本發(fā)明涉及原油脫鹽脫水，尤其是涉及一種強(qiáng)化原油脫鹽脫水效果的系統(tǒng)及其使用方法。

背景技術(shù)：

1、原油電脫鹽技術(shù)是原油加工過程中的首道工序，其脫鹽脫水效果直接影響原油后加工過程的目標(biāo)產(chǎn)物收率、設(shè)備運(yùn)行周期和生產(chǎn)過程安全等；原油電脫鹽的本質(zhì)就是脫水，一般是將一定比例的洗滌水與脫前原油充分混合，利用相似相溶原理將原油中所含的水溶性無(wú)機(jī)鹽和親水性的泥沙等固體雜質(zhì)萃取到洗滌水中，然后將油水混合物引入電脫鹽罐中，在破乳劑、溫度、電場(chǎng)力和重力等因素的共同作用下，促使油水乳化液快速破乳分相，水相因密度較大從電脫鹽罐的底部排出，脫后原油因密度較小從脫鹽罐頂部排出；

2、原油電脫鹽脫水效果受諸如原油性質(zhì)、注水量、注水品質(zhì)、混合強(qiáng)度、電場(chǎng)強(qiáng)度、油水混合物進(jìn)罐方式等多種因素的影響，其中最關(guān)鍵的因素是原油性質(zhì)、電場(chǎng)形式和強(qiáng)度；為了提高原油電脫鹽裝置的脫鹽脫水效率，先后開發(fā)了交流電脫鹽技術(shù)、直流電脫鹽技術(shù)、交-直流電脫鹽技術(shù)、多電場(chǎng)組合電脫鹽技術(shù)等電脫鹽技術(shù)；然而，隨著原油不斷的重質(zhì)化和劣質(zhì)化，油水密度差變小，乳化液穩(wěn)定性增強(qiáng)，為了提高脫鹽脫水效果，就需要不斷地增大油水混合強(qiáng)度，這就導(dǎo)致水滴在原油中的分散直徑進(jìn)一步減小，破乳難度進(jìn)一步增加，要達(dá)到良好的油水分離效果所需要的電場(chǎng)強(qiáng)度不斷升高，以不斷改進(jìn)電場(chǎng)形式、提高電場(chǎng)強(qiáng)度為目標(biāo)的電脫鹽技術(shù)發(fā)展也遇到了瓶頸；

3、以往的原油電脫鹽設(shè)備，雖然在強(qiáng)化脫鹽脫水效果方面做了大量的努力，但普遍存在以下兩個(gè)方面的問題：一是進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)的水滴直徑變小，實(shí)現(xiàn)微小水滴聚結(jié)長(zhǎng)大所需要的能量增加，電脫鹽變壓器的運(yùn)行電壓和負(fù)荷增大，對(duì)電極引入、絕緣吊掛等內(nèi)構(gòu)件提出了更高的要求；二是現(xiàn)有的電脫鹽罐為了防止電極板與罐內(nèi)壁放電導(dǎo)致出現(xiàn)電脫鹽變壓器跳閘現(xiàn)象，會(huì)隨著電場(chǎng)強(qiáng)度的增加，而將電極板與電脫鹽罐內(nèi)壁之間的間距設(shè)置的越來越大，這就導(dǎo)致大約有15%左右的油水混合物并沒有經(jīng)過電場(chǎng)區(qū)強(qiáng)制破乳脫水，而是從電場(chǎng)區(qū)與電脫鹽罐內(nèi)壁之間的間隙、以及電場(chǎng)區(qū)與電脫鹽罐兩端封頭之間的空間直接流出電脫鹽罐，導(dǎo)致脫后原油含鹽含水增加，脫鹽脫水效果變差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服背景技術(shù)中的不足，解決現(xiàn)有的技術(shù)問題，本發(fā)明公開了一種強(qiáng)化原油脫鹽脫水效果的系統(tǒng)及其使用方法，能夠通過進(jìn)料分布器增大水滴直徑，并將更多油水均勻引向電場(chǎng)區(qū)，提高脫鹽脫水效果。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種強(qiáng)化原油脫鹽脫水效果的系統(tǒng)，包含臥式的電脫鹽罐，所述電脫鹽罐的上部罐壁設(shè)有出油管，所述電脫鹽罐的下部罐壁設(shè)有進(jìn)料主管和排水管，所述電脫鹽罐罐內(nèi)中央設(shè)有電場(chǎng)區(qū)；所述電場(chǎng)區(qū)的下方對(duì)應(yīng)設(shè)有進(jìn)料分布器，所述進(jìn)料分布器包含多個(gè)間隔并排且具有內(nèi)腔的分布頭，所述分布頭的中央設(shè)有將內(nèi)腔上下分隔為分布腔和進(jìn)料腔的填料箱，所述填料箱中設(shè)有多個(gè)間隔并排的波紋板，相鄰兩波紋板之間夾腔的上端和下端分別與分布腔和進(jìn)料腔對(duì)應(yīng)連通，所述進(jìn)料腔通過進(jìn)料支管與進(jìn)料主管對(duì)應(yīng)連通，所述分布腔的外腔壁設(shè)有多個(gè)分布孔；所述電場(chǎng)區(qū)的四周設(shè)有耐高溫電絕緣材料的導(dǎo)流圍擋，用以引導(dǎo)從進(jìn)料主管進(jìn)入的油水物料從電場(chǎng)區(qū)通過。

