1、高效油氣水處理技術(shù)高效油氣水處理技術(shù) 油氣水三相分離器技術(shù)簡介油氣水三相分離器技術(shù)簡介郭長會郭長會2010 2010 年年 10 10 月月1 1、液滴間的相互作用、液滴間的相互作用 -乳化特性的影響乳化特性的影響2 2、油水物性的影響、油水物性的影響3 3、處理溫度的影響、處理溫度的影響4 4、壓力和含水量的影響、壓力和含水量的影響5 5、流場分布不均的影響、流場分布不均的影響6 6、內(nèi)環(huán)流的影響、內(nèi)環(huán)流的影響 7 7、流態(tài)變化的影響、流態(tài)變化的影響 8 8、油水界面的影響、油水界面的影響9 9、長度直徑比的影響、長度直徑比的影響 油氣水分離處理工藝，是將從油井收集的油氣水混合物進(jìn)行氣液分離

2、、油水沉降、原油脫水、天然氣凈化等對油井產(chǎn)出物進(jìn)行初加工的過程，是油田集輸處理工程的核心部分。 油氣水分離脫水工藝中的主要分離形式油氣水分離脫水工藝中的主要分離形式含水原油油氣水分離砂原油脫水原油穩(wěn)定原油儲存計(jì)量脫水原油出礦原油出礦原油用戶集油輸油混合物油氣水天然氣脫水天然氣液烴回收計(jì)量天然氣烴液產(chǎn)品用戶輸油天然氣烴液產(chǎn)品儲存油罐底水石油蒸汽計(jì)量干天然氣輸氣用戶水采出水含油污水水采出水分井計(jì)量烴液產(chǎn)品水油氣水三相分離器（立式）油氣水三相分離器（立式）油氣水三相分離器（臥式）油氣水三相分離器（臥式） 一般來說，分離器構(gòu)件的優(yōu)化可以考慮下面幾個(gè)因素： 1、入口構(gòu)件的改造 2、嵌入式分離 3、部分分

3、離 4、新型集液器 旋風(fēng)分離裝置在入口構(gòu)件中得到廣泛的應(yīng)用，因?yàn)樗軌蛐L(fēng)分離裝置在入口構(gòu)件中得到廣泛的應(yīng)用，因?yàn)樗軌蚴古菽扑楹蜌庖悍蛛x。旋風(fēng)分離式入口裝置的優(yōu)點(diǎn)為：使泡沫破碎和氣液分離。旋風(fēng)分離式入口裝置的優(yōu)點(diǎn)為： 1 1、入口動(dòng)能可以比較高、入口動(dòng)能可以比較高 2 2、具有消泡的作用、具有消泡的作用 3 3、可以對氣體初步分離、可以對氣體初步分離A 旋風(fēng)分離式入口裝置 B 立式單旋風(fēng)分離器氣液分離 嵌入口脫氣裝置采用了靜態(tài)透平技術(shù)。通過第一個(gè)透嵌入口脫氣裝置采用了靜態(tài)透平技術(shù)。通過第一個(gè)透平裝置，兩相混合物（氣體、液體）發(fā)生旋轉(zhuǎn)。由于密度平裝置，兩相混合物（氣體、液體）發(fā)生旋轉(zhuǎn)。由于密

4、度差異，氣體會進(jìn)入裝置的中心，生成穩(wěn)定的氣核。這些氣差異，氣體會進(jìn)入裝置的中心，生成穩(wěn)定的氣核。這些氣體以及一部分液體被移除，進(jìn)入垂直的凈氣裝置。在凈氣體以及一部分液體被移除，進(jìn)入垂直的凈氣裝置。在凈氣裝置中，液體從氣體中分離出來然后進(jìn)入主管線，最終潔裝置中，液體從氣體中分離出來然后進(jìn)入主管線，最終潔凈的氣體離開凈氣裝置。凈的氣體離開凈氣裝置。 葉片式填充件和旋風(fēng)分離器取代了金屬網(wǎng)墊。而葉片式填充件和旋風(fēng)分離器取代了金屬網(wǎng)墊。而且旋風(fēng)分離器還可以沿軸線安裝在氣體的出口處。且旋風(fēng)分離器還可以沿軸線安裝在氣體的出口處。緊湊旋風(fēng)分離器或者內(nèi)嵌式裝置安裝在主分離器的緊湊旋風(fēng)分離器或者內(nèi)嵌式裝置安裝在主

