1、第三章原油脱水第三章原油脱水n原油含水的影响影响原油的质量；增加后续处理工艺的动力、热力消耗；原油内的含盐水引起金属管路和运输设备的结垢和腐蚀；泥砂等固体杂质使泵、管路、其它设备机械磨损，降低管路和设备的使用寿命；影响炼制工作的正常进行。n目前全国各油田绝大部分开发井都采用注水开发目前全国各油田绝大部分开发井都采用注水开发方式开采石油。从油井产出的油气混合物内含有方式开采石油。从油井产出的油气混合物内含有大量的采出水和泥砂等机械杂质。世界上所产原大量的采出水和泥砂等机械杂质。世界上所产原油的油的90%90%以上需进行脱水。以上需进行脱水。n对原油进行脱水、脱盐、脱除泥砂等机械杂质，对原油进行脱
2、水、脱盐、脱除泥砂等机械杂质，使之成为合格商品原油的过程使之成为合格商品原油的过程原油处理原油处理，也，也称称原原油油脱水脱水。n原油的脱水过程实际上也是脱盐、脱机械杂质的原油的脱水过程实际上也是脱盐、脱机械杂质的过程。过程。第一节第一节 油水混合物的性质油水混合物的性质 游离水：游离水：常温下常温下用静止沉降法短时间内能从油中分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。离的水，常在沉降罐和三相分离器中脱除。乳化水：乳化水：用沉降法很难脱除的水，与原油的混合物用沉降法很难脱除的水，与原油的混合物称为油水乳状液称为油水乳状液 （原油乳状液）。（原油乳状液）。脱除游离水后
3、，原油密度越大，乳化水含量脱除游离水后，原油密度越大，乳化水含量 越高。越高。一、油水混合物的存在形式：一、油水混合物的存在形式：游离水和游离水和乳化水乳化水 、油水乳状液的分类、油水乳状液的分类n乳状液乳状液 两种或两种以上不互溶或微量互溶的液体，其两种或两种以上不互溶或微量互溶的液体，其 中一种以极小的液滴分散于另一种液体中，这种分中一种以极小的液滴分散于另一种液体中，这种分 散物系称为乳状液，乳状液都有一定的稳定性。散物系称为乳状液，乳状液都有一定的稳定性。n原油乳状液的类型原油乳状液的类型 油包水型（油包水型（W/OW/O）：油田最常见的原油乳状液。）：油田最常见的原油乳状液。水包油型
4、（水包油型（O/WO/W）：在采出水中常存在，原油处理中：在采出水中常存在，原油处理中 很少见。又称反相乳状液很少见。又称反相乳状液。乳状液类型乳状液类型 油水乳状液类型的判别方法油水乳状液类型的判别方法鉴别方法鉴别方法说明说明染色法染色法往乳状液中加入油溶性染料，轻轻搅动，若乳状液呈往乳状液中加入油溶性染料，轻轻搅动，若乳状液呈现染料的颜色，则外相是油，乳状液是现染料的颜色，则外相是油，乳状液是W/OW/O型；若分型；若分散液滴呈染料颜色，则分散相是油，为散液滴呈染料颜色，则分散相是油，为O/WO/W型。型。冲淡法冲淡法 将两滴乳状液分别滴在玻璃板上，然后将形成该乳将两滴乳状液分别滴在玻璃板
5、上，然后将形成该乳状液的油和水，分别滴在两滴乳状液中，轻轻搅拌，状液的油和水，分别滴在两滴乳状液中，轻轻搅拌，易于和油混合者为易于和油混合者为W/OW/O型；易于和水混合者为型；易于和水混合者为O/WO/W型。型。电导法电导法 导电性好的为导电性好的为O/WO/W型，差的为型，差的为W/OW/O型。型。滤纸法滤纸法将乳状液滴在滤纸上，若能迅速铺开，滤纸上只留下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，则为一小滴油，则为O/WO/W型；若铺不开，则为型；若铺不开，则为W/OW/O型。型。显微镜法显微镜法2、乳状液的形成条件乳状液的形成条件 系统中必须存在两种或两种以上互不相溶（或系
6、统中必须存在两种或两种以上互不相溶（或微量互溶）的液体微量互溶）的液体 要有强烈的搅动，使一种液体破碎成微小液滴要有强烈的搅动，使一种液体破碎成微小液滴分散于另一种液体中分散于另一种液体中 要有乳化剂存在，使微小液滴能稳定地存在于要有乳化剂存在，使微小液滴能稳定地存在于另一种液体中另一种液体中 （）界面能和界面张力（）界面能和界面张力 n不平衡力场作用下，液体表面不平衡力场作用下，液体表面 有自动缩小的趋势；有自动缩小的趋势；n在恒温恒压下，物系有自动向在恒温恒压下，物系有自动向 自由能减小方向进行的趋势；自由能减小方向进行的趋势；n油水形成乳状液时，接触界面和界面能都很大，油水形成乳状液时，
