離心萃取機(jī)在老化油處理中的應(yīng)用

水力旋流器在老化油處理中的應(yīng)用

????摘要:針對(duì)油田采出液中老化油對(duì)電脫水系統(tǒng)的危害，利用水力旋流技術(shù)進(jìn)行老化油分離的礦場(chǎng)試驗(yàn)，分析影響老化油分離效果的因素.應(yīng)用結(jié)果表明:在結(jié)構(gòu)參數(shù)和生產(chǎn)能力相同的條件下，連續(xù)相介質(zhì)的黏度是影響分離效果的主要因素;把水力旋流器放在游離水脫除器之前或提高進(jìn)液溫度、增加來(lái)液含水率可提高分離效果.

油田開(kāi)發(fā)中后期，用現(xiàn)有技術(shù)手段難以處理采出液中出現(xiàn)的老化油，其中包括落地原油、污水沉降罐上部的浮油、污水處理站回收水池內(nèi)的污油、脫水設(shè)備內(nèi)位于油水界面上的中間過(guò)渡物質(zhì)，以及含有未充分破膠的壓裂液的產(chǎn)出液及管線腐蝕產(chǎn)物等，使得凈化油含水超標(biāo)和污水水質(zhì)超標(biāo)，導(dǎo)致電脫水器頻繁跳閘，甚至發(fā)生垮電場(chǎng)事故.水力旋流分離器作為新型的離心分離沉降設(shè)備，應(yīng)用于原油脫水、脫氣、脫泥和產(chǎn)出水或過(guò)程水的除油，具有分離效率高，操作維護(hù)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn),.人們對(duì)水力旋流器在油水分離、污水處理及旋流器的性能機(jī)理、軸向速度分布規(guī)律、流場(chǎng)特性、壓降損失、壓力比對(duì)分離效果的影響等方面做了深入的研究，但利用水力旋流器處理老化油還未見(jiàn)報(bào)道.根據(jù)旋流分離原理，進(jìn)行老化油分離的礦場(chǎng)試驗(yàn)，分析老化油的性質(zhì)對(duì)旋流分離效果和電脫水系統(tǒng)的影響.

1結(jié)構(gòu)參數(shù)

1.1老化油成分

????將杏二一I聯(lián)合站老化油油樣在室溫下自然沉降24 h后進(jìn)行室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，測(cè)得其含水率為58. 62%，含污油40.73%，含機(jī)械雜質(zhì)0. 65%，總鐵含量占機(jī)械雜質(zhì)的15.53%(皆為質(zhì)量分?jǐn)?shù)).

將分離出的機(jī)械雜質(zhì)用水配制成分散體系，然后用激光粒度分析儀分析粒度，粒度分布:粒徑小于3 . 97μm的占10%，粒徑小于112.84 μm的占50%，粒徑小于332.38μm的占90%.進(jìn)行黏溫曲線測(cè)試:一組是老化油樣品在室溫下自然沉降24 h后，含水率為58.62%的樣品;另一組是游離水脫除器油出口的低含水油在室溫下自然沉降后，含水率為20. 30%的樣品.測(cè)試時(shí)剪切速率為10s-1，結(jié)果見(jiàn)圖1.由圖1可以看出，在相同溫度下，老化油黏度是普通低含水油黏度的2--5倍.隨著溫度的升高，老化油和普通低含水油黏度的變化都不大.

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1.2參數(shù)優(yōu)化

????水力旋流器利用互不相溶介質(zhì)間的密度差進(jìn)行離心分離，使密度小的介質(zhì)向軸心運(yùn)動(dòng)，密度較大的介質(zhì)向邊壁運(yùn)動(dòng)，最終分別由不同出口從水力旋流器排出.水力旋流器分離效果的影響因素包括旋流器的結(jié)構(gòu)參數(shù)、介質(zhì)物性參數(shù)及操作參數(shù)，以及處理量、分流比、壓力降與壓降比等，.試驗(yàn)中老化油物性參數(shù)及操作參數(shù)見(jiàn)表1.根據(jù)老化油成分分析結(jié)果及操作參數(shù)，經(jīng)理論計(jì)算優(yōu)化，確定的固液水力旋流器的結(jié)構(gòu)參數(shù)見(jiàn)表2.

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2礦場(chǎng)試驗(yàn)

利用水力旋流器處理老化油礦場(chǎng)試驗(yàn)設(shè)備及工藝流程分別見(jiàn)圖2和圖3.試驗(yàn)裝置放在游離水脫除器之后，電脫水器之前.

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????試驗(yàn)過(guò)程:1)老化油經(jīng)過(guò)撬裝工.撬裝工主要用于老化油加熱、加壓或加藥.2)進(jìn)入撬裝II.在撬裝II首先進(jìn)行固一液分離，然后進(jìn)行液一液分離，分離后油進(jìn)入電脫水器，水進(jìn)入游離水脫除器放水管，砂等雜質(zhì)從雜質(zhì)排放口排出.

