平板绝缘电极静电聚结器脱水研究

随着原油重质化、劣质化,原油脱水变得更加困难,造成常规电脱水器的极板之间会产生电弧及短路、电脱水电流大,甚至造成变压器跳闸、烧毁现象发生.尝试采用氟塑料设计制造平板绝缘电极静电聚结器,并进行室内实验.通过分析实验结果,总结绝缘材料、电极结构和电场作用时间等因素对聚结效果的影响规律,评价该结构的静电聚结器及制作工艺的优缺点.实验结果表明,对含水特高的原油乳化液,该静电聚结器的脱水效果非常理想.对含水率为70％和80％的原油乳化液,脱水效率可达95％以上.     

静电聚结原油脱水技术现场应用

随着原油劣质化趋势和大部分油田进入高含水开采阶段,传统三相分离手段存在分离级数和设备多、油水分离效率低、电脱水运行不稳定等问题。针对此现状研究开发了静电聚结原油脱水技术并进行现场应用。该技术适用于高含水原油,采用复合电极、气液分离和油水分离分开进行的结构设计,应用连续可调的电压控制技术和各种安全保障技术,研制出新型静电聚结原油脱水设备,现场应用结果表明,静电聚结原油脱水技术对高含水原油有很好的脱水效果,对进口含水量超过80％的原料,一级脱后含水小于2％,最低可达到0．7％,有效提高了油水分离效率,并且当含水量在80％-98％时亦可适用,将其应用于陆上或海上油田采出液脱水,可减少设备级数和占地面积、节省设备投资、提高分离效率,有较好的应用前景。     

静电聚结原油脱水试验研究

针对目前高含水原油采出液采用传统三相分离与热化学分离和电脱水方法存在分离级数和设备多、油水分离效率低、电脱水运行不稳定等问题,在静电预聚结研究基础上,采用自制绝缘电极和乳化液,开展静电聚结脱水研究,使水滴预聚结和沉降分离同时进行。通过静态聚结脱水试验考察了乳化液水含量、电压、温度和沉降时间等因素对静电聚结脱水效果的影响,结果表明乳化液脱水率随温度升高、电压增大和沉降时间延长而提高。其中温度影响最大,电压和沉降时间影响较小。在动态静电聚结原油脱水试验装置上进行验证,同时对不同分离器结构和不同电极结构及进料方式进行了对比,对试验条件进行了优化。动态试验结果表明,在电压2 kV,温度65～70℃,停留时间不大于10 min的条件下,高含水乳化液的脱水率均可达95%以上。     

新型静电聚结脱水技术在分离器中的应用

针对海上某油田井液含水高、乳化严重、性质复杂,常规油水分离器分离效果下降,导致分离设备尺寸增大和数量增多,造成平台或处理系统的造价和运行能耗大等问题,采用新型静电聚结脱水技术,将其与常规分离技术相结合,在保留常规分离器功能的基础上,增加静电聚结相关设施,提高分离器分离效率。该技术在实际应用中表明,增加静电聚结设施后,处理含水质量分数30%～40%的原油,分离器出口原油含水质量分数约1%,排水含油质量浓度下降至100 mg/L。     

海上平台用静电聚结原油脱水设备试验研究

基于静电场水滴聚结和沉降分离机理,进行静电聚结脱水试验,研究含水量、电压等因素对脱水效果的影响。在海上平台试验研究的基础上,优化静电聚结工艺流程和设计参数,提出海上高含水油田的原油脱水技术方案。试验结果表明,施加静电场作用后,原油含水率显著降低;原油脱水率会随乳化液含水量增加而逐渐降低,并随电压的提高和沉降时间的增加而不断增大。静电聚结原油脱水技术可简化原油处理流程,提高油水分离效率并减小设备尺寸。     

原油脱水用紧凑型静电预聚结技术(二)

IEC、VIEC、LOWACC是原ABB Offshore Systems公司自1999年以来研制开发的紧凑型静电预聚结系列产品,在当前的紧凑型静电预聚结技术中具有较大影响力。介绍了IEC和VIEC的基本结构和应用研发情况。VIEC兼顾了IEC的静电预聚结功能和常规三相分离器内穿孔板的整流功能,目前已经成为Aibel公司的主导产品,在十余处海洋石油开发中得到成功应用。随着稠油静电聚结脱水等技术难题的逐步攻克,VIEC和HTVIEC技术将与油井产出液的第1级三相分离器结合得更为紧密。     