5、分離器的前部，進(jìn)行部分分離；分離出的氣體進(jìn)入凈氣器。前部，進(jìn)行部分分離；分離出的氣體進(jìn)入凈氣器。A A 典型的捕霧器典型的捕霧器 B B 不同類型的旋風(fēng)分離裝置不同類型的旋風(fēng)分離裝置 盡管旋風(fēng)分離器尺寸較小，盡管旋風(fēng)分離器尺寸較小，但是可以用于移除液霧。與傳但是可以用于移除液霧。與傳統(tǒng)的捕霧器相比，旋風(fēng)式捕霧統(tǒng)的捕霧器相比，旋風(fēng)式捕霧裝置具有效率高、可以脫除小裝置具有效率高、可以脫除小液滴以及污垢小等優(yōu)點(diǎn)。在旋液滴以及污垢小等優(yōu)點(diǎn)。在旋風(fēng)式分離器內(nèi)，流體沿切線進(jìn)風(fēng)式分離器內(nèi)，流體沿切線進(jìn)入氣體出口管。液體被甩到分入氣體出口管。液體被甩到分離器外壁，并流到底部。氣體離器外壁，并流到底部。氣體以相

6、反的方向從內(nèi)管流出。在以相反的方向從內(nèi)管流出。在軸流式旋風(fēng)分離器里，管內(nèi)靜軸流式旋風(fēng)分離器里，管內(nèi)靜止的透平機(jī)使流體產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，止的透平機(jī)使流體產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，氣體的吹掃作用使液膜沿著裂氣體的吹掃作用使液膜沿著裂縫被移除?？p被移除。 油氣水三相分離器油氣水三相分離器三三相相分分離離器器內(nèi)內(nèi)部部構(gòu)構(gòu)件件 板式聚結(jié)器板式聚結(jié)器 平行板隔油器；波紋板隔油器；交叉流分離器 油氣水三相分離器油氣水三相分離器三三相相分分離離器器內(nèi)內(nèi)部部構(gòu)構(gòu)件件 板式聚結(jié)器板式聚結(jié)器 平行板隔油器；波紋板隔油器；交叉流分離器 B)自支承式波紋板填料 A)平行板波紋填料 C)峰谷搭片式波紋填料 油氣水三相分離器油氣水三相分離器三三相

7、相分分離離器器內(nèi)內(nèi)部部構(gòu)構(gòu)件件 板式聚結(jié)器板式聚結(jié)器 平行板隔油器；波紋板隔油器；交叉流分離器 油氣水三相分離器油氣水三相分離器三三相相分分離離器器內(nèi)內(nèi)部部構(gòu)構(gòu)件件 板式聚結(jié)器板式聚結(jié)器 平行板隔油器；波紋板隔油器；交叉流分離器 B 油水交叉流動(dòng)分離器中聚結(jié)部分 C 油水交叉流動(dòng)分離器中分離段 A 油水交叉流動(dòng)分離器 油氣水三相分離器油氣水三相分離器三三相相分分離離器器內(nèi)內(nèi)部部構(gòu)構(gòu)件件 除砂噴嘴和排砂口 液面界面控制方案 油氣水三相分離器（立式）油氣水三相分離器（立式） 液面界面控制方案 固定堰板式固定堰板式 溢流堰板式溢流堰板式 桶堰板式桶堰板式 可調(diào)堰板式 油氣水三相分離器（臥式）油氣水三

8、相分離器（臥式） 油氣水三相分離器界面控制原理油氣水三相分離器界面控制原理 幾種典型的分離器結(jié)構(gòu)幾種典型的分離器結(jié)構(gòu) 臥式油氣水三相分離器1 1一油氣水混合物入口；一油氣水混合物入口；2 2入口分流器；入口分流器；3 3一安全閥；一安全閥； 4 4一保安裝置接口；一保安裝置接口； 5 5一除霧器；一除霧器； 6 6一原油脫氣區(qū)；一原油脫氣區(qū)； 7 7一快速液位調(diào)節(jié)器；一快速液位調(diào)節(jié)器；8 8一壓力表；一壓力表；9 9一儀一儀表用氣出口；表用氣出口；l0l0一氣體出口一液位計(jì)；一氣體出口一液位計(jì)；1212一膜片閥；一膜片閥；1313一污水出口；一污水出口； 1414一防渦流板；一防渦流板；151

9、5一排污口；一排污口；1616一原油出口一原油出口 幾種典型的分離器結(jié)構(gòu)幾種典型的分離器結(jié)構(gòu) 臥式油氣水三相分離器 幾種典型的分離器結(jié)構(gòu)幾種典型的分離器結(jié)構(gòu) A容器，BSkidor鞍，C入口分流器，D分配擋板，EMonarch聚結(jié)組件，F(xiàn)泡沫破碎器，G渦流消除器，H廢油坑和堰，I除霧器，J沖砂系統(tǒng)。 Monarch分離器 臥式油氣水三相分離器HNS型高效三相分離器 遼河油田稠油三相分離器 1排氣口 2除霧器 3人孔 4油溢流槽 5溢流板 6PERFORMAX板 7減速器 8物料進(jìn)口 9折流板 10鞍式支座 11排污管 12沖砂管13集砂槽 14除油管 15溢流隔板 16溢流槽底板 17出油口

