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影响脱盐效率的因素有哪些?每一个影响因素的原理是什么

Ailing 2018-08-03 09:19:27
影响脱盐效率的因素是什么?
    答:从电脱盐的原理可以看出,原油电脱盐脱水是一个乳化液的破乳化沉降分离过程。它是通过加热、加化学药剂和高压电场等措施使乳化液破乳,再经沉降分离,因此影响电脱盐效率的因素主要是破乳剂型号及注入量、脱盐温度、原油注水量、油水混合强度、电场强度等。
    (1)温度。温度是原油脱盐过程中一个重要操作条件,提高温度,使原油黏度降低,减少水滴运动阻力,有利水滴运动,温度升高还使油水界面的张力降低,水滴受热膨胀,使乳化液膜减弱,有利破乳和聚结,另外温度升高,增大了布朗运动速度,也增强了聚结力。因此,适当提高温度有利于破乳。
    从电脱盐的原理斯托克斯定律中看到,温度还通过影响油水密度差、原油黏度而影响水滴的沉降速度,从而影响脱盐率。从表1-2中看到,油水密度差在100~130C之间是上升的,到1500C时开始下降。从表l-3看到121℃时沉降速度为93℃时的2倍,当温度升至149℃时,沉降速度只是93℃时的
3.1倍,表明温度再进一步升高,速度的增长开始下降。
    表1-2油水密度差随温度的变化
 
    温度/℃     水密度(田o)     油密度(舻) 油水密度差
100
110
120
130
150
0.958
0.950
0.942
0.935
0.915
 0.81
 0.80
 0.79
 0.78
0.775
 0.148
 0.150
 0.152
0.155
0.141

表1-3沉降速度与温度的关系(dzo =0.9569)
    温度/oc     油水密度差   黏度/( mm2/s) 相对沉降速度
    93
    121
    149
              0.04
             0.037
             0.032
    28
    12
    7.2
    y
    2V
    3.1V
 
    从这两组数据中可看到温度在一定范围内对油水沉降分离的影响。温度升高到一定值时CaCl2\ MgCl2开始水解,同时随着温度的升高,原油的电导率也随之增大,电耗随之增高。因此,对不同的原油应该有不同的脱盐温度,并且要综合考虑进行优选,找出最佳操作温度。目前原油脱盐温度设计一般都在120—140C,也有的推荐使用原油的黏度在9rrrrr12/s时的温度较为合适。
    (2)破乳剂。破乳剂通过破坏原油乳化液中油与水间的液膜达到其破乳作用,目前生产的破乳剂都有一定的选择性,因此对每一种原油必须进行破乳剂评选。破乳剂不仅影响脱盐率,而且还影响脱盐排水中的含油量,由于破乳剂是通过到达油水乳化液的界面破坏其乳化膜而达到破乳作用的,因此破乳剂的浓度、注入量、注入点、破乳剂与原油的混合等都直接影响着脱盐效果的好坏。
    (3)电场。电场强度(电位梯度)是影响电脱盐效率的一个重要工艺参数。
    根据水滴聚结力公式得知,两小水滴间的聚结力F与电场强度的平方成正比,提高电场强度,可提高小水滴的聚结力,有利于电脱盐。提高电场强度,可以促进小水滴的聚结,同时也促进电分散。
    dCA=C.cr/E2式中dCA-分散的临界直径,cm;C-常数;
    盯——油水界面张力,N/cm;E-电场强度,V/cm。
 
    从上式看到水滴开始分散的临界直径与电场强度E的平方成反比。
    从图1-5中看到,提高电场强度E,脱盐率则随之提高,超过了一定范围,再提高电场强度,对提高脱盐率效果不大。因此,国内各炼厂近年来所采用的电场强度都有所降低,引进的国外电脱盐强电场强度大都在lOOOV/cm2左右。15002000电场强度/(V/cm)
 
    图1-5原油脱盐率与电场强度、停留时间的关系
    近年来国内试制成功了全阻抗可调电脱盐专用变压器,输出电压有几档可调,操作中可根据需要,通过改变输出电压调节电场强度。
    (4)原油在电场中停留时间。原油在电场中的停留时间影响水滴的聚结。据有关资料介绍,在工业装置上,若达到一定的脱盐脱水效果需要的时间可用下式表达:
    下= AoE -2/3式中r——1争留时间,mm;
    Ao-系数;
    E-电场强度,V/cm。
    式中,Ao是与黏度、介电常数、温度、水滴特性、体积等有关的系数。从图1-5中可看到停留时间f<2min时,增加停留时间£对提高脱盐效率比较明显;当£> 2min以上时,增加停留时间f脱盐效果变化不大,过长的停留时间还增加电耗。
    综上所述,根据我国各炼厂的实践经验,停留时间£为2min左右较为合适。
    (5)注水。原油脱盐,注入一定量的洗涤水与原油混合,增加水滴的密度使水滴更易聚结。注水还可以溶解悬浮在原油中的盐,使之与水脱除,增加水的注入量破坏原油乳化液的稳定性,对脱盐有利。另外,注水的水质对脱盐也有一定的影响。在其他条件相同的情况下,注水量由4%增加到6010,脱盐率是增加的;注入的洗涤水含盐量增加,脱盐率下降。
    除此之外,注水的pH值也影响着脱盐效果。pH值高时产生乳化液,不仅影响脱盐率,还造成脱盐排水带油。另外,试验(见图1-6)也表明了注水量与脱盐率的关系,当注水量增加时,脱盐率也随着增加。
    图1-6脱盐率与注水量、混合强度的关系1-AP=2:2-AP=1.5:3-AP=1.O:4-AP=0.5除注水量、水质等条件外,注水与原油的混合也同样影响脱盐效果,油和水混合的程度,用油和水通过混合设备的压降( AP)即油和水这一流体静压能的减少来衡量。AP越大,注入的水分散得就越细,在电场中聚结作用就越充分,脱盐率就越高,从图1-6中可以看出这一规律。但如若压降过高,有可能造成过乳化,使油和水形成一种稳定的乳化液,会降低脱盐效果,因此对每一个电脱盐设施,都应进行试验总结,找出较合适的混合强度。一般情况下,较大密度原油(0.9111~0.9659g/cm3)的混合阀压差AP采用30~80kPa;密度较小原油(0.8017~0.9042g/cm3)的混合阀压差AP采用50 N130kPa。
    以上提到的是电脱盐在操作中影响其效果的一些主要因素。此外如油水界面的控制、原油在罐中的上升速度与油的沉降速度等,还有设备结构,如原油在罐中的分配器、电极板的形式等,这些都将影响电脱盐效率。
    电脱盐操作中的各种因素不仅直接影响电脱盐,而且由于它们之间相互作用,一种因素通过另一种因素影响电脱盐效率,例如:破乳剂、混合程度、注水量等因素影响电气系统的操作,它们通过影响电场强度影响电脱盐效率。因此,在选定电脱盐流程、确定电脱盐设备以后,严格控制各操作参数、掌握它们之间的关系是提高脱盐效率的关键。