论文题目: 超声波静态原油破乳脱水脱盐研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 化学工程
作者: 蔡永伟
导师: 吕效平
关键词: 超声,原油,破乳,脱水,脱盐,驻波场
文献来源: 南京工业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 原油破乳脱水脱盐是炼油工艺的重要课题之一。原油预处理的目的是为了减轻加工装置设备的腐蚀及结垢,减轻原油中的杂质对后续加工工艺催化剂的危害,并提高产品质量。现在炼厂一般要求进入蒸馏塔的原油质量含水率不大于0.30%,盐含量不高于3.00mg·L-1。目前,炼厂主要采用电脱盐与化学破乳剂联合作用进行破乳脱水脱盐。这种方法对于水粒子粒径较大的原油乳状液,破乳脱水脱盐效果较好。但对于水粒子的粒径很小,严重乳化的原油,经过两级电脱盐后效果也不是很理想。因此,急需寻找更为有效的破乳脱水脱盐方法。 国内外研究表明,超声破乳是十分有效的强化原油脱水脱盐方法。超声驻波场中的破乳原理是基于超声波作用于性质不同的流体介质产生的“位移效应”来实现油水分离。由于“位移效应”的存在,水粒子将不断向波腹或波节运动,聚结并发生碰撞,生成直径较大的水滴;因密度差异,水滴借助重力从油中沉降、分离,达到脱盐脱水目的。在驻波场中,由于声压分布的不均匀性而导致了原油中水粒子分布不均匀,从而更有利于水粒子的碰撞达到破乳的目的。 针对第一批次鲁宁管输原油,初始体积含水率为1.40%,远远高于炼厂要求。本文在驻波场中进行了原油的脱水研究。考察了NS-2003破乳剂浓度、沉降时间、超声声强和超声辐照时间等单因素对原油破乳脱水的影响:并设计了正交试验,得到原油破乳脱水的最佳试验条件:原油处理温度70℃,破乳剂浓度20μg·g-1,超声声强0.23W·cm-2,超声辐照时间5min,沉降时间120min。在最佳试验条件下,原油体积含水率从初始值1.40%降至0.07%,脱水率95.0%。并得到影响原油脱水最重要的因素为沉降时间,其次为声强,再次为超声波处理时间。在相同的破乳剂浓度(20μg·g-1)和相同的沉降时间（90min）下,驻波声场与单纯热沉降和混响场相比都具有显著优势。原油脱后含水率由单独热沉降的0.29%降到0.16%,脱水率提高了11.7%。与混响场相比,要达到同样的脱水效果,超声辐照时间由30min左右,减少到5min。在最佳试验条件下,原油脱后含水率远远小于炼厂的控制指标0.3%;从减少蒸馏设备腐蚀程度和延长设备的使用寿命方面考虑,将原油含水率脱到很小是有一定现实意义的。 针对第二批次初始体积含水率为0.025%,初始盐含量为31.93mg·L-1的鲁宁
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
1．1 超声波简介
1．2 常用的超声换能器
1．2．1 压电式
1．2．2 磁致伸缩式
1．3 超声波与介质的相互作用机制
1．3．1 机械作用
1．3．2 空化作用
1．3．3 热学作用
1．4 原油破乳机理
1．4．1 原油乳状液稳定性的内在机制
1．4．2 原油乳状液破乳原理
1．4．3 超声波原油破乳机理
1．5 影响原油破乳脱水脱盐的主要工艺参数
1．5．1 温度
1．5．2 破乳剂
1．5．3 洗涤水
1．5．4 原油和洗涤水的混合
1．6 原油中盐和水的存在形式
1．6．1 可溶性盐的存在形式
1．6．2 水的存在形式
1．7 原油中水和盐的危害
1．7．1 水的危害
1．7．2 盐的危害
1．8 本课题研究的意义
1．9 国内外超声波破乳脱水脱盐的研究现状
1．9．1 国外研究现状
1．9．2 国内研究现状
1．9．3 文献小结
1．10 本课题主要研究内容
第二章 理论部分
2．1 驻波场和混响场的定义
2．2 管中驻波形成的条件
2．2．1 开口处无反射面，末端刚性封闭的管
2．2．2 两端都刚性封闭的管
2．2．3 开口处有“软边界”，末端刚性封闭的管
2．3 本章小结
第三章 试验部分
3．1 试验仪器、装置和试剂
3．1．1 试验装置
3．1．2 试验仪器
3．1．3 试验原料和试剂
3．2 试验过程
3．3 原油物性测定
3．3．1 第一批次原油物性
3．3．2 第二批次原油部分物性数据测定
3．3．3 两批次原油部分物性比较
3．4 声强的测定方法
3．5 驻波场的调试
3．5．1 确定声源与管底反射面的最佳距离
3．5．2 微观分析驻波场中声压分布
3．6 原油声速的测量
第四章 试验结果分析与讨论
4．1 驻波场中影响第一批次原油脱水的因素
4．1．1 破乳剂用量的影响
4．1．2 沉降时间的影响
4．1．3 超声波声强的影响
4．1．4 超声波辐照时间的影响
4．1．5 驻波场中原油脱水正交试验
4．2 驻波场中第二批次原油破乳脱水脱盐研究
4．2．1 原油洗盐搅拌速度的确定
4．2．2 注水量的影响
4．2．3 破乳剂浓度的影响
4．2．4 沉降时间的影响
4．2．5 超声声强的影响
4．2．6 超声辐照时间的影响
4．2．7 较好试验条件的确定
4．2．8 驻波场与混响场的对比试验
4．3 原油盐衡算
4．3．1 原油盐衡算公式
4．3．2 原油盐衡算试验
4．3．3 盐衡算试验结果和误差分析
4．4 两级洗盐初步试验
4．4．1 试验过程
4．4．2 超声声强对两级洗盐结果的影响
4．4．3 超声辐照时间对两级洗盐结果的影响
第五章 结论与建议
5．1 结论
5．1．1 关于管中驻波场
5．1．2 原油声速
5．1．3 第一批次初始含水率偏高原油的试验结果
5．1．4 第二批次盐含量偏高原油的试验结果
5．2 建议
符号说明
参考文献
研究成果
致谢
发布时间: 2005-10-13
参考文献
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