原油脱水用紧凑型静电预聚结技术(三)

原油乳化液在非均匀电场作用下的介电泳聚结迄今未能引起国内业界人士的足够重视,因此重点对其机理和实施方式进行了介绍。LOWACC是Aibel公司自VIEC之后重点研发的一项基于介电泳聚结机理的在线紧凑型静电聚结技术,可在VIEC先期聚结脱水的基础上进一步降低水力停留时间,减少或消除使用化学破乳剂,改善脱出水水质。通过将VIEC和LOWACC串联组合,仅采用一级三相重力分离器即可使出油口的含水质量分数下降至5%。该技术不仅能使产出液的传统分离处理工艺流程发生变革,而且在稠油开采等场合具有巨大的推广应用潜力。     

三相分离器内置静电聚结原油脱水技术研究

为了满足高含水油田、边际油田、深水油田及绿色油田开发对高效紧凑原油脱水装置的需求,提出了三相分离器内置静电聚结原油脱水技术。分析了三相分离器内置安装静电聚结模块后的总体结构布局、工作原理以及VIEC静电聚结模块的制造工艺。采用自主研制的三相分离器内置静电聚结分离中试装置在冀东油田高尚堡联合站进行了现场试验。试验结果表明:在静电聚结模块的作用下,原油经中试装置最短停留时间11.8 min,即可使出口含水体积分数降至0.03%左右,与联合站三相分离器需停留时间1 h以上才能使出口含水体积分数降至1.00%左右的结果相比,油水分离效果显著,并确定了较优的电场频率范围为600~1 000 Hz和1 900~2 500 Hz,较优的设定电压范围为250~300 V。研究成果对该技术今后的工业化进程有重要的参考价值。     

新型静电聚结分离器油-水分离特性

将同轴圆柱绝缘电极和传统重力式分离器整合,设计出了新型静电聚结分离器。基于Maxwell-Wagner模型,从电介质极化的角度分析了同轴圆柱绝缘电极的电场-频率分布特性;采用水-原油乳状液作为实验介质,利用显微高速摄像系统考察了电场强度、频率、乳状液含水率对新型静电聚结分离器聚结和分离效率的影响。结果表明,新型静电聚结分离器能够有效避免乳状液的二次乳化,并对不同流量、含水率的乳状液具有良好的适应性。交流电场作用下,绝缘电极在低频和高频时具有不同的电场分布特性,可以通过计算绝缘电极的极化弛豫时间获得高效聚结频率。乳状液含水率越高,最优电场强度和拐点频率越小,极板电压和频率是决定静电聚结分离器能耗的关键因素。     

紧凑型静电聚结器聚结构件结构优化

采用两种不同结构的聚结构件进行室内实验,通过变化构件尺寸考察电场强度、电场作用时间对脱水效果的影响。电场中液滴的变形率与电场强度、表面张力、液滴尺寸以及连续相的介电常数有关。增大电场强度可显著提高静电聚结器的聚结效果,但由于电分散现象会对聚结产生一定的限制作用,因此,静电聚结器存在一个最优电场强度范围,超过此范围聚结效果下降。在一定范围内,延长电场作用时间可提高聚结器的聚结效果,但是达到一定限度后,电场作用时间的变化对聚结效果影响不大。电场强度对聚结效果的影响高于电场作用时间。静电聚结器的聚结构件结构影响乳状液的流场分布,这对聚结效果有显著影响。     

海洋油田原油乳化液高频/高压交流电脱水实验

采用自行设计的矩形波高频/高压脉冲交流电源和静电聚结器,以取自海洋油田原油配制的含水率分别为5%和20%的2种W/O型原油乳化液为研究对象,对原油乳化液进行了高频/高压静态电脱水实验,与工频/高压交流电源的脱水效果作对比,并测量了乳化液在施加电场前后的电导率。结果表明,相比工频交流电场,高频/高压脉冲交流电场对原油乳化液具有更好的破乳脱水效果;W/O型原油乳化液最佳脱水频率范围在1400~1500 Hz;高频/高压脉冲电场对W/O型乳化液的电导率参比值有明显影响,乳化液在电场作用后的电导率明显高于施加电场前的电导率,同时电导率参比值随电场强度和频率的变化也会发生变化,因此也可以作为评价原油乳化液脱水效果的指标。     

