yán)\(yùn)原油先卸入卸油槽中，由卸油泵升壓及計(jì)量再加入LH-2或RS-2破乳劑后與管輸原油混合一起再次進(jìn)入換熱器中，使原油升溫至90℃之后，進(jìn)入到一段原油沉降罐內(nèi)進(jìn)行脫水。
所述的原油沉降罐內(nèi)脫水靜止沉降法是指(含水率50％)在超稠油脫水工藝中，至少具備三座原油沉降罐分別為1#、2#、3#沉降罐進(jìn)行脫水，沉降時(shí)原油首先進(jìn)入1#沉降罐，待原油進(jìn)滿(mǎn)1#沉降罐后，打開(kāi)2#沉降罐進(jìn)口閥門(mén)并關(guān)閉1#沉降罐出口閥門(mén)，使1#罐中含水原油在靜止?fàn)顟B(tài)下逐漸沉降，待2#沉降罐進(jìn)滿(mǎn)原油后，又打開(kāi)3#沉降罐的進(jìn)口閥門(mén)，并將2#沉降罐出口閥門(mén)關(guān)閉，使2#沉降罐含水原油保持靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)，并不斷對(duì)1#沉降罐原油取樣進(jìn)行含水化驗(yàn)，待罐中沉降后的原油含水指標(biāo)滿(mǎn)足要求時(shí)，可開(kāi)啟1#沉降罐中的原油和污水閥門(mén)，便可將污水和合格原油排出罐外，待3#沉降罐滿(mǎn)后，此時(shí)1#沉降罐已排空，這樣周而復(fù)始，通過(guò)切換各閥門(mén)便可保證超稠油脫水連續(xù)運(yùn)行。
超稠油在沉降罐內(nèi)靜止沉降時(shí)間為96小時(shí)，才能使沉降后原油含水低于5％的標(biāo)準(zhǔn)。另外，對(duì)于含水率大于50％的超稠油需采用二段靜止脫水流程，即高含水原油進(jìn)站加藥后，經(jīng)一段換熱器升溫至80℃后，進(jìn)一段靜止沉降罐脫出大部分游離水后，又經(jīng)二段加藥脫水升壓及二段換熱器升溫至90℃后，再進(jìn)入二段靜止沉降脫水。
所述的一段、二段沉降方式，同一段靜止沉降脫水流程，其中一段沉降時(shí)間為24小時(shí)，二段沉降時(shí)間為96小時(shí)，沉降后原油含水率低于5％。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有顯著特點(diǎn)該超稠油熱化學(xué)脫水工藝由于采用了靜態(tài)沉降脫水工藝較之同規(guī)模的稠油摻稀油降粘脫水工藝一次節(jié)省投資700萬(wàn)元，并節(jié)省大量電力和燃料消耗，超稠油靜態(tài)沉降脫水工藝較超稠油高溫脫水工藝，每年可節(jié)省經(jīng)費(fèi)4034萬(wàn)元，使用該工藝可將超稠油含水下降到3％以下，本發(fā)明的原油脫水溫度只在100℃以下，因此，對(duì)設(shè)備耐溫要求條件較低，用熱負(fù)荷少。因此，也可節(jié)省大量摻稀釋劑設(shè)備及高溫運(yùn)行設(shè)備，使工程投資少，運(yùn)行成本低。另外，本發(fā)明還具有脫水工藝流程簡(jiǎn)單，實(shí)用方便等特點(diǎn)。
本發(fā)明的方法經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)可看出，超稠油在進(jìn)入沉降罐時(shí)破乳劑濃度加入量在400～500ppm時(shí)，沉降前原油含水約30％～70％，在經(jīng)過(guò)一段靜止沉降時(shí)間96～148小時(shí)和二段靜止沉降時(shí)間80～96小時(shí)的沉降后，脫出水的原油含水可控制在3～5％。并可滿(mǎn)足使用標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)踐證明采用熱化學(xué)靜態(tài)沉降方法可行。


圖中1、換熱器，2、卸油泵，3、卸油槽，4、靜止沉降罐，5、外輸泵，6、脫水泵，7、導(dǎo)熱油來(lái)油，8、導(dǎo)熱油回流，9、汽車(chē)卸油，10、破乳劑，11、管輸來(lái)油，12、原油外輸。
圖為本發(fā)明脫水施工流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明由以下實(shí)施例給出下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述本發(fā)明脫水時(shí)主要流程是超稠油進(jìn)站后換熱器升溫，靜止沉降罐沉降，合格油進(jìn)入油罐，外輸泵增加泵壓，換熱器升溫，計(jì)量，原油外輸。