7、接触界面和界面能都很大，分散相液滴会自发地合并，缩小界面面积使界面分散相液滴会自发地合并，缩小界面面积使界面能趋向最低。能趋向最低。图图3 3液体表面能产生的示意图液体表面能产生的示意图（）油水混合物中乳化剂的存在（）油水混合物中乳化剂的存在 乳化剂：乳化剂：使乳状液稳定的物质使乳状液稳定的物质 作用作用：吸附在油水界面上，形成吸附层：吸附在油水界面上，形成吸附层 1 1）使油水界面的界面张力下降，减少了剪切水相）使油水界面的界面张力下降，减少了剪切水相变为小水滴所需的能量，也减小了使水滴聚结、合并变为小水滴所需的能量，也减小了使水滴聚结、合并的表面能；的表面能；2 2）若吸附层具有凝胶状弹性
8、结构，在分散相液滴）若吸附层具有凝胶状弹性结构，在分散相液滴周围形成坚固、有韧性的膜，阻止水滴碰撞中的聚结周围形成坚固、有韧性的膜，阻止水滴碰撞中的聚结、合并、沉降、合并、沉降 3 3）若乳化剂为极性分子，排列在水滴界面上形成）若乳化剂为极性分子，排列在水滴界面上形成电荷，使水滴相互排斥，阻止水滴合并沉降。电荷，使水滴相互排斥，阻止水滴合并沉降。原油乳状液的生成原油乳状液的生成 原油中含水，并含有足够数量的天然乳化剂，一原油中含水，并含有足够数量的天然乳化剂，一 般生成稳定的般生成稳定的W/OW/O型原油乳状液。型原油乳状液。原油中所含的天然乳化剂：原油中所含的天然乳化剂：胶质、沥青质、环烷酸
9、、脂肪酸、氮和硫的有机胶质、沥青质、环烷酸、脂肪酸、氮和硫的有机 物、蜡晶、粘土、砂粒、铁锈、钻井修井液等。物、蜡晶、粘土、砂粒、铁锈、钻井修井液等。另外，原油生产中使用的缓蚀剂、杀菌剂、润湿另外，原油生产中使用的缓蚀剂、杀菌剂、润湿 剂和强化采油的化学药剂都是生成乳状液的乳化剂。剂和强化采油的化学药剂都是生成乳状液的乳化剂。（3 3）集输过程机械搅动的存在）集输过程机械搅动的存在多相系统中必须存在两种以上互不相溶或微量相多相系统中必须存在两种以上互不相溶或微量相溶的液体；溶的液体；系统中要有乳化剂的存在，使一种液体的微小水系统中要有乳化剂的存在，使一种液体的微小水液滴能稳定地存在于另一种液体
10、中；液滴能稳定地存在于另一种液体中；要有强烈的搅动，使一种液体破碎成微小的液滴要有强烈的搅动，使一种液体破碎成微小的液滴分散于另一种液体中。分散于另一种液体中。形成稳定形成稳定乳状液的条件：乳状液的条件：防止稳定乳状液生成措施防止稳定乳状液生成措施 n尽量减少对油水混合物的剪切和搅拌尽量减少对油水混合物的剪切和搅拌 n尽早脱水尽早脱水 1 1）自喷井）自喷井 产生乳状液的原因：产生乳状液的原因：油水混合物沿油管向地面流动，随着压力降低，气油水混合物沿油管向地面流动，随着压力降低，气体析出膨胀，对油、水产生破碎和搅动。体析出膨胀，对油、水产生破碎和搅动。混合物流过喷嘴时，流速猛增，压力急剧下降，
11、混合物流过喷嘴时，流速猛增，压力急剧下降，使油水充分破碎，形成较为稳定的乳状液。使油水充分破碎，形成较为稳定的乳状液。取样位置取样位置分析次数分析次数油嘴压降油嘴压降平均含水率平均含水率总含水率总含水率游离水含率游离水含率乳化水含率乳化水含率油嘴后油嘴后78780.250.350.250.3560.060.022.022.038.038.0油嘴前油嘴前46460.250.350.250.3562.262.244.744.717.517.5油嘴后油嘴后9 90.91.00.91.060.060.00.70.759.359.3油嘴前后乳化水含量油嘴前后乳化水含量减少原油乳状液生成的预防措施：减少原
