一种用于高沸点高粘性油中去除混合水的方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于石油化工领域，具体涉及高沸点高粘性油中去除混合水的方法与装置。高沸点高粘性油和水混合物经一级或多级换热器换热，利用沸点差异将其中液态水转化为气态，进入混合油脱水塔；脱水塔中利用离心力场造成的负压，使溶解于油中的气态水在离心力场中心负压区聚集，分离出的气态水经顶部流出，经一级或多级换热器换热后，转化为液态水，送入后续设备；脱水塔分离出的油由底部流出，经泵输送至后续方法设备。本发明专利技术方法过程简单，设备少，操作简易，经济效益可观，应用前景广阔。本发明专利技术还提供了一种用于高沸点高粘性油中去除混合水的装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于石油化工领域，涉及一种油中去除混合水的方法，特别适用于高沸点高粘性油中去除混合水过程。具体地说，本专利技术提供了高沸点高粘性油中去除混合水的方法与装置。
技术介绍
随着油田开采时间的延长，地底油层的压力逐渐下降。为了延长油井的开发寿命，提高采收率，在油田开发中常采用人工注水的方式保持油层的压力。同时，附近地层中的水也会渗入油层，使原油的含水率升高。油与水本是不相溶的两相，随着化工技术的快速发展，多种具有活性的化学试剂得到广泛应用，而这些具有活性的化学试剂，使本不相溶的油水相在特定环境下极易形成稳定的乳状液。对于仅需要油相或水相的工业领域，稳定乳状液会给其带来较大的负面影响。面临因含有大量活性剂而导致的油水混合液形成稳定乳状液而难分离的问题，油水分离技术应运而生。物理分离法是最早的油水分离法，应用领域较广，其优点是不会给油水混合液带来新的污染和杂质，不足之处在于油水分离效果不够彻底，油水分离时间长，设备占地面积大。物理分离法主要包括：重力法、离心法、聚结分离法和一些辅助方法。化学法包括混凝沉淀法和氧化法，除油率高、处理效果好、能连续操作，但化学法设备占地大，能耗大，需使用一定量化学试剂。而生物法不仅存在设备占地大的问题，整个过程持续时间也过长。进入新世纪以来，油水分离技术已在石油化工、污水处理、食品工程等多个领域得到广泛应用。而由于油水混合状态、油水含量、油水混合液中所含的有机物种类、油水分离对象等多种因素的不同，导致油水分离难度变得越来越大，单一油水分离技术已不能满足现代工业发展和环境保护的需求，基于不同工作原理的多种油水分离技术随之而生，且为满足不同环境、目的以及处理效果的需求，应针对不同的对象采用不同的油水分离技术。为克服以上问题，本专利技术采用多种方式进行三次脱水，开发了一种能够降低成本，简化系统，同时提高脱水效果和处理量的油水混合物除水方法及其装置。
技术实现思路
一种用于高沸点高粘性油中去除混合水的方法与装置，其特征在于：（1）一次脱水：高沸点高粘性油和水的混合物进入一级或多级换热器与加热介质进行换热，油水混合物由脱水塔中部入口切向进入液体脱气旋流分离圆柱段，加热后的气态水从圆柱中心轴排气管流至脱水塔顶部；脱水塔利用沸点差异对油水混合物加热，初步分离；（2）二次脱水：利用油水混合物旋流分离作用，脱水塔中液体脱气旋流分离圆柱段形成持续的旋流分离，形成中心轴的离心负压区，利用气体在不同压力的液体中溶解度差异使得溶解在油中的水蒸气向圆柱中心轴区域富集，从而对水蒸气的进一步分离，分离出液态水从圆柱中心轴排气管流至脱水塔顶部；（3）三次脱水：利用闪蒸对油水混合物分离，离心负压分离后的混合油喷入底部闪蒸伞，水蒸气进一步从混合油中被闪蒸而出，形成三次脱水；脱水后的油由闪蒸伞与混合油脱水塔壁之间形成的环隙流道下沉至油相缓冲区，经聚集后由混合油脱水塔底部流出；经本方法三次脱水后，除水率达到99%以上。