原油电脱盐实验室装置

Ⅰ 原油提炼设备的

石油是由分子大小和化学结构不同的烃类和非烃类组成的复杂混合物，通过本章所讲述的预处理和原油蒸馏方法，可以根据其组分沸点的差异，从原油中提炼出直馏汽油、煤油、轻重柴油及各种润滑油馏分等，这就是原油的一次加工过程。然后将这些半成品中的一部分或大部分作为原料，进行原油二次加工，如以后章节要介绍的催化裂化、催化重整、加氢裂化等向后延伸的炼制过程，可提高石油产品的质量和轻质油收率。

一、原油的预处理

一 预处理的目的

从地底油层中开采出来的石油都伴有水，这些水中都溶解有无机盐，如NaCl、MgCl2、CaCl2等，在油田原油要经过脱水和稳定，可以把大部分水及水中的盐脱除，但仍有部分水不能脱除，因为这些水是以乳化状态存在于原油中，原油含水含盐给原油运输、贮存、加工和产品质量都会带来危害。
原油含水过多会造成蒸馏塔操作不稳定，严重时甚至造成冲塔事故，含水多增加了热能消耗，增大了冷却器的负荷和冷却水的消耗量。
原油中的盐类一般溶解在水中，这些盐类的存在对加工过程危害很大。主要表现在：
1、在换热器、加热炉中，随着水的蒸发，盐类沉积在管壁上形成盐垢，降低传热效率，增大流动压降，严重时甚至会堵塞管路导致停工。
2、造成设备腐蚀。CaCl2、MgCl2水解生成具有强腐蚀性的HCl：MgCl2 + 2H2O Mg(OH)2 + 2HCl如果系统又有硫化物存在，则腐蚀会更严重。Fe + H2S FeS + H2 FeS + 2HCl FeCl2 + H2S
3、原油中的盐类在蒸馏时，大多残留在渣油和重馏分中，将会影响石油产品的质量。根据上述原因，目前国内外炼油厂要求在加工前，原油含水量达到0.1%～0.2%，含盐量<5毫克/升～10毫克/升。

二 基本原理

原油中的盐大部分溶于所含水中，故脱盐脱水是同时进行的。为了脱除悬浮在原油中的盐粒，在原油中注入一定量的新鲜水(注入量一般为5%)，充分混合，然后在破乳剂和高压电场的作用下，使微小水滴逐步聚集成较大水滴，借重力从油中沉降分离，达到脱盐脱水的目的，这通常称为电化学脱盐脱水过程。
原油乳化液通过高压电场时，在分散相水滴上形成感应电荷，带有正、负电荷的水滴在作定向位移时，相互碰撞而合成大水滴，加速沉降。水滴直径愈大，原油和水的相对密度差愈大，温度愈高，原油粘度愈小，沉降速度愈快。在这些因素中，水滴直径和油水相对密度差是关键，当水滴直径小到使其下降速度小于原油上升速度时，水滴就不能下沉，而随油上浮，达不到沉降分离的目的。

三 工艺过程

我国各炼厂大都采用两级脱盐脱水流程。原油自油罐抽出后，先与淡水、破乳剂按比例混合，经加热到规定温度，送入一级脱盐罐，一级电脱盐的脱盐率在90%～95%之间，在进入二级脱盐之前，仍需注入淡水，一级注水是为了溶解悬浮的盐粒，二级注水是为了增大原油中的水量，以增大水滴的偶极聚结力。

二、原油的蒸馏

一 原油蒸馏的基本原理及特点

1、蒸馏与精馏 蒸馏是液体混合物加热，其中轻组分汽化，将其导出进行冷凝，使其轻重组分得到分离。蒸馏依据原理是混合物中各组分沸点(挥发度)的不同。
蒸馏有多种形式，可归纳为闪蒸(平衡汽化或一次汽化)，简单蒸馏(渐次汽化)和精馏三种。其中简单蒸馏常用于实验室或小型装置上，它属于间歇式蒸馏过程，分离程度不高。
闪蒸过程是将液体混合物进料加热至部分汽化，经过减压阀，在一个容器(闪蒸罐、蒸发塔)的空间内，于一定温度压力下，使汽液两相迅速分离，得到相应的汽相和液相产物。精馏是分离液体混合物的很有效的手段，它是在精馏塔内进行的。
2、原油常压蒸馏特点 原油的常压蒸馏就是原油在常压(或稍高于常压)下进行的蒸馏，所用的蒸馏设备叫做原油常压精馏塔，它具有以下工艺特点：
（1）常压塔是一个复合塔 原油通过常压蒸馏要切割成汽油、煤油、轻柴油、重柴油和重油等四、五种产品馏分。按照一般的多元精馏办法，需要有n-1个精馏塔才能把原料分割成n个馏分。而原油常压精馏塔却是在塔的侧部开若于侧线以得到如上所述的多个产品馏分，就像n个塔叠在一起一样，故称为复合塔。

