具有電脫鹽脫水功能的油水分離器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及煤制油化工、石油、天然氣油氣處理工藝裝置，具體指為達到使含鹽成分的油水分離目的的具有電脫鹽脫水功能的油水分離器。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著原油重質(zhì)化、劣質(zhì)化，以及品種多、性質(zhì)變化大，原油中含有的大量鹽及重金屬離子對后續(xù)運輸、生產(chǎn)設(shè)備腐蝕的問題日益得到重視。
[0003]若原油中含水則會導(dǎo)致后續(xù)生產(chǎn)設(shè)備的諸多問題出現(xiàn)，如降低換熱器的溫度，增大備負(fù)荷及燃料消耗；降低油中催化裂化催化劑的活性；甚至還可能造成沖塔及其它事故。因此，原油脫水是原油加工生產(chǎn)的必須工序。
[0004]若原油中含鹽也會導(dǎo)致后續(xù)生產(chǎn)設(shè)備的諸多問題出現(xiàn)，如容易造成換熱器、爐管結(jié)垢，使換熱效果下降；高溫下水解產(chǎn)生HC1等，造成塔頂以及揮發(fā)線和冷凝器低溫位的復(fù)合腐蝕。因此原油脫鹽的問題也逐漸被人們重視起來。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中原油首先經(jīng)過油(氣)、水分離器進行油(氣)、水分離，而后經(jīng)過管道輸送至電脫鹽脫水裝置，在電脫鹽脫水裝置處視原油性質(zhì)，重新注水脫鹽。以上方案將導(dǎo)致油水分離與電脫鹽脫水兩個過程單獨進行而導(dǎo)致耗能大、占用空間大；而且原工藝電脫鹽脫水裝置常因乳化層過厚等原因?qū)е屡欧诺乃袔в土砍瑯?biāo)；原油在由分離器輸送至電脫鹽脫水裝置的過程，由于攪拌、剪切等作用使油中的乳化液更易形成，從而加大鹽脫除的難度。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型提供一種具有電脫鹽脫水功能的油水分離器，以解決油水分離與電脫鹽脫水兩個過程單獨進行而導(dǎo)致耗能大、成本高、占用空間大等問題。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案如下:
[0008]—種具有電脫鹽脫水功能的油水分離器，包括由封頭密閉兩端的壓力容器的殼體及殼體前、后上端設(shè)置的原油入口、出口，殼體后下端設(shè)置的水出口，所述壓力容器的殼體內(nèi)從上到下分為穩(wěn)流沉降區(qū)、油相區(qū)、水相區(qū)三部分；在所述原油入口、出口之間的殼體內(nèi)依次安裝有油水分離聚結(jié)板、堰板，該堰板后方從上到下水平設(shè)置有第一、第二直流電極板，該第一直流電極板由殼體外部的直流高壓電源供電而形成直流強電場區(qū)，而第二直流電極板由殼體外部的直流低壓電源供電而形成直流弱電場區(qū)；所述油水分離聚結(jié)板和堰板延伸至水相區(qū)內(nèi)，第一、第二直流電極板設(shè)置在穩(wěn)流沉降區(qū)及油相區(qū)內(nèi)。
[0009]所述堰板平面形狀和分離器殼體的截面形狀適配，該堰板的中下部、底部帶有通孔，而中下部的通孔和所述直流弱電場區(qū)連通。
[0010]所述第二直流電極板下方的油水界面處設(shè)置與第二直流電極板垂直的，該交流電極板由殼體外部的交流電源供電。
[0011]所述交流電極板下端連接斜板。
[0012]本實用新型兼具油(氣)、水分離器與電脫鹽脫水裝置的功能于一體，而且減小了原油在由分離器輸送至電脫鹽脫水裝置的過程中，由于攪拌、剪切等作用使油中的乳化液更易形成而加大的鹽脫除的難度，從而降低了耗能量、減小了成本及占用空間大等問題。
[0013]現(xiàn)有電脫鹽脫水裝置中水顆粒只在重力G的作用，向下運動速度較慢，從而使得水顆粒脫離油相的路徑較長，而本實用新型中水顆粒受電場力F和重力G共同作用向下運動(如圖4所示)，從而加快其運動速度、減小了水顆粒脫離油相的路徑長度，從而有利于設(shè)備尺寸的縮減。而且本實用新型中交流電極板組件的設(shè)置使得現(xiàn)有電脫鹽脫水工藝中常因乳化層過厚等原因?qū)е屡欧诺乃袔в土砍瑯?biāo)的問題一并予以解決。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本實用新型直流電極板平面示意圖；
[0016]圖3為本實用新型另一種直流電極板平面示意圖；