10、18出水口江漢XSL-型三相分離器 1異型蝶閥 2捕霧器 3氣液擋板 4集氣包 5液位（界面）調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 6出油閥 7出水閥 8出水分液包9蛇形板整流機(jī)構(gòu) 10轉(zhuǎn)向器 11均質(zhì)分液流 12瓣形預(yù)分離頭中原油田對三相分離器 1氣液進(jìn)口 2氣預(yù)分離室 3天然氣出口 4氣除液室 5集水和高度調(diào)節(jié)裝置 6、7油、水出口 8排污口 9集水管 10聚結(jié)板 11人孔 12防沖反射器 13安全閥接口 大慶油田聚丙烯波紋板網(wǎng)填料三相分離器1混合液進(jìn)口 2斜管 3導(dǎo)氣管 4分離進(jìn)口 5進(jìn)液室 6沉降室 7波紋板填料 8固定堰板 9導(dǎo)油管 10可調(diào)堰板 11水室 12油室 13油出口 14水出口 15浮子液位計(jì) 16

11、捕霧器 17分氣包 18氣出口 19鞍座 20旋流除砂器江蘇油田三相分離器 1進(jìn)口 2一次捕霧 3二次捕霧 4氣出口 5、6油、水出口 7波紋板 8折流板 9散流板 10瓷環(huán) 11換熱器 12調(diào)節(jié)手輪 13可調(diào)堰管 14視鏡 幾種典型的分離器結(jié)構(gòu)幾種典型的分離器結(jié)構(gòu) 勝利分離器 斜板組波紋板組整流板組射頻導(dǎo)納儀溢油擋板進(jìn)口氣出口水出口油出口布液管根據(jù)理論分析和內(nèi)構(gòu)件根據(jù)理論分析和內(nèi)構(gòu)件的研究，優(yōu)化了三相分的研究，優(yōu)化了三相分離器結(jié)構(gòu)尺寸。離器結(jié)構(gòu)尺寸。SXF高效三相分離器的結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施高效三相分離器的結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施斜板組波紋板組整流板組射頻導(dǎo)納儀溢油擋板進(jìn)口氣出口水出口油出口布液管進(jìn)口采用旋流預(yù)

12、分離筒，進(jìn)口采用旋流預(yù)分離筒，提高了氣液的分離效率，提高了氣液的分離效率，可以減小氣相空間，增加可以減小氣相空間，增加油水的有效容積，提高油油水的有效容積，提高油水的分離效果。水的分離效果。SXF高效三相分離器的結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施高效三相分離器的結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施斜板組波紋板組整流板組射頻導(dǎo)納儀溢油擋板進(jìn)口氣出口水出口油出口布液管進(jìn)口布液管增加延伸直管，進(jìn)口布液管增加延伸直管，增加分離器的有效分離長增加分離器的有效分離長度，提高分離效率度，提高分離效率SXF高效三相分離器的結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施高效三相分離器的結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施斜板組波紋板組整流板組射頻導(dǎo)納儀溢油擋板進(jìn)口氣出口水出口油出口布液管進(jìn)口管后設(shè)迷宮整流板，進(jìn)口

13、管后設(shè)迷宮整流板，進(jìn)行整流，并且具有除進(jìn)行整流，并且具有除砂、聚結(jié)的作用砂、聚結(jié)的作用SXF高效三相分離器的結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施高效三相分離器的結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施斜板組波紋板組整流板組射頻導(dǎo)納儀溢油擋板進(jìn)口氣出口水出口油出口布液管利用波紋板進(jìn)行油氣水得利用波紋板進(jìn)行油氣水得聚結(jié)，提高分離效率聚結(jié)，提高分離效率SXF高效三相分離器的結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施高效三相分離器的結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施斜板組波紋板組整流板組射頻導(dǎo)納儀溢油擋板進(jìn)口氣出口水出口油出口布液管采用斜板聚結(jié)分離填料，實(shí)采用斜板聚結(jié)分離填料，實(shí)現(xiàn)聚結(jié)和分離作用的合一，現(xiàn)聚結(jié)和分離作用的合一，提高油水的分離效率。提高油水的分離效率。SXF高效三相分離器的結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施高效

