超声波在原油破乳脱水脱盐中的应用

更新时间：2024-12-27 点击次数：106

摘要：原油是一种十分复杂的多组分体系，通常含有大量的水和盐类。水的存在使原油输送及炼制成本提高，甚至使生产不稳定；而盐类的存在使设备严重腐蚀，管路结垢堵塞，在加工过程中还将造成催化剂中毒等不良影响。在原油预处理过程中，超声波破乳技术主要是利用超声波对原油的凝聚效应及降粘作用，使原油中水滴聚集变大，加速了油、水两相分离，有效提高原油破乳效果。采用该技术可以使装置能够处理乳化严重的劣质原油，使生产装置适应未来油品变化。

原油超声波强化中预处理超声波频率、类型、注水量、破乳剂用量、电场强度和时间等因素对原油脱盐脱水效果的影响，对该技术进行了的机理研究，同时进行了超声波一电脱盐联合破乳技术的综合工艺研究，获得了最佳的工艺参数。

关键词：原油破乳，超声波-电脱盐

一、项目简介

超声波主机横向放置于反应釜内，反应釜支架及外罩采用不锈钢制作、内部贴5cm厚的隔音棉，可降低超声空化产生的噪音；超声波驱动电源、触摸屏、通讯管理机及以太网交换机均放置于电气控制柜内，电气柜正面放置10 寸以上触摸屏，可对基本模块内各单元模块进行单独参数设置，如主机功率、系统参数设置等。在电气控制柜面板安装有总运行按钮（带指示灯）、急停按钮和报警指示灯，整体系统具有振子异常报警、电源异常报警、机柜温度异常报警，振子工具头磨损报警。

1. 项目控制系统要求及技术指标

序号	指标名称	指标范围	备注
1	处理能力	2.0吨/天	乳化颗粒在5um以下达90%，8小时/天
2	超声工作频率	20KHz
3	超声工作功率	2KW/主机	每基本模块含8台主机
4	超声主机异常报警	有	声光报警
5	超声主机工具头异常报警	有	声光报警
6	超声电源异常报警	有	声光报警
7	电气控制柜异常报警	有	声光报警
8	就地控制	有	就地电气控制和就地触摸屏控制
9	远程控制	有	远程操作员站控制
10	基本模块整体控制及单台主机控制切换功能	有	既可对基本模块整体功率进行参数设置，也可对每台主机单独设置参数
11	流量控制	选配	可根据用户需要对生产线流量进行控制及显示
12	参数保存功能	有	对于用户设置的参数可快速保存及读取
13	历史数据记录功能	有	可对超声主机及流量运行参数进行历史记录，记录时间可达1年以上。

图1超声波设备中控制界面

图2超声波设备操作界面

图3超声波设备触摸屏操作界面

2. 项目效果

1）超声波处理后试管壁没有油滴附着，清洁度较高。

2）在超声波处理期间，从稠油采出液中有大量的水脱出，最终脱水比率比自然沉降提高1倍以上，脱水速度比自然沉降脱水明显提高。

3）在选定的参数范围内，随超声波输出功率、处理时间和脱水温度的增加，最终脱水比率增大。处理时间超过30min后，随超声波处理时间的增加，脱水比率略有增加。

4）正交试验表明，影响超声波破乳脱水效果的因素依次为处理时间、脱水温度和超声波输出功率。

5）不同参数组合的超声波破乳脱水效果对比发现，处理时间、脱水温度和超声波输出功率可以相互弥补，以达到同样的破乳脱水效果。

图4超声波处理后的油水界面

结论：在80℃时，超声频率为20kHz，声强为0.38W/cm2对原油处理5min，脱水率和脱盐率分别可达到92.6%和87.9%。盐质量浓度从39.463 mg/l降至3.283 mg/l，水质量分数0.24% 。

二、项目运行实施

本项目所实施的方案已在国内大型企业得到实际现场应用，取得良好的超声乳化效果。

图4现场安装实物图

三、项目应用体会

本设备采用杭州国彪超声设备有限公司生产的智能数控超声波GBS-SCF30D专用电脱盐设备，通过系统集成设计达到用户要求。此系统具有自动开机频率搜索，运行过程中自动跟踪频率，功率可调整等，如果设备出现问题可以及时断电，避免对整体控制系统造成影响。整个设备操作方面，无需设备开机前进行设置，全自动实现控制要求，系统稳定、可靠。