[实用新型]海洋石油专用变频脉冲电脱水设备

说明书

技术领域

本实用新型属于原油脱盐/脱水设备技术领域，主要涉及的是一种用于海洋石油的变频脉冲电脱水设备。

背景技术

原油含盐和水是原油开采过程中的正常状态和普遍现象，特别是海洋石油的开采，原油含水后，其比热、粘度等物理性质发生很大变化，不仅给油田生产带来一系列困难，还会给油库中的储存，铁路、公路、船运、长输管道的输送，以及炼油厂的加工精炼造成不利影响。原油脱水工作的目的就是要设法将原油中的水脱除，消除水的危害。原油脱水就成为油田原油生产过程中一个不可缺的环节。

由于影响电脱水效果的因素众多，目前针对电脱水技术的研究方向呈现多元化，主要集中在三个大的方面：一是开发新型的电脱水极板结构，如两层极板、三层极板、鼠笼极板、吊挂极板等；二是开发不同的供电方式或破乳方式，如交流电场、直流电场、交直流电场、波破乳、微波破乳等；三是开发高效广谱的破乳剂，如不同工艺合成的破乳剂、油溶性破乳剂、脱盐助剂等。这些技术的开发和推广应用，对提高电脱水技术的发展，解决生产中存在的问题，起到了十分重要的作用。

随着原油性质劣质化以及生产周期的延长，电脱水设备的稳定运行和脱水效率受到了严重冲击，现有的脱水技术难以满足生产需要的趋势日益明显，主要表现为：(1)原油深度脱水达标率较低，脱水困难；(2)电脱的排水含油升高，不仅造成一定的资源浪费，而且造成污水处理难度和处理费用增加。同时，回收的污油也成为生产炼油厂处理的难题；(3)由于原油密度大、含水量高、乳化严重，使得电脱水电流增大，甚至造成变压器跳闸、烧损，致使能耗大幅度升高；(4)原油脱后含水增加，造成运输负荷增加和运输设备的腐蚀。这些因素，给油田原油脱水带来了很大困难，影响到了油田的正常生产、销售。基于上述因素，油田对原油电脱水技术的突破非常渴望，对新的电脱水技术的需求也很迫切。

发明内容

本实用新型的目的即由此产生，提出一种用于海洋石油的变频脉冲电脱水设备。解决原油脱水率低、排水含油多、能耗大的问题，有效提高脱水效率、节省运行电耗、降低生产成本。

本实用新型实现上述目的采取的技术方案是：所述的变频脉冲电脱水设备主要由罐体、鼠笼电极、冲砂管、进油分配器及变频调压脉冲电控装置构成，所述的鼠笼电极为内圈和外圈双层鼠笼结构，所述的变频调压脉冲电控装置发出的脉冲宽度为30～10000μs、脉冲间隙30～10000μs、脉冲频率50～2000Hz连续可调，场电压波形为单向脉冲方波。

本实用新型采用脉冲方波电压，形成高压、脉冲电场，完全不同于以往的交流电及直流电电场，油水乳化颗粒在瞬间高压下极化、聚结，避免因短路或电流增大导致电场电压的降低，具有提高脱水效率、节省运行电耗的特点。与现有的电脱水技术相比，最大区别就在于电场电压的波形不同。最早的交流电脱盐技术是将工频50Hz交流电经变压器升压后输入电脱水设备极板上，构成交变电场，利用交变电场对水滴产生的振荡移动形成振荡聚结。后来发展的交直流电脱水技术，并不是交、直流电混合运用，而是通过整流电路控制，在垂直电极板之间形成直流强电场，利用直流电场对水滴极化所产生的偶极力聚结，在电极板端部与油水界面之间形成交流弱电场，波形为正弦半波。本实用新型采用变频调压脉冲供电方式，在电极上施加单向脉冲电压时，因单向脉冲电压可分解为直流电压与交流电压的叠加，即原油中的水滴既受到直流电场的偶极力聚结作用，又受到交流电场的振荡聚结作用，同时电脉冲可使原油中电场峰值提高很多。因而高压电脉冲比交流电、直流电破乳更有效。具有如下特点：

(1)解决了脱水电流大的问题。乳状液在脉冲电场作用下，水滴发生极化、变形、聚集，形成水链，水链长度太长会引起短路，在水链引起短路前，终止脉冲，水链受到破坏，短路即消失。长的水链的形成需要一定的时间，短路一旦形成，就会引起电能的泄露，若继续通电则能耗大，且破乳效率低。这样可以适当选择脉冲的宽度，在水受到破坏、短路消失后，再加下一个脉冲，就可以避免电能的泄漏。在原油含水量过高或乳化严重时，乳状液进入常规的电脱水设备容易发生短路，造成电耗过大，甚至无法送电，使用脉冲电脱水技术可以避免出现这些情况，保证良好的脱水效果。

(2)提高水滴间聚结力。由于脉冲电场的间歇供电技术特点，在相同条件下，脉冲电场强度较交流、交直流电场强度高3～5倍，原油乳状液中水滴之间的聚结力与电场强度的平方成正比，因而脉冲电场中聚结力较传统的交流、交直流提高9～25倍，更加有利于破乳。