12、油乳状液生成的预防措施：n用大油嘴并提高集输系统和油气分离器压力，减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；小油嘴前后的压差；n油嘴装在井底油嘴装在井底2 2）深井泵采油）深井泵采油 n防止抽油机固定阀、游动阀、柱塞漏泄产生激烈搅动防止抽油机固定阀、游动阀、柱塞漏泄产生激烈搅动 n选择较大尺寸的固定阀和游动阀、并用气锚（使气体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进入油套环空内的装置），避免气体进入泵筒内 n提高深井泵容积效率提高深井泵容积效率 n往油井油套环空内注入破乳剂往油井油套环空内注入破乳剂 能有效地阻止原油在井内乳
13、化，还能使油井增产。能有效地阻止原油在井内乳化，还能使油井增产。3 3）气举井）气举井 产生乳状液的场所：井口，气举气进入油管处产生乳状液的场所：井口，气举气进入油管处 间歇气举：井口、地面管网内产生乳状液；间歇气举：井口、地面管网内产生乳状液；连续气举：注气点产生连续气举：注气点产生 4 4）地面集输管网）地面集输管网 集输过程促成乳状液生成的因素集输过程促成乳状液生成的因素 多相混输管路、离心泵，弯头、三通、阀件等多相混输管路、离心泵，弯头、三通、阀件等 对混合物产生的搅拌。对混合物产生的搅拌。预防措施预防措施 在集输系统的规划、设计、日常操作管理中尽在集输系统的规划、设计、日常操作管理中
14、尽 量避免混合物的激烈掺混：量避免混合物的激烈掺混：管径不宜太小；管径不宜太小；尽量减少弯头、三通、阀件等的局部阻力；尽量减少弯头、三通、阀件等的局部阻力；充分利用地形输送；充分利用地形输送；流程中避免对流体的反复减压和增压；流程中避免对流体的反复减压和增压；尽早分出混合物中的伴生气；尽早分出混合物中的伴生气；注意各种阀门的严密性。注意各种阀门的严密性。通常用内相颗粒平均直径的倒数表示，有时也用通常用内相颗粒平均直径的倒数表示，有时也用内相颗粒总表面积现总体积的比值表示。内相颗粒总表面积现总体积的比值表示。粒径越小、越均匀，越稳定；粒径越小、越均匀，越稳定；粒径大小还表示乳状液受搅拌的强烈程度
15、。粒径大小还表示乳状液受搅拌的强烈程度。3 3、油水乳状液的性质、油水乳状液的性质（）分散度：分散相在连续相中的分散程度（）分散度：分散相在连续相中的分散程度。（2 2）乳状液粘度）乳状液粘度 外相粘度外相粘度 内相体积浓度（含水率）内相体积浓度（含水率）温度温度 分散相颗粒分散相颗粒 乳化剂及界面膜性质乳化剂及界面膜性质 内相颗粒表面带电强弱内相颗粒表面带电强弱 影响因素影响因素原油粘度原油粘度 分散相的平均粒径愈大分散相的平均粒径愈大稳定性差稳定性差 乳化水滴的运动、聚结、合并、沉降愈难乳化水滴的运动、聚结、合并、沉降愈难 增大了乳状液稳定性增大了乳状液稳定性 粘度越大粘度越大原油含水率对
16、乳状液的影响：原油含水率对乳状液的影响：4343（3 3）原油乳状液的密度）原油乳状液的密度 原油含水、含盐后，密度显著增大。原油含水、含盐后，密度显著增大。若已知乳状液体积含水率若已知乳状液体积含水率，原油和水的密度，原油和水的密度o o 和和w w，原油乳状液的密度可按下式确定：，原油乳状液的密度可按下式确定：wowowwooVVVV1（4 4）电化学性质）电化学性质 介电常数介电常数电导率：表示乳状液的导电性能；电导率：表示乳状液的导电性能；电泳：带电的分散液滴在电场作用下运动；电泳：带电的分散液滴在电场作用下运动；绝缘强度：指单位厚度的乳状液抗电场击穿的能力。绝缘强度：指单位厚度的乳状
17、液抗电场击穿的能力。实验发现通过实验发现通过O/WO/W乳状液的电流约为乳状液的电流约为1013mA1013mA，而通过，而通过W/OW/O型乳状液的电流仅型乳状液的电流仅0.1mA0.1mA或更少，这种性质常被用于或更少，这种性质常被用于辨别乳状液的类型。辨别乳状液的类型。（5 5）稳定性）稳定性 乳状液稳定性：是指乳状液抗油水分层的能力。乳状液稳定性：是指乳状液抗油水分层的能力。影响原油乳状液稳定的因素：影响原油乳状液稳定的因素：分散相颗粒分散相颗粒 外相原油粘度外相原油粘度 油水密度差油水密度差 界面膜和界面张力界面膜和界面张力 老化老化 内相颗粒表面带电内相颗粒表面带电 温度温度 原油
