動態(tài)脫鹽脫水裝置說明書1.doc

JDY-1ZD動態(tài)脫鹽脫水裝置使用說明書江蘇姜堰市奧普特分析儀器廠一、 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)定進煉油廠的原油含鹽不大于50mg/L，含水不大于0.5的指標。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，嚴重時甚至會堵塞管路，造成停工事故。（二）、造成設備腐蝕，CaCl2、MgCl2能水解生成具有強腐蝕性的HCl，尤其是在低溫設備部分由于水的存在而形成鹽酸時更為嚴重。（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最佳工藝參數(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、 電脫鹽基本原理 自美國加利福利亞大學的科研人員發(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，達到高效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。即 d2（1-2）Wc= g 18V2式中：Wc水滴沉降速度， m/s；d水滴直徑， m；12水和油的密度， Kg/m3；V油的運動粘度， m2/s；g重力加速度， m/s2；上式只適用于兩相的相對運動速度屬于層流區(qū)的情況，對于直徑太小的水滴，此式也不適用。由上式可知，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。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。因此在原油脫鹽過程中，重要的問題是促進水滴的聚結(jié)，使水滴直徑增大。（二）、破乳劑對脫鹽的作用 乳狀液是兩種或多種以上不互溶或不完全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)，以便進行油水分相的自由沉降分離，就必須加入適當?shù)钠迫閯Ｆ迫閯┍旧硪彩且环N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）電場脫鹽的作用采用高壓靜電場對原油進行破乳以提高脫鹽效果，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，都能由于感應使微滴的兩端帶上不同極性的電荷產(chǎn)生誘導偶極，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 4F=6KE2r2（） l4 l式中：K由原油和水的介電系數(shù)所決定的常數(shù)； E電場強度； r水滴的半徑；l兩水滴中心距；上式表明，r/l是影響聚結(jié)力的最重要的因素，當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，原油中水滴加速聚結(jié)。當E小于某一臨界數(shù)值時，微小水滴的聚結(jié)力就會降低，然而當超過臨界電分散場強后，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）、操作溫度對脫鹽的影響 一般認為，只要系統(tǒng)處于液相，溫度高些對脫鹽有利，此時，原油的粘度降低，對水滴運動和沉降的阻力減小，水滴運動的速度增加。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，原油的導電率也隨著升高，當溫度大于120時導電率急劇增大，電耗增加，且氯化鎂和氯化鈣開始水解也不利于脫鹽。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，因而對溫度條件應適當?shù)靥岢錾舷?，參照我國部分油田原油處理的文獻資料，電脫鹽操作溫度一般在104149之間。最佳的操作溫度應根據(jù)原油的性質(zhì)來優(yōu)選。三動態(tài)脫鹽裝置的結(jié)構(gòu)與特點 （一）、JDY-1ZD動態(tài)脫鹽裝置采用基本二級電脫鹽結(jié)構(gòu)，同時通過閥門切換可實現(xiàn)單路一級脫或雙路并用一級脫，三種工作模式可供選擇，該裝置可手動操作，也可以由計算機控制。