1、原油脱水的背景原油脱水的背景1原油脱水的常用方法原油脱水的常用方法2微波加热原油脱水的原理微波加热原油脱水的原理3微波加热与水浴加热原油脱水的效果对比微波加热与水浴加热原油脱水的效果对比4微波原油脱水的影响因素微波原油脱水的影响因素5微波技术在原油脱水过程中的工程化应用微波技术在原油脱水过程中的工程化应用6CONTENTS原油和地层水共存于同一封闭的地质构造中,开采过程中，原油中会含有水分。另外目前的注水开采原油的办法也使得采出的原油水含量剧增。李萍，毛燎原采用钠盐强化微波辐射高稠原油脱水的研究J精细石油化工，2008，25(2)：25281 1 原油脱水的背景原油脱水的背景陈思奇, 张嘉兴,
2、 李欣洋,等. 原油脱水方法综述J. 当代化工, 2016(8).（1）游离水 在油中呈悬浮状态,常温下用简单的沉降法短时间内就能从油中分离出来。（2）乳化水 水分散在油中，简称油包水型乳状液。原油中水的存在形式：游离水和乳化水朱玉龙, 田义斌, 秦一鸣,等. 微波技术在石油化工行业中的应用进展J. 当代化工, 2014(5):870-872.原油含水的危害:储运浪费，设备增加水中多数含有盐类,加速了设备、容器和管线的腐蚀水在石油外炼制过程中会急速汽化膨胀，导致压力上升影响炼厂正常操作脱水预处理脱水预处理化学破乳脱水重力沉降脱水离心力脱水电脱水不易维持稳定的高强度电场，且很可能导致安全事故药剂
3、用量大，会改变原油的原有性能而且不易回收脱水速度要远高于重力沉降法，但是成本太高寻找一种高效、洁净、节能、环保的原油脱水技术2 2 原油脱水的常用方法原油脱水的常用方法分离速度慢，只能分离游离态的水，且其消耗时间也比较长陈思奇, 张嘉兴, 李欣洋,等. 原油脱水方法综述J. 当代化工, 2016(8).原油脱水方法原油脱水方法刘惠玲，等微波脱水技术J油气地面工程，1992，11(4)：2325微波辐射不同于传统的热传导加热方式,它是由内向外进行加热,能使物质在较短时间内提升较高温度,并能产生强电磁场,使极性分子在强电磁场下高速运动,从而破坏油水界面膜,达到破乳效果。双电层主要依赖于油水界面膜的
4、存在，微波辐射加热后破坏了油水界面膜，则其油水界面的Zeta电位降低，水滴相互之间的静电斥力的大小降低，从而增大了水滴间的聚并能力。3 3 微波微波加热加热原油脱水的原理原油脱水的原理A加剧水滴运动B降低油水界面膜强度C增大油水界面张力D降低Zeta电位4 4 微波加热与水浴加热高含水原油脱水效微波加热与水浴加热高含水原油脱水效果对比果对比将含水原油分别经400W功率微波辐射加热和水浴加热到相同温度。微波辐射加热后的原油脱水速率比水浴加热脱水速率要快，在很短的时间里已经沉降了大部分的水，并且其最终的脱水量高很多。图1 微波辐射加热与水浴加热含水原油脱水速度曲线刘梦绯, 戴静君, 毛炳生. 微波
5、辐射加热高凝油脱水研究J. 北京石油化工学院学报, 2010, 18(1):1-5.经微波处理后的含水原油立即就可以看到水层的出现，油水分离更加彻底，原油只有少量的挂壁现象，脱出的水含油量很低。结论：微波辐射加热原油脱水较传统加热方式更高效刘梦绯, 戴静君, 毛炳生. 微波辐射加热高凝油脱水研究J. 北京石油化工学院学报, 2010, 18(1):1-5.图2 水浴与微波分别于50加热后的含水原油脱水对比5 5 微波原油脱水的影响因素微波原油脱水的影响因素胡同亮, 李萍, 张起凯,等. 微波辐射法原油脱水的研究J. 炼油技术与工程, 2003, 33(2):6-8.含水量测定仪测定原油含水量原
6、油中加入蒸馏水配成一定水含量的油样移入微波反应釜SH9402进行脱水实验a a 原油性质及时间的影响原油性质及时间的影响b b 压力的影响压力的影响c c 功率的影响功率的影响d d 含水率的影响含水率的影响图3 油样脱水率与微波辐射时间的关系a a 原油性质及时间的影响原油性质及时间的影响结论1 ：不同产地的原油，由于其性质差异较大，油样的脱水率随微波辐射时间的变化趋势不尽相同。结论2 ：微波辐射时间太短或过长，都不利于破乳脱水。胡同亮, 李萍, 张起凯,等. 微波辐射法原油脱水的研究J. 炼油技术与工程, 2003, 33(2):6-8.图4 油样脱水率与微波系统恒压值的关系b 压力的影响
7、压力的影响结论：三种油样的脱水压力在0.5MPa时最好。微波系统恒压值在0.5MPa 以前时, 随着压力的增大，系统的温度升高,油的粘度降低, 油水的密度差增大，且内相水滴吸收更多的微波能量而膨胀，这有利于原油乳状液的破乳以及水滴的聚结, 因而, 脱水率呈上升趋势；恒压值在0.5MPa 以上时, 系统的温度过高,分子运动过于剧烈, 反而不利于原油乳状液的破乳脱水胡同亮, 李萍, 张起凯,等. 微波辐射法原油脱水的研究J. 炼油技术与工程, 2003, 33(2):6-8.c 功率的影响功率的影响结论：上述油样微波辐射功率为375 W 时最好。微波功率存在最佳值，功率太小，达不到破乳的要求，脱水
8、率不高；功率过大， 高频变化的电磁场强烈的振荡作用不利于微小水滴的聚结，并且使聚结的水滴分散，结果脱水率也不高。图5 油样脱水率与微波辐射功率的关系胡同亮, 李萍, 张起凯,等. 微波辐射法原油脱水的研究J. 炼油技术与工程, 2003, 33(2):6-8.d 含水率的影响含水率的影响图6 大庆原油()油样脱水率与微波系统恒压值的关系图6 是含水率分别为30 %, 40 %, 60 %的大庆原油()油样在微波辐射时间为11 min ， 微波功率为50 %(375 W)的条件下， 脱水率与微波系统恒压值的关系。结论：油样含水率越高，它的脱水率越高。胡同亮, 李萍, 张起凯,等. 微波辐射法原油
9、脱水的研究J. 炼油技术与工程, 2003, 33(2):6-8.6 6 微波技术在原油脱水过程中的工程化应用微波技术在原油脱水过程中的工程化应用美国帝国石油（IPRC）公司微波分离技术（MST，Microwave Separation Technology）是一种新型高效的原油脱水方法，具有脱水速度较快，效率较高且不会产生二次污染的优点。于兴智, 张学军, 李季,等. 国外微波能在原油脱水过程中的工程化应用J. 真空电子技术, 2013(6):80-82.图7MST系统原理图MST设备包括微波系统、控制系统、供电系统、离心分离器、水冷却和乳化分析summary微波辐射加热原油脱水的确实是一种非常高效的方法，有脱水效率高、无污染和节约能源的优点，具有良好的工业应用前景。 但真正将大功率的微波技术广泛应用于石油化工领域还是存在着很大的难度。另外，微波辐射加热原油脱水是否会对原油本身的性质产生影响也值得研究。
