一種高效磁電破乳器的製作方法
2024-01-25 17:56:15
本實用新型涉及一種高效磁電破乳器，具體涉及一種用於原油電脫鹽或脫水以及餾分油脫水的強化破乳裝置。
背景技術：
：隨著油田開發進入後期，開採工藝的不斷發展，例如三次採油注水、注聚合物、三元複合驅、調刨、解堵等技術的應用，加入了大量的藥液，使得油田採出原油乳化程度越來越嚴重，原油乳狀液變得更加穩定，導電性增強，施加高壓電場時，電流會增大，甚至短路，脫水難度越來越大，常規的電化學二段脫水已很難達到原油外輸指標的要求。隨著三次採油原油及高酸原油的進入，煉油廠電脫鹽裝置運行也出現困難，由於乳化嚴重、破乳困難，造成電流大、運行不穩定、電耗高、排水帶油、脫後含鹽含水超標等一系列問題，同時也造成裝置能耗高、裝置腐蝕加重等問題。為解決上述問題，人們開發了一些技術。CN1607974A公開了一種配置在分離容器中的裝置，具有流體混合物流過的一個入口和許多出口，它是為了促進乳化在第二種流體中的第一種導電性流體的靜電聚結，該裝置包括許多管狀靜電聚結器基元，後者在流動方向延伸，它們排列在一個基本上覆蓋了該容器整個橫截面的基體裡，以及對流過該聚結器基元的流體施加電場的方法。但該裝置用於分離罐內，結構複雜，有電空間有限，而且需要絕緣管。CN101078345A公開了一種油田採出液電磁聚結預處理裝置，其中的電聚結器結構主要由接管、絕緣棒總成和靜電聚結器組成；在接管的兩端設有法蘭盤，在接管的中左部和中右部由定位掛塊懸掛在接管內的對稱的兩個圓筒形的靜電聚結器上；靜電聚結器內縱向設有由圓形定位板兩端定位的通油管，通油管兩端插在定位板上對應設有的圓孔內，並焊接一起；在每根通油管的中心設有一根電極棒，電極棒的兩端部用螺栓螺母固定在長條形固定板上；固定板兩端設有90°拐角，拐角鑲嵌在通油管內；一個靜電聚結器的電極棒的左端接線端子通過電纜並聯與設在接管左端部的絕緣棒總成相聯，另一個靜電聚結器的電極棒的右端接線端子用電纜並聯於設在接管右端部的絕緣棒總成相聯，兩個靜電聚結器的電極棒的另一端分別用電纜並聯分別接於接設在接管上的地線接線柱上。其結構複雜、需要很多聚結單元，而且電場分布不均，不能充分利用管內空間，流體不能自由流動，而且電場強度低，僅適用於高含水的採出液的大水珠聚結。US4,469,582中公開了一種以電力增強的斜板分離器，它裝在一個下遊的小室裡，這個小室與電力系統相連而產生電場，在分離器的通路中，將極性的流體(水)從非極性的流體(油)中聚結並分離。這種分離器一般是由一排平面狀或波紋狀的極板(電極)組成，被處理的混合液通過這些極板。每塊極板是由兩部分做成的，第一部分是用導電材料制的；在下遊，第二部分是由絕緣材料制的。這種裝置安裝於分離罐內，有電空間有限。US4,919,777中公開了一種將鹽水從油中用靜電/機械分離的處理器，分離是在液體縱向流過在水平方向加長的罐時進行的，在罐中裝有聚結器的基元以增強破乳化的作用。乳狀液流過電場的方向，鹽水的微滴帶了電荷，然後又通過接地線的聚結器的基元，後者包含了許多以束狀排列縱向延伸並向下傾斜的開口的管子。這種裝置安裝於分離罐內，有電空間有限。CN1772845A公開了一種原油脫水、脫鹽的工藝，尤其涉及一種駐波超聲-電場聯合用於各種油品脫水、脫鹽的工藝。該發明的技術方案為將駐波聲場與電場作用結合在一起，達到脫水脫鹽的目的。即原油加入新鮮水與破乳劑經靜態混合器或其它混合裝置均勻混合，先經過駐波或行波超聲作用，然後進入常規電脫鹽裝置脫水脫鹽。但超聲波功率較小，破乳作用有限，而且在一定條件下還會產生乳化作用。技術實現要素：鑑於現有破乳器存在的問題，本實用新型的目的之一在於通過在均勻電場中施加多個均勻強磁場，從而增強破乳效果；目的之二在於將磁電破乳器安裝在原油電脫鹽或電脫水罐或餾分油脫水器之前，從而降低電流，以降低能耗；目的之三在於提高金屬離子的脫除率；目的之四在於將磁電破乳器用於餾分油脫水器之前以提高裝置的分離效率。為了實現上述目的，本實用新型採用以下技術方案來實現。