纤维膜技术在原油预处理的应用研究

发布时间：2020-05-03 14:02

【摘要】：受开采工况恶化和采油工艺的影响,原油在开采过程中不可避免的含有一定的水分和盐类。原油中所含的盐类如果不进行脱除处理,会对炼油厂后续加工生产带来巨大的危害,不仅增加加工能耗、造成设备腐蚀或产品质量不合格等,甚至还会严重影响企业安全生产,带来安全隐患。由于受多种因素的不利影响,运输至炼油厂加工的原油日益重质化、劣质化;同时随着国家对环保的要求日益严格,炼油厂在原油加工过程中为满足经济效益的同时还需要符合环保要求,因此炼化企业不得不对原油进行深加工,这将对原油预处理工艺及设备提出了更为苛刻的要求。随着国内外油田分别开始进入第二、三次采油阶段,原油开始出现越来越稠、越来越重、盐含量和水含量都逐渐升高的趋势,增加了炼油厂后续加工过程中的难度:(1)造成原油预处理过程中电脱盐电流升高,电场波动,频繁跳闸,操作难度变大;(2)原油预处理过程中破乳剂和脱钙剂用量增大,增加原油预处理成本;(3)电脱盐技术处理后的切水含油量高,加大了污水处理难度且不利于环保。本课题所研究的纤维膜技术是利用油水两相在膜反应器内特殊的非分散式液膜之间的平面接触,可以很好的对原油实施脱盐脱水操作。该技术具有传质效率高,介质夹带少、结构紧凑,投资以及操作费用低的优点,适合中小型炼厂作为原油预处理的技术。为考察该技术,本课题着手于纤维膜技术在原油预处理的应用研究。作者在查阅大量文献资料基础上,结合企业生产实际,首先研究了原油预处理过程中各种脱盐脱水技术的特点及其工业应用做了简要分析。本文根据纤维膜对原油乳化液的作用机理以及其应用于脱盐脱水的工艺流程,开展了一系列的试验,通过对实验结果进行分析研究,并与传统的电脱盐工艺试验结果进行比较,发现采用多级纤维膜技术进行原油预处理时,其脱盐脱水效果优于多级电脱工艺。因此,作者依据膜分离理论提出了将纤维膜技术应用到原油预处理的技术方案,并依次开展了实验室小试和工业侧线试验。实验室小试结果表明:(1)采用多级纤维膜技术进行原油预处理时介质传质效果明显,脱盐效率高,原油预处理后含盐、含水完全满足后续常减压装置进料要求;(2)脱后原油中的油水含量指标均达到了设计目标,表明该方案在技术上是可行的。工业侧线试验结果表明:(1)2.0×103吨/年工业侧线试验进一步验证了原油纤维膜预处理技术的可靠性和对劣质原油具有良好的适应性。针对A原油,工业侧线试验获得较优化的工艺条件,即:原油空速30~40h-1,温度139~142℃,压力0.8~1.2MPa,总注水量14%~18%,油水沉降分离时间30min以上。(2)对于重质原油的工业侧线试验表明,经过三级纤维膜处理的原油,三级脱后盐含量与同期三级电脱盐工业装置相当,而油中水含量要优于工业装置三级电脱盐,总体效果要好于工业装置三级电脱盐。工业侧线试验总切水油含量最低6.8mg/L,最高93.8mg/L,平均36.9mg/L,波动较小,达到预期目标,与电脱盐装置相比,取消高压电场和破乳剂,切水油含量100mg/L,大大降低了运行成本和污水处理成本,经济环保。(3)进行了一级电脱盐串联三级纤维膜的组合工艺试验,试验结果表明组合工艺效果与同期工业装置四级电脱盐效果相当,也进行了设备设计调整,经过调整后的三级纤维膜与同期工业装置四级电脱盐效果相当。在以上研究的基础上,文章将该技术与并行的电脱盐工业装置进行了对比,得出以下结论:(1)纤维膜技术在对某劣质原油的预处理时表现出了具有良好的适应性。(2)某原油经三级纤维膜预处理后,脱后盐含量小于并行的电脱盐三级脱后原油,且水含量≤0.2%。(3)与传统电脱盐脱水工艺相比,纤维膜技术在原油预处理过程中具有更好的脱盐脱水表现,而且无需额外添加破乳剂和提供高压电场,切水含油量低,具有显著的经济和社会效益。文章最后从系统温度、膜接触器高径比及放大效应等方面进行了总结分析,并优化了设计参数和工艺流程,为该技术的推广应用提供了实践经验和理论依据。纤维膜技术在原油预处理过程中所展现的节能效果也十分显著,符合节能减排产业政策,具有很好推广应用前景。
【图文】：

图 3 电脱盐流程图1.3.3 电脱盐设计参数表 1 某炼油厂电脱盐设计参数项目 一级电脱盐 二级电脱盐 三级电脱盐 四级电脱盐一、能力设计加工量，万吨/年350 350 350 350设 计 加 工 原 油（API）18 18 18 18