18、类型原油类型 相体积比相体积比 水相盐含量水相盐含量 pHpH值值n温度温度 提高温度可降低乳状液的稳定性：提高温度可降低乳状液的稳定性：降低外相原油粘度；降低外相原油粘度；提高乳化剂的溶解度，削弱界面膜强度；提高乳化剂的溶解度，削弱界面膜强度；加剧内相颗粒的布朗运动，增加水滴碰撞合加剧内相颗粒的布朗运动，增加水滴碰撞合并的几率。并的几率。n原油类型原油类型 决定了原油内所含天然乳化剂的数量和类型。决定了原油内所含天然乳化剂的数量和类型。环烷基和混合基原油乳状液稳定，石蜡基原油环烷基和混合基原油乳状液稳定，石蜡基原油乳状液稳定性较差。乳状液稳定性较差。n相体积比相体积比 增加分散相体积使乳状液
19、稳定性变差。增加分散相体积使乳状液稳定性变差。n水相盐含量水相盐含量 淡水和盐含量低的采出水易形成稳定乳状液。淡水和盐含量低的采出水易形成稳定乳状液。npHpH值值 pHpH值增加，内相颗粒界面膜的弹性和机械强度值增加，内相颗粒界面膜的弹性和机械强度降低，乳状液稳定性变差。降低，乳状液稳定性变差。作业：作业：、画一类型的油气分离器的结构，由、画一类型的油气分离器的结构，由哪些部分组成，各组成的作用是什么？哪些部分组成，各组成的作用是什么？、原油含水对生产有何影响？、原油含水对生产有何影响？下次课：下次课：如果原油含水，对炼油生产有何影响？如果原油含水，对炼油生产有何影响？为什么？为什么？对炼油
20、厂加工过程的影响对炼油厂加工过程的影响 原油炼制的第一个过程就是常压蒸馏，原油要被加热到原油炼制的第一个过程就是常压蒸馏，原油要被加热到350350左右，因水的相对分子质量为左右，因水的相对分子质量为1818，原油蒸馏时气化部分的相，原油蒸馏时气化部分的相对分子质量平均为对分子质量平均为200250200250，这样一吨水气化后的体积比等质，这样一吨水气化后的体积比等质量的原油的气化体积大量的原油的气化体积大1010多倍，会出现冲塔现象，使生产不多倍，会出现冲塔现象，使生产不正常，严重时可能导致停产。正常，严重时可能导致停产。引起金属管道、设备的结垢和腐蚀引起金属管道、设备的结垢和腐蚀增加了升
21、温过程的燃料消耗增加了升温过程的燃料消耗 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。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油的含水率在0.5%0.5%以下，含盐量为以下，含盐量为50mg/L50mg/L以下。美国外输原油允许含水以下。美国外输原油允许含水0.25%0.25%，含盐量平均，含盐量平均1
22、70mg/L170mg/L；俄罗斯商品油含水要求在；俄罗斯商品油含水要求在0.05%2.0%(0.05%2.0%(体体积分数积分数)，含盐量，含盐量40 mg/L40 mg/L。根据原油含水的形式和油水混合物的性根据原油含水的形式和油水混合物的性质，常用方法有：质，常用方法有：重力沉降脱水；重力沉降脱水；化学破乳脱水；化学破乳脱水；离心力脱水；离心力脱水；粗粒化脱水；粗粒化脱水；电脱水。电脱水。第二节第二节 常用原油脱水方法常用原油脱水方法一、重力沉降脱水一、重力沉降脱水1 1、水滴沉降速度的计算、水滴沉降速度的计算W=dw2g(pw-po)/18uo 沉降分离是原油乳状液脱水最基础的过程。沉
23、降分沉降分离是原油乳状液脱水最基础的过程。沉降分离的依据是：原油与水不互溶，密度有差异，且有时离的依据是：原油与水不互溶，密度有差异，且有时是不稳定的乳状液，甚至是经过电法和化学方法处理是不稳定的乳状液，甚至是经过电法和化学方法处理过的。过的。沉降速度与原油中水珠半径的平方成正比、与沉降速度与原油中水珠半径的平方成正比、与水油密度差成正比、与原油的粘度成反比。水油密度差成正比、与原油的粘度成反比。提高油水分离速度的方法和措施。提高油水分离速度的方法和措施。(1)(1)增大水珠粒径的方法增大水珠粒径的方法 添加化学破乳剂，降低乳状液的稳定性，以进一步实现破添加化学破乳剂，降低乳状液的稳定性，以进