參閱流程圖。 （二）、每級進入脫罐的原油與加注的水和破乳劑均預先進入我廠自行設計的專用高剪切混合器混合，并可在線取樣觀察分析混合效果。 （三）、可進行在線腐蝕性能的試驗。 （四）、電氣部分采用儀表控制或計算機控制，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)處理過的原油排出的速率，從而達到整個系統(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)采用變壓器與電抗器串接形式，允許高壓輸出端子長時間短路，短路狀況改變后能立即恢復高壓電場的輸出。當溫度、壓力、電場任一參數(shù)超出預先設定的報警值，則整機停止運行予以保護，并報警。從而極大地提高了整個系統(tǒng)的安全性、可靠性。四主要技術指標 （一）、電源：380V10% 三相四線 （二）、額定功率：18KW （三）、一、二級脫罐容積：5L （四）、原油最大處理量：10L/h （五）、電場強度：02100V/cm （六）、系統(tǒng)承載壓力：2Mpa五操作規(guī)程（一）、開機前的準備工作：1氮氣源：要求瓶內(nèi)氮氣應在5Mpa以上，實際施壓應在11.5Mpa之間。2試樣油：根據(jù)試驗要求，準備適量的試樣原油進行溶化處理，并注入原油桶。3水及破乳劑：根據(jù)工藝要求，按一定劑量的破乳劑溶液于相應比例的純水中，并進行充分混合，待用。4清洗油：準備一定量的柴油，由原料泵注入用于試驗前檢查管路系統(tǒng)是否暢通及試驗完畢后清洗管路系統(tǒng)。5電源：裝置采用三相四線制供電。 電壓：380V10% 頻率：50HZ 功耗：滿負荷時18 KW（二）、開機運行：1.通電：（1）接通總電源開關（柜內(nèi)空氣開關）。（2）將各支路控制開關置于工作位置，正常運行過程中不得改變。（3）選擇控制方式，將“選擇開關”撥到所選用控制方式位置。（4）接通儀表電源開關。2.設定溫度：根據(jù)工藝要求，分別設定裝置中的各控制點的所需溫度。3.樣品及試樣劑量：對試驗原油及注入水進行去皮計重并作記錄。4.進氣：打開氣源補壓閥看各級壓力是否一致，檢查管道是否暢通。5.排空氣:為確保安全，裝置運行時應對一、二級脫鹽罐進行空氣排放二次以上（此過程在一級、二級注滿原油前進行）。具體操作如下:（1） 打開一級旁路閥（因一級有止回閥，不打開此閥無法補氣）。（2） 打開氮氣瓶閥，將壓力調(diào)至1Mpa。（3） 打開穩(wěn)壓閥，觀察壓力表，使壓力與氮氣瓶壓力一致即可。（4） 打開儀表盤上的補壓閥，使儀表盤壓力指示與氮氣瓶壓力相符。（5） 關閉補壓閥，打開排氣閥，待罐內(nèi)氣體排盡。（6） 重復操作(4)、（5）項23次。7進樣：（1）原油泵的試運行：a.打開原油泵下面的排空閥，關閉一級進樣閥，啟動原油泵。b.關閉原油罐出口閥，打開柴油注入閥，先將柴油注入原油泵。c.觀察排空口，待有柴油排出且無氣泡出現(xiàn)時，關閉柴油注入閥，打開原油罐出口閥，試運行完畢。（2）正式進樣：a打開原油罐出口閥，觀察泵下面排空閥，待排空閥完全排出原油時，關閉排空閥（注：進樣前，先選擇好是并聯(lián)使用還是串聯(lián)使用，然后打開、關閉相應的閥門）。b.打開一級進樣閥，原油開始進入脫鹽罐（此操作應迅捷，否則會加大原油泵的輸出壓力，損傷泵及壓力表輸出管道）。c.在原油進入裝置過程中，應密切觀察原油泵下面壓力表的壓力，如發(fā)生壓力突發(fā)性上升或大于脫鹽罐壓力表壓力時，說明裝置管路系統(tǒng)有堵塞現(xiàn)象，應關閉原油泵，排除堵塞后方可繼續(xù)運行。此時應檢查：（1） 管路保溫是否正常；（2） 相應的閥是否打開。 如以上正常，打開注油泵下面的排空閥，將罐內(nèi)壓力調(diào)至1.5Mpa左右，將氮氣從排空口排出。 d.觀察一、二級脫鹽罐的出口溫度指示值，當接近所對應罐內(nèi)溫度值時，說明各級脫鹽罐已注滿原油。8.補壓：(1) 打開排空閥，再次進行排氣二次后關閉排空閥。(2) 打開氮氣瓶閥，對裝置進行補壓，根據(jù)試驗要求將系統(tǒng)補壓至11.5Mpa。9.