李堅

　　摘要：從油田開發(fā)到中后期，原油的粘度增加，所產(chǎn)出油中的水含量上升，進入聯(lián)合站的流體量會增加，導致地面工藝設(shè)施超負載，油水處理效果不足，不符合標準。本文對稠油脫水工藝技術(shù)進行研究，對進料原油進行了初步脫水，一段熱化學脫水和兩段電脫水工藝，此方法在實際應(yīng)用中取得了良好的效果。

　　關(guān)鍵詞：稠油;脫水工藝;技術(shù);應(yīng)用

　　引言

　　根據(jù)密度的不同，將原油分為稠油和稀油，其中，稠油的粘度高，瀝青質(zhì)含量高，難以脫水。作為重要的工業(yè)原料，稠油脫水工藝的改進和創(chuàng)新一直是工業(yè)研究的重點。目前，國內(nèi)的原油脫水形成了較為完整系統(tǒng)的工藝體系，如常用的熱沉淀、離心分離法和化學脫水法等。不同方法的使用條件、脫水效果以及不同方法的技術(shù)應(yīng)用成本也有所不同。本文提出了一種基于管道破乳的稠油脫水技術(shù)，通過實際應(yīng)用已顯示出優(yōu)異的脫水效果和經(jīng)濟效益，具有很強的推廣應(yīng)用價值。

　　1稠油脫水工藝原理

　　1.1工藝介紹

　　將產(chǎn)生的液體放入聯(lián)合站后，通過管道預處理技術(shù)將其部分游離水去除，殘留水質(zhì)的去除效果優(yōu)于沉淀池，脫除較低含水原油按照原始的脫水工藝過程進行了徹底處理，達到減少熱負荷和化學消耗的目的。在預脫水之后，原油進入熱化學脫水段，原油的含水量小于10%，通過采用高頻電脫水技術(shù)，達到了原油脫水的標準，實現(xiàn)了節(jié)能和原油脫水指標達標，而無需添加化學藥品或加熱。

　　1.2設(shè)備結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析

　　研究表明，同一裝置的分離效果不僅與封裝的聚結(jié)有關(guān)，而且與裝置內(nèi)的流動特性有關(guān)。良好的流動特性將增加流體的停留時間，否則，停留時間短。根據(jù)以下多相流體動力學和流體相似性理論，使用諸如粒子圖像測速(IPV)和動態(tài)液滴粒度分析等技術(shù)進行停留時間分布、分離特性試驗和液滴動力學分析，設(shè)備優(yōu)化了每個功能部分的各個組成部分，最后根據(jù)各組分的不同功能將油氣水分離設(shè)備分為四個主要部分為人口、布液、聚結(jié)和液體收集。研究結(jié)果表明，優(yōu)化后的設(shè)備的流場特性接近于塞流，形成了穩(wěn)定的流場，為油水分離創(chuàng)造了良好的內(nèi)部環(huán)境。

　　1.3工藝條件的確定

　　在實驗室測試研究中，熱化學沉淀脫水、稀釋劑脫水、電脫水和其他過程用于超稠油脫水測試。測試結(jié)果表明，正常的電脫水法不適合用于超稠油的脫水，而是使用稀釋劑(柴油，稀原油)，雖然能獲得好的脫水效果，但考慮有限的稀釋劑資源，且由于脫水可以滿足超稠油脫水的需求，因此決定使用熱化學沉淀脫水技術(shù)并在現(xiàn)場實施。

　　1.4高頻電脫水工藝原理

　　電分離使用電場使液滴極化，從而導致相鄰的液滴碰撞并脫水。電介質(zhì)具有固有的伏秒斷裂特性，不同的乳液具有不同的臨界擊穿場強，短路形成和消失時間，高頻電水化技術(shù)可調(diào)節(jié)高壓電場的占空比(脈沖時間)和頻率以使電場產(chǎn)生脈沖。輸出時間短于原油乳液在電極之間形成短路以對含水原油進行單次處理所需的時間。另外，乳液具有固有的振動共振頻率，當施加的電場的頻率接近液滴界面膜的共振頻率時，破乳劑的聚結(jié)效率最高。高頻電聚結(jié)脫水在材料表面使用高頻電場空間聚結(jié)和物理聚結(jié)，電場和流場相結(jié)合，形成了一個耦合效應(yīng)，使水和油的分離效率提高了幾倍[1]。

　　2高效稠油脫水技術(shù)的應(yīng)用

　　2.1管道破乳技術(shù)

　　管道破乳是高效稠油脫水技術(shù)的重要形式，該操作方法是在井口處放置高效的破乳劑，由于原油在管道中的流動以及與管道的碰撞，高效的破乳劑與油和水完美混合，達到破乳的目的。甚至在原油破乳后，它仍繼續(xù)沿管道流動，并且在油和水分離后，由于水密度更大，它總是沉入管道下方。接近終點時，在管道的末端安裝了一個分離裝置，以分離管道底部的水，并發(fā)揮稠油的脫水作用。除了能夠?qū)崿F(xiàn)油水分離外，管道中油水分離后的水的存在還降低了運輸過程中的阻力，提高了重=稠油運輸?shù)男�率和降低能量損失[2]。

