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1、 稠油脱水工艺技术研究与应用 王建波摘要：从油田开发到中后期，原油的粘度增加，所产出油中的水含量上升，进入联合站的流体量会增加，导致地面工艺设施超负载，油水处理效果不足，不符合标准。本文对稠油脱水工艺技术进行研究，对进料原油进行了初步脱水，一段热化学脱水和两段电脱水工艺，此方法在实际应用中取得了良好的效果。关键词：稠油;脱水工艺;技术;应用引言根据密度的不同，将原油分为稠油和稀油，其中，稠油的粘度高，沥青质含量高，难以脱水。作为重要的工业原料，稠油脱水工艺的改进和创新一直是工业研究的重点。目前，国内的原油脱水形成了较为完整系统的工艺体系，如常用的热沉淀、离心分离法和化学脱水法等。不同方法的使用
2、条件、脱水效果和不同方法的技术应用成本也各不相同。本文提出了一种稠油脱水技术是基于管道破乳的，在实际应用中已显示出优异的脱水效果和经济效益，具有很强的推广价值。1稠油脱水工艺原理1.1工艺介绍将产生的液体放入联合站后，通过管道预处理技术将其部分游离水去除，残留水质的去除效果优于沉淀池，脱除较低含水原油按照原始的脱水工艺过程进行了彻底处理，达到减少热负荷和化学消耗的目的。在预脱水之后，原油进入热化学脱水段，原油的含水量小于10%，通过采用高频电脱水技术，达到了原油脱水的标准，实现了节能和原油脱水指标达标，而无需添加化学药品或加热。1.2设备结构优化分析研究表明，同一装置的分离效果既与封装的聚结有
3、关，还与装置内的流动特性有关。良好的流动特性使流体的停留时间增加，否则，停留时间短。根据以下多相流体动力学和流体相似性理论，使用诸如粒子图像测速（IPV）和动态液滴粒度分析等技术进行停留时间分布、分离特性试验和液滴动力学分析，优化了每个功能的各个组成部分，最后根据各组分的不同功能将油气水分离设备分为四个主要部分为人口、布液、聚结和液体收集。研究结果表明，优化后的设备的流场特性接近于塞流，继而形成稳定的流场，为油水分离提供了良好的内部环境。1.3工艺条件的确定在实验室测试研究中，热化学沉淀脱水、稀释剂脱水、电脱水和其他过程用于超稠油脱水测试。测试结果表明，正常的电脱水法不适合用于超稠油的脱水，而
4、是使用稀释剂（柴油，稀原油），虽然能获得好的脱水效果，但考虑有限的稀释剂资源，且由于脱水可以满足超稠油脱水的需求，因此决定使用热化学沉淀脱水技术并在现场实施。1.4高频电脱水工艺原理电分离使用电场使液滴极化，从而导致相邻的液滴碰撞并脱水。电介质具有固有的伏秒断裂特性，不同的乳液具有不同的临界击穿场强，短路形成和消失时间，高频电水化技术可调节高压电场的占空比（脉冲时间）和频率以使电场产生脉冲。输出时间短于原油乳液在电极之间形成短路以对含水原油进行单次处理所需的时间。另外，乳液具有固有的振动共振频率，当施加的电场的频率接近液滴界面膜的共振频率时，破乳剂的聚结效率最高。高频电聚结脱水在材料表面使用高
5、频电场空间聚结和物理聚结，电场和流场相结合，形成了一个耦合效应，使水和油的分离效率提高了几倍1。2高效稠油脱水技术的应用2.1管道破乳技术管道破乳是高效稠油脱水技术的重要形式，该操作方法是在井口处放置高效的破乳剂，经由原油在管道中的流动以及与管道的碰撞，高效的破乳剂与油水完美混合，达到破乳的目的。甚至在原油破乳后，它仍继续沿管道流动，并且在油和水分离后，由于水密度更大，它总是沉入管道下方。接近终点时，在管道的末端安装了一个分离装置，以分离管道底部的水，并发挥稠油的脱水作用。除了能够实现油水分离外，管道中油水分离后的水的存在还降低了运输过程中的阻力，提高了重=稠油运输的效率和降低能量损失2。2.
