超聲波在原油破乳脫水脫鹽中的應(yīng)用

       原油含水是油氣田開發(fā)過程中的普遍現(xiàn)象。隨著我國很多油田進入二、三次采油，提供給煉廠的原油品質(zhì)逐漸變差，化學成分和油水乳狀結(jié)構(gòu)變得更為復雜，采用加熱、高電壓場和破乳劑的常規(guī)脫鹽脫水方法將愈來愈難以達到煉油廠的脫水脫鹽要求。因此，含水原油在加工之前必須進行脫水脫鹽處理。主要采用電脫鹽的方法來實現(xiàn)油水分離。

      但有些原油采用傳統(tǒng)方法卻無法順利實現(xiàn)油水分離，如三次采油采出的水包油(o/w)乳化原油、污水回收油老化油及某些進口油等，由于其化學成分及乳狀液結(jié)構(gòu)的復雜性，難以用電場法和化學法破乳脫水。

      針對這種情況，必須研究開發(fā)其它方法來實現(xiàn)破乳。

      國內(nèi)外研究表明，超聲波破乳是一種能有效解決這類問題的新型破乳方法。

      關(guān)鍵詞：原油破乳，超聲波-電脫鹽

      在原油預處理過程中，超聲波破乳技術(shù)主要是利用超聲波對原油的凝聚效應(yīng)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(shù)可以使裝置能夠處理乳化嚴重的劣質(zhì)原油，使生產(chǎn)裝置適應(yīng)未來油品變化。

      我司合作客戶通過原油超聲波強化中的預處理，控制超聲波頻率、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(shù)進行了機理研究，同時進行了超聲波-電脫鹽聯(lián)合破乳技術(shù)的綜合工藝研究，獲得了最佳的工藝參數(shù)。

一、項目簡介

      超聲波主機橫向放置于反應(yīng)釜內(nèi)，反應(yīng)釜支架及外罩采用不銹鋼制作、內(nèi)部貼5cm厚的隔音棉，可降低超聲空化產(chǎn)生的噪音；超聲波驅(qū)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(nèi)，電氣柜正面放置10 寸以上觸摸屏，可對基本模塊內(nèi)各單元模塊進行單獨參數(shù)設(shè)置，如主機功率、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)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(shù)指標

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(nèi)，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。

結(jié)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%和87.9%。鹽質(zhì)量濃度從39.463 mg/l降至3.283 mg/l，水質(zhì)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(nèi)知名企業(yè)得到實際現(xiàn)場應(yīng)用，取得良好的超聲乳化效果。

三、項目應(yīng)用體會

      本設(shè)備采用杭州國彪超聲設(shè)備有限公司生產(chǎn)的智能數(shù)控超聲波GBS-SCF30D專用電脫鹽設(shè)備，通過系統(tǒng)集成設(shè)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(diào)整等，如果設(shè)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(shè)備操作方面，無需設(shè)備開機前進行設(shè)置，全自動實現(xiàn)控制要求，系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠。