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。     

深水浮式平台新型静电聚结原油脱水技术现场试验

研发的新型原油静电聚结脱水技术,创新性地采用绝缘电极施加电场加速油水分离,能适应高含水率原油的脱水工况。将试验样机在流花11-1FPSO和渤中34-1平台进行现场中试试验,结果表明:静电聚结原油脱水技术可适应高含水原油脱水处理工况,且比常规自由水分离器效率提高50%以上。未来新型静电聚结原油脱水技术的推广和应用,可大幅降低深水浮式平台的尺寸和重量,有力促进深水油田的开发。     

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。     

新型高含水原油静电聚结脱水器在流花11-1油田的现场试验

介绍了自主研制的新型高含水原油静电聚结脱水器的工作原理,并对该设备在流花11-1油田FPSO现场试验结果进行了分析。新型高含水原油静电聚结脱水器采用内置专利技术的绝缘电极,利用电场作用加速油水分离的同时,有效避免了极板间电流增大与短路,可在产液含水高达95%以上的工况下工作。该设备工程样机在流花11-1油田FPSO现场试验的结果表明,新型高含水原油静电聚结脱水器在相同停留时间的脱水效果远远好于现场常规自由水分离器脱后含水16%的生产现状,即使将停留时间缩短至自由水分离器的1/4,其脱后含水均小于8.5%,油水分离效果显著,而且在相同处理量下可使设备体积较常规分离器减小约50%,处理能力提高约50%,可为推动该设备在海上油田的工业化应用提供实践基础。     

高频聚结油水分离技术装置在油田生产中的应用

针对油田联合站来液含水高、乳化严重、性质复杂、导电性强和稳定性差,常规分水器油水分离效果下降,油出口含水上升,导致外输原油含水指标达不到设计要求,油田联合站油水处理系统综合能耗升高等问题,提出了采用高频聚结油水分离技术装置这一新型原油脱水装置,介绍了高频聚结油水分离技术工作原理、技术特点、现场应用情况,并对应用效果作了分析。实践证明,高频聚结油水分离技术装置具有原油处理流程简化、处理时间大幅缩短、油水分离效果好、节能减排效果明显等优点,它完全能满足高聚合物含量、高含水率、高乳化原油、高导电性等油井采出液的高效低耗原油脱水技术要求,具有良好推广应用价值。     

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。     

LD16-1海洋稠油油水分离研究

针对海上稠油油水分离效率低的问题,研究了静电聚结脱水技术在此领域的应用。通过检测LD16-1采出液及原油性质,详细分析了稠油油水分离动力,并考察了静电聚结参数对油水分离工艺的影响。研究表明:静电聚结技术的使用有利于稠油中水滴的聚结及沉降析出,同时能够适应多种高含水条件下的工况,稠油脱后含水满足后期工艺要求;水质量分数为52%的LD16-1乳化液在温度90℃、破乳剂用量100μg/g、电压2 500 V和停留时间40 min等优化条件下,脱后稠油中水的质量分数小于20%;脱水温度对稠油的油水分离过程影响较大。     

高效静电聚结油水分离技术研究

为提高海上采油平台油水分离设备的效率,在绝缘电极研究的基础上通过静态和动态试验全面研究了影响高效静电聚结脱水效果的因素。结果表明:通过优化条件、使用M2复合电极,在温度不低于70℃、电压2 000 V左右、停留时间不低于10 min条件下,不同水含量乳化液的静电聚结脱水率均可达到80%;脱水温度和电压对静电聚结脱水的影响较大。在相同条件下,乳化液的静电聚结脱水率随电压的升高或温度的升高而增加;70℃是QHD32-6原油乳化液脱水温度的转折点,当脱水温度高于此温度时,脱后含水趋于稳定;绝缘电极在高含水乳化液中的耐压性可通过增加绝缘层厚度实现。     

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。     

电极结构及绝缘层对静电聚结器的影响

对原油进行电脱水处理是油田生产中极为重要的一个环节,然而现有电脱水设备已无法满足实际需要。本文对电场力作用下油水静电聚结分离进行系统深入地研究,详细分析了电极结构以及绝缘层对聚结效率的影响。并以此为基础,开发了紧凑型静电聚结器的室内试验系统和现场应用型静电聚结器。试验证明,其脱水效果和能耗都优于传统电脱水器,且运行稳定,具有较好的应用前景。研究成果对完善静电聚结机理及实际应用具有十分重要的意义。     