14、三相分離器的結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施斜板組波紋板組整流板組射頻導(dǎo)納儀溢油擋板進(jìn)口氣出口水出口油出口布液管采用射頻導(dǎo)納油水界面檢測儀采用射頻導(dǎo)納油水界面檢測儀，檢測，檢測控制油水界面，簡化水腔結(jié)構(gòu)，增加控制油水界面，簡化水腔結(jié)構(gòu)，增加了設(shè)備的有效容積。了設(shè)備的有效容積。SXF高效三相分離器的結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施高效三相分離器的結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施斜板組波紋板組整流板組射頻導(dǎo)納儀溢油擋板進(jìn)口氣出口水出口油出口布液管增高溢油擋板，增高溢油擋板，提高油水的分提高油水的分離效率。離效率。SXF高效三相分離器的結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施高效三相分離器的結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施斜板組波紋板組整流板組射頻導(dǎo)納儀溢油擋板進(jìn)口氣出口水出口油出口布液管氣出口設(shè)除霧器，

15、保證氣出口設(shè)除霧器，保證天然氣的分離效果。天然氣的分離效果。SXF高效三相分離器的結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施高效三相分離器的結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施斜板組波紋板組整流板組射頻導(dǎo)納儀溢油擋板進(jìn)口氣出口水出口油出口布液管分離器底部設(shè)沖砂盤管和分離器底部設(shè)沖砂盤管和集砂包結(jié)構(gòu)，保證可靠清集砂包結(jié)構(gòu)，保證可靠清砂，防止泥砂在分離器內(nèi)砂，防止泥砂在分離器內(nèi)的淤積，保證油水的分離的淤積，保證油水的分離效率。效率。SXF高效三相分離器的結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施高效三相分離器的結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施設(shè)備的結(jié)構(gòu)改進(jìn)和系列化設(shè)備的結(jié)構(gòu)改進(jìn)和系列化結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)形式4 4：（中重質(zhì)原油帶加熱三相分離器）：（中重質(zhì)原油帶加熱三相分離器）結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)形式1 1：（輕質(zhì)

16、原油三相分離器）：（輕質(zhì)原油三相分離器）結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)形式2 2：（中重質(zhì)原油三相分離器）：（中重質(zhì)原油三相分離器）結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)形式3 3：（輕質(zhì)原油帶加熱三相分離器）：（輕質(zhì)原油帶加熱三相分離器）結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)形式5 5：（油水深化處理及含聚采出液三相分離：（油水深化處理及含聚采出液三相分離器）器）針對不同的油品性質(zhì)和現(xiàn)場針對不同的油品性質(zhì)和現(xiàn)場要求，設(shè)計(jì)了不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)要求，設(shè)計(jì)了不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)的三相分離器，實(shí)現(xiàn)了系列的三相分離器，實(shí)現(xiàn)了系列化化SXF高效三相分離器的結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施高效三相分離器的結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施 水滴的沉降速度計(jì)算水滴的沉降速度計(jì)算 具有一定沉降速度的水滴在分離器中能否沉降至集水部分還

17、具有一定沉降速度的水滴在分離器中能否沉降至集水部分還取決于分離器的型式和分離器重力沉降部分中液體的流速。取決于分離器的型式和分離器重力沉降部分中液體的流速。水滴的分離條件水滴的分離條件 1 1、液滴間的相互作用、液滴間的相互作用 -乳化特性的影響乳化特性的影響2 2、油水物性的影響、油水物性的影響3 3、處理溫度的影響、處理溫度的影響4 4、壓力和含水量的影響、壓力和含水量的影響5 5、流場分布不均的影響、流場分布不均的影響6 6、內(nèi)環(huán)流的影響、內(nèi)環(huán)流的影響 7 7、流態(tài)變化的影響、流態(tài)變化的影響 8 8、油水界面的影響、油水界面的影響9 9、長度直徑比的影響、長度直徑比的影響 原油乳狀液 乳

18、化液是一種非均相液體體系，它由兩種不互溶的液體組成，而且其中一種液體以液滴形式直接分散在第二種液體中。乳化液與一種液體在另一種液體中的簡單分散體不同，乳化液中存在著一種能抑制聚結(jié)現(xiàn)象的乳化劑，因此液滴相互接觸時(shí)發(fā)生聚結(jié)的概率大為減小。 乳化液中以小液滴形態(tài)存在的那一部分則稱作內(nèi)相、分散相或非連續(xù)相。 乳化液的定義 在原油和水組成的大部分乳化液中，水是細(xì)分散在油中的。水滴的球形是界面張力作用的結(jié)果。界面張力作用于水滴，使水滴與油接觸的面積盡可能小。這就是油包水型乳化液，被稱為“正?！比榛骸Ｓ鸵部梢苑稚⒃谒?，形成水包油乳化液，后者被稱為“反向”乳化液。 原油乳狀液 乳化液的類型 原油中所含的水