實(shí)施例1一段靜止沉降脫水(對(duì)含水率低于50％的超稠油)工藝超稠油進(jìn)站主要由管輸和汽車(chē)?yán)\(yùn)方式將原油通過(guò)管線(xiàn)輸送和卸油槽完成，即管輸原油進(jìn)站時(shí)，將70～75℃來(lái)油在管輸壓力0.4MPa條件下先進(jìn)行計(jì)量，再加破乳劑LH-2、RS-2油溶性破乳劑，而汽車(chē)?yán)\(yùn)進(jìn)站原油先經(jīng)地衡計(jì)量后卸入油槽中，由卸油泵升壓、計(jì)量，再加入破乳劑與管輸原油混合一起進(jìn)入換熱器內(nèi)升溫至90℃，然后，進(jìn)入到一段原油沉降罐內(nèi)脫水，實(shí)驗(yàn)表明超稠油密度與水的密度在不同溫度下，隨溫度升高油水密度差逐漸增大，原油粘度大幅降低，超稠油的沉降時(shí)間可大為縮短。
脫水采用靜止沉降工藝，即在超稠油脫水工藝中，至少具備3座原油沉降罐(為1#、2#、3#沉降罐)。原油首先進(jìn)入1#沉降罐，待原油進(jìn)滿(mǎn)1#沉降罐后，打開(kāi)2#沉降罐進(jìn)口閥門(mén)并關(guān)閉1#沉降罐出口閥門(mén)，使1#罐中含水原油在靜止?fàn)顟B(tài)下開(kāi)始沉降。由于油水密度差極小，原油粘度大，水滴下沉較為困難，由此在罐中出現(xiàn)極小的波動(dòng)都會(huì)影響水滴下沉，嚴(yán)重時(shí)會(huì)形成油層中夾雜水的現(xiàn)象，造成外輸原油不合格，因此采用靜止沉降方式進(jìn)行超稠油脫水。待2#沉降罐進(jìn)滿(mǎn)原油后，又打開(kāi)3#沉降罐的進(jìn)口閥門(mén)，并將2#沉降罐出口閥門(mén)關(guān)閉，使2#沉降罐含水原油保持靜止?fàn)顟B(tài)，同進(jìn)根據(jù)超稠油沉降時(shí)間要求，對(duì)1#沉降罐原油取樣進(jìn)行含水化驗(yàn)，待罐中沉降后的原油含水率滿(mǎn)足要求時(shí)，可開(kāi)啟1#沉降罐中的原油和污水閥門(mén)，便可將污水和合格原油排出罐外，待3#沉降罐滿(mǎn)后，1#沉降罐已排空，這樣周而復(fù)始切換各罐閥門(mén)，便可使超稠油脫水工作連續(xù)運(yùn)行。超稠油靜止沉降時(shí)間為96小時(shí)沉降后原油含水小于5％。
實(shí)施例2二段靜止沉降脫水工藝流程(對(duì)含水率較高，一般大于50％的超稠油)。高含水原油進(jìn)站，加藥后經(jīng)一段換熱器升溫至80℃，進(jìn)一段靜止沉降罐，脫出大部分游離水后，經(jīng)二段加藥，脫水升壓，二段換熱器升溫至90℃，進(jìn)二段靜止沉降罐沉降脫水。一段、二段沉降方式同一段靜止沉降脫水流程，一段沉降時(shí)間為24小時(shí)，二段沉降時(shí)間為96小時(shí)，沉降后原油含水可控制在5％以下。
實(shí)施例3本發(fā)明中所述的超稠油脫水系統(tǒng)加熱和伴熱采用了導(dǎo)熱油為熱載體的間接供熱工藝，導(dǎo)熱油粘度低熱焓大，這樣有利于超稠油的間接加熱，避免超稠油的結(jié)焦，導(dǎo)熱油又可循環(huán)使用，卻不產(chǎn)生損耗。所述的靜止沉降罐內(nèi)，采用了浮動(dòng)出油機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)在罐內(nèi)隨液體升降而浮動(dòng)，始終使收油口處于液面附近，即使在出油時(shí)也不會(huì)擾動(dòng)油水界面，保證出油含水處于最低值，該浮動(dòng)出油機(jī)構(gòu)的專(zhuān)利號(hào)為ZL95232982.4。
所述的換熱器的結(jié)構(gòu)為二層螺旋管構(gòu)成，外管為導(dǎo)熱油熱介質(zhì)內(nèi)管為被加熱的超稠油介質(zhì)，換熱器是一種采用不銹鋼薄壁管材料，被擠壓成波節(jié)狀的管程換熱器，這樣不僅增加了管程的流通面積，而且由于波節(jié)的存在也增加了管程流體的擾動(dòng)，從而提高了熱傳導(dǎo)效率。同時(shí)由于波節(jié)作用也防止了超稠油中的泥砂聚集堵塞換熱器管程的現(xiàn)象發(fā)生。
所述的油溶性RS-2、LH-2破乳劑加入量為300～500mg/L即加藥濃度在400～500ppm之間，沉降前原油含水約為30％～70％，在靜止沉降罐內(nèi)一段靜止沉降時(shí)間為96～148小時(shí)、二段靜止沉降時(shí)間為80～96小時(shí)，沉降后原油含水均可滿(mǎn)足3％～5％范圍。