图 7 工业侧线试验装置工艺原则流程图原油自电脱盐工段前来，温度 140～145℃，采用流量计控制并记录流量，脱硫净化水自电脱盐注水来，温度 50～60℃，控制并记录流量。原油与注水分别进入一级膜接触器，经膜接触器处理后进入一级油水分离罐沉降分离。上层原油依次经二三级膜接触器处理后去工业装置电脱盐 3#罐，切水外排或循环使用。3.1.4 设备规格工业侧线试验装置主体设备为膜接触器及油水沉降罐，，其规格见表9。表 9 膜接触器与沉降罐设备规格
【学位授予单位】：武汉工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE624.1

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 陈燕斌,袁樟永;高速电脱盐技术在镇海炼化公司的应用[J];石油炼制与化工;2002年08期

2 邓俊辉,万胜林;新型高效电脱盐技术的工业应用[J];炼油技术与工程;2005年03期

3 于会泳;;高速电脱盐技术及其应用[J];石化技术;2007年03期

4 王金凤;吴丽梅;陈建军;邵军;张泽军;逄彬;;高速电脱盐技术的应用[J];化工科技;2008年06期

5 钱伯章;;原油电脱盐装置有了除油技术[J];炼油技术与工程;2008年07期

6 汪实彬;;高速电脱盐技术的特点探讨[J];石油化工腐蚀与防护;2009年S1期

7 李庆梅;王伟;赵敏;高绍华;;降低电脱盐电流的研究[J];炼油技术与工程;2009年10期

8 聂剑飞;李存玉;;提高电脱盐合格率的探讨[J];广州化工;2010年02期

9 王平;黄玉志;;超声波电脱盐的自动化设计[J];石油化工自动化;2011年01期

10 王铁军;王龙祥;王纪刚;李泓;;智能响应电脱盐技术在劣质原油炼制中的应用[J];炼油技术与工程;2012年05期

相关会议论文 前4条

1 邓俊辉;;新型高效电脱盐技术的工业应用[A];苏、冀、皖、赣、鄂石油学会第22届学术年会论文集[C];2004年

2 余飞龙;郭红;;原油电脱盐脱水技术发展[A];中国化学会第26届学术年会应用化学分会场论文集[C];2008年

3 胡佳宁;金有海;孙治谦;王振波;;电脱盐条件下水滴聚并过程影响因素初探[A];中国化工学会2009年年会暨第三届全国石油和化工行业节能节水减排技术论坛会议论文集（下）[C];2009年

4 王雪松;;炼油厂电脱盐破乳剂的设计及应用[A];第四届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2007年

相关重要报纸文章 前10条

1 刘荣艳　方松华;武汉石化电脱盐合格率创新高[N];中国石化报;2011年

2 苏厚雄　方松华;武汉石化电脱盐攻关实现生产环保达标[N];中国石化报;2009年

3 潘洁邋孙富民;自主创新唱响民族工业正气歌[N];镇江日报;2008年

4 曹广耀　张崇林;扬子石化原油电脱盐改造减污增效[N];中国石化报;2010年

5 特约记者 刘国光　李爱梅;正和集团持续改进项目解生产难题[N];中国化工报;2011年

6 梁瑛;塔河重质原油电脱盐攻关成效明显[N];中国石化报;2008年

7 本报记者 何俊;从倒数第一攀升为正数第一[N];中国石化报;2011年

8 李建永 彭济锋;使用电脱盐脱水技术创效4亿[N];中国石化报;2003年

9 黄军宏;中原天然气处理厂电脱盐技改获成功[N];中国石化报;2006年

10 黄军宏;中原油田电脱盐技改喜获成功[N];中国化工报;2006年

相关博士学位论文 前1条

1 马帅帅;环保型聚合物类原油脱钙剂的制备及应用研究[D];东南大学;2016年

相关硕士学位论文 前9条

1 李锋;加工稠油对电脱盐系统的影响与对策[D];兰州大学;2015年

2 鲍胜;纤维膜技术在原油预处理的应用研究[D];武汉工程大学;2016年

3 韩林芯;强化电脱盐去除原油中重金属的探索性研究[D];华东理工大学;2012年

4 尹晓彬;两种原油电脱盐脱水效果研究[D];华东理工大学;2012年

5 孙旭辉;原油电脱盐脱水装置优化操作研究[D];北京化工大学;2001年

6 赵文强;双进油双电场原油动态电脱盐的研究[D];华东理工大学;2012年

7 梁文博;石化企业蒸馏防腐理论分析与实验研究[D];大连理工大学;2003年

8 薛彩霞;常减压蒸馏装置节能优化的研究[D];西安石油大学;2013年

9 杨秀娟;山东某炼油厂电脱盐废水的处理研究[D];青岛科技大学;2010年

本文编号：2647639