一种洗涤脱盐及油水分离的工艺系统和工艺方法技术方案

一种洗涤脱盐及油水分离的工艺系统，包括预混洗涤系统、预分离系统、轻相分离系统和重相分离系统；所述预混洗涤系统包括混合器和纤维膜洗涤组件，所述预分离系统包括进料管、中空滤芯和稳流区；所述轻相分离系统由下至上依次包括物料均布器Ⅰ、上聚结分离区和轻相出料口；所述重相分离系统由上至下依次包括物料均布器Ⅱ、下聚结分离区、轻重相分离区和重相出料口。利用上述分离系统，实现待分离物料中盐分的充分溶解、游离水滴的快速去除、轻相中夹带的少量重相、重相中夹带的少量轻相的破乳、聚结，物料停留时间短、洗盐/脱水效率高、设备体积小，尤其针对粘度大、含盐量高、乳化严重的油品来实现深度除盐和脱水具有显著的优势，使油品中水分脱除率达到≥99%，盐含量低于3mg/L。

A Process System and Method for Washing Desalination and Oil-Water Separation

A washing desalination and oil-water separation process system includes a pre-mixing washing system, a pre-separation system, a light-phase separation system and a heavy-phase separation system. The pre-mixing washing system comprises a mixer and a fibrous membrane washing component, and the pre-separation system comprises a feeding tube, a hollow filter core and a steady flow zone. The light-phase separation system comprises a material distributor I and an upper coalescence in turn from bottom to top. Separation zone and light phase outlet; the heavy phase separation system includes material distributor II, lower coalescence separation zone, light and heavy phase separation zone and heavy phase outlet in turn from top to bottom. With the above separation system, the full dissolution of salt in the material to be separated, the rapid removal of free water droplets, the demulsification and coalescence of a small amount of heavy phase in the light phase and a small amount of light phase in the heavy phase can be realized. The material residence time is short, the washing/dewatering efficiency is high, and the equipment volume is small. Especially for oil products with high viscosity, high salt content and serious emulsification, the deep desalting and dewatering equipment can be realized. The water removal rate of oil products is more than 99%, and the salt content is less than 3 mg/L.

【技术实现步骤摘要】
一种洗涤脱盐及油水分离的工艺系统和工艺方法
本专利技术涉及一种洗涤脱盐及油水分离的工艺系统和利用此工艺系统进行油水分离的工艺方法，属于互不相溶液体的液液分离