6、2脱水效果分析该石油矿山有六个炼油厂，2014年4月，对稠油脱水工艺进行了改进，并用了管道破乳剂对稠油进行脱水。经过长期观察，效果如下：（1）这是过去矿山中使用的一种脱水工艺，脱水效果不稳定所以重油含水率忽高忽低。应用管道破乳技术后，稠油的含水率始终控制在2%以内，这不仅显着提高了脱水效果，还提高了稳定性。（2）我们创新地采用了在工作站内外同时添加药物的方法，但是所使用的高效破乳剂的总量没有变化，在相同的成本下，稠油的脱水时间将延长，分离器的排量将从每天50立方米增加到80立方米，从而提高了脱水效果。2.3活性水强化水洗破乳油和水的混合物穿过整个容器，进入分离器底部的水层，由于水表面张力大，将
7、原油中的游离水、破乳侯粒径大的水滴、亲水性固体杂质掺入水层中，此过程叫水洗。过去，在沉降罐中分离沉淀池中的自由水是水洗在原油脱水中的主要应用。引入清洗工艺后，我们对HNS型分离器进行了现场检测，明显提高了设备分离效果。在此分析中，我们认为用水洗涤不仅能快速分离出游离水，而且还可以分离出原油中的大部分水。同时，它也可以通过洗衣房中油水混合物的碰撞、摩擦、滴落和搅拌而起到二次破乳作用。目前，关于破乳机理的研究仍处于起步阶段，等待进一步研究3。3稠油破乳剂的选用3.1高效稠油破乳剂首先，进行原油的油水分离和水分含量分析。在某些条件下，重油的性质和外部因素使分离油和水变得困难。分析原油中的水分可以帮助
8、分析和确定原油的乳化水。结合以往的破乳剂测试结果，选择高分子量、两性偏油性、表面活性强、润湿性、聚结能力强、絮凝能力强，同时适用低温度、低费用、低腐蚀和通用性好的破乳性。就组成而言，除油水分离的活性成分外，高效重油破乳剂还添加了不同种类的非离子表面活性剂。对于实验室应用，只需少量的这种稠油破乳剂即可实现理想的破乳和脱水效果。而且，分离出的水相对纯净，并且油含量低4。3.2化学破乳剂简而言之，在化学破乳中，将化学破乳剂添加到含水的原油中以降低表面张力并破坏乳化状态。破乳后，水滴聚结并分离。使用化学破乳剂的优势主要体现在：首先，化学破乳剂添加适量的活性物质，这在进行油水分离过程时会加快反应速度。另
9、外，化学破乳剂不仅可以破坏原始稠油稳定的水油界面，而且可以形成新的界面膜。其次，化学破乳剂具有高度的溶解性，并具有一定的吸附能力。这样可以固定稠油游离水，并在分离阶段将游离水除去，从而使剩余的稠油幾乎不含水。但是，化学破乳剂也有实际的缺点。例如，在分离阶段，分离出的产物除化学破乳剂和水外还含有一定量的稠油，无形中形成资源浪费5。结束语近年来，所有领域对石油的需求都在增加，稠油的脱水是制备工业油的步骤之一，此后其脱水效果也对油的质量有很大影响。当前使用的各种原油脱水方法中，几乎没有合适的用于稠油脱水的技术方法。由于其低效率和高成本限制，因此能够满足重油脱水要求的几种方法尚未在实际应用中被广泛采用
10、。通过实际应用，已证明本文档中提出的高效管道破乳技术具有极好的应用价值。无论是在脱水效果还是在经济效益上，都比以前的稠油脱水技术有明显的优势。参考文献：1王永胜，张德胜.稠油脱水装置智能控制系统设计J.自动化与仪器仪表，2020（03）：77-79+83.2解金良.稠油脱水工艺技术研究与应用J.石化技术，2019，26（12）：195-196.3王文.论高效稠油脱水工艺技术研究及应用J.清洗世界，2019，35（09）：57-58.4卢洪源.辽河稠油火驱开发地面工艺关键技术J.天然气与石油，2019，37（04）：27-31.5解金良.稠油采出液管式预脱水工艺技术研究与应用J.石化技术，2019，26（07）：41-42. -全文完-