4、進(jìn)一步，所述電場(chǎng)區(qū)為采用平板電極形成的長(zhǎng)方體形電場(chǎng)，且電場(chǎng)區(qū)上下分為強(qiáng)電場(chǎng)層和弱電場(chǎng)層；所述導(dǎo)流圍擋包含對(duì)應(yīng)電場(chǎng)區(qū)的兩個(gè)徑向擋板和兩個(gè)軸向擋板，所述徑向擋板的兩端板邊均沿板面延伸并與電脫鹽罐相應(yīng)內(nèi)壁密封固定，所述徑向擋板的上側(cè)板邊外折延伸與電脫鹽罐的相應(yīng)封頭密封固定，所述軸向擋板的兩端分別抵近兩徑向擋板，所述軸向擋板的上側(cè)板邊外折延伸與電脫鹽罐的相應(yīng)罐壁密封固定。

5、進(jìn)一步，所述軸向擋板對(duì)應(yīng)弱電場(chǎng)層的板面固定有多個(gè)沿電脫鹽罐軸向間隔排列的分布管，所述分布管的一端敞口并穿過相應(yīng)軸向擋板，所述分布管的另一端封閉并延伸靠近電場(chǎng)區(qū)的中央，所述分布管的管壁沿管身軸向間隔設(shè)有多個(gè)分散孔。

6、進(jìn)一步，所述徑向擋板和軸向擋板的板面均與電場(chǎng)區(qū)之間留有小于等于50mm的間隙；所述徑向擋板和軸向擋板遠(yuǎn)離電場(chǎng)區(qū)的板面均與電脫鹽罐罐壁之間設(shè)有支撐桿件。

7、進(jìn)一步，所述波紋板的板面設(shè)有親水層，相鄰兩波紋板的間距為8～15mm，所述波紋板的波谷處設(shè)有淚孔。

8、進(jìn)一步，所述填料箱內(nèi)兩側(cè)對(duì)稱設(shè)有兩個(gè)波紋板組，每個(gè)波紋板組包含多個(gè)間隔并排的波紋板，所述波紋板與水平面的夾角為50～80度，兩個(gè)波紋板組之間設(shè)有連通進(jìn)料腔的進(jìn)料夾腔。

9、進(jìn)一步，所述分布頭為沿電場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)條形結(jié)構(gòu)，所述進(jìn)料腔橫截面為倒梯形，所述進(jìn)料支管連接于進(jìn)料腔底部腔壁中央；所述分布腔包含分別對(duì)應(yīng)填料箱頂面和兩側(cè)面的三個(gè)腔體，且每個(gè)腔體外壁均設(shè)有多排分布孔組，每排分布孔組沿分布頭長(zhǎng)度方向均勻間隔設(shè)有多個(gè)分布孔，所有分布孔的總截面積為進(jìn)料主管流通截面積的1.1～1.5倍。

10、進(jìn)一步，所述進(jìn)料分布器設(shè)有多個(gè)，每個(gè)進(jìn)料分布器的分布頭與電場(chǎng)區(qū)之間的間距均大于等于350mm。

11、進(jìn)一步，所述出油管的內(nèi)端連通有與電場(chǎng)區(qū)平行的集油管，所述集油管的下部管壁設(shè)有集油口，所述電脫鹽罐的下部罐壁設(shè)有人孔。