[0017]圖4為本實用新型帶電水顆粒在直流電場下的垂直面運動軌跡圖；
[0018]圖5為本實用新型交流電極板組件示意圖；
[0019]圖6為本實用新型堰板平面示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本實用新型進一步說明。
[0021]參見圖1，一種具有電脫鹽脫水功能的油水分離器，實際上是油水分離器和電脫鹽脫水罐的組合體，一臺設(shè)備實現(xiàn)多種功能。其包括壓力容器的殼體及殼體前、后上端設(shè)置的原油入口、出口 1、3，殼體后下端設(shè)置的水出口 2，殼體4兩端由封頭5封閉，所述壓力容器的殼體4內(nèi)從上到下分為穩(wěn)流沉降區(qū)1、油相區(qū)I1、水相區(qū)III三部分；在所述原油入口、出口 1、3之間的殼體4內(nèi)依次安裝有油水分離聚結(jié)板6、堰板10，該堰板10后方從上到下水平設(shè)置有第一、第二直流電極板7、8，該第一直流電極板7之間構(gòu)成直流強電場區(qū)A，其由殼體4外部的直流高壓電源11供電；而第二直流電極板8之間構(gòu)成直流弱電場區(qū)B，其由殼體4外部的直流低壓電源12供電；所述油水分離聚結(jié)板6和堰板10延伸至水相區(qū)III內(nèi)，第一、第二直流電極板7、8設(shè)置在穩(wěn)流沉降區(qū)I及油相區(qū)II內(nèi)。上述直流高、低壓電源11、12可采用普通直流電源或脈沖直流電源。
[0022]參照圖6，所述堰板10平面形狀和分離器殼體4的截面形狀適配，該堰板10的中下部、底部帶有通孔，該中下部的通孔和所述直流弱電場區(qū)B連通，使得堰板10前的油、水混合物直接進入直流弱電場區(qū)B進行分離；該中下部的通孔將堰板10分成了互不相連的兩部分。底部的通孔是為了使原油中的砂等雜質(zhì)通過。
[0023]參照圖5，所述第二直流電極板8下方的油水界面處設(shè)置有與第二直流電極板8垂直的交流電極板9組件，該交流電極板9由殼體4外部的交流電源13供電。交流電極板9的作用是利用交流電池電絮凝反應(yīng)原理反復(fù)削弱水包油(W-0)型乳化液的表面膜的強度，直至乳化膜破裂，從而使水在分離時帶出的油重新返回油相，進而達到控制乳化層形成的目的。
[0024]參照圖5，所述交流電極板9下端連接斜板14，是為了能將密度小于水、浮于水上方的油水乳化液阻擋在交流電場區(qū)域。使得現(xiàn)有電脫鹽脫水工藝中常因乳化層過厚等原因?qū)е屡欧诺乃袔в土砍瑯?biāo)。
[0025]所述交流電源13也可用可調(diào)換相比、占空比的脈沖直流電源替代。
[0026]所述堰板10和油水分離聚結(jié)板6之間的分離器殼體4下部設(shè)有水出口 2。該水出口能有效控制水相高度，避免水相高度過高，超過直流強電場區(qū)A，而導(dǎo)致電流短路現(xiàn)象的出現(xiàn)。
[0027]參照圖2、3，所述第一、第二直流電極板7、8上開有長圓孔或圓孔。為避免尖端放電現(xiàn)象的出現(xiàn)，電極板上的開孔應(yīng)盡量選擇長圓孔或圓孔。長圓孔或圓孔的數(shù)量、大小需根據(jù)實際工況計算后確定。
[0028]本實用新型的工作原理:
[0029]本實用新型中涉及的水顆粒中因含鹽離子，故經(jīng)過電場時均假設(shè)為帶電粒子。
[0030]原油通過原油入口 1進入殼體4內(nèi)部后依次經(jīng)過穩(wěn)流沉降區(qū)一油水分離聚結(jié)板
6—堰板10 —第二直流電極板8 —第一直流電極板7 —原油出口 3排出容器。其中:首先原油經(jīng)過穩(wěn)流沉降區(qū)使原油流態(tài)趨于平穩(wěn)；進入油水分離聚結(jié)板6區(qū)域?qū)υ瓦M行碰撞分離，從而使原油中大的水顆粒沿聚結(jié)板分離至水相，但原油中仍含有較大的水顆粒，且水顆粒的大小不均勻；而后原油經(jīng)過堰板10中下部的通孔進入第二直流電極板8形成的直流弱電場區(qū)B部位，，在此區(qū)域內(nèi)水顆粒同時受到垂直向下的電場力F和重力G作用(如圖4所示)，從而達到使水顆粒加速下降的作用，根據(jù)預(yù)設(shè)計的電極板間距即可計算得到電極板的長度。在此區(qū)域內(nèi)，大部分的水顆粒被分離至水相；原油通過直流弱電場區(qū)域后仍會夾帶部分較小的水顆粒進入直流強電場區(qū)域，即第一直流電極板7形成的區(qū)域，在此區(qū)域內(nèi)，根據(jù)帶電粒子在電場中的運動原理可知，電場強度加大，可使微小的水顆粒聚結(jié)沉降至弱電場區(qū)再進入水相，從而完成對原油脫鹽、脫水的過程。最后原油經(jīng)原油出口 3排出容器。