19、分，有的在常溫下用簡單的沉降法短時(shí)間內(nèi)就能從油中分離出來，這類水稱為游離水；有的則很難用沉降法從油中分離出來，這類水稱乳化水，它與原油的混合物稱油水乳狀液，或原油乳狀液。乳化水需采取專門的措施才能脫除。 一種是水以極微小的顆粒分散于原油中，稱為：“油包水”型乳狀液，用符號wo表示，此時(shí)水是內(nèi)相或稱分散相，油是外相或稱分散介質(zhì)，因外相液體是相互連接的，故又稱連續(xù)相 ； 另一種是油以極微小顆粒分散于水中，稱為：“水包油”型乳狀液，用符號ow表示，此時(shí)油是內(nèi)相，水是外相。 原油乳狀液 乳化液的定義油包水乳狀液 原油乳狀液 乳化液的定義 原油乳狀液 乳化液形成的三個(gè)必要條件是:(1)油田采出物有原油和

20、水，二者不互溶。 (2)原油中有足夠的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、環(huán)烷酸、地層巖屑、泥砂等，它們都是天然的、高性能的乳化劑。 (3)在油田開發(fā)和油氣集輸過程中，油、水、乳化劑三者共聚一體，在油井井筒、油嘴、管道、閥件、機(jī)泵中充分接觸混合。特別是在油田伴生氣的參予下，其攪拌更為激烈。原油乳化液的形成 原油乳狀液 乳化的防止乳化的防止 集油過程原油中水珠粒徑變化情況 取樣部位取樣部位油井井口油井井口油井井口油井井口分離器進(jìn)口分離器進(jìn)口離心泵出口離心泵出口水珠粒徑水珠粒徑uml一一2005-253-103-5泵進(jìn)口水珠粒徑變化情況 取樣部位有水分層時(shí)間分出游離水油相顏色泵進(jìn)口3060黑泵出口6020紅褐色 原油乳

21、狀液 采油時(shí)能使油完全與水隔絕和(或)防止油井產(chǎn)出流體受到各種形式的攪拌，就不會生成乳化液。在一些油井中，要把水完全隔絕是困難的或者是不可能的，同時(shí)，防止攪拌幾乎也是不可能的。所以，許多油井必然會產(chǎn)生乳化液。然而，在一些場合下，乳化作用是由于操作方法不當(dāng)而加重的。 桿式泵抽油井抽油速度過大，柱塞和凡爾維護(hù)不良;利用重力流動(dòng)輸送的地方用泵輸送流體，都會造起不必要的擾動(dòng)。如果條件許可，在油一水分離之前要盡量減少因流經(jīng)離心泵，油嘴和控制閥而引起的壓力降。 乳化的防止乳化的防止 原油乳狀液 加入化學(xué)破乳劑 正確選用增壓泵乳化的防止乳化的防止 正確設(shè)計(jì)和建設(shè)管道 正確布置脫水設(shè)備的位置 原油乳狀液 分散

22、度 原油狀液的性質(zhì)原油狀液的性質(zhì) 密度 分散相在連續(xù)相中的分散程度稱為分散度。 原油含水、含鹽后，其密度顯著增大。 原油乳狀液 粘度 原油狀液的性質(zhì)原油狀液的性質(zhì) 原油乳狀液是一種多相體系，原油乳狀液是一種多相體系，不遵循牛頓內(nèi)摩擦定律，屬不遵循牛頓內(nèi)摩擦定律，屬于非牛頓液體，這時(shí)的粘度于非牛頓液體，這時(shí)的粘度應(yīng)稱為表觀粘度。含水率較應(yīng)稱為表觀粘度。含水率較低時(shí)，乳狀液的粘度隨含水低時(shí)，乳狀液的粘度隨含水率的增加而緩慢上升；含水率的增加而緩慢上升；含水率較高時(shí)，粘度迅速上升；率較高時(shí)，粘度迅速上升；當(dāng)含水率超過某一數(shù)值當(dāng)含水率超過某一數(shù)值(圖中圖中約為約為6575)時(shí)，粘度又時(shí)，粘度又迅速下降

23、，此時(shí)迅速下降，此時(shí)wo型乳狀型乳狀液相為液相為ow型或型或w ow型型乳狀液。此后，隨含水率的乳狀液。此后，隨含水率的進(jìn)一步增加，油水混合物的進(jìn)一步增加，油水混合物的粘度變化不大。粘度變化不大。 原油乳狀液 原油狀液的性質(zhì)原油狀液的性質(zhì) 電性質(zhì) 原油乳狀液的電導(dǎo)率除取決于其含水率和水顆原油乳狀液的電導(dǎo)率除取決于其含水率和水顆粒的分散度外，在很大程度上決定于水中的含鹽、粒的分散度外，在很大程度上決定于水中的含鹽、含酸、含堿量。乳狀液的電導(dǎo)率還隨溫度的增高而含酸、含堿量。乳狀液的電導(dǎo)率還隨溫度的增高而增大。增大。 介電系數(shù)是乳狀液另一項(xiàng)重要的電性質(zhì)。原油的介電系數(shù)是乳狀液另一項(xiàng)重要的電性質(zhì)。原油