權(quán)利要求
1.一種超稠油熱化學(xué)脫水工藝方法；其特征在于所述的方法是將超稠油通過(guò)管輸與溫度為70～75℃的汽車(chē)?yán)\(yùn)超稠油一起進(jìn)入聯(lián)合站，其中管輸進(jìn)站超稠油壓力為0.4MPa，進(jìn)站后先經(jīng)原油計(jì)量后加入油溶性RS-2、LH-2破乳劑之后，再進(jìn)入換熱器升溫，而汽車(chē)?yán)\(yùn)進(jìn)站原油先卸入油槽中，由卸油泵升壓、計(jì)量，再加入LH-2、RS-2油溶性破乳劑后再與管輸原油混合一起進(jìn)入換熱器，升溫至90℃，然后由管道進(jìn)入到一段、二段原油沉降罐內(nèi)脫水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超稠油熱化學(xué)脫水工藝方法；其特征在于原油沉降罐內(nèi)脫水采用靜止沉降工藝，即在含水低于50％的超稠油脫水工藝中，至少具備3座1#、2#、3#原油沉降罐，在沉降時(shí)，原油首先進(jìn)入1#沉降罐，待原油進(jìn)滿(mǎn)1#沉降罐后，先打開(kāi)2#沉降罐進(jìn)口閥門(mén)再關(guān)閉1#沉降罐出口閥門(mén)，并使1#罐中含水原油保持在靜止液面狀態(tài)下進(jìn)入沉降，待2#沉降罐進(jìn)滿(mǎn)后，又打開(kāi)3#沉降罐的進(jìn)口閥門(mén)，關(guān)閉2#沉降罐出口閥門(mén)，使2#沉降罐含水原油保持靜止?fàn)顟B(tài)，并及時(shí)對(duì)1#沉降罐原油取樣進(jìn)行含水化驗(yàn)，掌握含水率變化，當(dāng)含水滿(mǎn)足要求時(shí)，再可開(kāi)啟1#沉降罐中的原油和污水出口閥門(mén)，及時(shí)將污水和含水率合格的原油排出罐外，待3#沉降罐滿(mǎn)時(shí)，1#沉降罐已排空，這樣周而復(fù)始切換上述各罐閥門(mén)，便可保證超稠油脫水連續(xù)運(yùn)行，所述的超稠油靜止沉降時(shí)間為96小時(shí)沉降后原油含水小于5％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超稠油熱化學(xué)脫水工藝方法；其特征在于對(duì)含水率大于50％的超稠油采用二段靜止沉降脫水工藝流程即高含水原油進(jìn)站，加藥后經(jīng)一段換熱器升溫至80℃后，再進(jìn)入一段靜止沉降罐，脫出罐中大部分游離水后，又經(jīng)二段加入破乳劑，再由脫水泵升壓和二段換熱器升溫至90℃后，再進(jìn)二段靜止沉降罐沉降脫水，其一段、二段沉降方式同一段靜止沉降脫水流程，上述一段沉降時(shí)間為24小時(shí)，二段沉降時(shí)間為96小時(shí)，沉降后原油含水小于5％。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超稠油熱化學(xué)脫水工藝方法，屬稠油化學(xué)脫水技術(shù)類(lèi)。目前超稠油粘度在50℃時(shí)可達(dá)187000mPa·s且含膠質(zhì)高，與水的之間密度差小，國(guó)外一般采用電脫水及熱交換、蒸汽加熱方式降粘脫水，而國(guó)內(nèi)采用摻稀油降粘脫水工藝，由于設(shè)備復(fù)雜，且浪費(fèi)源較為嚴(yán)重，本發(fā)明針對(duì)上述缺點(diǎn)而采用了熱化學(xué)靜態(tài)沉降脫水并采用導(dǎo)熱油為熱載體間接供熱方式和波節(jié)管式換熱裝置，脫水時(shí)將超稠油內(nèi)加入一定濃度的LH－2或RS－2油溶破乳劑，使脫水沉降后的原油含水率達(dá)到3～5％標(biāo)準(zhǔn)，滿(mǎn)足了石油煉制的要求，另外，本方法脫水結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行操作方便，脫水溫度始終控制在100度以下，熱負(fù)荷少，因此，該工藝可廣泛用于超稠油脫水。
文檔編號(hào)C10G33/00GK1687321SQ200510046330
公開(kāi)日2005年10月26日 申請(qǐng)日期2005年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月26日
發(fā)明者郭文奇, 臧秀萍, 張維志, 趙文學(xué), 陳國(guó)玉, 鄧裕明, 周慶林 申請(qǐng)人:遼河石油勘探局