一種磁電破乳器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種磁電破乳器，具體涉及一種用于原油電脫鹽或脫水的強化破 乳裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著油田開發(fā)進入后期，開采工藝的不斷發(fā)展，例如三次采油注水、注聚合物、三 元復合驅(qū)、調(diào)刨、解堵等技術(shù)的應(yīng)用，加入了大量的藥液，使得油田采出原油乳化程度越來 越嚴重，原油乳狀液變得更加穩(wěn)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(guī)的電化學二段脫水已很難達到原油外輸指標的要求。
[0003] 隨著三次采油原油及高酸原油的進入，煉油廠電脫鹽裝置運行也出現(xiàn)困難，由于 乳化嚴重、破乳困難，造成電流大、運行不穩(wěn)定、電耗高、排水帶油、脫后含鹽含水超標等一 系列問題，同時也造成裝置能耗高、裝置腐蝕加重等問題。
[0004] 為解決上述問題，人們開發(fā)了一些技術(shù)。CN 1607974A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(jié)，該裝置包括許多管狀靜電聚結(jié)器基元，后者在流動方 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里，以及對流過該聚結(jié)器 基元的流體施加電場的方法。但該裝置用于分離罐內(nèi)，結(jié)構(gòu)復雜，有電空間有限，而且需要 絕緣管。
[0005] CN 101078345A公開了一種油田采出液電磁聚結(jié)預處理裝置，其中的電聚結(jié)器結(jié) 構(gòu)主要由接管、絕緣棒總成和靜電聚結(jié)器組成；在接管的兩端設(shè)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(nèi)的對稱的兩個圓筒形的靜電聚結(jié)器上；靜電聚結(jié)器內(nèi)縱 向設(shè)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(yīng)設(shè)有的圓孔內(nèi)，并 焊接一起；在每根通油管的中心設(shè)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(shè)有90°拐角，拐角鑲嵌在通油管內(nèi)；一個靜電聚結(jié)器的電極棒 的左端接線端子通過電纜并聯(lián)與設(shè)在接管左端部的絕緣棒總成相聯(lián)，另一個靜電聚結(jié)器的 電極棒的右端接線端子用電纜并聯(lián)于設(shè)在接管右端部的絕緣棒總成相聯(lián)，兩個靜電聚結(jié)器 的電極棒的另一端分別用電纜并聯(lián)分別接于接設(shè)在接管上的地線接線柱上。其結(jié)構(gòu)復雜、 需要很多聚結(jié)單元，而且電場分布不均，不能充分利用管內(nèi)空間，流體不能自由流動，而且 電場強度低，僅適用于高含水的采出液的大水珠聚結(jié)。
[0006] US 4, 469, 582中公開了一種以電力增強的斜板分離器，它裝在一個下游的小室 里，這個小室與電力系統(tǒng)相連而產(chǎn)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(jié)并分離。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；在下游，第二部分是由絕緣材料制的。這種裝置安裝于分離罐內(nèi)，有電空間有限。
[0007] US 4, 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(jié)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，然后又通過接地線的聚結(jié)器的基元，后 者包含了許多以束狀排列縱向延伸并向下傾斜的開口的管子。這種裝置安裝于分離罐內(nèi)有 電空間有限。
[0008] CN 1605615A公開了一種用于石油化工行業(yè)的原油電脫鹽脫水器，以解決現(xiàn)有電 脫鹽脫水器所存在的采用弱電場進料而使強電場區(qū)的電聚結(jié)作用弱化、原油由下向上流動 而阻滯水滴沉降等問題；其主要特征在于操作時可采用強電場直接進料和原油水平流動。 該實用新型的電脫鹽脫水器，從罐體的油水混合料入口端起沿罐體的軸向設(shè)有強電場聚結(jié) 區(qū)，罐體凈化原油出口端的頂部設(shè)有出油管，強電場聚結(jié)區(qū)設(shè)有至少二層與罐體的軸向垂 直的平面型電極板，各層電極板之間相互平行。罐體內(nèi)設(shè)有進料分配器，其上設(shè)有噴口，將 油水混合料噴入所有相鄰兩層電極板之間的強電場中。在強電場聚結(jié)區(qū)與罐體凈化原油出 口端之間還可設(shè)置沉降分離區(qū)。但這種裝置結(jié)構(gòu)復雜，用于分離器內(nèi)的破乳分離。
[0009] CN 1772845A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(lián) 合用于各種油品脫水、脫鹽的工藝。該實用新型的技術(shù)方案為將駐波聲場與電場作用結(jié)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(jīng)靜態(tài)混合器或其它混合裝置 均勻混合，先經(jīng)過駐波或行波超聲作用，然后進入常規(guī)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(chǎn)生乳化作用。
