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JDY-1T 動態(tài)脫鹽（水）試驗裝置
一、 概述
油田開采出的原油都伴有水，這些水中都溶解有NaCl、CaCl2、MgCl2等鹽類。雖然我國油田也普遍采用了脫鹽脫水工藝及其裝置，但由于種種原因，油田輸送到煉油廠的原油含水（鹽）量往往波動較大，常超出歐美各國規(guī)定進(jìn)煉油廠的原油含鹽不大于50mg/L，含水不大于0.5﹪的指標(biāo)。
原油含水多增加了煉制過程中熱能消耗，而原油中的鹽類一般也是溶解在原油所含的水中，有時也會有部分以微粒狀態(tài)懸浮于原油中。這些鹽類的存在，在加工過程中危害較大，主要表現(xiàn)在：
（一）、在換熱器和加熱爐中，隨著水份的蒸發(fā)，鹽類沉積在管壁上形成鹽垢，降低傳熱效率，增加動壓降，嚴(yán)重時甚至?xí)氯苈?，造成停工事故?span lang="EN-US">
（二）、造成設(shè)備腐蝕，CaCl2、MgCl2能水解生成具有強(qiáng)腐蝕性的HCl，尤其是在低溫設(shè)備部分由于水的存在而形成鹽酸時更為嚴(yán)重。
（三）、原油中的鹽類大多殘留在渣油和重餾分中，這將直接影響某類相關(guān)產(chǎn)品的質(zhì)量。
為此，提高原油深度脫鹽的脫凈率，是世界各國石油加工業(yè)的研究課題。為提高我國煉油廠深度脫鹽水平，我廠在石油化工科學(xué)研究院的支持下，研制出JDY-1動態(tài)脫鹽裝置。該裝置能在實驗室模擬電脫鹽工業(yè)現(xiàn)場，較快地找出適合不同原油的*工藝參數(shù)，選擇破乳劑的種類和加劑量，客觀評價不同工藝條件下的電脫鹽效果，是科研部門理想的實驗裝置，也是石油加工業(yè)理想的產(chǎn)前試驗裝置。
二、 電脫水基本原理
自美國加利福利亞大學(xué)的科研人員發(fā)現(xiàn)電場可以使油包水乳化液破乳，使水滴聚結(jié)并從油相沉降以來，現(xiàn)代脫鹽脫水技術(shù)均采用了物理凝聚與分離相結(jié)合的方法，即以施加高壓靜電場，加破乳劑，加熱和注水等一系列綜合措施，達(dá)到脫凈原油中水和可溶性鹽的目的。
（一）、油水兩相的自由沉降分離
原油和水兩相的密度差是沉降分離的推動力，而分散介質(zhì)的粘度則是阻力。油和水這兩個互不相溶的液體的沉降分離，基本上符合球形粒子在靜止流體中自由沉降的斯托克斯定律。
D2（P1-P2）
Wc = -------------·g
18VP2
式中： Wc 水滴沉降速度， m/s
D 水滴直徑 m
P1;P2 水 油的 密度 kg/m3
V 油的運(yùn)動粘度 m2/s
g 重力加速度 m/s2
上公式只適用于兩相的相對運(yùn)動速度屬于層流區(qū)的情況，對于直徑太小的水滴，此式不適用。兩相間的密度差增大和分散介質(zhì)的粘度減小，都有利于加速沉降分離。而這兩個因素主要與原油的特性及其溫度有關(guān)。由上式還可以看到水滴的沉降速度與水滴直徑的平方成正比，所以增大水滴直徑，可以顯著加快它的沉降速度。因此在原油脫水過程中，重要的問題是促進(jìn)水滴的聚結(jié)，使水滴直徑增大。
（二）、破乳劑對脫水的作用
乳狀液是兩種或多種以上不互溶或不*互溶的液體所形成的分散物系。乳狀液一般是不穩(wěn)定的，就必須有乳化劑存在。乳化劑是表面活性物質(zhì)，它能降低多種液相界面上的表面張力。不同性質(zhì)的乳化劑可以使乳狀液成為水包油型或油包水型。原油一般都是油包水型的乳狀液，即水相以微滴形式分散于連續(xù)的油相中并為原油所含的天然乳化劑（如環(huán)烷酸、膠質(zhì)、瀝青等）所穩(wěn)定。為打破這種穩(wěn)定狀態(tài)，以便進(jìn)行油水分相的自由沉降分離，就必須加入適當(dāng)?shù)钠迫閯?。破乳劑本身也是一種表面活性物質(zhì)。但它的性質(zhì)是和乳化劑截然相反的，是一種水包油型的表面活性劑。破乳劑的破乳作用是在油水界面進(jìn)行的，它能迅速濃集于界面，并與乳化劑競爭，從而奪取其界面的位置而被吸附。這樣，原有的比較牢固的吸附膜就被減弱甚至破壞，小水滴也就比較容易絮凝和聚結(jié)，進(jìn)而沉降切出。目前國內(nèi)外尚無廣譜效力破乳劑可供工業(yè)通用，因而對每一種原油而言，均需要通過具體的實驗評選才能找出一種或幾種有針對性的有效破乳劑型號。
（三）電場脫水的作用