技术介绍
原油中均含有水分及氯化钠、氯化钙和氯化镁等无机盐类，在加工前需要进行脱水脱盐装置处理，这主要是由于原油含盐含水对原油储运、加工、产品质量及设备等均造成很大危害，主要为：（1）增加储运、加工设备（如油罐、油罐车或输油管线、机泵、蒸馏塔、加热炉、冷换设备）的负荷，增加动力、热能和冷却水的消耗；（2）影响蒸馏装置的正常操作，含水含盐过多的原料进行蒸馏时，水分的气化使体积大增，造成蒸馏塔内压降增加，气速过大，容易引起冲塔等操作事故；（3）腐蚀设备，缩短开工周期，由于氯化钙和氯化镁能水解生成强腐蚀性的HCl，特别在低温设备部分存在水分时，形成盐酸腐蚀更为严重，尤其在加工含硫原油时有H2S产生，生成的FeS附在金属表面，保护下部金属不再受到腐蚀，而在由HCl存在时HCl能与FeS反应而破坏保护膜，从而进一步腐蚀金属；（4）盐类中的金属进入重馏分油或渣油中，毒害催化剂及影响二次加工油品的质量。因此，原油在进入炼厂前需进行脱盐脱水，使水含量为0.1%～0.2%，盐含量＜5mg/L，而对于有渣油加氢或重油裂化的炼厂则要求更为严格，要求原料油中盐含量＜3mg/L。近年来，随着原油劣质化重质化趋势的加强，油品的脱水脱盐过程变得更加困难，因而使进入炼厂加工的油品仍含有不等量的盐分和水分，盐类大部分溶解在水中，而水分则以微粒状分散在油中，形成了稳定的油包水型乳状液而难以脱除。现有技术一般是向油品中先注入少量水，以对油品中的盐类进行洗涤溶解，然后再利用电脱盐脱水技术将盐水分离出来，该方法存在以下问题：（1）油品中的水分呈严重的乳化状态，现有的电脱水技术及聚结脱水技术的破乳能力有限，导致油水分离效果很不理想；（2）煤焦油组成复杂，若采用电脱盐脱水的方法时，煤焦油原料中的较多组分不能被极化，因此达不到理想的油水分离效果；（3）原料油的密度大，与水的密度差较小，现有技术的油水分离过程的停留时间长、设备体积庞大、互相夹带严重，因此分离效率低下；（4）粘度大的油品本身在注水过程中，油品与注水的分散接触及混合均匀性是个难题，往往存在注入大量的水都不能将盐分脱掉。因此在注水洗盐及油水分离过程中就需要开发新的工艺和设备，解决油品脱盐脱水过程中存在的技术指标不理想、注入水与油品混合程度差导致的洗涤除盐效果差、对油包水型乳化严重油品的油水分离等问题，实现深度脱盐和脱水。CN20447409U提出了一种强化冷低压分离器中油水分离和耦合除盐装置，包括壳体、设置在壳体上的油水气进口，分别于所述油水气进口相连的注水设备和T型气液分离器或旋流脱气器，依次设置于所述壳体内部的二次注水器、整流分布器、油水粗粒化模块、CPI快递分离模块、油水界面控制器、隔板、液面控制器以及处于所述壳体尾部的油相出口。该技术的目的是提高低压分离器的油水分离性能和油中脱盐，但是由于该设备主要应用于加氢产物在低压分离器内的分离，而加氢产物属于炼油中的精制过程，得到的油品性质较好，如粘度不大、几乎不含杂质等，为此油水分离较为容易，而对于粘度大、乳化严重的油品来讲，同样存在油水难以分离、容易堵塞、除盐效果不理想的问题。CN103102933A提出了一种煤焦油电脱盐、脱水、脱渣方法，是首先在煤焦油中加入浓度5%～10%的碳酸钠溶液，温度升至100～120℃，形成稳定的钠盐，将煤焦油进行两次过滤，机械杂质粒径不大于15μm，将煤焦油加热至110℃～150℃，注入占煤焦油总质量5%～10%的的注水，水质为PH值为5～11软化水或净化水，再加入占煤焦油总重量0～100μg/g破乳剂，经过混合后，再在高压电厂进行脱盐脱水脱渣，得到满足后续加工要求的净化煤焦油。从该方法方法来看，处理工序为加入碳酸钠—升温—过滤—过滤—加热—注水—加破乳剂—电脱盐脱水，整个处理过程具有8个工序，一方面使处理过程十分复杂，经济性差，另一方面由于煤焦油原料的成复杂，不宜再引入其他的物质如碳酸钠溶液，会影响后续的加工处理，此外煤焦油由于粘度大，注水洗涤脱盐过程中煤焦油与水的充分接触是影响脱盐效果的重要问题，该方法未采取特别的措施会难以达到煤焦油脱盐指标。综上所述，现有技术中的油品脱盐脱水，尤其是粘度大、乳化严重的油品的深度脱盐和脱水过程中，现有技术的设备和工艺洗涤除盐效果差、对乳化严重油品的油水分离难以达到理想的指标，需要开发新的工艺和方法，解决组成复杂、含盐量高、乳化严重的油品的脱盐脱水等问题。
