[发明专利]竖排式原油超声脱金属脱盐罐

说明书

技术领域

本发明涉及化工技术领域，具体地说涉及一种原油超声脱金属脱盐罐。

背景技术

在炼厂，加工金属含量高的原油，会带来原油注水电脱盐耗电增加，换热器结垢，催化剂中毒及石油产品品质下降等诸多不利影响。原油进入常减压蒸馏装置前，需要注水洗去原油中所含的盐，将脱金属剂由注水引入，再与原油作用，原油的脱金属脱盐和脱水是同时进行的。

超声破乳脱水脱盐及强化脱金属作用研究是近几年开展的。CN2539559Y和CN2669953Y提出了在原油进入电脱盐罐前，对原油乳化液在管道中进行超声预处理，经超声处理后的乳化液,其在电脱盐罐中的脱水脱盐效果将提高。CN101381620A公开了一种油品的脱金属方法，其步骤包括：l）将称取的油品预热至50～70℃，使油品呈流动状态；2）向油品中加入脱金属剂及水，充分混合后，进行10～18分钟的超声波作用；3）将经超声波处理的混合液在60～90℃温度下静置1小时后，进行油水分离。专利指出，在油品中加入脱金属剂进行脱金属反应，并采取超声波作用对脱金属反应进行强化，使油品中的金属叶琳和非叶琳油溶性化合物转化为亲水化合物，再进行油水分离，将油品中的的金属脱除。

CN2539559Y和CN2669953Y提出的原油乳液超声作用与油水分离是分开进行的；CN101381620A提出的油品超声强化脱金属处理与油水分离也是分开进行的，且属于间歇操作，其工业化难度大。超声作用后的原油乳液不能立即实现油水的分离，其破乳作用会受到影响；而非连续的原油超声脱金属方法，在石行工业中难以实现。

发明内容

本发明的目的是提供一种竖排式原油超声脱金属脱盐罐，利用该设备，能够实现对原油进行连续超声脱金属脱盐作用，油水同步分离。

本发明所述的竖排式原油超声脱金属脱盐罐，采用金属材料制作，由筒体，乳化原油进料分布管，出油分布管，排水管，超声变幅杆组，超声控制传递组件组成。

筒体由椭圆形直筒体与两侧碟形封头连接，构成封闭卧罐体，椭圆长轴水平，短轴竖直。筒体外覆盖保温套，对外筒体内物料保温。

乳化原油进料分布管连接在外筒体一侧碟形封头中下部，在设备总高度四分之一至三分之一之间，其插入罐体至另一侧碟形封头与圆筒体连接的空间区域。插入罐体的管线，未端封闭，管线水平两侧均匀分布小孔，所有小孔面积之和不小于管截面积，乳化原油由小孔均匀分布进入罐体。

出油分布管在罐体内管线，水平配置于罐体水平中心轴线正上方，接近罐顶处。管线两端分别至碟形封头与圆筒体连接的空间区域且未端封闭，管线水平两侧均匀分布小孔，所有小孔面积之和不小于管截面积，管线正中连接罐顶出口，经超声场作用，沉降分离得到的油相，由管线小孔汇集，从正中出口流出罐体。

排水管连接在外筒体底部，是经超声场作用，沉降分离得到的水相出口。

超声变幅杆组是两排位于出油分布管两侧，由椭圆直筒体上方竖直插入罐体的若干单个超声变幅杆组成，两排超声变幅杆可以相对配置，也可以交错配置。根据物料性质及工艺要求，每排超声变幅杆中的相邻超声变幅杆间距在30厘米～300厘米之间，两排超声变幅杆组的间距在椭圆长轴长度的60～100％之间，超声变幅杆组下端位于乳化原油进料分布管与罐体水平中心轴线之间。超声变幅杆为圆柱状金属体，在工作状态下，变幅杆向周围辐射超声振动能量。

超声控制传递组件包括超声电源、超声换能器及冷却水套、传振杆。超声电源的输入电为常用220V或380V交流电源，超声电源内含高频振动信号源，匹配系统及控制系统等，超声换能器将超声电源电能转换成超声振动能量，通过传振杆将超声能量传递至超声变幅杆。在工作状态下，冷却水移走换能器产生的热量。

竖排式原油超声脱金属脱盐罐使用原理和方法是：将脱金属剂由注水引入，注水的乳化原油由乳化原油进料分布管进入罐体，在超声波的作用下，原油的脱金属作用得到强化，与此同时，油水分离同步进行。经沉降分离的油相由罐体上部出油分布管流出，是脱金属脱盐后原油；含金属离子及盐的水相由罐体下部排水管流出。超声频率一般控制在20～60KHz。根据加工量和加工工艺要求，设计制作超声电源，其输出功率能在一定范围内实现优化调节。超声作用可连续也可脉冲工作，并可对超声波周期及脉宽进行调节，以实现对原油脱金属及乳化液破乳效果优化。