煉油工藝學(xué)-第七章-原油的脫鹽脫水(14P)課件

2022/12/21煉油工藝學(xué)1第七章原油的脫鹽脫水2022/12/21煉油工藝學(xué)2一、原油脫鹽脫水的目的

從地層中開采出來(lái)的原油中均含有數(shù)量不一的機(jī)械雜質(zhì)、C1～C2輕烴氣體、水以及NaCl、MgCl2、CaCl2等無(wú)機(jī)鹽類。原油先經(jīng)過油田的脫水裝置處理，要求將含水量降到<0.5%，含鹽量降至<50mg/l。但由于油田脫鹽脫水設(shè)施不完善或原油輸送中混入水分，進(jìn)入煉油廠的原油仍含有不等量的鹽和水分，鹽類除小部分呈結(jié)晶狀懸浮在原油中外，大部分溶于水中。水分大都以微粒狀分散在油中，形成較穩(wěn)定的油包水型乳狀液。原油含鹽含水對(duì)原油儲(chǔ)運(yùn)、加工、產(chǎn)品質(zhì)量及設(shè)備等均造成很大危害，主要為：2022/12/21煉油工藝學(xué)3（1）增加儲(chǔ)運(yùn)、加工設(shè)備（如油罐、油罐車或輸油管線、機(jī)泵、蒸餾塔、加熱爐、冷換設(shè)備等）的負(fù)荷，增加動(dòng)力、熱能和冷卻水等的消耗。例如一座年處理量為250萬(wàn)噸的常減壓蒸餾裝置，如果原油含水量增加1%，熱能耗將增加約7000MJ/h。

（2）影響常減壓蒸餾的正常操作。含水過多的原油，水分氣化，氣相體積大增，造成蒸餾塔內(nèi)壓降增加，氣速過大，易引起沖塔等操作事故。（3）原油中的鹽類，隨著水分蒸發(fā)，鹽分在換熱器和加熱爐管壁上形成鹽垢，降低傳熱效率，增大流動(dòng)阻力，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)至堵塞管路，燒穿客壁、造成事故。

2022/12/21煉油工藝學(xué)5（5）鹽類中的金屬進(jìn)入重餾分油或渣油中，毒害催化劑、影響二次加工原料質(zhì)量及產(chǎn)品質(zhì)量。

因此原油進(jìn)入煉油廠后，必須先進(jìn)行脫鹽脫水，使含水量達(dá)到0.1%～0.2%。含鹽量<5mg/l，對(duì)于有渣油加氫或重油催化裂化過程的煉油廠，要求原油含鹽量<3mg/l。2022/12/21煉油工藝學(xué)6二、原油脫鹽脫水的基本原理

原理：原油中的鹽大部分溶于水中，所以脫水的同時(shí)，鹽也被脫除。常用的脫鹽脫水過程是向原油中注入部分含氯低的新鮮水，以溶解原油中的結(jié)晶鹽類，并稀釋原有鹽水，形成新的乳狀液，然后在一定溫度、壓力和破乳劑及高壓電場(chǎng)作用下，使微小的水滴，聚集成較大水滴，因密度差別，借助重力水滴從油中沉降、分離，達(dá)到脫鹽脫水的目的，稱為電化學(xué)脫鹽脫水，簡(jiǎn)稱電脫鹽過程。2022/12/21煉油工藝學(xué)7

當(dāng)水滴直徑>0.5×10-6m時(shí)，水滴沉降速度基本上符合球形粒子在靜止流體中自由沉降的斯托克斯（Stokes）定律：

式中u：水滴沉降速度，m/s；

d1：水滴直徑，m；

ρ1：水密度，kg/m3ρ2：原油密度，kg/m3；

υ2：原油粘度m2/s；

g：重力加速度，m/s2。

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措施：加熱、加破乳劑、高壓電場(chǎng)、注水

由上式可見，增大兩相間的密度差，減小原油粘度，均可增加沉降速度。通過加熱，可以降低原油粘度，促進(jìn)水滴聚結(jié)，增大水滴直徑；同時(shí)水的密度ρ1隨溫度升高而下降的幅度比原油密度ρ2變化小，即ρ1-ρ2增大，因此加熱原油有利于油水分離，此即為常用的加熱沉降脫水法。這些因素中，沉降速度與水滴直徑的平方成正比，所以增大水滴直徑可以大大加快沉降速度，在原油脫鹽脫水過程中，關(guān)鍵的是促進(jìn)水滴聚結(jié)，增大水滴直徑。

加熱沉降脫水時(shí)，溫度不能過高，否則原油中輕組分和水會(huì)氣化，脫鹽罐需采用很高壓力才能正常操作，因此一般加熱溫度為100℃左右。當(dāng)原油和水呈乳狀液時(shí)，僅靠加熱沉降無(wú)法解決脫鹽脫水問題，必須采用電化學(xué)脫鹽脫水方法。

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原油按比例加入淡水、破乳劑后經(jīng)原油泵混合，并經(jīng)換熱器加熱到預(yù)定溫度，從底部進(jìn)入一級(jí)電脫鹽罐，通過高壓電場(chǎng)后，脫水原油從罐頂引出；再次注入新鮮水，經(jīng)混合閥混合后進(jìn)入二級(jí)電脫鹽罐底部，再次通過高壓電場(chǎng)脫水，脫水后原油從罐頂流出即為脫水原油。從二級(jí)脫鹽罐中脫出的水含鹽較少，將其作為一級(jí)脫鹽前所加的水注入原油，以節(jié)約新鮮水。從一級(jí)脫鹽缸脫出的水，從罐底排出后出裝置。