依據本實用新型提出的一種高效磁電破乳器，包括金屬容器3，該金屬容器3內設置有多組磁電場產生部件，每組磁電場產生部件包括3個相互平行的金屬電極板5，每個金屬電極板5上均勻分布永磁體8；相鄰的金屬電極板5、金屬電極板5與金屬容器3之間均通過絕緣吊掛4連接；最上方的金屬電極板5通過電極棒2與供電變壓器1連接，通過金屬線7與最下方的金屬電極板5連接，中間的金屬電極板5與金屬容器3連接；所述金屬容器3接地，其內壁上均勻分布有永磁體8。為了實現上述目的，本實用新型還採用以下技術措施來進一步實現。前述的高效磁電破乳器，每個金屬電極板5為網狀或格柵狀。前述的高效磁電破乳器，所述絕緣吊掛4為聚四氟乙烯材料。前述的高效磁電破乳器，所述供電變壓器1為單相變壓器、三相變壓器、脈衝變壓器、交流變壓器或直流變壓器。本實用新型中，磁場發揮了降粘的作用，這是由於在原油中含有各種金屬及其化合物，其具有帶電離子，同時還含有水、表面活性物質等，在外加磁場的作用下，原油中的磁性核會沿磁場方向按照能級規則取向排列，導致原油中石蠟分子的動能增加並改變了石蠟的結晶過程；磁性核的取向排列作用使得石蠟分子在磁場作用下規則排列聚集，更易結晶成核，晶核的增多降低了蠟晶的生長速率，從而改變了石蠟的結晶過程；磁處理使石蠟分子首先在原油的內部結晶析出，並且原油中所形成的蠟晶顆粒尺寸變小，數量增多，小而彌散的蠟晶更易被油流帶走，避免了蠟晶在金屬上大量結晶生長，減少了沉積；蠟晶數目的增加，使得原油中的蠟晶顆粒分散度和對稱性增加，蠟晶顆粒間的色散力減弱；原油中的蠟晶不易聚集連接成三維空間網狀結構，從而降低了原油的粘度。本實用新型中，由於磁場對原油具有降粘作用，從而使乳化液水滴的運動阻力減小，使其聚結速度加快。本實用新型中，由於多個磁場的震蕩作用，水中的正負離子不斷地周期性的往復運動，使水滴的兩端電荷極性發生明顯的變化，離子往復運動時水滴界面膜不斷地受到衝擊，使其機械強度下降，甚至破裂，水滴越大，離子對界面膜的衝擊力也越大，震蕩聚結的效果也越好，使得分散相液滴碰撞機會增加，即增加了分散相的絮凝速度；其次由於電磁場對分散相液滴碰撞的剪切作用，使各水滴的液膜發生破裂而聚結成大滴。對一個油包水型的水滴來說，水滴表面被乳化劑所包裹，而水滴表面的切向力又有將乳化劑表面膜「撕開」的趨勢，即破壞了乳化劑膜的穩定性，因此有利於液滴的合併。液滴運動的速度越快，表面所受到的剪切力越大，表面膜也就越容易受到破壞。電磁場可以加速水滴進入連續相的聚並速度，防止海綿狀乳狀液的生成。處在電磁場當中的乳狀液在電場和磁場聯合的極化作用下，極性逐漸加強，水滴活性逐漸增加，流動阻力逐漸減小，聚結速度逐漸加快，在極短的時間內完成聚結過程，形成大粒徑的水滴，同時金屬離子水中溶解度增加，有利於金屬離子的脫除。油水乳化液在很短的時間通過管段時經過電場的作用，多數水珠形成聚並，由於時間短，來不及沉降分離，因此電流很小，到下遊設備時能迅速沉降分離，從而降低後續設備的電耗，提高後續設備的電場強度，使難聚並的水珠進一步聚並分離，降低油中含水。與現有技術方案相比，本實用新型一種高效磁電破乳器具有結構簡單、體積小、能耗低、電場強度和磁場強度分布均勻、形成多個磁場、多個電場和磁場同時作用、有電空間大、停留時間短、破乳效果好的優點；在90℃下，將含水10％的原油乳化液在本實用新型的高效磁電破乳器中停留5秒後，其含水量可降低至0.5％。另外，本實用新型的高效磁電破乳器還具有金屬離子脫除率高、安裝使用方便、投資少等特點。上述說明僅是本實用新型技術方案的概述，為了能更清楚了解本實用新型的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，並且為讓本實用新型的上述和其他目的、特徵和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，並配合附圖，詳細說明如下。附圖說明圖1是本實用新型一種高效磁電破乳器的結構示意圖。圖2是圖1的A-A視圖。圖3是使用本實用新型的高效磁電破乳器的流程圖。