24、一步实现破乳；乳；采用高压电场处理采用高压电场处理W/OW/O型乳状液；利用电磁场对乳状液进行型乳状液；利用电磁场对乳状液进行交变振荡破乳；交变振荡破乳；利用亲水憎油固体材料使乳状液的水珠在其表面润湿聚结。利用亲水憎油固体材料使乳状液的水珠在其表面润湿聚结。(2)(2)增大水、油密度差的方法增大水、油密度差的方法 向原油乳状液中掺入轻质油，降低原油的密度；向原油乳状液中掺入轻质油，降低原油的密度；选择合适温度，使油水密度向着有利于增大密度差的方向选择合适温度，使油水密度向着有利于增大密度差的方向变化；变化；在油气分离过程中降低压力，使原油中少量的气泡膨胀，在油气分离过程中降低压力，使原油中少量
25、的气泡膨胀，密度降低；向水中添加无毒无害物质，加大水相密度。密度降低；向水中添加无毒无害物质，加大水相密度。(3)(3)降低原油粘度的方法降低原油粘度的方法 掺入低粘轻质油稀释原油；掺入低粘轻质油稀释原油；加热以降低原油乳状液的粘度。加热以降低原油乳状液的粘度。(4)(4)提高油水分离速度的方法提高油水分离速度的方法 采用离心机进行离心分离。采用离心机进行离心分离。2 2、加热对重力沉降的影响、加热对重力沉降的影响 提高油水混合物的温度，有利于减弱油水界提高油水混合物的温度，有利于减弱油水界面膜的强度，增大油水密度差，提高破乳和沉面膜的强度，增大油水密度差，提高破乳和沉降效果。降效果。通常在通
26、常在8080160160n重力沉降脱水的优缺点重力沉降脱水的优缺点 优点优点：1 1、进罐混合物无需加热，节省燃料；、进罐混合物无需加热，节省燃料；2 2、操作简单，要求自控水平低；、操作简单，要求自控水平低；3 3、原油轻质组分损失少，原油体积、密度变化、原油轻质组分损失少，原油体积、密度变化 小。小。缺点：缺点：1 1、不适用于气油比大的原油乳状液；、不适用于气油比大的原油乳状液；2 2、不适用于海洋原油处理；、不适用于海洋原油处理；3 3、投资、检查、维护费用较高；、投资、检查、维护费用较高；4 4、热损失较大；、热损失较大；5 5、存在截面流动不均、短路流及流动死区。、存在截面流动不均
27、、短路流及流动死区。化学破乳化学破乳脱水：就是在乳化液中加入少量的表面活脱水：就是在乳化液中加入少量的表面活性物质，破坏乳状液的稳定性，使乳化水从乳状液性物质，破坏乳状液的稳定性，使乳化水从乳状液中分离出来，变为游离水，再通过重力沉降将其脱中分离出来，变为游离水，再通过重力沉降将其脱除。除。1 1、化学破乳的机理、化学破乳的机理:顶替说顶替说;反相说反相说;分散说分散说;中和说中和说 二、化学破乳脱水二、化学破乳脱水 化学破乳是原油乳状液脱水中普遍采用的一化学破乳是原油乳状液脱水中普遍采用的一种破乳手段。它是向原油乳状液中添加化学助剂，种破乳手段。它是向原油乳状液中添加化学助剂，破坏其乳化状态
28、，使油、水分离成层。这类化学破坏其乳化状态，使油、水分离成层。这类化学助剂称为破乳剂，一般是表面活性剂或含有两亲助剂称为破乳剂，一般是表面活性剂或含有两亲结构的超高分子表面活性剂。结构的超高分子表面活性剂。n2 2、化学破乳剂的分类、化学破乳剂的分类 n常按分子结构、溶解性能、相对分子量大小、镶嵌常按分子结构、溶解性能、相对分子量大小、镶嵌方式、聚合段数、官能团数量等分类方式、聚合段数、官能团数量等分类按分子结构分按分子结构分 1 1）离子型破乳剂）离子型破乳剂 溶于水时，能电离生成离子。溶于水时，能电离生成离子。按其在水溶液中具有表面活性作用的离子电性，按其在水溶液中具有表面活性作用的离子电
