原油的脱盐脱水.ppt

原油的脱盐脱水
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2022/1/17
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石油炼制工程
通常原油先经过蒸馏过程，根据已制定的加工方案，将其按沸程分割成汽油、煤油、轻柴油、重柴油、各种润滑油馏分和渣油，此即所谓的原油一次加工。蒸馏所得，含盐量降至<50mg/l。但由于油田脱盐脱水设施不完善或原油输送中混入水分，进入炼油厂的原油仍含有不等量的盐和水分，盐类除小部分呈结晶状悬浮在原油中外，大部分溶于水中。水分大都以微粒状分散在油中，形成较稳定的油包水型乳状液。
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：
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（1）增加储运、加工设备（如油罐、油罐车或输油管线、机 泵、蒸馏塔、加热炉、冷换设备等）的负荷，增加动力、热能和冷却水等的消耗。例如一座年处理量为250万吨的常减压蒸馏装置，如果原油含水量增加1%，热能耗将增加约7000MJ/h。
（2）影响常减压蒸馏的正常操作。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。
（3）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，烧穿客壁、造成事故。
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石油炼制工程
（4）腐蚀设备，缩短开工周期。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。
CaCl2+2H2O → Ca(OH)2+2HCl
MgCl2+2H2O → Mg(OH)2+2HCl
加工含硫原油时，会产生H2S腐蚀设备，其生成的FeS附于金属表面，形成一层保护膜，保护下部金属不再被腐蚀。但如同时存在HCl，HCl能与FeS反应，破坏保护膜，反应生成物为H2S，会进一步腐蚀金属，从而极大地加剧了设备腐蚀。其反应为：
Fe+ H2S → FeS+H2
FeS+2HCl →FeCl2+H2S
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（5）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，%～%。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。
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二、原油脱盐脱水的基本原理
原理：原油中的盐大部分溶于水中，所以脱水的同时，盐也被脱除。常用的脱盐脱水过程是向原油中注入部分含***低的新鲜水，以溶解原油中的结晶盐类，并稀释原有盐水，形成新的乳状液，然后在一定温度、压力和破乳剂及高压电场作用下，使微小的水滴，聚集成较大水滴，因密度差别，借助重力水滴从油中沉降、分离，达到脱盐脱水的目的，称为电化学脱盐脱水，简称电脱盐过程。
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当水滴直径>×10-6m时，水滴沉降速度基本上符合球形粒子在静止流体中自由沉降的斯托克斯（Stokes）定律：
式中 u：水滴沉降速度，m/s；
d1：水滴直径，m；
ρ1 ：水密度，kg/m3
ρ2：原油密度，kg/m3；
υ2：原油粘度m2/s；
g ：重力加速度，m/s2。
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措施：加热、压力、加破乳剂、高压电场、注水
由上式可见，增大两相间的密度差，减小原油粘度，均可增加沉降速度。通过加热，可以降低原油粘度，促进水滴聚结，增大水滴直径；同时水的密度ρ1随温度升高而下降的幅度比原油密度ρ2变化小，即ρ1-ρ2增大，因此加热原油有利于油水分离，此即为常用的加热沉降脱水法。这些因素中，沉降速度与水滴直径的平方成正比，所以增大水滴直径可以大大加快沉降速度，在原油脱盐脱水过程中，关键的是促进水滴聚结，增大水滴直径。
加热沉降脱水时，温度不能过高，否则原油中轻组分和水会气化，脱盐罐需采用很高压力才能正常操作，因此一般加热温度为100℃左右。当原油和水呈乳状液时，仅靠加热沉降无法解决脱盐脱水问题，必须采用电化学脱盐脱水方法。
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三、影响脱盐脱水的因素
1、温度：温度升高可降低原油的粘度和密度，增加水的