[0010] CN 102226100A公開了一種利用過濾-電場聚結(jié)法組合的高效原油脫鹽/脫水的 方法及設(shè)備。該實用新型的高效原油脫水/脫鹽的設(shè)備，包括依次連接的原料輸送系統(tǒng)、混 合裝置、脫水過濾裝置和電脫鹽裝置。該實用新型的高效原油脫水/脫鹽的方法是利用實 用新型的高效原油脫水/脫鹽的設(shè)備通過原料預熱、混合、初步破乳及電脫鹽/脫水步驟實 現(xiàn)的。該實用新型采用過濾-電場聚結(jié)組合的原油脫鹽/脫水方法，能夠克服過濾法和電 場聚結(jié)法脫鹽/脫水工藝各自的缺點，同時降低兩者的運行苛刻度，既可提高原油脫鹽過 程的適應(yīng)性、脫鹽/脫水率和平穩(wěn)運行率，又可以達到節(jié)能降耗的目的。但結(jié)構(gòu)復雜，體積 龐大。 【實用新型內(nèi)容】
[0011] 鑒于現(xiàn)有的破乳器存在的問題，本實用新型的目的之一在于通過在電場中施加磁 場，從而增強破乳效果；本實用新型的目的之二在于將磁電破乳器安裝在原油電脫鹽或電 脫水罐之前，從而降低電脫鹽或電脫水電流，以降低能耗；本實用新型的目的之三在于提高 金屬離子的脫除率；本實用新型的目的之四在于將磁電破乳器用于采出液三相分離器之前 以提高裝置的分離效率。
[0012] 為達此目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案：
[0013] -種磁電破乳器，所述磁電破乳器包括帶法蘭的金屬管段；所述帶法蘭的金屬管 段內(nèi)設(shè)置有多個相互平行的金屬電極，所述多個金屬電極懸掛于金屬電極橫梁上，金屬電 極橫梁通過絕緣吊掛固定于帶法蘭的金屬管段頂部；所述多個金屬電極通過電極棒與供電 變壓器相連；相鄰電極通過電極棒分別連接電源的不同的輸出端；
[0014] 所述帶法蘭的金屬管段接地；所述多個金屬電極的外圍設(shè)有環(huán)形磁體。
[0015] 在本實用新型中，相鄰金屬電極之間形成電場，電極與管段內(nèi)壁之間也形成電場。
[0016] 本實用新型通過在電場中增加磁場，可以降低油水乳化液的粘度，提高金屬離子 的水中溶解度從而有利于其脫除。該裝置主要用于原油及成品油的破乳，安裝在原油電脫 鹽或電脫水之前，能降低電脫鹽或電脫水電流，提高金屬離子脫除率，從而降低能耗、提高 裝置的適應(yīng)性和穩(wěn)定性。也可以用于原油三相分離器之前，提高分離效率，還可以用于多種 兩相分離的場所。
[0017] 本實用新型中，乳化液水滴在電場作用下受到極化作用而帶電，其原因在于通常 在采用電場破乳時，在直流電場中以偶極聚結(jié)為主，當原油經(jīng)過直流電場時，原油中的含鹽 水滴在電場力的作用下產(chǎn)生偶極性，按電場方向排列成行的相臨水滴之間，由于相臨端的 電荷相反而存在相互吸引的靜電引力，因而相臨水滴相互吸引聚結(jié)；在交流電場中則以偶 極聚結(jié)和振蕩聚結(jié)為主，當原油通過交流電場時，其中溶解有鹽類的微小水滴在電場的作 用下產(chǎn)生偶極性，水滴兩端感應(yīng)產(chǎn)生相反的電荷，在電場引力作用下水滴變長，由于是交變 電場，水滴隨之振蕩，乳化膜強度減弱，相臨水滴相反極性端因互相吸引、碰撞使水滴破裂 而復合增大，從而發(fā)生聚結(jié)。
[0018] 以下為本實用新型所述磁電破乳器的優(yōu)選形式，不應(yīng)視為對本實用新型的限制。
[0019] 所述電極棒與供電變壓器之間設(shè)有電連接器。
[0020] 所述金屬電極為圓形網(wǎng)狀或格柵形式。圓形網(wǎng)狀或格柵形式的金屬電極能夠在金 屬管內(nèi)最大程度地增強電場強度。
[0021] 所述環(huán)形磁體位于帶法蘭的金屬管段的外部或內(nèi)部。所述環(huán)形磁體為永磁體或電 磁體。
[0022] 本實用新型中，所述的環(huán)形單極磁體實現(xiàn)了磁鐵的單極輸出以及磁體磁極的單極 聚焦，從而增強了磁體的磁場強度。
[0023] 所述絕緣吊掛為聚四氟乙烯棒。
[0024] 所述帶法蘭的金屬管段的入口段相鄰金屬電極間距小于出口端相鄰金屬電極間 距。由于入口端電極間距小于出口端，因此入口端電場強度遠大于出口端電場強度，這樣的 電場分布較為合理。因為入口端的乳化液水珠較小，電導率小，施加強電場后水珠變大，因 此到出口端時電導率變大，有利于降低電耗，采用這種垂直于流體流向的電極使油水乳化 液與電極的接觸增加，有利于破乳。
[0025] 所述供電變壓器為單相變壓器、三相變壓器、脈沖變壓器、交流變壓器或直流變壓 器，均可用于實施本實用新型。
[0026] 本實用新型中，磁場發(fā)揮了降粘的作用，這是由于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(zhì)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(guī)則取向排列，導致原油中石蠟分子的動能增加并改變了石蠟 的結(jié)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(guī)則排列聚集，更易結(jié)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(jié)晶過程；磁處理使石蠟分子 首先在原油的內(nèi)部結(jié)晶析出，而不是發(fā)生在輸油管壁上，并且原油中所形成的蠟晶顆粒尺 寸變小，數(shù)量增多，小而彌散的蠟晶更易被油流帶走，避免了蠟晶在油管上大量結(jié)晶生長， 減少了沉積；蠟晶數(shù)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(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而降低了原油的粘度。
[0027] 本