技术实现思路
针对现有技术中对于组成复杂、含盐量高、油水乳化严重的油水混合物通过常规的油水分离技术，注入水与油品混合程度差，难以实现良好的洗涤除盐效果、及油水的深度分离效果差等问题，本专利技术拟提供一种洗涤脱盐及油水分离的工艺系统和工艺方法，分别设置预混洗涤系统、预分离系统、轻相分离系统和重相分离系统，预混洗涤系统实现油水混合物中盐分的充分溶解，预分离系统实现游离水滴的快速去除、轻相分离区和重相分离系统实现物料的强制破乳和聚结分离。上述装置可以高效实现盐分的深度脱除、乳化较为严重的重质污油的深度除水，具有洗盐效果好、停留时间短、设备体积小、油水分离程度高的优势，油品中水分的脱除率达到98%以上。为实现以上技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种洗涤脱盐及油水分离的工艺系统，包括预混洗涤系统、预分离系统、轻相分离系统和重相分离系统；所述预混洗涤系统包括混合器和纤维膜洗涤组件，所述混合器连接纤维膜洗涤组件的进料口，所述纤维膜洗涤组件包括壳体、分布器和纤维膜束，分布器上端连接纤维膜洗涤组件进料口，分布器下面设置若干纤维膜束，纤维膜束由固定卡件分段固定，纤维膜束的下端连接纤维膜洗涤组件出料口，纤维膜洗涤组件进料口和出料口之间连接一个循环泵，壳体上设置一出口，与预分离系统连接；所述预分离系统包括进料管、中空滤芯和稳流区，所述进料管与纤维膜洗涤组件的壳体连接，中空滤芯设置于进料管的中间腔体内，进料管进料口或与中空滤芯的中心腔体连通，或与中空滤芯和进料管壁之间的腔体连通；中空滤芯的表面材料为亲油疏水材料或亲水疏油材料，中空滤芯和进料管连通稳流区，稳流区上方与轻相分离系统连接，下方与重相分离系统连接；所述轻相分离系统由下至上依次包括物料均布器Ⅰ、上聚结分离区和轻相出料口；所述重相分离系统由上至下依次包括物料均布器Ⅱ、下聚结分离区、轻重相分离区和重相出料口；其中，所述上聚结分离区和下聚结分离区为由亲油疏水材料和亲水疏油材料混合编织的具有致密凹凸结构纤维层堆叠而成；所述轻重相分离区内填充可增大油水的流程，将不同密度的油和水分离的填料层。在上述工艺系统中，进一步的，所述混合器设置一个或多个，优选设置有1~3个，所述混合器采用内部装有强化流体扰动组件的设备，强化流体扰动组件为SWN型、SMX型、SMK型、SML型、SMH型、螺旋板片、波纹板片、旋转叶片、平叶片、弯曲叶片、多孔板片或旋流组件等。在上述工艺系统中，进一步的，所述分布器保证物料进入纤维膜组件前具有良好的初始分布，对于纤维膜束上的物料均匀分布和高效传质具有重要作用。其可采用现有技术中的多种形式，如莲蓬头式、管式、树本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种洗涤脱盐及油水分离的工艺系统，包括预混洗涤系统、预分离系统、轻相分离系统和重相分离系统；所述预混洗涤系统包括混合器和纤维膜洗涤组件，所述混合器连接纤维膜洗涤组件的进料口，所述纤维膜洗涤组件包括壳体、分布器和纤维膜束，分布器上端连接纤维膜洗涤组件进料口，分布器下面设置若干纤维膜束，纤维膜束由固定卡件分段固定，纤维膜束的下端连接纤维膜洗涤组件出料口，纤维膜洗涤组件进料口和出料口之间连接一个循环泵，壳体上设置一出口，与预分离系统连接；所述预分离系统包括进料管、中空滤芯和稳流区，所述进料管与纤维膜洗涤组件的壳体连接，中空滤芯设置于进料管的中间腔体内，进料管进料口或与中空滤芯的中心腔体连通，或与中空滤芯和进料管壁之间的腔体连通；中空滤芯的表面材料为亲油疏水材料或亲水疏油材料，中空滤芯和进料管连通稳流区，稳流区上方与轻相分离系统连接，下方与重相分离系统连接；所述轻相分离系统由下至上依次包括物料均布器Ⅰ、上聚结分离区和轻相出料口；所述重相分离系统由上至下依次包括物料均布器Ⅱ、下聚结分离区、轻重相分离区和重相出料口；其中，所述上聚结分离区和下聚结分离区为由亲油疏水材料和亲水疏油材料混合编织的具有致密凹凸结构纤维层堆叠而成；所述轻重相分离区内填充可增大油水的流程，将不同密度的油和水分离的填料层。...

