本發明專利技術公開了一種超聲波破乳脫水裝置，包括罐體、進油口和出油口，罐體內設置有原油分配管和至少兩個超聲破乳室，相鄰兩個超聲破乳室中間設置有兩個與超聲破乳室中心線相對應的超聲換能器，進油口設置在罐體一側的上端，出油口設置在罐體另一側的上端，原油分配管與進油口相連，原油分配管下方設置有加熱器，超聲破乳室沿罐體內部從左向右設置，其設置高度相同，罐體底部設置至少三個出水口，罐體內于出油口一側設置有堰板。使用本發明專利技術可有針對性的對原油的乳化層進行破乳，使乳化層破乳更充分，提高破乳效率，減輕超聲波破乳后使油水二次乳化的副作用。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于用物理方法進行油水分離領域，特別涉及一種對油田或煉油廠生產中的原油進行超聲波破乳脫水的裝置。
技術介紹
從油層中開采出來的原油是一種乳狀液，含有相當數量的水和鹽類物質。開采原油中的含鹽溶解水如果不能分離清除，不僅會提高運輸成本，加重煉油廠脫水脫鹽負擔，還會給設備造成嚴重腐蝕。目前絕大多數生產企業采用電脫水技術，配以一定破乳劑來實現油水分離。但是隨著原油的劣質化日趨嚴重，一些油田已經進入三次開采階段，原油中的乳化液結構、成分復雜，常規的“電脫”技術在解決此類問題上很難實現深層次破乳，使分離后的原油滿足標準的要求。超聲波本質是一種機械振動波，在油、水中有極好的傳導性，在結構穩定的乳化液 中傳導時，能引發介質質點進行交替的壓縮與伸張，并造成質點上壓力的變化，引起原油中含水微粒不斷向波腹或波節運動，在巨大的加速度下，原油中的含水微粒產生碰撞、破裂、聚結的“位移效應”，這種結構性改變使得水滴不斷聚結，最終依靠重力分離沉降。影響超聲波破乳效率的因素主要有(I)超聲波頻率，超聲波頻率越低，衰減越慢，破乳聲場越均勻；(2)超聲波聲強，超聲波聲強與傳播介質密度、傳播速度、頻率等相關，聲強超過一定范圍，聚結的水滴會被擊碎，產生二次乳化；(3)超聲波輻射時間，超聲時間過長，不但消耗能量，也會造成二次乳化。CN2296230Y公開了一種“原油電場脫水的超聲波破乳裝置”，它由超聲波發生器、超聲波作用區、傳輸電纜和超聲波探頭組成，超聲波作用區是一個其軸線方向與處理液體流動方向一致的圓筒形或方筒形腔體，超聲波探頭通過法蘭安置在與腔體軸線方向一致的作用區外側壁上，超聲波的作用方向與液體的流動方向垂直。這種破乳裝置的缺點是超聲波垂直作用于流動的乳化液，并且作用于脫水罐外，作用時間和范圍有限，影響了破乳的效果，同時，發射的超聲波被對面的腔壁反射，形成超聲波之間的疊加或聚焦，強度不易控制，容易引起被處理液體的二次乳化。CN200920024103. 6公布了一種超聲波發生裝置工具頭為糖葫蘆狀的破乳裝置，在腔體的壁上通過法蘭安裝至少一個超聲波發生裝置，發生裝置工具頭設置在腔體內。這種工具頭不僅在前端產生向前的超聲波，還有環繞工具頭棒體向四周發射的橫向和縱向超聲波。雖然此超聲波破乳裝置比單純的一維超聲作用傳播面更廣，范圍更大。但是這種全方位的超聲波傳遞方式卻將自然分層的油水界面二次乳化，而不是僅僅將超聲波集中在破乳區進行集中破乳，由此也帶來了耗能，和二次乳化的缺點。
技術實現思路
本專利技術的目的是針對現有超聲波破乳技術存在超聲波作用區域小、破乳不充分以及破乳后二次乳化等缺點，而提供一種結構合理，使超聲波在設定的破乳室內有針對性的對原油的乳化層進行破乳，使乳化層破乳更充分，提高破乳效率，減輕超聲波破乳后使油水二次乳化的副作用。本專利技術提供一種超聲波破乳脫水裝置，其技術方案是一種原油超聲波破乳脫水裝置，包括罐體、封頭、進油口和出油口，其特征在于罐體內設置有原油分配管和至少兩個超聲破乳室，相鄰兩個超聲破乳室中間設置有兩個與超聲破乳室中心線相對應的超聲換能器，進油口設置在罐體一側的上端，出油口設置在罐體另一側的上端，原油分配管與進油口相連，原油分配管下方設置有加熱器，超聲破乳室沿罐 體內部從左向右設置，其設置高度相同，罐體底部設置至少三個出水口，罐體內出油口一側設置有堰板。本專利技術進一步特征在于所述罐體為圓柱形臥式罐體，罐體和封頭之間采用法蘭連接固定。本專利技術進一步特征在于所述罐體內設置有兩個超聲破乳室、三個出水口，進油口設置在罐體左側時，第一個出水口設置在進油口與最左邊超聲破乳室之間，第二個出水口設置在兩個超聲破乳室之間，第三個出水口設置在堰板右邊；進油口設置在罐體右側時，第一個出水口設置在進油口與最右邊超聲破乳室之間，第二個出水口設置在兩個超聲破乳室之間，第三個出水口設置在堰板左邊。