29、性，可分为阳离子、阴离子和两性离子等类别。可分为阳离子、阴离子和两性离子等类别。2 2）、非离子型破乳剂）、非离子型破乳剂 以环氧乙烷、环氧丙烷等有机合成原料为基础，以环氧乙烷、环氧丙烷等有机合成原料为基础，在具有活泼氢起始剂引发下、有催化剂存在时，按一在具有活泼氢起始剂引发下、有催化剂存在时，按一定程序聚合而成。定程序聚合而成。用量少用量少 不产生沉淀不产生沉淀 脱出水中含油少脱出水中含油少 脱水成本低脱水成本低非离子型破乳剂的优点非离子型破乳剂的优点 非离子型破乳剂的类型非离子型破乳剂的类型 水溶性：可配制成任意浓度的水溶液水溶性：可配制成任意浓度的水溶液 油溶性：净化油的能力比水溶性的高
30、，脱出水含油高油溶性：净化油的能力比水溶性的高，脱出水含油高 混合型：能增加使用的灵活性混合型：能增加使用的灵活性 按按溶解性能分溶解性能分：油溶性、水溶性：油溶性、水溶性 按按相对分子量大小相对分子量大小分分(1)(1)低分子破乳剂：指相对分子质量在低分子破乳剂：指相对分子质量在10001000以下的低分以下的低分子化合物。如无机酸、碱等。已被淘汰。子化合物。如无机酸、碱等。已被淘汰。(2)(2)高分子破乳剂：指相对分子质量在高分子破乳剂：指相对分子质量在100010000100010000之之间的非离子型聚氧乙烯聚氧丙烯醚。有较高的活性和间的非离子型聚氧乙烯聚氧丙烯醚。有较高的活性和较好的
31、脱水效果。我国的较好的脱水效果。我国的AEAE、APAP等型号的破乳剂就是等型号的破乳剂就是这类物质。这类物质。(3)(3)超高相对分子质量破乳剂：随着相对分子质量的超高相对分子质量破乳剂：随着相对分子质量的提高，脱水效果会随之提高。其中以相对分子质量在提高，脱水效果会随之提高。其中以相对分子质量在3030万万300300万的聚合物破乳效果最佳。如用三乙基铝万的聚合物破乳效果最佳。如用三乙基铝乙酰丙酮乙酰丙酮水三元体系作催化剂，具有破乳温度低，水三元体系作催化剂，具有破乳温度低，出水率高，出水速度快等优点。出水率高，出水速度快等优点。按聚合段数按聚合段数分：分：(1)(1)二嵌段聚合物：目前国
32、内外使用最多的化学破乳二嵌段聚合物：目前国内外使用最多的化学破乳剂为非离子型聚氧乙烯聚氧丙烯醚。在非离子型破乳剂为非离子型聚氧乙烯聚氧丙烯醚。在非离子型破乳剂的合成过程中，将起始剂剂的合成过程中，将起始剂(含有活泼氢含有活泼氢)与一定比例与一定比例的环氧丙烷的环氧丙烷(PO)(PO)先配制成先配制成“亲油头亲油头”(此为第一段此为第一段)，然后接聚上一定数量的环氧乙烷然后接聚上一定数量的环氧乙烷(EO)(EO)，此为第二段，此为第二段，这种产品就叫作二嵌段化学破乳剂，即：油头这种产品就叫作二嵌段化学破乳剂，即：油头(PO)m(EO)nH(PO)m(EO)nH。我国的。我国的AE8025AE80
33、25，AE8051AE8051，AE8031AE8031，AEl910AEl910等属于此类。等属于此类。(2)(2)三嵌段聚合物：在二嵌段聚合的基础上再接聚一三嵌段聚合物：在二嵌段聚合的基础上再接聚一段环氧丙烷，即为三嵌段式破乳剂：油头段环氧丙烷，即为三嵌段式破乳剂：油头(PO)m(EO)n(PO)zH(PO)m(EO)n(PO)zH。如我国的。如我国的SP169SP169，AP221AP221，APl34APl34，AP3111AP3111等。等。3 3、原油脱水对破乳剂的要求、原油脱水对破乳剂的要求 我国原油一般具有高含水、高含蜡量、高凝固点的我国原油一般具有高含水、高含蜡量、高凝固点的
34、“三高三高”特点，对破乳剂要具备的性质：特点，对破乳剂要具备的性质：(1)(1)较强的表面活性较强的表面活性 破乳剂在表面活性比较强时，就能优先吸附到油水破乳剂在表面活性比较强时，就能优先吸附到油水界面上去，从而降低乳状液液滴表面膜的强度和恢界面上去，从而降低乳状液液滴表面膜的强度和恢复性变的能力。复性变的能力。(2)(2)良好的润湿性能良好的润湿性能 破乳剂从原油向乳化水滴扩散移动，渗透在粒子之破乳剂从原油向乳化水滴扩散移动，渗透在粒子之间的中间保护层，吸附在水滴表面、沥青质间的中间保护层，吸附在水滴表面、沥青质胶质胶质粒子表面、石蜡的晶体表面以及粘土等固体粒子表粒子表面、石蜡的晶体表面以及