【技术特征摘要】
1.一种洗涤脱盐及油水分离的工艺系统，包括预混洗涤系统、预分离系统、轻相分离系统和重相分离系统；所述预混洗涤系统包括混合器和纤维膜洗涤组件，所述混合器连接纤维膜洗涤组件的进料口，所述纤维膜洗涤组件包括壳体、分布器和纤维膜束，分布器上端连接纤维膜洗涤组件进料口，分布器下面设置若干纤维膜束，纤维膜束由固定卡件分段固定，纤维膜束的下端连接纤维膜洗涤组件出料口，纤维膜洗涤组件进料口和出料口之间连接一个循环泵，壳体上设置一出口，与预分离系统连接；所述预分离系统包括进料管、中空滤芯和稳流区，所述进料管与纤维膜洗涤组件的壳体连接，中空滤芯设置于进料管的中间腔体内，进料管进料口或与中空滤芯的中心腔体连通，或与中空滤芯和进料管壁之间的腔体连通；中空滤芯的表面材料为亲油疏水材料或亲水疏油材料，中空滤芯和进料管连通稳流区，稳流区上方与轻相分离系统连接，下方与重相分离系统连接；所述轻相分离系统由下至上依次包括物料均布器Ⅰ、上聚结分离区和轻相出料口；所述重相分离系统由上至下依次包括物料均布器Ⅱ、下聚结分离区、轻重相分离区和重相出料口；其中，所述上聚结分离区和下聚结分离区为由亲油疏水材料和亲水疏油材料混合编织的具有致密凹凸结构纤维层堆叠而成；所述轻重相分离区内填充可增大油水的流程，将不同密度的油和水分离的填料层。2.根据权利要求1所述的工艺系统，其特征在于，所述纤维膜束由大量纤维丝束组成，所述纤维丝为亲油纤维丝或亲油纤维与金属纤维的复合纤维丝。3.根据权利要求2所述的工艺系统，其特征在于，所述亲油纤维丝选自聚酯纤维丝、尼龙纤维丝、聚氨酯纤维丝、聚丙烯纤维丝、聚丙烯腈纤维丝和聚氯乙烯纤维丝中的至少一种，所述复合纤维丝为以上亲油纤维丝和不锈钢纤维丝的复合纤维丝。4.根据权利要求1所述的工艺系统，其特征在于，所述纤维膜洗涤组件的高径比为10～100：1，优选40～50：1。5.根据权利要求1所述的工艺系统，其特征在于，所述中空滤芯的表面具有致密的孔结构。6.根据权利要求1所述的工艺系统，其特征在于，所述预分离系统的进料管为卧式管。7.根据权利要求1所述的工艺系统，其特征在于，所述进料管的上方或下方还设置一个进料管出料口。8.根据权利要求1所述的工艺系统，其特征在于，所述物料均布器Ⅰ和物料均布器Ⅱ为5～10层孔板布液板错列排布堆叠而成。9.根据权利要求8所述的工艺系统，其特征在于，所述孔板布液板上的孔板孔径为4～8mm，孔中心间距为20～30mm。10.根据权利要求1所述的工艺系统，其特征在于，所述亲油疏水材料选自聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、丙烯酸类和...

【专利技术属性】
技术研发人员：阮宗琳，杨秀娜，金平，齐慧敏，王昊辰，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11