专利名称：一种超稠油热化学脱水工艺方法
技术领域：
本发明涉及一种超稠油热化学脱水工艺方法，属稠油化学脱水技术类。
背景技术：
我国辽河、胜利、新疆等油田超稠油粘度大，目前，50℃超稠油粘度最高达187000mPa·s，含胶质沥青高，与水之间的密度差小，由于超稠油采用蒸汽吞吐开采方式，油中含水较高，但经过脱水后的超稠油仍然可用于石油炼制，因此，脱水后的超稠油具有较高使用价值，目前，国外超稠油脱水技术处于探索阶段，以加拿大和平河和冷湖集中处理站为例，他们仍采用两段脱水工艺，一段使用卧式三相分离器，二段使用电脱水，热交换以蒸汽加热和换热为主，在脱水中，采取两项措施，一是脱水温度控制在130℃～140℃之间，据加拿大马拉尼公司测算，在40℃条件下，100μm水的微粒在稀油中的沉降速度约0.54cm/min，在稠油中的沉降速度为0.000065cm/min，几乎相差1000倍，而提高稠油的脱水温度可降低密度，粘度及表面张力，使之与稀油相近，这样能大大改善稠油处理特性，二是采用掺轻烃降粘，降密度，据介绍C4最好，轻烃密度720～760kg/m3掺入量10％～30％，可将密度接近1000kg/m3的稠油降至922kg/m3左右，增大了油水比重差，提高了脱水效果，这样经电脱水后的净化含水一般可达0.5％，能满足要求。
但是由于辽河油田超稠油粘度极大，密度极高，有的超稠油密度高于水的密度，与国外超稠油物性存在着较大差异，上述超稠油脱水工艺不适合我国国情，而国内目前只采用超稠油掺稀油降粘脱水，及稠油高温脱水工艺，其流程复杂，费用较高，装备复杂。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述缺点，而提供的一种超稠油热化学脱水工艺方法，该方法利用100度以下的静态沉降脱水工艺脱出超稠油中污水，可使沉降后的原油含水低于5％，达到与满足石油炼制和其它特殊要求。本发明经检索后未见报导。
本发明的实现方式超稠油化学脱水工艺方法是将温度为70～75℃的超稠油通过管道与汽车拉运方式进入联合站。其中管输压力为0.4MPa的超稠油进站后要先经原油计量程序后再加入油溶性RS-2、LH-2破乳剂，然后送入换热器内升温；而汽车拉运原油先卸入卸油槽中，由卸油泵升压及计量再加入LH-2或RS-2破乳剂后与管输原油混合一起再次进入换热器中，使原油升温至90℃之后，进入到一段原油沉降罐内进行脱水。
所述的原油沉降罐内脱水静止沉降法是指(含水率50％)在超稠油脱水工艺中，至少具备三座原油沉降罐分别为1#、2#、3#沉降罐进行脱水，沉降时原油首先进入1#沉降罐，待原油进满1#沉降罐后，打开2#沉降罐进口阀门并关闭1#沉降罐出口阀门，使1#罐中含水原油在静止状态下逐渐沉降，待2#沉降罐进满原油后，又打开3#沉降罐的进口阀门，并将2#沉降罐出口阀门关闭，使2#沉降罐含水原油保持静止状态，此时，并不断对1#沉降罐原油取样进行含水化验，待罐中沉降后的原油含水指标满足要求时，可开启1#沉降罐中的原油和污水阀门，便可将污水和合格原油排出罐外，待3#沉降罐满后，此时1#沉降罐已排空，这样周而复始，通过切换各阀门便可保证超稠油脱水连续运行。
超稠油在沉降罐内静止沉降时间为96小时，才能使沉降后原油含水低于5％的标准。另外，对于含水率大于50％的超稠油需采用二段静止脱水流程，即高含水原油进站加药后，经一段换热器升温至80℃后，进一段静止沉降罐脱出大部分游离水后，又经二段加药脱水升压及二段换热器升温至90℃后，再进入二段静止沉降脱水。
所述的一段、二段沉降方式，同一段静止沉降脱水流程，其中一段沉降时间为24小时，二段沉降时间为96小时，沉降后原油含水率低于5％。