原油电脱水器技术进展

回顾了利用静电场提高原油乳化液脱水效率所开展的研究及开发的相关技术。电脱水器技术研究集中在开发新的电场形式、优化电极结构与布局以及根据电场设计更合理的液体流动形式,此外还包括利用离心、微波和超声波等辅助手段。结合海上油田采出液乳化特点,提出了开发电脱水器新技术的研究方向。     

超声辐照法原油破乳脱水的室内研究

用一台功率1kW的超声波发生器，在声强0．65W／cm^2，频率20kHz，脉冲宽度97ms，间歇比3：1条件下，在55℃将江苏真武含水原油（800mL)辐照10min，静置沉降脱水，同时与自然沉降，化学破乳（破乳剂加量100mg/kg)，化学破乳＋超声辐照破乳等方法作了对比，超声辐照法的初期脱水速率高于化学破乳法，最终（360min)脱水率略高（60．8％对59．4％），化学破乳＋超声辐照法的初期脱水率高于化学破乳法但低于超声辐照法，最终脱水率提高至71．3％，超声辐照法脱出水含量量（17．67mg/L)比自然沉降法（56．32mg/L)，化学破乳法（42．58mg/L)和超声辐照＋化学破乳法（33.97mg/L)均有大幅度降低，与自然沉降法脱出水相比，超声辐照法脱出水中TGB，SRB，铁细菌数分别降低62．0％，52．6％，36．7％，讨论了超声辐照对含水原油破乳 脱水过程的影响。     

New Equations Predicting the Best Performance of Electrostatic Desalter

Production of wet crude due to the raise in oil-water contact in many Iranian oil fields had been a growing field problem. Application of the right technology and installation of proper desalting facilities were required to solve this problem. Therefore, it was decided to install electrostatic desalting plants progressively in Iranian oil fields. By end of 2004, more than 20 plants with a total capacity of 1.3 MMSTB/day of treated crude had been installed. It is expected that production of wet crude will rise to 2.3 MMSTB/day in Iran by the year 2007. The performance of the majority of current desalting plants have been tested and found satisfactory. New equations covering a wide range of oil types are developed to estimate the optimum treating rate, treating temperature, and treating viscosity for dual polarity and AC conventional electrostatic desalters in Iranian oil fields. Based on these equations, this study suggests that dual polarity electrostatic desalters are more beneficial economically when compared with AC conventional electrostatic desalters. Dual polarity desalters may operate at a minimum crude oil inlet temperature, resulting in extra fuel savings, eliminating the need for a heating system in the vessel. Also, its treating rate is more than AC conventional electrostatic desalters.     

New Equations Predicting the Best Performance of Electrostatic Desalter

Abstract

Production of wet crude due to the raise in oil-water contact in many Iranian oil fields had been a growing field problem. Application of the right technology and installation of proper desalting facilities were required to solve this problem. Therefore, it was decided to install electrostatic desalting plants progressively in Iranian oil fields. By end of 2004, more than 20 plants with a total capacity of 1.3 MMSTB/day of treated crude had been installed. It is expected that production of wet crude will rise to 2.3 MMSTB/day in Iran by the year 2007. The performance of the majority of current desalting plants have been tested and found satisfactory. New equations covering a wide range of oil types are developed to estimate the optimum treating rate, treating temperature, and treating viscosity for dual polarity and AC conventional electrostatic desalters in Iranian oil fields. Based on these equations, this study suggests that dual polarity electrostatic desalters are more beneficial economically when compared with AC conventional electrostatic desalters. Dual polarity desalters may operate at a minimum crude oil inlet temperature, resulting in extra fuel savings, eliminating the need for a heating system in the vessel. Also, its treating rate is more than AC conventional electrostatic desalters.     

YL-2025破乳剂用于管输原油破乳脱水研究

通过评价十多种油溶性破乳剂单剂对管输原油乳液的脱水效果,筛选出2种脱水性能较好的破乳荆,按一定比例复配出一种复合性油溶性破乳剂YL-2025。试验证明该破乳剂对管输原油具有良好的脱盐脱水效果。在中国石油化工股份有限公司武汉分公司联合装置上进行了工业应用,应用2个月后的检测结果表明,脱盐脱水合格率迭90％以上。