專利名稱：復(fù)合超聲波破乳的電精制脫鹽罐及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及原油預(yù)處理電脫鹽罐，是一種原油預(yù)處理超聲電脫鹽罐。
背景技術(shù)：
原油進(jìn)入煉廠常減壓蒸餾裝置前，需要注水洗去原油中所含的鹽，注水后的原油脫鹽和脫水是同時(shí)進(jìn)行的。工業(yè)上的原油脫水脫鹽過程是將原油在熱的狀態(tài)下，加入破乳劑和施加高壓電場(chǎng)，以破壞這種乳化狀態(tài)使小水滴聚結(jié)為較大水滴而沉降分離的，這就是所謂電脫鹽過程。超聲波一般是指頻率范圍在20kHz IOMHz的聲波，超聲波原油破乳的機(jī)理，基于超聲波作用于流體產(chǎn)生的“位移效應(yīng)”來實(shí)現(xiàn)油水分離。由于“位移效應(yīng)”的存在，乳化液中的水粒子將不斷向波腹或波節(jié)運(yùn)動(dòng)、聚集并發(fā)生碰撞，生成直徑較大的水滴，并在重力作用下與油分離。實(shí)用新型CN2539559Y和CN2669953Y提出了在原油進(jìn)入電脫鹽罐前，對(duì)原油乳化液在管道中進(jìn)行超聲預(yù)處理，經(jīng)超聲處理后的乳化液，其在電脫鹽罐中的脫水脫鹽效果將提高。在管道中對(duì)原油進(jìn)行超聲預(yù)處理，處理后的原油不能立即實(shí)現(xiàn)油水的分離，繼續(xù)在管道中輸送將削弱超聲的破乳作用。另外，超聲和電場(chǎng)分兩步進(jìn)行，工藝的環(huán)節(jié)增加，設(shè)備的總體利用低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種集成超聲波和電場(chǎng)同時(shí)作用于原油乳化液的超聲破乳分離設(shè)備，即復(fù)合超聲波破乳的電精制脫鹽罐，利用該設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)原油乳化液在沉降分離罐中同時(shí)進(jìn)行超聲和電場(chǎng)破乳作用，超聲和電場(chǎng)的協(xié)同作用將加速油水分離，提高原油破乳分離效率。`原油超聲電脫鹽罐，采用金屬材料制作，為圓筒形臥罐，由外筒體及保溫套，乳化原油進(jìn)料管，出油管，排水管，電場(chǎng)控制電源，電極線，電極網(wǎng)，超聲電源，超聲換能器及冷卻水套，傳振桿，固定及密封法蘭，超聲變幅桿組成。外筒體由圓筒體與兩側(cè)的法蘭蓋板或碟形封頭連接，構(gòu)成封閉臥罐體。外筒體外覆蓋保溫套，對(duì)外筒體內(nèi)物料保溫。乳化原油進(jìn)料管連接在外筒體一側(cè)的中下部，是乳化原油的進(jìn)入口。出油管連接在外筒體頂部，位于外筒體另一側(cè)，圓筒體未端，是經(jīng)超聲及電場(chǎng)作用，沉降分離得到的油相出口。排水管連接在外筒體底部，位于出油管同一側(cè)，圓筒體未端，是經(jīng)超聲及電場(chǎng)作用，沉降分離得到的水相出口。超聲變幅桿處于罐體水平中心軸線上，為圓柱狀金屬體，其水平長(zhǎng)度介于乳化原油進(jìn)料管與出油管或排水管之間，變幅桿向整個(gè)罐體全方位輻射超聲振動(dòng)能量。超聲電源的輸入電為常用220V或380V交流電源。超聲換能器的作用是將電能轉(zhuǎn)換成超聲振動(dòng)能量，在工作狀態(tài)下，冷卻水移走換能器產(chǎn)生的熱量，超聲電源內(nèi)含高頻振動(dòng)信號(hào)源，匹配系統(tǒng)及控制系統(tǒng)等，超聲換能器通過傳振桿將超聲能量傳遞至超聲變幅桿。電場(chǎng)控制電源為原油超聲電脫鹽罐提供電場(chǎng)，其電場(chǎng)作用方式為工業(yè)常見的交流，直流及交直流等。電極網(wǎng)位于罐體水平中心軸線以上，由上、下兩層金屬網(wǎng)組成，金屬網(wǎng)可以是水平布置的方格網(wǎng)或矩形網(wǎng)，也可以是豎直交錯(cuò)分布的金屬條網(wǎng)，兩層金屬網(wǎng)的間距依罐體尺寸及物料多少確定，一般在Icm 50cm之間。下層金屬網(wǎng)與超聲變幅桿之間的最短距離不小于1cm。電極線是聯(lián)系電場(chǎng)控制電源與電極網(wǎng)的兩條金屬導(dǎo)線，將兩層金屬網(wǎng)分別與電源正負(fù)極相連。