本发明与现有技术相比具有显著特点该超稠油热化学脱水工艺由于采用了静态沉降脱水工艺较之同规模的稠油掺稀油降粘脱水工艺一次节省投资700万元，并节省大量电力和燃料消耗，超稠油静态沉降脱水工艺较超稠油高温脱水工艺，每年可节省经费4034万元，使用该工艺可将超稠油含水下降到3％以下，本发明的原油脱水温度只在100℃以下，因此，对设备耐温要求条件较低，用热负荷少。因此，也可节省大量掺稀释剂设备及高温运行设备，使工程投资少，运行成本低。另外，本发明还具有脱水工艺流程简单，实用方便等特点。
本发明的方法经现场试验可看出，超稠油在进入沉降罐时破乳剂浓度加入量在400～500ppm时，沉降前原油含水约30％～70％，在经过一段静止沉降时间96～148小时和二段静止沉降时间80～96小时的沉降后，脱出水的原油含水可控制在3～5％。并可满足使用标准。实践证明采用热化学静态沉降方法可行。
图中1、换热器，2、卸油泵，3、卸油槽，4、静止沉降罐，5、外输泵，6、脱水泵，7、导热油来油，8、导热油回流，9、汽车卸油，10、破乳剂，11、管输来油，12、原油外输。
图为本发明脱水施工流程图。
具体实施例方式本发明由以下实施例给出下面结合附图对本发明做进一步描述本发明脱水时主要流程是超稠油进站后换热器升温，静止沉降罐沉降，合格油进入油罐，外输泵增加泵压，换热器升温，计量，原油外输。
实施例1一段静止沉降脱水(对含水率低于50％的超稠油)工艺超稠油进站主要由管输和汽车拉运方式将原油通过管线输送和卸油槽完成，即管输原油进站时，将70～75℃来油在管输压力0.4MPa条件下先进行计量，再加破乳剂LH-2、RS-2油溶性破乳剂，而汽车拉运进站原油先经地衡计量后卸入油槽中，由卸油泵升压、计量，再加入破乳剂与管输原油混合一起进入换热器内升温至90℃，然后，进入到一段原油沉降罐内脱水，实验表明超稠油密度与水的密度在不同温度下，随温度升高油水密度差逐渐增大，原油粘度大幅降低，超稠油的沉降时间可大为缩短。
脱水采用静止沉降工艺，即在超稠油脱水工艺中，至少具备3座原油沉降罐(为1#、2#、3#沉降罐)。原油首先进入1#沉降罐，待原油进满1#沉降罐后，打开2#沉降罐进口阀门并关闭1#沉降罐出口阀门，使1#罐中含水原油在静止状态下开始沉降。由于油水密度差极小，原油粘度大，水滴下沉较为困难，由此在罐中出现极小的波动都会影响水滴下沉，严重时会形成油层中夹杂水的现象，造成外输原油不合格，因此采用静止沉降方式进行超稠油脱水。待2#沉降罐进满原油后，又打开3#沉降罐的进口阀门，并将2#沉降罐出口阀门关闭，使2#沉降罐含水原油保持静止状态，同进根据超稠油沉降时间要求，对1#沉降罐原油取样进行含水化验，待罐中沉降后的原油含水率满足要求时，可开启1#沉降罐中的原油和污水阀门，便可将污水和合格原油排出罐外，待3#沉降罐满后，1#沉降罐已排空，这样周而复始切换各罐阀门，便可使超稠油脱水工作连续运行。超稠油静止沉降时间为96小时沉降后原油含水小于5％。
实施例2二段静止沉降脱水工艺流程(对含水率较高，一般大于50％的超稠油)。高含水原油进站，加药后经一段换热器升温至80℃，进一段静止沉降罐，脱出大部分游离水后，经二段加药，脱水升压，二段换热器升温至90℃，进二段静止沉降罐沉降脱水。一段、二段沉降方式同一段静止沉降脱水流程，一段沉降时间为24小时，二段沉降时间为96小时，沉降后原油含水可控制在5％以下。
实施例3本发明中所述的超稠油脱水系统加热和伴热采用了导热油为热载体的间接供热工艺，导热油粘度低热焓大，这样有利于超稠油的间接加热，避免超稠油的结焦，导热油又可循环使用，却不产生损耗。所述的静止沉降罐内，采用了浮动出油机构，该机构在罐内随液体升降而浮动，始终使收油口处于液面附近，即使在出油时也不会扰动油水界面，保证出油含水处于最低值，该浮动出油机构的专利号为ZL95232982.4。
