摘要:原油是一種十分復雜的多組分體系,通常含有大量的水和鹽類。水的存在使原油輸送及煉制成本提高,甚至使生產不穩定;而鹽類的存在使設備嚴重腐蝕,管路結垢堵塞,在加工過程中還將造成催化劑中毒等不良影響。在原油預處理過程中,超聲波破乳技術主要是利用超聲波對原油的凝聚效應及降粘作用,使原油中水滴聚集變大,加速了油、水兩相分離,有效提高原油破乳效果。采用該技術可以使裝置能夠處理乳化嚴重的劣質原油,使生產裝置適應未來油品變化。
原油超聲波強化中預處理超聲波頻率、類型、注水量、破乳劑用量、電場強度和時間等因素對原油脫鹽脫水效果的影響,對該技術進行了的機理研究,同時進行了超聲波一電脫鹽聯合破乳技術的綜合工藝研究,獲得了最佳的工藝參數。
關鍵詞:原油破乳,超聲波-電脫鹽
一、項目簡介
超聲波主機橫向放置于反應釜內,反應釜支架及外罩采用不銹鋼制作、內部貼5cm厚的隔音棉,可降低超聲空化產生的噪音;超聲波驅動電源、 觸摸屏、通訊管理機及以太網交換機均放置于電氣控制柜內,電氣柜正面放置10 寸以上觸摸屏,可對基本模塊內各單元模塊進行單獨參數設置,如主機功率、系統參數設置等。在電氣控制柜面板安裝有總運行按鈕(帶指示燈) 、急停按鈕和 報警指示燈,整體系統具有振子異常報警、電源異常報警、 機柜溫度異常報警, 振子工具頭磨損報警。
1. 項目控制系統要求及技術指標
序號 | 指標名稱 | 指標范圍 | 備注 |
1 | 處理能力 | 2.0噸/天 | 乳化顆粒在5um以下達90%,8小時/天 |
2 | 超聲工作頻率 | 20KHz | |
3 | 超聲工作功率 | 2KW/主機 | 每基本模塊含8臺主機 |
4 | 超聲主機異常報警 | 有 | 聲光報警 |
5 | 超聲主機工具頭異常報警 | 有 | 聲光報警 |
6 | 超聲電源異常報警 | 有 | 聲光報警 |
7 | 電氣控制柜異常報警 | 有 | 聲光報警 |
8 | 就地控制 | 有 | 就地電氣控制和就地觸摸屏控制 |
9 | 遠程控制 | 有 | 遠程操作員站控制 |
10 | 基本模塊整體控制及單臺主機控制切換功能 | 有 | 既可對基本模塊整體功率進行參數設置,也可對每臺主機單獨設置參數 |
11 | 流量控制 | 選配 | 可根據用戶需要對生產線流量進行控制及顯示 |
12 | 參數保存功能 | 有 | 對于用戶設置的參數可快速保存及讀取 |
13 | 歷史數據記錄功能 | 有 | 可對超聲主機及流量運行參數進行歷史記錄,記錄時間可達1年以上。 |
圖1超聲波設備中控制界面
圖2超聲波設備操作界面
圖3超聲波設備觸摸屏操作界面
2. 項目效果
1)超聲波處理后試管壁沒有油滴附著,清潔度較高。
2)在超聲波處理期間,從稠油采出液中有大量的水脫出,最終脫水比率比自然沉降提高1倍以上,脫水速度比自然沉降脫水明顯提高。
3)在選定的參數范圍內,隨超聲波輸出功率、處理時間和脫水溫度的增加,最終脫水比率增大。處理時間超過30min后,隨超聲波處理時間的增加,脫水比率略有增加。
4)正交試驗表明,影響超聲波破乳脫水效果的因素依次為處理時間、脫水溫度和超聲波輸出功率。
5)不同參數組合的超聲波破乳脫水效果對比發現,處理時間、脫水溫度和超聲波輸出功率可以相互彌補,以達到同樣的破乳脫水效果。
圖4超聲波處理后的油水界面
結論:在80℃時,超聲頻率為20kHz,聲強為0.38W/cm2對原油處理5min,脫水率和脫鹽率分別可達到92.6%和87.9%。鹽質量濃度從39.463 mg/l降至3.283 mg/l,水質量分數0.24% 。
二、項目運行實施
本項目所實施的方案已在國內大型企業得到實際現場應用,取得良好的超聲乳化效果。
圖4現場安裝實物圖
三、 項目應用體會
本設備采用杭州國彪超聲設備有限公司生產的智能數控超聲波GBS-SCF30D專用電脫鹽設備,通過系統集成設計達到用戶要求。此系統具有自動開機頻率搜索,運行過程中自動跟蹤頻率,功率可調整等,如果設備出現問題可以及時斷電,避免對整體控制系統造成影響。整個設備操作方面,無需設備開機前進行設置,全自動實現控制要求,系統穩定、可靠。
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