　　2.2脫水效果分析

　　該石油礦山有六個煉油廠，2014年4月，對稠油脫水工藝進行了改進，并使用了管道破乳劑對稠油進行脫水。長期觀察后的效果如下：(1)這是過去礦山中使用的一種脫水工藝，脫水效果不穩(wěn)定，重油含水率高低。應(yīng)用管道破乳技術(shù)后，稠油的含水率始終控制在2%以內(nèi)，這不僅顯著提高了脫水效果，而且還提高了穩(wěn)定性。(2)我們創(chuàng)新地采用了在工作站內(nèi)外同時添加藥物的方法，但是所使用的高效破乳劑的總量沒有變化，在相同的成本下，稠油的脫水時間將延長，分離器的排量將從每天50立方米增加到80立方米，從而提高了脫水效果。

　　2.3活性水強化水洗破乳

　　油和水的混合物穿過整個容器，進入分離器底部的水層，由于水表面張力大，將原油中的游離水、破乳侯粒徑大的水滴、鹽類和親水性固體雜質(zhì)摻入水層中，此過程稱為水洗。過去，水洗在原油脫水中的應(yīng)用主要是在沉降罐中分離沉淀池中的自由水。引入清洗工藝后，我們對HNS型分離器進行了現(xiàn)場測試，顯著提高了設(shè)備分離效果。在此分析中，我們認為用水洗滌不僅可以使我們快速分離出游離水，而且還可以分離出原油中的大部分水。同時，它也可以通過洗衣房中油水混合物的碰撞、摩擦、滴落和攪拌而起到二次破乳作用。目前，關(guān)于清潔和破乳機理的研究仍處于起步階段，需要進一步研究[3]。

　　3稠油破乳劑的選用

　　3.1高效稠油破乳劑

　　首先，進行原油的油水分離和水分含量分析。在某些條件下，重油的性質(zhì)和外部因素使分離油和水變得困難。分析原油中的水分可以幫助分析和確定原油的乳化水。結(jié)合以往的破乳劑檢測經(jīng)驗和結(jié)果，選擇高分子量、兩性偏油性、作用快、表面活性強、潤濕性、聚結(jié)能力強、絮凝能力強，同時適用低溫、低成本、低腐蝕和通用性好的破乳性。就組成而言，除油水分離的活性成分外，高效重油破乳劑還添加了各種類型的非離子表面活性劑。對于實驗室應(yīng)用，這種稠油破乳劑只需少量即可達到理想的破乳和脫水效果。而且，分離出的水是相對純凈的，并且油含量低[4]。

　　3.2化學破乳劑

　　簡而言之，在化學破乳中，將化學破乳劑添加到含水的原油中以降低表面張力并破壞乳化狀態(tài)。破乳后，水滴聚結(jié)并分離。使用化學破乳劑的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：首先，化學破乳劑添加適量的活性物質(zhì)，這在進行油水分離過程時會加快反應(yīng)速度。另外，化學破乳劑不僅可以破壞原始稠油穩(wěn)定的水油界面，而且可以形成新的界面膜。其次，化學破乳劑具有高度的溶解性，并具有一定的吸附能力。這樣可以固定稠油游離水，并在分離階段將游離水除去，從而使剩余的稠油幾乎不含水。但是，化學破乳劑也有實際的缺點。例如，在分離階段，分離出的產(chǎn)物除化學破乳劑和水外還含有一定量的稠油，無形中形成資源浪費[5]。

　　結(jié)束語

　　近年來，所有領(lǐng)域?qū)κ�油的需求都在增加，稠油的脫水是制備工業(yè)油的步驟之一，此后其脫水效果也對油的質(zhì)量有很大影響。當前使用的各種原油脫水方法中，幾乎沒有合適的用于稠油脫水的技術(shù)方法。由于其低效率和高成本限制，因此能夠滿足重油脫水要求的幾種方法尚未在實際應(yīng)用中被廣泛采用。通過實際應(yīng)用，已證明本文檔中提出的高效管道破乳技術(shù)具有極好的應(yīng)用價值。無論是在脫水效果還是在經(jīng)濟效益上，都比以前的稠油脫水技術(shù)有明顯的優(yōu)勢。

　　參考文獻：

　　[1]王永勝,張德勝.稠油脫水裝置智能控制系統(tǒng)設(shè)計[J].自動化與儀器儀表,2020(03):77-79+83.

　　[2]解金良.稠油脫水工藝技術(shù)研究與應(yīng)用[J].石化技術(shù),2019,26(12):195-196.

　　[3]王文.論高效稠油脫水工藝技術(shù)研究及應(yīng)用[J].清洗世界,2019,35(09):57-58.

　　[4]盧洪源.遼河稠油火驅(qū)開發(fā)地面工藝關(guān)鍵技術(shù)[J].天然氣與石油,2019,37(04):27-31.

　　[5]解金良.稠油采出液管式預脫水工藝技術(shù)研究與應(yīng)用[J].石化技術(shù),2019,26(07):41-42.

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