24、的介電系數(shù)為介電系數(shù)為2，水的介電系數(shù)約為油的，水的介電系數(shù)約為油的40倍，即倍，即80。由于原油和水介電系數(shù)的懸殊差別，當(dāng)把乳狀液置由于原油和水介電系數(shù)的懸殊差別，當(dāng)把乳狀液置于電場內(nèi)時(shí)，乳狀液的內(nèi)相水滴將沿電力線排列，于電場內(nèi)時(shí)，乳狀液的內(nèi)相水滴將沿電力線排列，并使乳狀液的電導(dǎo)率激烈增加。電場內(nèi)，乳狀液內(nèi)并使乳狀液的電導(dǎo)率激烈增加。電場內(nèi)，乳狀液內(nèi)相水滴沿電力線排列的這種性質(zhì)，常被用來破壞原相水滴沿電力線排列的這種性質(zhì)，常被用來破壞原油乳狀液，脫除原油中所含的水。油乳狀液，脫除原油中所含的水。 原油乳狀液 原油狀液的性質(zhì)原油狀液的性質(zhì) 電性質(zhì) 幾種原油電導(dǎo)，粘度與溫度的關(guān)系圖 原油乳狀液原

25、油乳狀液 原油狀液的性質(zhì)原油狀液的性質(zhì) 穩(wěn)定性和老化穩(wěn)定性和老化 影響乳狀液穩(wěn)定性的主要因素有：乳狀液的分散度影響乳狀液穩(wěn)定性的主要因素有：乳狀液的分散度和原油粘度、乳化劑的類型和保護(hù)膜的性質(zhì)、內(nèi)相顆粒和原油粘度、乳化劑的類型和保護(hù)膜的性質(zhì)、內(nèi)相顆粒表面帶電、乳狀液溫度和水的表面帶電、乳狀液溫度和水的pH值等。值等。 1.分散度和原油粘度分散度和原油粘度 若油水混合物內(nèi)有足夠的乳化劑，并受到充分?jǐn)嚾粲退旌衔飪?nèi)有足夠的乳化劑，并受到充分?jǐn)嚢瑁瑒t形成內(nèi)相顆粒小、分散度高的原油乳狀液。水拌，則形成內(nèi)相顆粒小、分散度高的原油乳狀液。水滴愈小，布朗運(yùn)動(dòng)愈強(qiáng)烈，就能克服重力影響不下沉，滴愈小，布朗運(yùn)動(dòng)愈

26、強(qiáng)烈，就能克服重力影響不下沉，而保持穩(wěn)定。此外，原油粘度愈大，水滴愈不易下而保持穩(wěn)定。此外，原油粘度愈大，水滴愈不易下沉原油乳狀液也就愈穩(wěn)定。沉原油乳狀液也就愈穩(wěn)定。 原油乳狀液 原油狀液的性質(zhì)原油狀液的性質(zhì) 穩(wěn)定性和老化 2.乳化劑的類型和保護(hù)膜的性質(zhì) 原油中存在的天然乳化劑大體上可分為三類，它們對乳狀液的穩(wěn)定性有原油中存在的天然乳化劑大體上可分為三類，它們對乳狀液的穩(wěn)定性有很大的影響。很大的影響。乳化劑是低分子有機(jī)物，如脂肪酸、環(huán)烷酸和某些低分子膠質(zhì)。這類物乳化劑是低分子有機(jī)物，如脂肪酸、環(huán)烷酸和某些低分子膠質(zhì)。這類物質(zhì)有較強(qiáng)的表面活性，易在內(nèi)相顆粒界面形成界面膜。但由于分子量低，質(zhì)有較強(qiáng)

27、的表面活性，易在內(nèi)相顆粒界面形成界面膜。但由于分子量低，界面保護(hù)膜強(qiáng)度不高，故乳狀液的穩(wěn)定性較低。界面保護(hù)膜強(qiáng)度不高，故乳狀液的穩(wěn)定性較低。第二類是高分子有機(jī)物，如瀝青、瀝青質(zhì)等。它們在內(nèi)相顆粒界面形成第二類是高分子有機(jī)物，如瀝青、瀝青質(zhì)等。它們在內(nèi)相顆粒界面形成較厚的、粘性和彈性較高的凝膠狀界面膜，機(jī)械強(qiáng)度很高，使乳狀液有較厚的、粘性和彈性較高的凝膠狀界面膜，機(jī)械強(qiáng)度很高，使乳狀液有較高的穩(wěn)定性。較高的穩(wěn)定性。第三類是粘土、砂粒和高熔點(diǎn)石蠟等固體乳化劑。由這類乳化劑構(gòu)成的第三類是粘土、砂粒和高熔點(diǎn)石蠟等固體乳化劑。由這類乳化劑構(gòu)成的界面膜的機(jī)械強(qiáng)度很高，因而乳狀液的穩(wěn)定性也很高。由蠟晶粒作為