12、一種強(qiáng)化原油脫鹽脫水效果的系統(tǒng)的使用方法，使用步驟如下：將強(qiáng)化混合原油和洗滌水形成的油水混合物從進(jìn)料主管送入，再通過進(jìn)料支管連續(xù)進(jìn)入進(jìn)料分布器的分布頭中，并通過填料箱，在規(guī)整波紋板填料的作用下實(shí)現(xiàn)初次破乳聚結(jié)，其中部分小水滴聚并為大水滴，然后通過分布孔均勻地分配到電脫鹽罐中；在進(jìn)料分布器中初次聚結(jié)形成的大水滴，依靠密度差落入位于電脫鹽罐下部的水相中，并能夠從排水管排出，帶有小水滴的剩余油水混合物受到徑向擋板和軸向擋板的限制，大部分上行進(jìn)入弱電場(chǎng)層，少部分油水混合物沿著徑向擋板、軸向擋板與電脫鹽罐內(nèi)壁所圍成的空間上行，由于受到徑向擋板和軸向擋板上側(cè)邊的封閉限制，只能通過分布管上的分散孔進(jìn)入弱電場(chǎng)層中部，兩股油水混合物匯合后，繼續(xù)沿弱電場(chǎng)層上行進(jìn)入強(qiáng)電場(chǎng)層，在呈階梯形變化的電場(chǎng)力的作用下進(jìn)行二次破乳聚結(jié)，經(jīng)過二次脫鹽脫水的原油連續(xù)上升到電脫鹽罐頂部，并沿集油管和出油管流出電脫鹽罐。

13、由于采用如上所述的技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下有益效果：

14、在原油電脫鹽過程中，微小水滴之間的偶極聚結(jié)力與原油介電常數(shù)、電場(chǎng)強(qiáng)度、水滴半徑和水滴中心距都有關(guān)，在洗滌水注入量和混合強(qiáng)度一定時(shí)，水滴的中心距不隨外加工藝條件改變而改變，因此，在確定的原油性質(zhì)和電脫鹽工況下，提高水滴聚結(jié)力的唯一途徑是增大水滴的半徑；但是必須指出，這種增大水滴半徑的措施只能在油水混合之后進(jìn)行，否則會(huì)嚴(yán)重弱化原油電脫鹽裝置的脫鹽脫水效果，也即，要實(shí)現(xiàn)良好的脫鹽脫水，必須先將原油與洗滌水強(qiáng)力混合實(shí)現(xiàn)良好萃取，之后再?gòu)?qiáng)化水滴的聚結(jié)效果。

15、本發(fā)明公開的強(qiáng)化原油脫鹽脫水效果的系統(tǒng)及其使用方法，在實(shí)現(xiàn)將油水混合物水平均布在電脫鹽罐內(nèi)某一高度、盡量減少對(duì)油相和水相擾動(dòng)的同時(shí)，依靠波紋板填料表面對(duì)小水滴的聚結(jié)作用，以及油水混合物流過波紋板的波峰和波谷時(shí)增加的水滴碰撞機(jī)率，對(duì)分散在油水混合物中的水滴進(jìn)行初次破乳聚結(jié)，從而在油水進(jìn)料分布器中實(shí)現(xiàn)了微小水滴的快速生長(zhǎng)，增大進(jìn)入電脫鹽罐電場(chǎng)區(qū)的水滴直徑，由于初次聚結(jié)形成的大水滴在進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)前會(huì)發(fā)生沉降分離，減少了進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)油水混合物的含水量，為建立高強(qiáng)度的電場(chǎng)創(chuàng)造了良好的條件，而電場(chǎng)強(qiáng)度越高，所產(chǎn)生的聚結(jié)力越大，破乳效果越好，強(qiáng)化脫鹽脫水的效果就越明顯；更為重要的是，通過在電脫鹽罐中設(shè)置導(dǎo)流圍擋，能夠?qū)⑦M(jìn)入電場(chǎng)區(qū)的油水混合物由現(xiàn)有技術(shù)不足85%，提升到98%以上，最大化地利用了電脫鹽罐內(nèi)電場(chǎng)力破乳聚結(jié)最強(qiáng)作用的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了親水填料初次破乳聚結(jié)與電場(chǎng)力強(qiáng)力二次破乳聚結(jié)的有效耦合，顯著提升電脫鹽罐的脫鹽脫水能力和對(duì)重質(zhì)劣質(zhì)原油的適應(yīng)性；

16、此外，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，既能夠用于新建重質(zhì)劣質(zhì)原油電脫鹽裝置，也能夠指導(dǎo)對(duì)現(xiàn)有電脫鹽裝置進(jìn)行技術(shù)改造，實(shí)施過程安全可靠，從而能夠大幅提升現(xiàn)有電脫鹽裝置的運(yùn)行效率和對(duì)劣質(zhì)原油的適應(yīng)能力。