處理量及注水量的確定：(1)根據(jù)工藝要求，調(diào)整原油泵的進樣速度，樣品含鹽量高應降低進樣速度，反之可適當提高進樣速度。(2)打開儀表盤上的混合速度開關，觀察混合速度表，分別調(diào)整在適當位置，一般在7001200之間，亦可根據(jù)實驗值來確定此值。(3)開啟一、二級進水泵電源，根據(jù)工藝要求確定進水量，并調(diào)整注水泵速度，使之符合要求。 10.施加電場：根據(jù)工藝要求，分別調(diào)整一、二級脫鹽罐的電場，一般情況是通過觀察電流表對應值來確定(在施加電場800V1000V/cm時觀看電流表數(shù)值)，即各級電流表電流值500mA時可逐漸加大電場電壓，一般為1200V/cm為宜。11.排水：本裝置裝有自動下水指示及自動排水裝置，為確保及時可靠地排水，當下水指示燈亮后，應及時從電磁閥出口處接水，而不可依賴自動排水。也可將電磁閥上端排水閥控制在微量出水狀態(tài)，使之平衡排水，對整個系統(tǒng)的壓力平衡亦有益處。12.系統(tǒng)的壓力平衡：裝置系統(tǒng)正常運行時，其壓力應基本一致，但排廢料及自動下水時還是對系統(tǒng)壓力平衡影響較大，為減少影響系統(tǒng)壓力的平衡，應按下列步驟進行調(diào)整。(1) 正常運行時，系統(tǒng)壓力約為1.5Mpa，如出現(xiàn)自動下水時，壓力驟降，建議采用調(diào)小電磁閥上端出水閥，關小電磁閥下端出水閥，使之出水為微滴現(xiàn)象，這樣能有效控制壓力平衡，亦使出口含油量減少。(2) 當排廢油過快或過慢也會使系統(tǒng)壓力變化。本裝置是通過自動壓力調(diào)整來實行控制排放量，故應特別注意進料速度與排料速度的相應性，一般是在排料之前將吸收罐內(nèi)注入一定量的原油使之恒壓，同時調(diào)整氣動閥，使之符合要求。(3) 工作罐壓力調(diào)整：可應用儀表盤上的壓力顯示儀調(diào)整如下：先用100%的輸出來確定排料是否暢通，再讓儀表0%輸出調(diào)整是否能關閉排料，然后再讓儀表轉(zhuǎn)換成自動控制觀看是否能保持住壓力，不斷調(diào)整開啟量，直到壓力保持平穩(wěn)方可。（三）、取樣：1.一級取樣：(1)從儀表盤上關閉一級取樣器上端的一級向二級注料的閥門，同時打開取樣器上端的閥（注意開啟量要小，以保持壓力平衡）。再打開取樣器下端的閥門，為了確保取樣的準確性，先用廢料杯放掉一部分，再用取樣杯接樣品油。(2)取樣結(jié)束后，打開一級向二級進料的閥門，同時關閉取樣器上端的閥門，待取樣器放空后關閉下端的閥門,此過程要迅速,以保持壓力平穩(wěn)過渡。2.二級取樣：(1)關閉二級取樣器上端二級向收料罐注油的閥門，同時打開取樣器上的閥，開啟量以保持壓力平穩(wěn)為準，再打開取樣器下端的閥，也要用廢料杯放掉部分，再用取樣杯接樣品油。(2)取樣結(jié)束后，打開二級向收料罐的閥，同時關閉取樣上端的閥，待取樣器排空后，關閉下端閥，此過程也要迅速，以保持壓力平穩(wěn)。（四）、結(jié)束前的工作：1.在確定試驗結(jié)束時，將一、二級電場調(diào)至為零，關閉原料罐加熱系統(tǒng)。2.排空減壓至0.30.5Mpa，關閉油泵、水泵，以及氮氣調(diào)節(jié)閥。3.打開注油泵下面的排氣閥開始放油。4.關閉原油罐進料閥，打開柴油罐閥（注油時油泵不可停）。5.待廢油排盡后關閉排空閥，加大泵的轉(zhuǎn)速，注入柴油，開始清洗管道。6.觀察原油泵下面的排空閥，待清澈的柴油排出后，關閉原油泵，切斷各部份電源。7.關閉氮氣源。8.拉閘，切斷總電源，結(jié)束試驗。六、采用計算機控制的補充說明一、MOXA卡及操作軟件的安裝1.將MOXA卡安裝在計算機上后，安裝MOXA卡驅(qū)動程序。(先搜索卡驅(qū)動，再搜索卡07端口驅(qū)動)2.拷貝文件夾“dty”到D盤根目錄下。3.為D盤中文件夾“dty”下“dty.exe”建立桌面快捷方式。 二、程序操作 1.執(zhí)行桌面上電脫鹽程序圖標2.進入?yún)?shù)頁，用鼠標左鍵單擊確定3.進入控制頁面4.用鼠標左鍵單擊程序開始5.如果要重新進行參數(shù)設置，則用鼠標左鍵單擊參數(shù)設置6.用鼠標左鍵單擊總電源上電(鼠標按下左鍵時間要長一些再抬起)7.用鼠標左鍵單擊高壓上電(鼠標按下左鍵時間要長一些再抬起)8.用鼠