本專利技術進一步特征在于所述進油口設置在罐體左側時，堰板設置在出油口和最右邊超聲破乳室之間；進油口設置在罐體右側時，堰板設置在出油口和最左邊超聲破乳室之間。本專利技術進一步特征在于所述堰板距離出油口 200mm Im,優選200mm 400mm。本專利技術進一步特征在于所述罐體材質為碳鋼結構，罐體外層包有保溫層。本專利技術進一步特征在于所述最左邊超聲破乳室設置在罐體長度的左1/3處，最右邊超聲破乳室設置在罐體長度的右1/3處。本專利技術進一步特征在于所述超聲換能器開口為喇叭形、方形或圓形，優選喇叭形。本專利技術進一步特征在于所述超聲破乳室的破乳室單個孔通道截面為橢圓形，長軸(即高度方向)為短軸長度(即水平方向)的2倍。本專利技術進一步特征在于所述超聲破乳室的開孔率為30 40%。本專利技術進一步特征在于所述超聲換能器采用從上部吊掛的方式安裝于兩個超聲破乳室之間，兩個超聲破乳室中間的超聲換能器設置方向相反，超聲換能器開口與超聲破乳室相對，兩個超聲換能器之間的距離為500 800mm，超聲換能器與相應超聲破乳室之間的距離一般為300 800mm。超聲換能器的換能器端采用喇叭形開口，使超聲波發射的范圍控制在破乳室的通道中。本專利技術進一步特征在于所述超聲換能器為壓電陶瓷超聲波換能器或磁致伸縮超聲波換能器；換能器的發生軸線與油品主流動方向同軸。本專利技術進一步特征在于所述超聲波換能器的超聲波在破乳作業區的輻射時間為20min之內，超聲波聲強I. 5 2. OW/cm2，工作頻率18KHz 36KHz。本專利技術進一步特征在于所述堰板高度與超聲破乳室上部齊平。本專利技術進一步特征在于所述加熱器為蛇形管。本專利技術進一步特征在于所述支撐板為弓形扇面，高度為罐體高度的1/3。本專利技術與現有技術相比，本專利技術由于采用現有的超聲振動系統，電聲換能器為壓電陶瓷或磁致伸縮方式，超聲波沿破乳室軸線方向水平發射。在乳化液經過破乳室通道21中后，實現了乳化液的短暫空間分離。破乳室是置于罐體中部的長方體。制作材料為聚四氟乙烯，環氧樹脂等材料。沿軸向水平方向穿孔，使乳化液可以通過。該破乳室具有三個功能第一，破乳室實現了乳化液的分流，在超聲波的作用下，一方面使得乳化液超聲波破乳更充分，另一方面每個空心管還起到了微型重力分離器的作用；第二，破乳室的水平通道總體上使超聲波的按照水平方向傳播，避免了超聲波在整個罐體內的反射、折射，減輕了二次乳化；第三，破乳室的設計采取了兩段設置，兩段破乳室中間設置方向相反的超聲波換能器，即避免了兩個聲波的疊加和干涉，又使得破乳區集中在整個罐體中部，由于超聲波的衰減使得整個破乳區的出口超聲效果降低，避免了二次乳化。下面結合附圖和具體實施方式對本專利技術作進一步詳細的說明。附圖和具體實施方式并不限制本專利技術要求保護的范圍。 附圖及附圖說明圖I是本專利技術原油超聲波破乳脫水裝置軸向的剖視圖。 圖2是圖I中的A-A剖視圖。圖中所示標記為I-罐體，2-進油口，3-原油分配管，4-封頭，5-第一超聲破乳室，6_第二超聲破乳室，7-第一超聲換能器，8-第二超聲換能器，9-出油口，10、11、12-出水口，13-堰板，14-分配沉降區，15-原油破乳作業區，16-油水分離混合區，17-分離水沉降區，18-加熱器，19-支撐板，21-破乳室通道。具體實施例方式如圖I和圖2所示，圖I中所示罐體I為圓柱形臥式結構,罐體I內設置有兩個超聲破乳室、兩本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種超聲波破乳脫水裝置，包括罐體、封頭、進油口和出油口，其特征在于：罐體內設置有原油分配管和至少兩個超聲破乳室，相鄰兩個超聲破乳室中間設置有兩個與超聲破乳室中心線相對應的超聲換能器，進油口設置在罐體一側的上端，出油口設置在罐體另一側的上端，原油分配管與進油口相連，原油分配管下方設置有加熱器，超聲破乳室沿罐體內部從左向右設置，其設置高度相同，罐體底部設置至少三個出水口，罐體內出油口一側設置有堰板。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：虎銳，崔新安，彭松梓，李春賢，申明周，
申請(專利權)人：中國石油化工股份有限公司，中石化洛陽工程有限公司，
類型：發明
國別省市：
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