35、粘土等固体粒子表面上，以降低稳定固体粒子之间的内聚力，改变它面上，以降低稳定固体粒子之间的内聚力，改变它们的润湿性能，从而破坏保护层上各粒子之间的接们的润湿性能，从而破坏保护层上各粒子之间的接触和桥联作用，使保护膜的强度明显降低。触和桥联作用，使保护膜的强度明显降低。(3)(3)足够的絮凝能力足够的絮凝能力 絮凝能力是保证乳状液滴尽可能相互接近以增加碰絮凝能力是保证乳状液滴尽可能相互接近以增加碰撞和聚结的机会。撞和聚结的机会。(4)(4)优良的聚结能力优良的聚结能力 乳状液滴的大小在很宽范围内变化，它们的直径在乳状液滴的大小在很宽范围内变化，它们的直径在几微米到几十微米范围内，乳状液表面膜破坏
36、后，几微米到几十微米范围内，乳状液表面膜破坏后，如果破乳剂没有足够的聚结能力，小水滴不能立即如果破乳剂没有足够的聚结能力，小水滴不能立即聚结为大水滴，达不到沉降脱水的目的。聚结为大水滴，达不到沉降脱水的目的。(5)(5)破乳温度低、成本低、用量少。破乳温度低、成本低、用量少。4 4、化学破乳剂的选用、化学破乳剂的选用（1 1）按）按HLBHLB选用选用 取表面活性剂亲水基的亲水性和憎水基的憎水性之取表面活性剂亲水基的亲水性和憎水基的憎水性之比来表示表面活性剂的亲水性强弱。比来表示表面活性剂的亲水性强弱。石蜡：石蜡：HLB=0 HLB=0 ；聚乙二醇：；聚乙二醇：HLB=20HLB=20（2 2
37、）实验法选用）实验法选用n5、破乳剂的评价破乳剂的评价 1 1、脱水率、脱水率 2 2、出水速度、出水速度 3 3、油水界面状态、油水界面状态 4 4、脱出水的含油率：一般小于、脱出水的含油率：一般小于0.05%0.05%。5 5、最佳用量、最佳用量 6 6、低温脱水性能、低温脱水性能三、电场力脱水三、电场力脱水 1 1、电场力脱水的机理、电场力脱水的机理 电场力脱水是指将原油乳状液置于高压电电场力脱水是指将原油乳状液置于高压电场中，在电力场的作用下，削弱水滴界面场中，在电力场的作用下，削弱水滴界面膜的强度，促进水滴之间的碰撞，使其聚膜的强度，促进水滴之间的碰撞，使其聚结沉降，从原油中分离出来
38、的脱水方法。结沉降，从原油中分离出来的脱水方法。水滴在电场中的聚结方式：电泳聚结、偶水滴在电场中的聚结方式：电泳聚结、偶极聚结、振荡聚结。极聚结、振荡聚结。电泳电泳：把原油乳状液置于通电的两个平行电极中，：把原油乳状液置于通电的两个平行电极中，水滴将向同自身所带电荷极性相反的电水滴将向同自身所带电荷极性相反的电极运动，极运动，即带负电荷的水滴向正即带负电荷的水滴向正 电极运动，带正电荷的电极运动，带正电荷的 水滴向负极运动。水滴向负极运动。电泳聚结电泳聚结：电泳过程中水滴：电泳过程中水滴 的碰撞、合并。的碰撞、合并。电泳聚结主要发生在高压直电泳聚结主要发生在高压直流电场中。流电场中。（1 1）
39、、电泳聚结）、电泳聚结诱导偶极：在高压直流或交流电场中，原油乳状液中的水滴受电场的极化和静电感应，使水滴两端带上不同极性的电荷，形成诱导偶极。偶极聚结：电的吸引力及水滴在电场内的振动，使水滴相互碰撞，合并成大水滴，从原油中沉降分离出来。（2 2）、偶极聚结、偶极聚结 交流电场中电场方向不断交流电场中电场方向不断 改变，水滴内的各种正负离子改变，水滴内的各种正负离子 不断做周期性往复运动，使水不断做周期性往复运动，使水 滴两端的电荷极性发生相应变滴两端的电荷极性发生相应变 化，界面膜受到冲击，强度降化，界面膜受到冲击，强度降 低甚至破裂，水滴聚结沉降。低甚至破裂，水滴聚结沉降。这一过程称这一过程
40、称振荡聚结振荡聚结。（3 3）、振荡聚结、振荡聚结 水滴愈大，离子对界面膜的冲击作用愈大，振水滴愈大，离子对界面膜的冲击作用愈大，振荡聚结的效果愈好。荡聚结的效果愈好。2 2、电力场脱水的类型、电力场脱水的类型（1 1）交流电场脱水；）交流电场脱水；（2 2）直流电场脱水；）直流电场脱水；（3 3）双流电场脱水。）双流电场脱水。双流电场脱水能降低净化原油的含水率，并双流电场脱水能降低净化原油的含水率，并能较大幅度降低电脱水的耗电量。能较大幅度降低电脱水的耗电量。四、其它脱水方法四、其它脱水方法 1 1、电磁法脱水；、电磁法脱水；2 2、超声波脱水；、超声波脱水；3 3、陶粒法脱水；、陶粒法脱水