28、固界面膜的機(jī)械強(qiáng)度很高，因而乳狀液的穩(wěn)定性也很高。由蠟晶粒作為固體乳化劑構(gòu)成的乳化液，會因溫度增高時(shí)蠟品粒的溶解而使乳狀液穩(wěn)定體乳化劑構(gòu)成的乳化液，會因溫度增高時(shí)蠟品粒的溶解而使乳狀液穩(wěn)定性下降。性下降。 原油乳狀液 原油狀液的性質(zhì)原油狀液的性質(zhì) 穩(wěn)定性和老化 3.內(nèi)相顆粒表面帶電 原油乳狀液 原油狀液的性質(zhì)原油狀液的性質(zhì) 穩(wěn)定性和老化 4.溫度 乳狀液溫度對其穩(wěn)定性有很大影響，隨溫度的增高，乳狀液穩(wěn)定性下乳狀液溫度對其穩(wěn)定性有很大影響，隨溫度的增高，乳狀液穩(wěn)定性下降。這是因?yàn)榻怠＿@是因?yàn)? : (1)(1)乳狀液的主要乳化劑乳狀液的主要乳化劑瀝青質(zhì)、膠質(zhì)、石蠟等在原油中的溶解度增瀝青質(zhì)、膠質(zhì)

29、、石蠟等在原油中的溶解度增加，減弱了由這些乳化劑構(gòu)成的內(nèi)相顆粒界面膜的機(jī)械強(qiáng)度，使水滴易加，減弱了由這些乳化劑構(gòu)成的內(nèi)相顆粒界面膜的機(jī)械強(qiáng)度，使水滴易于在互相碰撞時(shí)合并下沉；于在互相碰撞時(shí)合并下沉；(2)(2)內(nèi)相顆粒體積膨脹，使界面膜變薄，機(jī)械強(qiáng)度減弱；內(nèi)相顆粒體積膨脹，使界面膜變薄，機(jī)械強(qiáng)度減弱；(3)(3)加劇了內(nèi)相顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)，增加了互相碰撞、合并成大顆粒的機(jī)率；加劇了內(nèi)相顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)，增加了互相碰撞、合并成大顆粒的機(jī)率；(4)(4)油水體積膨脹系數(shù)不同，原油體積膨脹系數(shù)較大，使水和油的密度差油水體積膨脹系數(shù)不同，原油體積膨脹系數(shù)較大，使水和油的密度差增大，水滴易于在油相中下沉；增

30、大，水滴易于在油相中下沉；(5)(5)降低了原油的粘度，水滴易于沉降。降低了原油的粘度，水滴易于沉降。 原油破乳的基本方法與原理化學(xué)破乳：該方法是向含水原油中添加化學(xué)破乳劑，經(jīng)攬拌混臺使化學(xué)破乳：該方法是向含水原油中添加化學(xué)破乳劑，經(jīng)攬拌混臺使其到達(dá)原油乳化液的油一水界面上，降低界面張力，破壞乳化狀其到達(dá)原油乳化液的油一水界面上，降低界面張力，破壞乳化狀態(tài)破乳后的水珠相互聚結(jié)并沉降分離；態(tài)破乳后的水珠相互聚結(jié)并沉降分離；電破乳：包括交流電、直流電、交一直流電、高頻脈沖供電等，用電破乳：包括交流電、直流電、交一直流電、高頻脈沖供電等，用電場力破壞原油乳化液，使水珠相互聚結(jié)，自原油中分出；電場力破

31、壞原油乳化液，使水珠相互聚結(jié)，自原油中分出；潤濕聚結(jié)：利用高比表面材料對油與水親和力的懸殊差差異，使原潤濕聚結(jié)：利用高比表面材料對油與水親和力的懸殊差差異，使原油中的油或水珠在其表面聚結(jié)，并沉降油中的油或水珠在其表面聚結(jié)，并沉降( (油上浮油上浮) )分離。分離。 一般原油脫水的工業(yè)生產(chǎn)裝置是聯(lián)合上述方法中的幾種綜臺使用，一般原油脫水的工業(yè)生產(chǎn)裝置是聯(lián)合上述方法中的幾種綜臺使用，然后沉降分離（包括自然沉降、熱沉降、離心沉降和斜板、斜管沉然后沉降分離（包括自然沉降、熱沉降、離心沉降和斜板、斜管沉降等），以便形成較完善的上藝過程，使原油脫水生產(chǎn)過程效率高、降等），以便形成較完善的上藝過程，使原油脫

