H型静电聚结分离器油水分离技术研究.pdfVIP

北京石油化工学院学报 第 22卷 第 1期 Vo1．22 N0．1 JournalofBeijingInstituteof 2014年 3月 Mar．2014 Petro—chemicalTechnology H型静电聚结分离器油水分离技术研究 张宝生，陈家庆 ，李锐锋，张正龙，司玉林 (北京石油化工学院机械工程学院，北京 102617) 摘要 ：介绍 了国外新一代高效紧凑型静 电聚结设备——H型静 电聚结分离器 CES的结构和工作原 理。通过对其油水分离的工作机理进行理论分析 ，探讨了运行中临界流量产生的原因和影响因素，提出 了进行工程化设计时应注意的问题和改进思路 ，对于 自主开发新型静电聚结技术，满足石油行业对高效 紧凑型原油脱水设备的需求具有积极意义 。 关键词 ：油水分离；紧凑 ；静 电聚结 中图分类号 ：TH136 文献标志码 ：A 国外第一代高效紧凑型静电聚结设备的特 模式 ，每级静 电聚结分离器为管式结构 ，内置圆 点是将静电聚结和重力沉降2个过程分开进行， 柱型高压绝缘电极 ，外管接地 ，中间形成的高压 虽然在很大程度上提高了脱水效率 ，缩小 了脱水 电场使流过管道 的原油乳化液 中的水颗粒迅速 设备的体积 ，但是在 2个过程 的衔接 中，静电聚 增大聚结并在管道中通过重力分离出来。由于 集后变大的水颗粒会因剪切再次破裂，从而降低 管道采用倾斜安装 ，因此增大的水颗粒能够 比 了分离效果。为此 国外推出了第 2代改进型设 垂直安装时更快地沉降到管壁上，聚结后的水 备 ，典型的如 ABB公司的容器 内置式静电聚结 链顺着管壁 向管道下部聚集 ，该 区域 留有较长 器 VIEC(VesselInternalElectrostaticCoalescer)、 的空间，流速相对缓慢接近层流 ，油水在这里进 FMC公司的新型在线静电聚结器 IEC(InlineE— 一 步分离，水从底部汇集排出，而油则上升从水 lectrostaticCoalescer)、NATCO公司的紧凑型静 中分离出去 。实际测试表 明，该型分离器在入 电聚 结 分 离 器 CES(CompactElectrostatic 口31．5 的含水率条件下，油 出口含水量仅有 Separator)等产品，他们的特点是将静 电聚结与 3．4 ，水 出 口含油率小于 100z／g／g；即使在含 分离过程有机结合在一起 ，从而进一步提高了处 水率高达 76 的条件下，油 出口含水率也能降 理效率，使静电聚结技术更趋完善。 低到 4 以下，而分离水 中的含油率可 降低到 200#g／g以下。但该设备在工作 中存在临界 1 紧凑型静 电分离器 CES的特点 处理量 ，一旦流量超过临界值 ，油水分离过程就 NATCo公司 (已被 CAMER0N 公司收 面临失效 ，如 图 2所示 。因为流量超过 临界值 购)于 2008年前后推 出了紧凑型静 电分离器 时，过快的流速将把大部分静 电聚结后增大的 CES，其特点是静 电聚结过程与油水分离过程 水颗粒带出管道 ，使他们无法沉降在管道壁上， 同时在管道中进行 ，该装置可设置成 L型、小 Y 造成油输 出口中的含水率急剧升高，使处理效 型、大 Y型、H 型等多种方式 。H 型静 电分离