41、；4 4、离心力脱水。、离心力脱水。第三节第三节 常用原油脱水设备常用原油脱水设备 一、沉降分离设备一、沉降分离设备 1 1、立式沉降罐：适用于含气量很少，工作压力接、立式沉降罐：适用于含气量很少，工作压力接近常压的情况。近常压的情况。2 2、卧式沉降罐：、卧式沉降罐：适用于含有适用于含有一定量气，一定量气，具有一定工具有一定工作压力的情作压力的情况。况。二、电力场脱水设备二、电力场脱水设备 1 1、电脱水器的基本结构；、电脱水器的基本结构；2 2、电脱水器的供电设备；、电脱水器的供电设备；3 3、电脱水器的运行参数。、电脱水器的运行参数。4 4、稠油电脱水器。、稠油电脱水器。三、陶粒脱水器三
42、、陶粒脱水器 利用聚结介质亲水憎利用聚结介质亲水憎油并提供很大表面油并提供很大表面积的性质，促使水积的性质，促使水滴聚结沉降。滴聚结沉降。优点：无需加热优点：无需加热 缺点：处理较脏或含蜡原油时容易堵塞聚结缺点：处理较脏或含蜡原油时容易堵塞聚结 材料的通道。材料的通道。注注：一般不作为独立的处理过程，：一般不作为独立的处理过程，常与其它脱水方法配合使用。常与其它脱水方法配合使用。n利用离心场内离利用离心场内离 心加速度大于重力加心加速度大于重力加 速度，促速度，促进水滴的沉进水滴的沉 降和油水分层。降和油水分层。四、离心力脱水设备四、离心力脱水设备水力旋流器工作原理水力旋流器工作原理 待分离的
43、油水混合物在一定压力下切向待分离的油水混合物在一定压力下切向进入旋流器的圆筒段，并在旋流器内高速旋转进入旋流器的圆筒段，并在旋流器内高速旋转，产生强大的离心力场。由于离心沉降作用，产生强大的离心力场。由于离心沉降作用，轻相（油）向旋流器轴心处运动，形成向上的轻相（油）向旋流器轴心处运动，形成向上的内旋流油核；重相（水）向器壁运动，形成向内旋流油核；重相（水）向器壁运动，形成向下的外旋流。油水分离后，油从溢流口排出，下的外旋流。油水分离后，油从溢流口排出，净化水从底流口排出。净化水从底流口排出。水力旋流器的优点水力旋流器的优点 1)1)结构紧凑、体积小、重量轻。结构紧凑、体积小、重量轻。2)2)
44、易于设计、安装。模块化单元的方式进行设计、易于设计、安装。模块化单元的方式进行设计、组装，在海洋平台上可以很方便地吊装；组装，在海洋平台上可以很方便地吊装；3)3)快速启动、迅速稳定。快速启动、迅速稳定。4)4)静态水力旋流器中没有运动部件，需要的系统静态水力旋流器中没有运动部件，需要的系统配件少；配件少；5)5)维修费用低。维修费用低。6)6)对海洋平台的晃动不敏感。对海洋平台的晃动不敏感。作业：下次课：分组讲解流程，带画流程图的工具。一、化学沉降脱水流程一、化学沉降脱水流程1 1、一次破乳一两级沉降脱水流程、一次破乳一两级沉降脱水流程第四节第四节 常用原油脱水流程常用原油脱水流程2 2、两
45、次破乳一两级沉降脱水流程、两次破乳一两级沉降脱水流程二、电化学沉降脱水工艺流程二、电化学沉降脱水工艺流程1 1、一段电化学沉降脱水工艺流程、一段电化学沉降脱水工艺流程2 2、二段电化学沉降脱水工艺流程、二段电化学沉降脱水工艺流程3 3、高粘度原油脱水工艺流程、高粘度原油脱水工艺流程三、密闭脱水工艺流程三、密闭脱水工艺流程第五节第五节 原油脱水操作原油脱水操作一、岗位职责一、岗位职责二、电脱水器的投产二、电脱水器的投产 1 1、投产准备；、投产准备；2 2、空载试验；、空载试验；3 3、单体试压；、单体试压；4 4、进油投产。、进油投产。三、电脱水器的运行三、电脱水器的运行四、电脱水器的停产四、电脱水器的停产五、电脱水器的故障分析五、电脱水器的故障分析 1 1、电场波动；、电场波动；2 2、电场破坏；、电场破坏；3 3、绝缘棒击穿；、绝缘棒击穿；4 4、电极破坏；、电极破坏；5 5、脱水器沉砂；、脱水器沉砂；6 6、脱水器爆炸；、脱水器爆炸；7 7、脱水器跑油。、脱水器跑油。谢谢！谢谢！
