CN1309441C - 流体空化破乳的方法 - Google Patents

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Abstract

一种流体空化破乳的方法，用于化工分离技术领域。本发明将流体机械中应极力避免的流体空化效应应用于含水乳化油或者乳化含油废水的破乳脱水或者除油处理：将置于储槽中的含水乳化油或者乳化含油废水加压；加压后的含水乳化油或者乳化含油废水通过流体空化器后进入缓冲槽中，该过程所产生的涡流空化效应或者射流空化效应使乳状液破乳；缓冲槽中的混合液进入重力分离装置中进行油相和水相的分离，利用重力分离装置中油水两相出口高度的差异而实现油相和水相的自动分离。利用本发明的方法处理含水乳化油或者乳化含油废水，具有设备结构简单、设备投资小、对油水乳状液的处理量大和运行成本低的优点。

Description

流体空化破乳的方法
技术领域
本发明涉及一种流体空化破乳的方法，具体是一种利用涡流或者射流空化使含水乳化油或者乳化含油废水破乳的方法，用于化工分离技术领域。
背景技术
从油井中采出的原油大多数与天然气及盐水混合产出，经油气分离器分离出天然气及游离水后得到的“原油”，一般仍然是含有一定量的盐和水的油包水(W/O)型乳状液。原油中盐和水的存在会增加泵、管线和储罐的负荷，并会造成设备和管线的腐蚀和结垢以及使催化剂中毒，因此原油在输送和加工之前要先经过脱盐脱水处理，使其中的含盐量和含水量达到某种要求。
石油工业的采油、炼油、贮油运输和石油化学工业、机械加工业以及食品加工业均会产生含油废水，这些含油废水有相当大一部分以乳化油的形式存在，因其具有相当的稳定性而较难处理。目前对这类乳化含油废水的处理仍然是一个尚未完全解决的难题，为此，国内外学者探索了各类破乳除油的方法，以消除其对环境的危害。
经文献检索发现，中国专利CN1424428A公开了一种高频高压油水分离方法及其设备。该方法采用高频高压电场力使乳化微水滴极化、变形、暴露出新的活性表面，使微水滴容易聚集并长大，在其特征频率的最佳值范围内，水滴剧烈振动、聚集并长大，当微水滴长大到100微米以上时，水滴便从油相中析出而与之快速分离。该技术可以用于普通原油和稠油的油水分离，使其中盐的含量达到3mg/L以下。但所需的设备结构及操作过程复杂，其设备成本及运行成本均较高，这就使得该项专利技术的推广应用受到限制。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术中存在的不足，提出一种流体空化破乳的方法，即实现含水乳化油或者乳化含油废水破乳的方法，使其可以在较低的温度和不加或者少加化学破乳剂的条件下对含水乳化油或者乳化含油废水进行低成本和高效率的破乳处理。
本发明是通过以下技术方案实现的，将流体机械中应极力避免的流体空化(包括射流空化和涡流空化)效应应用于含水乳化油或者乳化含油废水的破乳脱水或者除油处理，包括以下步骤：
步骤1：将置于储槽中的含水乳化油或者乳化含油废水加压。
压力的大小应该使流体通过流体空化器时产生高速涡流或者高速射流并形成空化气泡，以在0.1～1MPa的范围内为宜。
步骤2：加压后的含水乳化油或者乳化含油废水通过流体空化器后进入缓冲槽中，该过程所产生的涡流空化效应或者射流空化效应使乳状液破乳。
流体空化器是指任何能够产生涡流或者射流空化的机械装置，在沿流体流动的方向上，其内部断面发生突然减小然后突然增大的急剧变化。这种内部断面的急剧变化导致乳状液通过该装置时的流速和内部压力发生显著的变化而产生涡流空化或者射流空化的现象。