32、水生產(chǎn)過程效率高、生產(chǎn)成本低、經(jīng)濟(jì)效益高。生產(chǎn)成本低、經(jīng)濟(jì)效益高。 分離理論分離理論 臨界臨界相液面相液面 臨界路徑是相對于穩(wěn)態(tài)臨界路徑是相對于穩(wěn)態(tài)液位而言的。但是，實(shí)際上液位而言的。但是，實(shí)際上液位是不斷波動(dòng)的，在設(shè)計(jì)液位是不斷波動(dòng)的，在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該考慮到液位的波過程中應(yīng)該考慮到液位的波動(dòng)、最高液位和最低液位等動(dòng)、最高液位和最低液位等各種情況各種情況 圖B 最高液位和最低液位的各種情況臨界沉降路徑臨界沉降路徑 如果最遠(yuǎn)處的液滴得到如果最遠(yuǎn)處的液滴得到沉降，那么粒徑相同或更大沉降，那么粒徑相同或更大的液滴必然會得到沉降。的液滴必然會得到沉降。目前，勝利油田針對多種采出液進(jìn)行了脫水工藝的攻關(guān)研

33、究，目前，勝利油田針對多種采出液進(jìn)行了脫水工藝的攻關(guān)研究，基本形成了適應(yīng)油田各種采出液特性的工藝技術(shù)系列，滿足了原基本形成了適應(yīng)油田各種采出液特性的工藝技術(shù)系列，滿足了原油脫水的需求，這些技術(shù)都是以三相分離器作為主要分離設(shè)備。油脫水的需求，這些技術(shù)都是以三相分離器作為主要分離設(shè)備。輕質(zhì)原油輕質(zhì)原油一段壓力一段壓力脫水脫水中質(zhì)原油中質(zhì)原油兩段兩段/ /三段三段脫水脫水重質(zhì)原油重質(zhì)原油三段三段脫水脫水重質(zhì)及普通稠油重質(zhì)及普通稠油三段高溫三段高溫脫水脫水熱采稠油熱采稠油一級壓力分水一級壓力分水+ +三段沉降三段沉降脫水脫水二級壓力分水二級壓力分水+ +一段沉降一段沉降脫水脫水外輸外輸進(jìn)站閥組進(jìn)站閥組

34、 三相分離器三相分離器凈化油罐凈化油罐加熱爐加熱爐污水去污水站污水去污水站 分離緩沖罐分離緩沖罐 原油穩(wěn)定原油穩(wěn)定二、原油處理技二、原油處理技術(shù)術(shù)三相分離一段壓力脫水工藝三相分離一段壓力脫水工藝外輸外輸進(jìn)站閥組進(jìn)站閥組 三相分離器三相分離器凈化油罐凈化油罐加熱爐加熱爐污水去污水站污水去污水站 分離緩沖罐分離緩沖罐 電脫水器電脫水器 原油穩(wěn)定原油穩(wěn)定二、原油處理技二、原油處理技術(shù)術(shù)三相分離三相分離+ +電脫水兩段壓力脫水工藝電脫水兩段壓力脫水工藝提升泵提升泵進(jìn)站閥組進(jìn)站閥組 三相分離器三相分離器緩沖罐緩沖罐一次沉降罐一次沉降罐加熱爐加熱爐 電脫水器電脫水器凈化油罐凈化油罐外輸外輸污水去污水站污水去污水站污水污水 原油穩(wěn)定原油穩(wěn)定二、原油處理技二、原油處理技術(shù)術(shù)三相分離三相分離+ +沉降沉降+ +電脫水三段脫水工藝電脫水三段脫水工藝提升泵提升泵進(jìn)站閥組進(jìn)站閥組 三相分離器三相分離器緩沖罐緩沖罐一次沉降罐一次沉降罐加熱爐加熱爐加熱爐加熱爐 電脫水器電脫水器凈化油罐凈化油罐外輸外輸污水去污水站污水去污水站污水污水二、原油處理技二、原油處理技術(shù)術(shù)三相分離三相分離+ +高溫沉降高溫沉降+ +高溫電脫水三段脫水工藝高溫電脫水三段脫水工藝稠油進(jìn)站閥組稠油進(jìn)站閥組 三相分離器三相分離器一次沉降罐一次沉降罐加熱爐加熱爐凈化油罐凈化油罐