復(fù)合超聲波破乳的電精制脫鹽罐的應(yīng)用方法是注水的乳化原油由乳化原油進(jìn)料管進(jìn)入罐體，在電場(chǎng)和超聲波的協(xié)同作用下，經(jīng)沉降，油相由罐體上部出油管流出，水相由罐體下部排水管流出。超聲頻率一般控制在10 ΙΟΟΚΗζ，電場(chǎng)強(qiáng)度依據(jù)原油及乳化液性質(zhì)調(diào)整，一般在500 1500V/cm。根據(jù)加工量和加工工藝要求，設(shè)計(jì)制作超聲和電場(chǎng)電源，其輸出功率能在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化調(diào)節(jié)。超聲作用可連續(xù)也可脈沖工作，并可對(duì)超聲波周期及脈寬進(jìn)行調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)原油乳化液的破乳效果優(yōu)化。乳化原油在罐體中的溫度根據(jù)原油性質(zhì)和加工工藝要求調(diào)整，一般原油常溫粘度越大，其在罐體中的溫度應(yīng)相應(yīng)提高，以減小原油粘度，增強(qiáng)破乳效果。乳化原油在罐體內(nèi)的停留時(shí)間視油相與水相的分離效果而定，以達(dá)到工藝要求的油相含水量為目標(biāo)，停留時(shí)間通過設(shè)計(jì)制造罐體的容積大小和調(diào)節(jié)乳化原油流量控制。本發(fā)明能夠?qū)θ榛屯瑫r(shí)進(jìn)行超聲和電場(chǎng)破乳作用，超聲和電場(chǎng)的協(xié)同作用將加速油水分離，由罐體的沉降分離作用同時(shí)得到破乳原油和水相，大大提高原油破乳分離效率。本發(fā)明適用于原油乳狀液及其它含水乳狀液的油水破乳分離。


圖1為復(fù)合超聲波破乳的電精制脫鹽罐結(jié)構(gòu)示意圖，其中1-外筒體及保溫套，2-電極線，3-電場(chǎng)控制電源，4-電極網(wǎng)，5-出油管，6-超聲電源，7-超聲換能器及冷卻水套，8-傳振桿，9-固定及密封法蘭，10-排水管，11-超聲變幅桿，12-乳化原油進(jìn)料管
具體實(shí)施例方式本發(fā)明所述的一種復(fù)合超聲波破乳的電精制脫鹽罐，由外筒體及保溫套1，電極線2，電場(chǎng)控制電源3，電極網(wǎng)4，出油管5，超聲電源6，超聲換能器及冷卻水套7，傳振桿8，固定及密封法蘭9，排水管10，超聲變幅桿11，乳化原油進(jìn)料管12組成；套有保溫套外筒體I由圓筒體與兩側(cè)的法蘭蓋板或碟形封頭連接，構(gòu)成封閉臥罐體；乳化原油進(jìn)料管12連接在外筒體一側(cè)的中下部， 出油管5連接在外筒體頂部，位于外筒體另一側(cè)，圓筒體未端；排水管10連接在外筒體底部，位于出油管同一側(cè)，圓筒體未端；超聲變幅桿11處于罐體水平中心軸線上，為圓柱狀金屬體，其水平長(zhǎng)度介于乳化原油進(jìn)料管與出油管或排水管之間；電極網(wǎng)4位于罐體水平中心軸線以上，由上、下兩層金屬網(wǎng)組成，金屬網(wǎng)是水平布置的方格網(wǎng)或矩形網(wǎng)，或是豎直交錯(cuò)分布的金屬條網(wǎng)，兩層金屬網(wǎng)的間距在Icm 50cm之間，下層金屬網(wǎng)與超聲變幅桿之間的最短距離不小于1cm。實(shí)施例1 :實(shí)施例1采用的復(fù)合超聲波破乳的電精制脫鹽罐由中國(guó)石油克拉瑪依石化公司研制開發(fā)，超聲工作頻率21KHz，罐體容積10升。電場(chǎng)作用方式為交直流電，金屬網(wǎng)為水平布置的矩形網(wǎng)，兩層金屬網(wǎng)間距1. 5cm，下層金屬網(wǎng)與超聲變幅桿之間的距離1. 5cm。注水5%，溫度120°C的克拉瑪依石化公司II套蒸餾加工原油，以2升/分鐘流量由乳化原油進(jìn)料管進(jìn)入原油超聲電脫鹽罐，采用連續(xù)超聲作用方式，超聲電源輸出功率115W，電場(chǎng)電源輸出功率200W，電場(chǎng)強(qiáng)度800V/cm?？刂婆潘髁吭贠. 09 O. 10升/分鐘，此時(shí)流出水略夾帶零星油花，油相由出油管流出，經(jīng)分析，其含水為O. 25%，脫水率95. 0%。實(shí)施例2 實(shí)施例2采用的復(fù)合超聲波破乳的電精制脫鹽罐由中國(guó)石油克拉瑪依石化公司研制開發(fā)，超聲工作頻率35KHz，罐體容積50升。