利用流体空化器对含水乳化油或者乳化含油废水进行破乳的工作原理是：当含水乳化油或者乳化含油废水的乳状液经过泵加压以一定的压力(0.1～1MPa)和流速通过流体空化器时，乳状液在流体空化器的内部形成了高速涡流或者射流。当乳状液通过流体空化器时的压力使涡流或者射流内部的压力低于乳状液连续相本身(如水相或者油相)或者其中的低沸点组分(如原油中的某种低沸点组分)的饱和蒸汽压时，涡流或者射流内乳状液的连续相(如油相或者水相)迅速汽化，同时溶解于乳状液连续相中的微气核(如氮气和氧气等)也会逸出形成气泡或者空泡，连续相的蒸汽凝结形成内部压力极小的空化气泡，当乳状液由高速涡流或者射流状态离开流体空化器进入缓冲槽时，这些空化气泡在突然增大的外界压力的作用下迅速崩溃，使乳状液的连续相内部产生瞬时的高温、高压、微冲击波和高速微射流，这些因素使乳状液分散相的微小液滴聚并长大而从连续相中析出，进而达到破乳的目的。
所采用的流体空化器(涡流空化器或者射流空化器)的结构形式及其结构参数、操作参数根据含水乳化油或者乳化含油废水的性质进行选取。
步骤3：缓冲槽中的混合液进入重力分离装置中进行油相和水相的分离，利用重力分离装置中油水两相出口高度的不同而实现油相和水相的自动分离。油水混合液在重力分离装置中的停留时间在10～120分钟的范围内。
本发明方法既适用于处理含水乳化原油、航空油料、一般油品(如汽油、煤油、柴油、液压油、润滑油、变压器油、食用油等)和特殊油品等成品油，亦适合于处理各类乳化含油废水，包括石油工业、石油化学工业、机械加工业以及食品工业所产生的乳化含油废水。
用本发明所述的方法对上述各类含水乳化油或者乳化含油废水进行脱水或者除油处理，不仅具有破乳效果好的优点，同时，由于该方法所需的设备结构简单、对油水乳状液的处理量大、设备的制造成本低廉，设备在运行过程中可以不加或者少加化学破乳剂，因而具有设备投资小和运行成本低的优点。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明对含水乳化油或者乳化含油废水进行破乳的具体过程。
如图1所示，置于储槽中的乳状液经过管线由泵加压至一定的压力(0.1～1MPa)后以一定的流速通过流体空化器时，在乳状液的内部产生了涡流或者射流并因此形成了大量的空化气泡，当乳状液从流体空化器中的喷嘴喷射而出并进入缓冲槽中时，这些空化气泡在外力的作用下迅速崩溃，产生了瞬时的高温高压、微冲击波和高速微射流而使乳状液破乳，通过设置在重力分离装置上不同的出口高度而实现油相和水相的自动分离。
下面通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
实施例1～2：
某油田的W/O型乳化原油含水5.2％，含沥青质1.1％，比重0.89，50℃时的粘度为89mPa·s，取该废水二份，每份废水的体积均为100升，在温度为55℃的条件下，以1.0MPa的压力分别通过喷嘴出口直径均为0.7cm的涡流空化器和射流空化器，油水混合液在重力分离装置中的停留时间均为65分钟，乳化原油的脱水率分别为94.4％和96.5％。
实施例3～4：
使用比重为0.823的柴油及表面活性剂配制二份乳化含油废水样品，废水中油的含量均为1000mg/L，水中粒径范围为0.5～10μm的油滴均占95％，取该废水二份，每份废水的体积均为100升，在废水的温度为25℃的条件下，以1.0MPa的压力分别通过喷嘴出口直径均为0.7cm的涡流空化器和射流空化器，废水在重力分离装置中的停留时间均为65分钟，乳化含油废水的除油率分别为97.2％和95.0％。
实施例5～7：
某W/O型乳化变压器油含水18％，比重0.91，粒径0.5～10μm的水滴占95％。取该含水乳化油三份，每份体积均为100升，在温度为35℃的条件下，以0.1MPa、0.55MPa和1.0MPa的压力分别通过喷嘴出口直径为0.7cm的涡流空化器，油水混合液在重力分离装置中的停留时间均为65分钟，乳化变压器油的脱水率分别为85.4％、91.7％和95.2％。
实施例8～10：
使用比重为0.792的柴油及表面活性剂配制三份乳化含油废水样品，废水中油的含量均为1000mg/L，水中粒径范围为0.5～10μm的油滴均占90％，废水的体积均为100升。在废水的温度为25℃的条件下，以1.0MPa的压力通过喷嘴出口直径为0.7cm的射流空化器，废水在重力分离装置中的停留时间分别为10分钟、65分钟和120分钟，乳化含油废水的除油率分别为86.7％、90.1％和92.5％。