采用高壓靜電場對原油進(jìn)行破乳以提高脫水鹽效果，這已被國內(nèi)外普遍所采用。乳狀液中的微小水滴無論是在交流或直流電場中，都能由于感應(yīng)使微滴的兩端帶上不同極性的電荷產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極，接觸電極還會帶上靜電荷，從而在水滴與水滴之間，水滴與電極之間產(chǎn)生靜電力，這種靜電力能導(dǎo)致微滴聚結(jié)，亦稱為聚結(jié)力，同樣大小的球形水滴之間的聚結(jié)力F，可根據(jù)均勻電場兩個介質(zhì)球之間的作用力用下式表述：
6KE2r6 r 4
F=——————=6KE2r2（——）
l4 l
式中: k 原油和水的介電系數(shù)決定的常數(shù)
E 電場強(qiáng)度
R 水滴的半徑
I 兩水滴中心距
上式表明，r/l是影響聚結(jié)力的zui重要的因素，當(dāng)水滴直徑增大或水滴間距離縮小時，聚結(jié)力急劇增大。聚結(jié)力F與E2成正比。在一定范圍內(nèi)，隨著E的增強(qiáng)，原油中水滴加速聚結(jié)。當(dāng)E小于某一臨界數(shù)值時，微小水滴的聚結(jié)力就會降低，然而當(dāng)超過臨界電分散場強(qiáng)后，電場反而會使小水滴產(chǎn)生分散作用，此時不僅消減了水滴中的聚結(jié)力，還將增加電耗，這在本裝置的實驗中及工業(yè)現(xiàn)場實際操作中都是不可忽視的。
（四）、操作溫度時脫水的影響
一般認(rèn)為，只要系統(tǒng)處于液相，溫度高些對脫水有利，此時，原油的粘度降低，對水滴運(yùn)動和沉降的阻力減小，水滴運(yùn)動的速度增加。同時，油水界面的張力降低，水滴熱澎脹使乳化膜強(qiáng)度減弱。某些乳化劑的溶解性在高溫下才提高，所以較高的溫度也能促使乳化劑穩(wěn)定性降低，加快原油破乳的速度。但另一方面，隨著溫度的提高，原油的導(dǎo)電率也隨著升高，當(dāng)溫度太大時導(dǎo)電率急劇增大，電耗增加，且氯化鎂和氯化鈣開始水解也不利于脫水。在高溫下往往又會出現(xiàn)水在油相中，油在水相中溶解度增加的傾向，因而對溫度條件應(yīng)適當(dāng)?shù)靥岢錾舷蓿瑓⒄瘴覈糠钟吞镌吞幚淼奈墨I(xiàn)資料，*的操作溫度應(yīng)根據(jù)原油的性質(zhì)來優(yōu)選。
三．動態(tài)脫水裝置的結(jié)構(gòu)與特點
（一）、JDY-1動態(tài)脫水裝置采用基本二級電脫水結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)單路一級脫或雙路并用一級脫，三種工作模式可供選擇。
（二）、每級進(jìn)入脫罐的原油與加注的水和破乳劑均預(yù)*入我廠自行設(shè)計的高剪切混合器混合，并可在線取樣觀察分析混合效果。
（三）、可進(jìn)行在線腐蝕性能的試驗。
（四）、電氣部分采用儀表控制，自動化程度較高?？勺詣訙y量調(diào)節(jié)各控溫點的溫度，通過調(diào)節(jié)儀、壓力傳感器、電氣轉(zhuǎn)換器、背壓閥等構(gòu)成閉環(huán)的原油接受系統(tǒng)，能依據(jù)系統(tǒng)壓力變化情況，自動調(diào)節(jié)處理原油排出的速率，從而達(dá)到整個系統(tǒng)的壓力平穩(wěn)。高壓電場采用無源器件實現(xiàn)手動無級調(diào)節(jié)，高壓系統(tǒng)采用短路狀況改變后能立即恢復(fù)高壓電場的輸出。當(dāng)溫度、壓力、電場任一參數(shù)超出預(yù)先設(shè)定的報警值，則整機(jī)停止運(yùn)行予以保護(hù)，并提供聲光報警。從而極大地提高了整個系統(tǒng)的安全性、可靠性。
（五）、按用戶要求可選擇由計算機(jī)控制，屏幕摸擬顯示動態(tài)過程及各項參數(shù)，同時還可直接在計算機(jī)上設(shè)計有關(guān)參數(shù)。
四．主要技術(shù)指標(biāo)
（一）、電源：380V±10% 三相四線
（二）、額定功率：≤18KW
（三）、一、二級脫罐容積：
（四）、原油zui大處理量：
（五）、電場強(qiáng)度：0～2100V/cm
（六）、系統(tǒng)承載壓力：≤2Mpa
廠 址:江蘇姜堰市*創(chuàng)業(yè)中心
郵 編:225500
電 話:
:013705268777
E．mail：jy8810528