【主要元件符號說明】1：供電變壓器2：電極棒3：金屬容器4：絕緣吊掛5：金屬電極板6：接管7：金屬線8：永磁體具體實施方式下面通過具體實施例並結合附圖對本實用新型做進一步的詳細描述。為更好地說明本實用新型，便於理解本實用新型的技術方案，本實用新型的典型但非限制性的實施例如下：實施例1請參閱圖1及圖2，一種高效磁電破乳器，包括金屬容器3，該金屬容器3內設置有1組磁電場產生部件，每組磁電場產生部件包括3個相互平行的金屬電極板5，每個金屬電極板5上均勻分布永磁體8；相鄰的金屬電極板5、金屬電極板5與金屬容器3內壁之間均通過絕緣吊掛4連接；最上方的金屬電極板5通過電極棒2與供電變壓器1連接，通過金屬線7與最下方的金屬電極板5連接，中間的金屬電極板5與金屬容器3連接；所述金屬容器3接地，其內壁上均勻分布有永磁體8，從而在金屬電極板5之間及金屬電極板5與內壁之間形成均勻的磁場。較佳的，本實用新型不限制磁電場產生部件的數量，使用者可根據需要確定，如3組以上。較佳的，每個金屬電極板5為網狀或格柵狀。較佳的，相鄰的金屬電極板5、金屬電極板5與金屬容器3內壁之間最好為等距離設置，確保形成均勻的電場、磁場。較佳的，所述絕緣吊掛4為聚四氟乙烯材料。較佳的，所述供電變壓器1為單相變壓器、三相變壓器、脈衝變壓器、交流變壓器或直流變壓器。本實用新型提出的高效磁電破乳器的工作原理如下：由於中間的金屬電極板5與接地的金屬容器3連接，隔層通過金屬線7相連的兩個金屬電極板5與供電變壓器1連接，因此相鄰金屬電極板5之間電壓不同，形成了均勻的電場；又因金屬電極板5、金屬容器3的內壁上都均布永磁體8，在金屬電極板5與金屬容器3的內壁之間形成均勻的磁場,在金屬電極板5上的永磁體之間也形成均勻的磁場。當油水乳化液流過破乳器時既受均勻電場作用，又同時受到多個均勻磁場作用。實施例2將含水10％、密度為0.9g/cm3的原油，分別在電場、磁場和電場+磁場的試驗條件下進行脫水試驗，試驗結果如表1所示：表1實驗條件脫水率(％)靜置脫水10min50加電場30秒後靜置10min85在0.1T均勻磁場中30秒，靜置10min60在0.1T均勻磁場中加電場30秒靜置10min97通過表1可以看出，含水10％、密度為0.9g/cm3的原油在電場+磁場中經處理10min後脫水率可達到97％，相比單獨採用電場或磁場，脫水效果好。在上述試驗的基礎上，本實用新型利用電場和磁場相結合，應用到電破乳器中，得到實施例1的磁電破乳器。採用實施例1的磁電破乳器用於油水乳化液時，其處理過程如圖3所示。先將本實用新型的高效磁電破乳器通過接管6與分離罐相連，再向其通乳油水乳化液，經處理後，進入分離罐分離後，獲得脫水原油。經試驗，在90℃下，將含水10％的原油乳化液在本實用新型的高效磁電破乳器中停留5秒後，其含水量將低至0.5％。說明本實用新型的磁電破乳器具有優異的破乳脫水效果。以上詳細描述了本實用新型的優選實施方式，但是，本實用新型並不限於上述實施方式中的具體細節，在本實用新型的技術構思範圍內，可以對本實用新型的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬於本實用新型的保護範圍。另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特徵，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重複，本實用新型對各種可能的組合方式不再另行說明。此外，本實用新型的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本實用新型的思想，其同樣應當視為本實用新型所公開的內容。以上結合具體實施例描述了本實用新型的技術原理。這些描述只是為了解釋本實用新型的原理，而不能以任何方式解釋為對本實用新型保護範圍的限制。本領域技術人員在本實用新型的基礎上做各種各樣的修改或補充或採用類似的方式替代，只要不偏離本實用新型的結構或者超越本權利要求書所定義的範圍，均應屬於本實用新型的保護範疇。當前第1頁1 2 3