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超聲波在原油破乳脫水脫鹽中的應用

更新時間:2024-12-27      點擊次數(shù):182

摘要:原油是一種十分復雜的多組分體系,通常含有大量的水和鹽類。水的存在使原油輸送及煉制成本提高,甚至使生產不穩(wěn)定;而鹽類的存在使設備嚴重腐蝕,管路結垢堵塞,在加工過程中還將造成催化劑中毒等不良影響。在原油預處理過程中,超聲波破乳技術主要是利用超聲波對原油的凝聚效應及降粘作用,使原油中水滴聚集變大,加速了油、水兩相分離,有效提高原油破乳效果。采用該技術可以使裝置能夠處理乳化嚴重的劣質原油,使生產裝置適應未來油品變化。

原油超聲波強化中預處理超聲波頻率、類型、注水量、破乳劑用量、電場強度和時間等因素對原油脫鹽脫水效果的影響,對該技術進行了的機理研究,同時進行了超聲波一電脫鹽聯(lián)合破乳技術的綜合工藝研究,獲得了最佳的工藝參數(shù)。

關鍵詞:原油破乳,超聲波-電脫鹽

一、項目簡介

超聲波主機橫向放置于反應釜內,反應釜支架及外罩采用不銹鋼制作、內部貼5cm厚的隔音棉,可降低超聲空化產生的噪音;超聲波驅動電源、 觸摸屏、通訊管理機及以太網(wǎng)交換機均放置于電氣控制柜內,電氣柜正面放置10 寸以上觸摸屏,可對基本模塊內各單元模塊進行單獨參數(shù)設置,如主機功率、系統(tǒng)參數(shù)設置等。在電氣控制柜面板安裝有總運行按鈕(帶指示燈) 、急停按鈕和 報警指示燈,整體系統(tǒng)具有振子異常報警、電源異常報警、 機柜溫度異常報警, 振子工具頭磨損報警。

1.     項目控制系統(tǒng)要求及技術指標


序號

指標名稱

指標范圍

備注

1

處理能力

2.0/

乳化顆粒在5um以下達90%,8小時/

2

超聲工作頻率

20KHz


3

超聲工作功率

2KW/主機

每基本模塊含8臺主機

4

超聲主機異常報警

聲光報警

5

超聲主機工具頭異常報警

聲光報警

6

超聲電源異常報警

聲光報警

7

電氣控制柜異常報警

聲光報警

8

就地控制

就地電氣控制和就地觸摸屏控制

9

遠程控制

遠程操作員站控制

10

基本模塊整體控制及單臺主機控制切換功能

既可對基本模塊整體功率進行參數(shù)設置,也可對每臺主機單獨設置參數(shù)

11

流量控制

選配

可根據(jù)用戶需要對生產線流量進行控制及顯示

12

參數(shù)保存功能

對于用戶設置的參數(shù)可快速保存及讀取

13

歷史數(shù)據(jù)記錄功能

可對超聲主機及流量運行參數(shù)進行歷史記錄,記錄時間可達1年以上。




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                        圖1超聲波設備中控制界面

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2超聲波設備操作界面

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3超聲波設備觸摸屏操作界面

2.     項目效果

1)超聲波處理后試管壁沒有油滴附著,清潔度較高。

2)在超聲波處理期間,從稠油采出液中有大量的水脫出,最終脫水比率比自然沉降提高1倍以上,脫水速度比自然沉降脫水明顯提高。

3)在選定的參數(shù)范圍內,隨超聲波輸出功率、處理時間和脫水溫度的增加,最終脫水比率增大。處理時間超過30min后,隨超聲波處理時間的增加,脫水比率略有增加。

4)正交試驗表明,影響超聲波破乳脫水效果的因素依次為處理時間、脫水溫度和超聲波輸出功率。

5)不同參數(shù)組合的超聲波破乳脫水效果對比發(fā)現(xiàn),處理時間、脫水溫度和超聲波輸出功率可以相互彌補,以達到同樣的破乳脫水效果。


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4超聲波處理后的油水界面

結論:在80℃時,超聲頻率為20kHz,聲強為0.38W/cm2對原油處理5min,脫水率和脫鹽率分別可達到92.6%87.9%。鹽質量濃度從39.463 mg/l降至3.283 mg/l,水質量分數(shù)0.24% 。

二、項目運行實施

本項目所實施的方案已在國內大型企業(yè)得到實際現(xiàn)場應用,取得良好的超聲乳化效果。




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image.png4現(xiàn)場安裝實物圖

 

三、      項目應用體會

    本設備采用杭州國彪超聲設備有限公司生產的智能數(shù)控超聲波GBS-SCF30D專用電脫鹽設備,通過系統(tǒng)集成設計達到用戶要求。此系統(tǒng)具有自動開機頻率搜索,運行過程中自動跟蹤頻率,功率可調整等,如果設備出現(xiàn)問題可以及時斷電,避免對整體控制系統(tǒng)造成影響。整個設備操作方面,無需設備開機前進行設置,全自動實現(xiàn)控制要求,系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠。


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