電場(chǎng)作用方式為直流電，金屬網(wǎng)為豎直交錯(cuò)分布的金屬條網(wǎng)，兩層金屬網(wǎng)間距2cm，下層金屬網(wǎng)與超聲變幅桿之間的距離2cm。注水5%，溫度135°C的克拉瑪依石化公司焦化裝置加工原油，以5升/分鐘流量由乳化原油進(jìn)料管進(jìn)入原油超聲電脫鹽罐，采用脈沖超聲作用方式，超聲電源輸出功率300W，超聲作用周期75ms，脈寬為10ms，電場(chǎng)電源輸出功率500W，電場(chǎng)強(qiáng)度1000V/cm?？刂婆潘髁吭贠. 23 O. 25升/分鐘，此時(shí)流出水略夾帶零星油花，油相由出油管流出，經(jīng)分析，其含水為O. 28 %，脫水率94`. 4%。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合超聲波破乳的電精制脫鹽罐，該罐由外筒體及保溫套(1)，電極線(2)，電場(chǎng)控制電源(3)，電極網(wǎng)(4)，出油管(5)，超聲電源(6)，超聲換能器及冷卻水套(7)，傳振桿(8)，固定及密封法蘭(9)，排水管(10)，超聲變幅桿(11)，乳化原油進(jìn)料管(12)組成；其特征在于 套有保溫套外筒體(I)由圓筒體與兩側(cè)的法蘭蓋板或碟形封頭連接，構(gòu)成封閉臥罐體；乳化原油進(jìn)料管(12)連接在外筒體一側(cè)的中下部，出油管(5)連接在外筒體頂部，位于外筒體另一側(cè)，圓筒體未端；排水管(10)連接在外筒體底部,位于出油管同一側(cè)，圓筒體未端；超聲變幅桿(11)處于罐體水平中心軸線上，為圓柱狀金屬體，其水平長(zhǎng)度介于乳化原油進(jìn)料管與出油管或排水管之間；電極網(wǎng)(4)位于罐體水平中心軸線以上，由上、下兩層金屬網(wǎng)組成，金屬網(wǎng)是水平布置的方格網(wǎng)或矩形網(wǎng)，或是豎直交錯(cuò)分布的金屬條網(wǎng)，兩層金屬網(wǎng)的間距在Icm 50cm之間，下層金屬網(wǎng)與超聲變幅桿之間的最短距離不小于1cm。
2.—種權(quán)利要求1所述的復(fù)合超聲波破乳的電精制脫鹽罐的應(yīng)用，其特征在于注水的乳化原油由乳化原油進(jìn)料管進(jìn)入罐體，在電場(chǎng)和超聲波的協(xié)同作用下，經(jīng)沉降，油相由罐體上部出油管流出，水相由罐體下部排水管流出。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合超聲波破乳的電精制脫鹽罐，其特征在于在工作狀態(tài)下，超聲頻率控制在10 ΙΟΟΚΗζ，電場(chǎng)強(qiáng)度在500 1500V/cm ;超聲作用采用連續(xù)或脈沖工作，對(duì)超聲波周期及脈寬進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對(duì)原油乳化液的破乳效果優(yōu)化。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種復(fù)合超聲波破乳的電精制脫鹽罐，套有保溫套外筒體由圓筒體與兩側(cè)的法蘭蓋板或碟形封頭連接，構(gòu)成封閉臥罐體；乳化原油進(jìn)料管連接在外筒體一側(cè)的中下部，出油管連接在外筒體頂部，位于外筒體另一側(cè)，圓筒體未端；排水管連接在外筒體底部，位于出油管同一側(cè)，圓筒體未端；超聲變幅桿處于罐體水平中心軸線上，為圓柱狀金屬體，其水平長(zhǎng)度介于乳化原油進(jìn)料管與出油管或排水管之間；電極網(wǎng)位于罐體水平中心軸線以上，由上、下兩層金屬網(wǎng)組成，金屬網(wǎng)是水平布置的方格網(wǎng)或矩形網(wǎng)，或是豎直交錯(cuò)分布的金屬條網(wǎng)，兩層金屬網(wǎng)的間距在1cm～50cm之間，金屬網(wǎng)與超聲變幅桿距離不小于1cm；其脫水率94～95.0％。
文檔編號(hào)C10G33/02GK103045294SQ20111031454
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2011年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月17日
發(fā)明者劉江華, 甄新平, 顧峰, 李敏香, 王傳萍 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司