[发明专利]一种串联的超声波罐式破乳的方法及装置

说明书

技术领域

一种串联的超声波罐式破乳的方法及装置，属于石油化工技术设备领域。

背景技术

近年来，随着石油资源逐渐减少和人们对石油产品需求的不断增加，促使油田企业采取多种增产措施，动用了过去难以开采的原油储量，广泛应用三次采油技术，如聚合物驱、多元复合驱、表面活性驱、碱驱、二氧化碳驱、稠油热采等技术的大量应用，导致重质化劣质化的原油的乳化加剧，乳化结构稳定，采用传统的热化学手段很难快速达到有效的油水分离的目的。

原油中的水、表面活性剂、三采助剂及天然极性物质，在机械作用下，形成了油包水（w/o）、水包油（o/w）、多重嵌套式（w/o/w与o/w/o）等多种形式的稳定乳化结构，进行油水分离的关键是怎样使油水乳化物结构改变而破乳。多年来，原油破乳技术的研究大多只限于化学破乳剂的研究上，对不同种类的原油有较大的局限性，而且破乳剂的应用具有诸多的生产与环保问题：导致生产成本上升，造成排水的含油量和COD值上升，直接影响后续污水处理的正常进行和达标排放。目前，在油田或炼油厂，常常采用含水的乳化原油在待处理罐中加热或加注破乳剂的方式破乳，进行沉降脱水。超声波是近年来发展迅速的物理破乳手段，具有投资小、运行成本低、性能可靠、寿命长、节能、环保等特点。对于工业适用的可靠稳定的超声波发生器与换能器，最大的输出功率只能达到5KW左右，实际应用中，能长周期稳定运行的额定功率只有3KW左右。超声波破乳功率小不能满足大处理量的生产要求，采用大功率超声波则辐射面小，局部过大易于引起乳化。对于乳化程度高、破乳难度大的油水乳化物的破乳，一方面，生产中需要采用依次逐级的多级破乳，才能达到均匀有效的破乳效果；另一方面，超声波破乳需要在均匀声强的作用下，延长超声波的作用时间，才能达到长时间有效的破乳效果。

本申请人的授权公告号为CN201558576U的实用新型专利《一种超声波使油水乳化物破乳的装置》，及其同日申请发明专利申请号为CN200910180669.2《一种超声波使油水乳化物破乳的方法和装置》，发明了一种超声波罐式破乳的装置及方法，其特征在于：在原料储罐或沉降罐内在油水乳化物重力沉降方向上设置一个或多个超声波发生器。其装置直接对原料储罐或沉降罐进行改装，由于原料储罐或沉降罐的上封头为外凸式结构，其缺陷是超声波换能器伸入破乳罐中需要较长的变幅杆长度，直接影响了电声效率，超声波分布器产生的超声波不能有效的作用油水乳化物；该装置使用时需临时对原料储罐或沉降罐进行改装，以装入多个超声波发生器。超声波分布器直接作用于油水乳化物而产生死角或短路现象，设备结构复杂，检维修不方便，制造成本高，重复利用性差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种可延长破乳时间或实现逐级破乳的一种串联超声波罐式破乳方法及装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该一种串联的超声波罐式破乳的方法，其特征在于：在油水乳化物储罐中间管道上或油水乳化物进入储罐前的管道上，串联安装至少一个超声波破乳罐，超声波破乳罐通过进料管路与沉降脱水罐联接，所述超声波破乳罐中心垂直向下安装有一组超声波换能分布装置，超声波换能分布装置通过功率线缆与超声波发生器相连接，油水乳化物经超声波作用破乳后，在沉降脱水罐沉降脱水，实现油水乳化物的破乳与脱水。

具体的，在油水乳化物储罐中间管道上或油水乳化物进入储罐前的管道上，串联安装2~4个超声波破乳罐，油水乳化物通过原油泵泵送入串联的超声波破乳罐内进行逐级破乳。

具体的，所述超声波破乳罐内超声波作用频率为40~200kHz，超声波强度为0.05~0.4w/cm²，所述装置中的操作温度为20~100℃。

具体的，所述超声波破乳罐为立式压力罐，油水乳化物由罐下部进入，由上部流出。

一种串联的超声波罐式破乳的装置，其特征在于：由至少一个超声波破乳罐与沉降脱水罐串联组成，所述超声波破乳罐上部设有破乳罐顶盖，破乳罐顶盖中心向下固定有单组超声波换能分布装置，超声波换能分布装置通过功率线缆与超声波发生器相连接。

优选的，所述破乳罐顶盖为内凹式封头，所述超声波换能分布装置向下固定在破乳罐顶盖中心上；超声波破乳罐罐口上设置有防雨盖板。

可选的，所述破乳罐顶盖为平板式封头，所述超声波换能分布装置向下固定在破乳罐顶盖中心上。

具体的，所述的超声波换能分布装置包括超声波换能器和超声波分布器，超声波分布器通过法兰固定压紧在超声波换能器的下端，超声波换能器与超声波分布器之间采用非金属材料隔离。