所述的换热器的结构为二层螺旋管构成，外管为导热油热介质内管为被加热的超稠油介质，换热器是一种采用不锈钢薄壁管材料，被挤压成波节状的管程换热器，这样不仅增加了管程的流通面积，而且由于波节的存在也增加了管程流体的扰动，从而提高了热传导效率。同时由于波节作用也防止了超稠油中的泥砂聚集堵塞换热器管程的现象发生。
所述的油溶性RS-2、LH-2破乳剂加入量为300～500mg/L即加药浓度在400～500ppm之间，沉降前原油含水约为30％～70％，在静止沉降罐内一段静止沉降时间为96～148小时、二段静止沉降时间为80～96小时，沉降后原油含水均可满足3％～5％范围。
权利要求
1.一种超稠油热化学脱水工艺方法；其特征在于所述的方法是将超稠油通过管输与温度为70～75℃的汽车拉运超稠油一起进入联合站，其中管输进站超稠油压力为0.4MPa，进站后先经原油计量后加入油溶性RS-2、LH-2破乳剂之后，再进入换热器升温，而汽车拉运进站原油先卸入油槽中，由卸油泵升压、计量，再加入LH-2、RS-2油溶性破乳剂后再与管输原油混合一起进入换热器，升温至90℃，然后由管道进入到一段、二段原油沉降罐内脱水。
2.根据权利要求1所述的一种超稠油热化学脱水工艺方法；其特征在于原油沉降罐内脱水采用静止沉降工艺，即在含水低于50％的超稠油脱水工艺中，至少具备3座1#、2#、3#原油沉降罐，在沉降时，原油首先进入1#沉降罐，待原油进满1#沉降罐后，先打开2#沉降罐进口阀门再关闭1#沉降罐出口阀门，并使1#罐中含水原油保持在静止液面状态下进入沉降，待2#沉降罐进满后，又打开3#沉降罐的进口阀门，关闭2#沉降罐出口阀门，使2#沉降罐含水原油保持静止状态，并及时对1#沉降罐原油取样进行含水化验，掌握含水率变化，当含水满足要求时，再可开启1#沉降罐中的原油和污水出口阀门，及时将污水和含水率合格的原油排出罐外，待3#沉降罐满时，1#沉降罐已排空，这样周而复始切换上述各罐阀门，便可保证超稠油脱水连续运行，所述的超稠油静止沉降时间为96小时沉降后原油含水小于5％。
3.根据权利要求1所述的一种超稠油热化学脱水工艺方法；其特征在于对含水率大于50％的超稠油采用二段静止沉降脱水工艺流程即高含水原油进站，加药后经一段换热器升温至80℃后，再进入一段静止沉降罐，脱出罐中大部分游离水后，又经二段加入破乳剂，再由脱水泵升压和二段换热器升温至90℃后，再进二段静止沉降罐沉降脱水，其一段、二段沉降方式同一段静止沉降脱水流程，上述一段沉降时间为24小时，二段沉降时间为96小时，沉降后原油含水小于5％。
全文摘要
本发明涉及一种超稠油热化学脱水工艺方法，属稠油化学脱水技术类。目前超稠油粘度在50℃时可达187000mPa·s且含胶质高，与水的之间密度差小，国外一般采用电脱水及热交换、蒸汽加热方式降粘脱水，而国内采用掺稀油降粘脱水工艺，由于设备复杂，且浪费源较为严重，本发明针对上述缺点而采用了热化学静态沉降脱水并采用导热油为热载体间接供热方式和波节管式换热装置，脱水时将超稠油内加入一定浓度的LH－2或RS－2油溶破乳剂，使脱水沉降后的原油含水率达到3～5％标准，满足了石油炼制的要求，另外，本方法脱水结构简单，运行操作方便，脱水温度始终控制在100度以下，热负荷少，因此，该工艺可广泛用于超稠油脱水。
文档编号C10G33/00GK1687321SQ200510046330
公开日2005年10月26日 申请日期2005年4月26日 优先权日2005年4月26日
发明者郭文奇, 臧秀萍, 张维志, 赵文学, 陈国玉, 邓裕明, 周庆林 申请人:辽河石油勘探局