油水分离技术及其进展

油水分离技术及其进展油水分离技术及其进展李国珍肖华董守平（石油大学北京市昌平区 !"##"" ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ）摘要石油大学（北京）流体测试室研究了振动板组的剪切振动对油水乳化液分离的影响，探讨了剪切破乳的机理。得出结论：剪切振动可以促进液滴的合并；在同样的停留时间下，振动使试验的油中含水率降低；振动板组材料的表面亲...

油水分离技术及其进展李国珍肖华董守平（石油大学北京市昌平区 !"##"" ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ）摘要石油大学（北京）流体测试室研究了振动板组的剪切振动对油水乳化液分离的影响，探讨了剪切破乳的机理。得出结论：剪切振动可以促进液滴的合并；在同样的停留时间下，振动使试验的油中含水率降低；振动板组材料的表面亲水亲油性的强弱，对振动给乳化液所产生的影响程度不同，亲水性较强的材料产生的效果更显著；当采用亲水性较好的材料，如金属铝作为振动板时，在试验所能达到的范围内，振动频率越高，分离效果越好；振动对乳化液分离的影响与液体停留时间有关，对于试验所用介质，液体最佳停留时间为 $ % &’()。主题词油水分离重力分离旋流分离器电脱水剪切速率工艺技术是油田油水分离的关键，如果某油田所采取的工艺方法得当、原理可靠、流程合理、生产运行参数先进，则对提高经济效益可起到事半功倍的作用。因此，应经常而持久地对工艺技术进行研究，不断地创造出新工艺。油田的含水原油主要以“油包水”型乳化液状态存在，所以多年来人们关于油水分离工艺的研究，一直是针对着破坏“油包水”型乳化液这个关键问题而进行的。目前已知的油水分离方法主要有：重力式分离、离心式分离、电分离、吸附分离（利用固体表面亲水性促使油水分离）、气浮分离等，下面分别予以介绍。 !* 重力式分离由于油、气、水的相对密度不同，组份一定的油气混合物在一定的压力和温度下，当系统处于平衡时，就会形成一定比例的油、气、水相。当相对较轻的组份处于层流状态时，较重组份液滴按司托克斯公式〔!〕的运动规率沉降。重力式沉降分离设备即是依据这一基本原理进行设计的。由该公式可以得出：沉降速度与原油中水珠半径的平方成正比，与水油的密度差成正比，与原油的粘度成反比。通过增大水珠密度、扩大油水密度差、减小原油粘度可以提高沉降分离速度，从而可以提高分离效率。该公式只适用于定性地说明原油脱水的难易程度，不适用于定量地计算脱水的确切效果。经过进一步的探索，!+"$年 ,-./)根据实践经验提出了“浅池理论”〔#〕，即在重力沉降过程中，分散而非结绒颗粒的沉降效果是以颗粒的沉降速度与池子的面积为函数来衡量的，与池子深度、沉降时间无关。即要提高沉降池的处理能力有两个途径：一是扩大沉降面积；二是提高水珠下沉速度。提高水珠下沉速度的措施，可以通过司托克斯公式得出，扩大沉降面积的措施是在容器内设置多层水平隔板，这一理论为高效快速分离设备的设计奠定了基础。在此基础上，!+0" 年美国壳牌公司〔1〕研制成功第一台平行板捕集器，可去除水中最小为 2"!’ 的油滴。1"年代 34-’公司开发了 5 型板分离器， &"年代 6789:;6< 公司开发了商标为 =/4>?4’-@ 的板式聚结器，这是一种错流式组合波纹板，经过不断改进，这种设备在油气分离、油水分离和含油污水净化方面都得到了应用。在较为深入地研究了油水分离机理〔&，+，!"〕的基础上，根据相应理论研制出了一些高效脱水设备。例如江汉油田的 ABC—D型三相分离器〔E〕，河南油田的 ,9B—"型三相分离器〔$〕等等。它们按照分离过程大体分为三部分：第一部分是预分离室，在预分离室内一般设有蝶形转向器和均质布液板，其原理是通过多次改变油水乳化液的运行方向和流速，强化机械破乳作用，从而进一步加快油水分离速度。在水洗室内进行活性水洗涤可以大大降低乳状液界面膜强度，由于乳状液与水层间的剪切和摩擦作用，使其界面膜破裂，从而促进液滴聚并，使其粒径变大，加速油水分离。第二部分是沉降分离 !油气田地面工程（-?’98’@8A B&CDE;F8G 18H;G;F&I’ J98 K8GLIG%;M NI;C8=@8G-KGI@88A&’<，KGIAO@F&I’ BH8G;F&I’= 1>%HI=&O%，BPC;9I%;，),$/- $ Q6IG’ 3;L=P6ICA-R7BKDR7BK NBS2?1N?4N? T4 BT2UESJ?7 1?KS7SJTB4，),,"- , E-VG8< W@C8CC;’A- T’X8=F&<;F&I’ &’FI B&C Y E;F8G 18H;G;F&I’ KGIZC8%= [F&C&\&’< 7JR J8=F&’< ;’A ]CO&A KGIH8GF&8=- )5 ]-S-^8’;_>-KGIAO@8A E;F8G JG8;F%8’F J8@9’ICI<>，S 1FOA> IL B&CUE;F8G 18H;G;F&I’ &’ VG;X&F> J>H8 NGI== ]CI_ K;@P 18H;D G;FIG= LIG ‘O;C&F;F&X8 18H;G;F&I’- （收稿日期 *555D5"D)" 编辑樊韶华） "油气田地面工程（BV1?）