????試驗(yàn)中壓力降、生產(chǎn)能力、分離粒度的試驗(yàn)結(jié)果和理論生產(chǎn)能力、理論壓力降和理論分離粒度見(jiàn)表3.由表3可以看出，試驗(yàn)流量為12m3/h時(shí)對(duì)應(yīng)的理論壓力降為0.02MPa,而試驗(yàn)壓力降為0.05MPa,比理論壓力降大;實(shí)測(cè)和理論計(jì)算分離粒度分別為53 . 00, 44. 00μm .結(jié)合老化油粒度分布，表明經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)的旋流,可以將兩相介質(zhì)中的固相顆粒大部分分離出來(lái).

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3結(jié)果分析

3.1原始分離效果

????如果把試驗(yàn)裝置放在游離水脫除器之后，固一液分離時(shí)，溢流口含砂量最高達(dá)0.28%;液一液分離時(shí)，油中含水率達(dá)35%，水中含油達(dá)77.00%.在固一液旋流分離中分離效果與壓力降沒(méi)有特定的關(guān)系，加入破乳劑，溢流口雜質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低不顯著;在液一液旋流分離中對(duì)油水分離有一定的作用，但分離效果差.

????原始分離效果見(jiàn)表4.由表4可知，在固一液分離中，介質(zhì)中大部分的顆粒被分離出來(lái)這與理論分析有一定誤差，原因是理論公式建立在砂粒和水分離的基礎(chǔ)上，而試驗(yàn)中是以砂粒和油水混和物為介質(zhì)的，在結(jié)構(gòu)參數(shù)和生產(chǎn)能力相同的條件下，壓力降由介質(zhì)的物性參數(shù)決定，包括黏度;在液一液分離中，隨含水率增加，底流口含水率越高，分離效果越好.加入具有降黏作用的破乳劑，分離效果有所改善，說(shuō)明連續(xù)相介質(zhì)的黏度是影響分離效果的主要因素.由于連續(xù)相介質(zhì)的黏度較高，分散相向器壁運(yùn)動(dòng)的阻力增加，使得試驗(yàn)效果與理論計(jì)算有一定誤差，應(yīng)改進(jìn)試驗(yàn)流程.

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3. 2改進(jìn)流程后的分離效果

????改進(jìn)的工藝流程為電脫水器放水一緩沖罐一污水泵一旋流分離.即把旋流裝置放在電脫水器之后，在固一液分離中，旋流器溢流口的固體顆粒雜質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)比流程改進(jìn)前低;加入破乳劑后，壓力降增大，達(dá)到0. 10 M Pa.在液一液分離中隨著進(jìn)口含水率的增高，即進(jìn)口油質(zhì)量濃度的降低，水力旋流器的分離效果有所提高，特別是進(jìn)口含水率大于60%時(shí)，效果更加明顯;隨著破乳劑加藥質(zhì)量濃度的增加，水力旋流器油水分離的效果有所提高.

????改進(jìn)后的分離效果見(jiàn)表5.由表5可知:改進(jìn)流程后的旋流分離效果比較理想，液一液分離效果比改進(jìn)前有所提高;增加含水率可以起到一定的降黏作用.由于原油具有很強(qiáng)的吸附能力，老化油中的雜質(zhì)FeS呈絮凝物分散在油相中，使得兩相介質(zhì)的密度差很小，不利于分離.雖然加入足夠的破乳劑，但試驗(yàn)中物料在旋流器內(nèi)停留時(shí)間很短，破乳不夠充分，對(duì)旋流分離效果影響不明顯.

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老化油處理主要是為解決原油凈化時(shí)電脫水器跳閘和污水含油超標(biāo)問(wèn)題，對(duì)比流程改進(jìn)前后的試驗(yàn)結(jié)果，如果利用水力旋流器處理老化油，應(yīng)將旋流設(shè)備放在游離水脫除器之前，此處原油含水率高，黏度低，分離效果優(yōu)于把旋流設(shè)備放在游離水脫除器之后;通過(guò)提高操作溫度，降低介質(zhì)黏度，也可以改善分離效果;加入破乳劑對(duì)改善分離效果不明顯.

4結(jié)論

????1)連續(xù)相介質(zhì)的黏度是影響老化油旋流分離效果的重要影響因素.

????2)利用水力旋流器處理老化油，應(yīng)提高進(jìn)液溫度或增加來(lái)液含水率;為提高分離效果，水力旋流器應(yīng)放在游離水脫除器之前.

????3)加入破乳劑對(duì)老化油旋流分離效果影響不明顯.

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