【主權(quán)項】
1.一種具有電脫鹽脫水功能的油水分離器，包括由封頭密閉兩端的壓力容器的殼體及殼體前、后上端設(shè)置的原油入口、出口，殼體后下端設(shè)置的水出口，其特征在于:所述壓力容器的殼體內(nèi)從上到下分為穩(wěn)流沉降區(qū)(I)、油相區(qū)(II)、水相區(qū)(III)三部分；在所述原油入口、出口( 1、3)之間的殼體(4)內(nèi)依次安裝有油水分離聚結(jié)板(6)、堰板(10)，該堰板(10)后方從上到下水平設(shè)置有第一、第二直流電極板(7、8)，該第一直流電極板(7)由殼體(4)外部的直流高壓電源(11)供電而形成直流強電場區(qū)(A)，而第二直流電極板(8)由殼體(4)外部的直流低壓電源(12)供電而形成直流弱電場區(qū)(B);所述油水分離聚結(jié)板(6)和堰板(10)延伸至水相區(qū)(III)內(nèi)，第一、第二直流電極板(7、8)設(shè)置在穩(wěn)流沉降區(qū)(I)及油相區(qū)(11)內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有電脫鹽脫水功能的油水分離器，其特征在于:所述堰板(10)平面形狀和分離器殼體(4)的截面形狀適配，該堰板(10)的中下部、底部帶有通孔，而中下部的通孔和所述直流弱電場區(qū)(B )連通。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有電脫鹽脫水功能的油水分離器，其特征在于:所述第二直流電極板(8)下方的油水界面處設(shè)置與第二直流電極板(8)垂直的交流電極板(9)組件，該交流電極板(9)由殼體(4)外部的交流電源(13)供電。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有電脫鹽脫水功能的油水分離器，其特征在于:所述交流電極板(9)下端連接斜板(14)。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有電脫鹽脫水功能的油水分離器，其特征在于:所述交流電源(13 )采用可調(diào)換相比、占空比的脈沖直流電源。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有電脫鹽脫水功能的油水分離器，其特征在于:所述堰板(10)和油水分離聚結(jié)板(6)之間的分離器殼體(4)下部設(shè)有水出口(2)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有電脫鹽脫水功能的油水分離器，其特征在于:所述第一、第二直流電極板(7、8)上開有長圓孔或圓孔。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有電脫鹽脫水功能的油水分離器，其特征在于:所述直流高、低壓電源(11、12)為普通直流電源或脈沖直流電源。
【專利摘要】一種具有電脫鹽脫水功能的油水分離器，包括壓力容器的殼體及殼體前、后上端設(shè)置的原油入口、出口及下端設(shè)置的水出口，所述壓力容器的殼體內(nèi)從上到下分為穩(wěn)流沉降區(qū)、油相區(qū)、水相區(qū)三部分；在所述原油入口、出口之間的殼體內(nèi)依次安裝有油水分離聚結(jié)板、堰板，該堰板后方從上到下水平設(shè)置有第一、第二直流電極板，該第一直流電極板由殼體外部的直流高壓電源供電而形成直流強電場區(qū)，而第二直流電極板由殼體外部的直流低壓電源供電而形成直流弱電場區(qū)；所述油水分離聚結(jié)板和堰板延伸至水相區(qū)內(nèi)，第一、第二直流電極板設(shè)置在油相區(qū)內(nèi)。本實用新型兼具油(氣)、水分離器與電脫鹽脫水裝置的功能于一體，降低了耗能量、減小了成本及占用空間大等問題。
【IPC分類】C10G33/06
【公開號】CN205046060
【申請?zhí)枴緾N201520632529
【發(fā)明人】張尚文, 孫冬來, 周少斌, 龐錦靈
【申請人】甘肅藍科石化高新裝備股份有限公司
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年8月21日