Ⅱ 为什么原油要进行电脱盐及脱水装置

原油含盐含水对原油储运、加工、产品质量及设备等均造成很大危害,主要为：
一、增加设备的负荷和动力、热能、冷却水的消耗
二、影响蒸馏塔正常操作
含水过多的原油,水分气化,气相体积大增,造成蒸馏塔内压降增加,气速过大,易引起冲塔等操作事故.
三、影响传热、堵塞管路
原油中的盐类,随着水分蒸发,盐分在换热器和加热炉管壁上形成盐垢,降低传热效率,增大流动阻力,严重时导至堵塞管路,烧穿管壁、造成事故.
四、腐蚀设备
CaCl2和MgCl2能水解生成具有强腐蚀性的HCl,特别是在低温设备部分存在水分时,形成盐酸,腐蚀更为严重.
加工含硫原油时,含硫化合物会分解出H2S,对设备有腐蚀作用,但生成的腐蚀物FeS附着在金属表面上能对金属起部分保护作用.可是,当同时有HCl存在时,HCl能与FeS反应而破坏保护层,而放出的H2S又会进一步与铁反应,加剧腐蚀.
五、影响产品质量
盐类中的金属进入重馏分油或渣油中,毒害催化剂、影响二次加工原料质量及产品质量.
因此原油进入炼油厂后,必须先进行脱盐脱水,使含水量达到0.1％～0.2％,含盐量＜5mg／l.
对于有渣油加氢或重油催化裂化过程的炼油厂,要求原油含盐量＜3mg／l.

Ⅲ 原油脱水的五种方法

原油脱水的五种方法有加热沉降法、过滤法、离心法、声化学法、微波辐射法。

1、加热沉降法

通过加热使得原油的粘度下降，水和原油的比重差增大，原油对水滴悬浮力减小，同时水滴的动能增大，界面上有机物的溶解度增大，界面强度减小，这样有利于破坏原油的双电层，从而实现原油脱水。

2、过滤法

过滤法是使乳化液经过滤柱，通过加压使得乳化液进入原油的滤料层，因固体吸附剂对乳化液中的油和水具有选择吸附特性，将乳化液中的水吸附出来，从而完成破乳，达到原油脱水效果。该方法对固体吸附剂的要求较高，且过滤柱的制作工艺繁杂。

3、离心法

离心法是利用油水之间密度不同，在高速离心场作用下使乳状液破乳实现油水分离的方法。离心场越强，破乳效果越好。该方法中的高速离心设备日常比较难维护，目前只适合在实验室或需要占地较小的情况下使用。

4、声化学法

将声波能量辐射到加入了少量破乳剂的原油乳状液中，使之产生一系列超声效应，如搅拌、聚结、空化、温热、负压等，从而使乳化膜破坏进而破乳脱水。由于超声波良好的传导性，使得此方法适用于各种类型的乳状液。目前声化学法对原有的脱水研究和应用都比较广泛。

5、微波辐射法

利用微波辐射能量来进行破乳脱水的一种技术。在微波辐射下乳化液分子内部形成高频变化的电磁场，破坏油水界面膜，实现油水分离。微波辐射方法的处理时间短，能耗较低，能广泛适用于各种油样类型。

(3)原油电脱盐实验室装置扩展阅读：

原油脱水的原理

在油田开采初期，原油中的水主要以W/O型乳状液存在，随着油田的进一步开采，我国大部分油田已经进入高含水期，油井采出液也由原来的以W/O型乳状液为主变为以水包油O/W型乳状液为主。

破乳关乎到原油脱水过程，通常分为三步：凝聚（Coagulation），聚结（Coalescene）和沉降（Sedimentation）。这一过程中原油的水珠在相互碰撞和接触中合并增大，自原油中沉降分离出来。聚结是脱水过程的关键，聚结和沉降分离构成了原油的脱水过程。