进一步的，该方法换热器中加热介质是高温循环油，冷却介质是低温循环油。进一步的，所述换热器为立式或卧式换热器。进一步的，混合油经脱水塔顶部流出的水气进入一级或多级换热器与冷却介质进行换热，冷却至液态，送入后续设备使用；混合油脱水塔底部流出的油经泵输送至后续方法设备。本专利技术还提供一种用于高沸点高粘性油中去除混合水方法采用的装置，该装置包括：利用加热介质将油水混合物中液态水加热至气态的加热换热器；与加热换热器连接的脱水塔，内部设有分离油水混合物中气相和液相的液体旋流脱气圆柱段，与该液体旋流脱气圆柱段连接的将油水混合物中少量气态水分离的闪蒸伞；闪蒸伞下方设有用于聚集油相的油相缓冲区；利用冷却介质将气态水冷却至液态水的冷却换热器，该冷却换热器与脱水塔顶部连接。进一步的，所述液体旋流脱气圆柱段是串联或并联。进一步的，所述闪蒸伞位于脱水塔下部，闪蒸伞的下端直径与脱水塔的直径比为0.6～0.9。本专利技术的方法特点如下：（1）该方法包含三次脱水过程，脱水效率达99%以上，脱水彻底。（2）液体旋流脱气圆柱段可串、并联，有效提高油水混合物脱水效果，增加处理量。（3）换热器中循环油可长期使用，换热器可为立式或卧式、一级或多级。（4）该方法特别适用于高沸点高粘性油中去除混合水过程。本专利技术的装置特点如下：采用的设备具有易集成、操作简单、占地面积小、脱水效率高、便于后期维修更换等优点，可广泛应用于石油化工等领域。附图说明图1是高沸点高粘性油中去除混合水的方法流程图。图2是脱水塔设备示意图。符号说明：1加热换热器；2脱水塔；3液体旋流脱气圆柱段；4闪蒸伞；5冷却换热器；6 泵。具体实施方式本专利技术的技术构思如下：如图1、图2所示，低温油水混合物进入一级或多级加热换热器1中，与循环油加热介质进行换热，换热后低温油水混合物温度升高至100℃以上，由中部入口进入脱水塔2中，循环油由加热换热器1底部流出进入循环油系统；油水混合物由脱水塔2中部入口进入液体脱气旋流分离圆柱段3中，油水混合物中气态水从圆柱中心轴排气管流至脱水塔2顶部，形成一次脱水；剩余油水混合物在液体旋流脱气圆柱段3中产生持续旋流分离，使溶解在油中水蒸气从圆柱中心轴排气管流至脱水塔2顶部，形成二次脱水；旋流分离后油水混合物由液体旋流脱气圆柱段3底部进入闪蒸伞4，使溶解在油中水蒸气闪蒸至脱水塔2顶部，形成三次脱水；脱水后的油由闪蒸伞4与脱水塔2塔壁之间形成的环隙流道下沉至油相缓冲区，经聚集后由混合油脱水塔底部流出；脱水塔2顶部流出的水（气）进入一级或多级冷却换热器5与循环油冷却介质进行换热，冷却至液态，送入后续设备使用；脱水塔2底部流出的油经泵输送至后续方法设备，循环油由泵6底部流出进入循环油系统。在本专利技术的第一方面，提供了一种高沸点高粘性油中去除混合水的方法，该方法包括：高沸点高粘性油和水的混合物进入一级或多级换热器与加热介质（循环油）进行换热，使得油水混合物温度升高至100℃以上，利用沸点差异将其中液态水转化为气态，而沸点高于100℃的油仍为液态，但其粘性由于温度升高而下降，换热后的油水（气）混合物由中部入口进入脱水塔；脱水塔中部入口内接液体脱气旋流分离圆柱段，油水（气）混合物由中部入口切向进入液体脱气旋流分离圆柱段，加热后的气态水从圆柱中心轴排气管流至