第 *5卷第 *期（*55)+/）万方数据油水分离技术及其进展作者：李国珍，肖华，董守平作者单位：石油大学刊名：油气田地面工程英文刊名： OIL-GASFIELD SURFACE ENGINEERING 年，卷(期)： 2001,20(2) 被引用次数： 18次参考文献(10条) 1.F A Kenawy Produced Water Treatment TechnologyA Study of Oil/Water Separation in Gravity Type Cross Flow Pack Separators for Qualitative Separation 2.W Greg Mclelland Investigation into Oil/Water Separation Problems Utilizing RTD Testing and Fluid Properties 3.Bjorn Hafskjold DROP-DROP COALESCENCE IN OIL/WATER SEPARATION 1994 4.S.j.Rehm;R J Shanghnessy Enhenced Oil-Water Separation The Performax Coalescer 1983 5.肖华旋转剪调对油水分离影响机理的研究 2000 6.李安剪切振动对油水分离影响机理的研究[学位论文] 1999 7.潘玉琦;袁智君 HNS-Ⅰ型三相分离器[期刊论文]-油气田地面工程 1990(09) 8.杨芳圃;丰国斌 XSL-I型三相分离器[期刊论文]-油气田地面工程 1997(01) 9.王恩长玻纹斜板除油装置试验 1979 10.冯叔初油气集输 1988 引证文献(19条) 1.杨显志重力式油水分离器内部流场仿真及实验研究[期刊论文]-科学技术与工程 2010(33) 2.原广庆.张吕鸿.张海涛.吴崎兵重力式油水分离器内部构件对流动特性的影响[期刊论文]-石油化工设备 2008(1) 3.张吕鸿.肖红.张海涛.许丽娟三元复合驱采出液分离装置的优化研究[期刊论文]-化工机械 2007(3) 4.王毅新型收油器的油水界面检测及控制系统设计[学位论文]硕士 2007 5.白净.刘亚莉.许培援.戚俊清.丁献宾膜聚结油水分离工艺研究[期刊论文]-郑州轻工业学院学报（自然科学版） 2006(2) 6.付石 100×104 m3/d新型天然气处理装置工艺技术与应用[期刊论文]-石油与天然气化工 2006(1) 7.尉小明.刘喜林.郭占文.余五星辽河油田超稠油掺活性水降粘先导性试验[期刊论文]-石油学报 2006(4) 8.蒋昌启.朱建华.刘红研.武本成超稠油化学降粘脱水技术[期刊论文]-青岛科技大学学报（自然科学版） 2005(2) 9.成仕钢两级旋流分离工艺的应用试验研究[期刊论文]-江汉石油职工大学学报 2005(2) 10.张建高频脉冲电场作用下油水乳状液破乳机理研究[学位论文]博士 2005 11.沈登海 W/O型乳状液在脉冲电场中破乳机理的研究[学位论文]硕士 2005 12.张李重力式油水分离器中的流体力学研究[学位论文]硕士 2005 13.张李重力式油水分离器中的流体力学研究[学位论文]硕士 2005 14.范世宇油水界面检测与控制系统的设计与实现[学位论文]硕士 2005 15.张鹏飞.汪九山.朱慧铭.姚芳莲高效复合聚结板式油水分离器的开发[期刊论文]-化学工程 2004(2) 16.贾修伟.刘治国.丁涛.房晓敏.徐元清反应型阻燃剂四溴双酚A双缩水甘油醚的精制[期刊论文]-河南大学学报(自然科学版) 2003(3) 17.张鹏飞.陈燕杰.高晓凡新型复合聚结板式油水分离器[期刊论文]-化工机械 2003(6) 18.李振林.董守平.肖华振动剪切式原油脱水装置及分离性能实验研究[期刊论文]-石油机械 2001(12) 19.杨显志重力式油水分离器内部流场仿真及实验研究[期刊论文]-科学技术与工程 2010(33) 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_yqtdmgc200102004.aspx

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