Claims (3)

1、一种流体空化破乳的方法，其特征在于，将流体机械中应极力避免的流体空化效应应用于含水乳化油或者乳化含油废水的破乳脱水或者除油处理，包括以下步骤：
步骤1：将置于储槽中的含水乳化油或者乳化含油废水加压；
步骤2：加压后的含水乳化油或者乳化含油废水通过流体空化器后进入缓冲槽中，该过程所产生的涡流空化效应或者射流空化效应使乳状液破乳；
步骤3：缓冲槽中的混合液进入重力分离装置中进行油相和水相的分离，利用重力分离装置中油水两相出口高度的差异而实现油相和水相的自动分离；
步骤1中，压力的大小决定于使流体通过流体空化器时产生高速涡流或者高速射流并形成空化气泡，在0.1～1MPa的范围内。
2、根据权利要求1所述的流体空化破乳的方法，其特征是，步骤2中，流体空化器是指任何能够产生涡流或者射流空化的机械装置，在沿流体流动的方向上，其内部断面发生突然减小然后突然增大的急剧变化，使乳状液通过该装置时的流速和内部压力发生显著的变化而产生涡流空化或者射流空化的现象。
3、根据权利要求1所述的流体空化破乳的方法，其特征是，在步骤3中，油水混合液在重力分离装置中的停留时间在10～120分钟的范围内。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105967388A (zh) * 2016-05-27 2016-09-28 山东大学 一种去除油田含油废水中乳化油的方法
CN106830586A (zh) * 2017-01-14 2017-06-13 常州大学 一种钻井泥浆空化法处理工艺
CN112745891B (zh) * 2019-10-31 2022-05-03 中国石油化工股份有限公司 一种稠油破乳的装置和方法
CN111170522B (zh) * 2020-01-03 2022-06-21 中海油天津化工研究设计院有限公司 一种海洋油田固废废物源头分类减量和资源化方法
CN111298481B (zh) * 2020-02-26 2022-02-01 东南大学 一种强湍流剪切微通道油水分离装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5032273A (en) * 1984-09-10 1991-07-16 Senyard Sr Corley P Apparatus for separating sand and oil from a waste water stream
CN2137563Y (zh) * 1992-01-16 1993-07-07 石油大学(华东) 带有导向叶轮的旋转射流发生装置
CN1139419C (zh) * 1997-06-27 2004-02-25 莫普罗产品有限公司 分离低浓度液体和高浓度液体混合物的装置与方法
CN2626980Y (zh) * 2003-06-13 2004-07-21 中国石化集团上海工程有限公司 一种处理含油污水的装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5032273A (en) * 1984-09-10 1991-07-16 Senyard Sr Corley P Apparatus for separating sand and oil from a waste water stream
CN2137563Y (zh) * 1992-01-16 1993-07-07 石油大学(华东) 带有导向叶轮的旋转射流发生装置
CN1139419C (zh) * 1997-06-27 2004-02-25 莫普罗产品有限公司 分离低浓度液体和高浓度液体混合物的装置与方法
CN2626980Y (zh) * 2003-06-13 2004-07-21 中国石化集团上海工程有限公司 一种处理含油污水的装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
空化和空蚀机理及其影响因素 李根生，沈晓明，施立德，陈现化，石油大学学报，第21卷第1期 1997 *

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