脱水塔顶部，形成一次脱水；液态油由于粘性下降，可形成持续的旋流分离作用，进而造成中心轴的离心负压区，利用气体在不同压力的液体中溶解度差异使得溶解在油中的水蒸气向圆柱中心轴区域富集，从而进行对水蒸气的二次脱水，分离出水（气）也是从圆柱中心轴排气管流至脱水塔顶部；离心负压分离后的混合油喷入底部闪蒸伞，此时混合油的压力瞬间降低，造成闪蒸效果，伞状平面既有利于混合油流动，也能加速水蒸气的闪蒸速度，水蒸气由此进一步从混合油中被闪蒸而出，形成三次脱水；脱水后的油由闪蒸伞与混合油脱水塔壁之间形成的环隙流道下沉至油相缓冲区，经聚集后由混合油脱水塔底部流出；混合油脱水塔顶部流出的水（气）进入一级或多级换热器与冷却介质（循环油）进行换热，冷却至液态，送入后续设备使用；混合油脱水塔底部流出的油经泵输送至后续方法设备。在本专利技术中，混合油脱水塔操作压降为1～5kpa。在本专利技术中，液体脱气旋流分离圆柱段进行串联或并联，可提高油中去除混合水效果，提高处理量。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于高沸点高粘性油中去除混合水的方法，包括以下步骤：（1）一次脱水：高沸点高粘性油和水的混合物进入一级或多级换热器与加热介质进行换热，油水混合物由脱水塔中部入口切向进入液体脱气旋流分离圆柱段，加热后的气态水从圆柱中心轴排气管流至脱水塔顶部；脱水塔利用沸点差异对油水混合物加热，初步分离；（2）二次脱水：利用油水混合物旋流分离作用，脱水塔中液体脱气旋流分离圆柱段形成持续的旋流分离，形成中心轴的离心负压区，利用气体在不同压力的液体中溶解度差异使得溶解在油中的水蒸气向圆柱中心轴区域富集，从而对水蒸气的进一步分离，分离出液态水从圆柱中心轴排气管流至脱水塔顶部；（3）三次脱水：利用闪蒸对油水混合物分离，离心负压分离后的混合油喷入底部闪蒸伞，水蒸气进一步从混合油中被闪蒸而出，形成三次脱水；脱水后的油由闪蒸伞与混合油脱水塔壁之间形成的环隙流道下沉至油相缓冲区，经聚集后由混合油脱水塔底部流出；经本方法三次脱水后，除水率达到99%以上。

【技术特征摘要】
1.一种用于高沸点高粘性油中去除混合水的方法，包括以下步骤：（1）一次脱水：高沸点高粘性油和水的混合物进入一级或多级换热器与加热介质进行换热，油水混合物由脱水塔中部入口切向进入液体脱气旋流分离圆柱段，加热后的气态水从圆柱中心轴排气管流至脱水塔顶部；脱水塔利用沸点差异对油水混合物加热，初步分离；（2）二次脱水：利用油水混合物旋流分离作用，脱水塔中液体脱气旋流分离圆柱段形成持续的旋流分离，形成中心轴的离心负压区，利用气体在不同压力的液体中溶解度差异使得溶解在油中的水蒸气向圆柱中心轴区域富集，从而对水蒸气的进一步分离，分离出液态水从圆柱中心轴排气管流至脱水塔顶部；（3）三次脱水：利用闪蒸对油水混合物分离，离心负压分离后的混合油喷入底部闪蒸伞，水蒸气进一步从混合油中被闪蒸而出，形成三次脱水；脱水后的油由闪蒸伞与混合油脱水塔壁之间形成的环隙流道下沉至油相缓冲区，经聚集后由混合油脱水塔底部流出；经本方法三次脱水后，除水率达到99%以上。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法换热器中...

【专利技术属性】
技术研发人员：马良，杨强，王依谋，许萧，李兵，张革松，刘安林，何梦雅，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：上海;31