立式与卧式热管空气预热器的分析对比

针对常减压蒸馏装置加热炉的立式热管空气预热器在运行过程中出现的积灰、低温腐蚀等问题,对比分析了立式热管空气预热器和卧式热管空气预热器的优缺点：立式热管空气预热器热管积灰在迎风侧容易吹扫,在背风侧不易吹扫;卧式热管空气预热器热管接近水平放置,灰分不易附着在管子或翅片上,且由于烟气垂直向热管冲刷和灰分自身重力的影响,积灰较易清除,提出将蒸汽吹灰升级为吹灰效果好的激波吹灰器,同时在烟气出口侧下方增设落灰漏斗。     

新型板式空气预热器在常减压加热炉上的应用

介绍了中国石油锦西石化分公司油气混烧型常压炉烟气余热回收设备由热管空气预热器改造为板式空气预热器的情况。通过改造前后的对比,证明了板式空气预热器在设计和使用中的优势。     

常压炉空气预热器热管失效原因及对策

中国石化洛阳分公司常减压蒸馏装置常压炉空气预热器热管存在严重的积灰和腐蚀问题。通过对翅片热管积灰成固和腐蚀原因分析,提出提高热管壁温、采用ND钢、热管外敷非金属材料、燃油中加添加剂以及增加除灰设施来减缓腐蚀。对减压炉空气预热器烟气出口端的10排热管进行了涂敷搪瓷处理,将常压炉空气预热器烟气侧中后部及出口13排热管更换为无机热传导热管,其中后10排热管材质升级为ND钢,并在常压炉预热器烟气侧增设燃气脉冲吹灰设施。运行表明,达到了防腐蚀并延长使用寿命的目的。     

加热炉余热回收技术综述

加热炉是炼油企业的主要耗能设备,采用烟气余热回收技术可以大幅降低加热炉排烟温度,提高加热炉热效率,对于炼油企业降本增效具有重要意义。从技术原理、技术特点、适用范围、节能效果等多方面,分析了目前炼油企业加热炉上常用的几种烟气余热回收技术：管式空气预热器、热管式空气预热器、水热媒空气预热器、管式—水热媒组合式空气预热器、板式空气预热器以及余热锅炉等。指出应根据生产实际的需要、节能效果分析等,针对不同排烟温度的加热炉采用不同的余热回收技术。     

大型热管空气预热器在一段转化炉上的应用

介绍了大型热管空气预热器的大庆化肥厂一段转化炉烟气余热回收系统应用的情况，通过对热管空气预顺应用性能和经济效益的分析，认为在化肥一段转化炉上采用大型热管换热器实现增产节能改造、具有节能效果突出、设备结构可靠、性能优良等特点，为在其他动力工程节能改造中应用热管空气预热器提供了可借鉴的经验     

加热炉余热回收设备烟气露点腐蚀及其抑制

介绍了工业加热炉余热回收空气预热器、省煤器、尤其是扰流子换热器和热管换热器在应用中受到的含硫烟气露点腐蚀问题,并对腐蚀的抑制办法进行了探讨.     

板式空气预热器在制氢转化炉低温段应用

板式空气预热器在实际应用过程中由于各装置不同的情况产生了不同的问题。板式空气预热器在制氢转化炉低温段的应用过程中发生烟气侧堵塞,烟气侧前后压力差达到2.4 kPa,导致炉膛负压不足,转化炉负荷被迫降至50%,后因堵塞情况加剧,被迫停工拆卸空气预热器清洗。在2011年出现了烟气侧出口板片腐蚀穿孔,导致鼓风机空气短路,热风道风压力下降到0.38 kPa,只能满足60%转化炉负荷需要。就烟气侧堵塞和烟气侧板片腐蚀穿孔等实际问题进行了原因分析,并提出了在转化炉鼓风机出口设置前置预热器;改变低温空气预热器烟气出口型式;在低温空气预热器烟气出口板片增加热电偶测温点的数量等改进措施。     

水热媒空气预热器在延迟焦化加热炉上的应用

介绍了水热媒空气预热器的基本原理和应用情况,其在延迟焦化加热炉上工业应用的结果表明,该类型空气预热器能够适应加热炉负荷和燃料性质的变化,余热回收效率高、节能效果好,使加热炉热效率提高了7.12%,排烟温度调节灵活,能有效防止低温腐蚀,延长设备使用寿命;另外还提出了该空气预热器在实际使用中应注意和需改进的问题.     

空气预热器的改造

介绍了中国石化青岛炼油化工有限责任公司余热回收系统的空气预热器的改造情况,分析了如何通过对空气预热器的改造来降低余热回收系统排烟温度,从而提高加热炉的热效率。改造后,烟气排烟温度比改造前降低30℃左右,空气所获得的能量比更换热管前有较大提高,节能效果显著。     

热管式空气预热器在制氢转化炉上的应用

简要介绍了热管式空气预热器的特点,介绍了首次在大型制氢转化炉的烟气余热回收系统中采用热管式空气预热器的设计、制造及使用情况