[發明專利]一種超聲波罐式破乳的裝置及方法

有效

• 申請號: 201210231380.0
• 申請日: 2012-07-05
• 公開（公告）號: CN103520959A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 茍社全;張紅宇;張義玲;常文之;許金山;劉愛華;張傳明;梁穎杰;崔云梓
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司
• 主分類號: B01D17/04
• 分類號: B01D17/04;B01J19/10;C10G33/02
• 代理公司: 淄博佳和專利代理事務所 37223
• 代理人: 孫愛華

技術領域

一種超聲波罐式破乳的裝置及方法，屬于石油化工技術設備領域。

背景技術

近年來，隨著石油資源逐漸減少和人們對石油產品需求的不斷增加，促使油田企業采取多種增產措施，動用了過去難以開采的原油儲量，廣泛應用三次采油技術，如聚合物驅、多元復合驅、表面活性驅、堿驅、二氧化碳驅、稠油熱采等技術的大量應用，導致重質化劣質化的原油的乳化加劇，乳化結構穩定，采用傳統的熱化學手段很難快速達到有效的油水分離的目的。

原油中的水、表面活性劑、三采助劑及天然極性物質，在機械作用下，形成了油包水（w/o）、水包油（o/w）、多重嵌套式（w/o/w與o/w/o）等多種形式的穩定乳化結構，進行油水分離的關鍵是怎樣使油水乳化物結構改變而破乳。多年來，原油破乳技術的研究大多只限于化學破乳劑的研究上，對不同種類的原油有較大的局限性，而且破乳劑的應用具有諸多的生產與環保問題：導致生產成本上升，造成排水的含油量和COD值上升，直接影響后續污水處理的正常進行和達標排放。目前，在油田或煉油廠，常常采用含水的乳化原油在待處理罐中加熱或加注破乳劑的方式破乳，進行沉降脫水。超聲波是近年來發展迅速的物理破乳手段，具有投資小、運行成本低、性能可靠、壽命長、節能、環保等特點。超聲波破乳功率小不能滿足大處理量的生產要求，采用大功率超聲波則輻射面小，局部過大易于引起乳化。

本申請人的授權公告號為CN201558576U的實用新型專利《一種超聲波使油水乳化物破乳的裝置》，及其同日申請發明專利申請號為CN200910180669.2《一種超聲波使油水乳化物破乳的方法和裝置》，發明了一種超聲波罐式破乳的裝置及方法，其特征在于：在待處理罐或沉降罐內在油水乳化物重力沉降方向上設置一個或多個超聲波發生器。其裝置直接對待處理罐或沉降罐進行改裝，由于待處理罐或沉降罐的上封頭為外凸式結構，其缺陷是超聲波換能器伸入破乳罐中需要較長的變幅桿長度，直接影響了電聲效率，超聲波分布器產生的超聲波不能有效的作用油水乳化物；該裝置使用時需臨時對待處理罐或沉降罐進行改裝，以裝入多個超聲波發生器。超聲波分布器直接作用于油水乳化物而產生死角或短路現象，設備結構復雜，檢維修不方便，制造成本高，重復利用性差。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種效率高、無死角的一種超聲波罐式破乳的裝置及方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：該一種超聲波罐式破乳的裝置，包括沉降脫水罐，其特征在于：所述沉降脫水罐的進料口通過進料管路與破乳罐串聯，所述破乳罐上部設有破乳罐頂蓋，破乳罐頂蓋中心向下固定有單組超聲波換能換能分布裝置；超聲波換能分布裝置通過功率線纜與超聲波發生器連接；破乳罐的底部一側設進料口，頂部設出料口。

具體的，所述破乳罐頂蓋為內凹式封頭或平板式封頭。這樣超聲波換能器變幅桿伸入破乳罐內部較短，可避免了變幅桿過長而對電聲效率的負面影響。所述內凹式的內凹封頭破乳罐頂蓋設置5~10mm厚的薄鋼板制的防雨蓋板。防止雨天積水。

具體的，所述的超聲波換能分布裝置包括超聲波換能器和超聲波分布器，超聲波分布器通過法蘭壓緊式連接固定在超聲波換能器的下端，超聲波換能器與超聲波分布器采用非金屬材料隔離。一個超聲波分布器對應于一個超聲波換能器，超聲波換能器變幅桿下部伸入超聲波分布器內部，作用于其內液體，接觸部分由非金屬材料隔離，避免直接接觸，防止超聲波直接傳遞給超聲波分布器外殼。

具體的，所述的超聲波分布器下部采用3~10mm厚的薄鋼板沖壓成球面形，超聲波分布器上部采用13~25mm厚的平面鋼板；上、下部焊接形成密封中空結構，其間充滿均勻的液體。這樣超聲波通過下部薄板球面以向下發射為主，減弱超聲波向上的無效輻射。超聲波分布器外形可以為封頭形式的結構。超聲波換能器釋放的超聲波的機械能，通過均質的液體進行二次分布給超聲波分布器，再通過超聲波分布器外表面釋放出超聲波的機械能，使最終作用給破乳罐中乳化油的超聲波的機械能分布更加均勻，避免局部聲強過大、局部不足的現象發生。實現超聲波作用的均勻分布。

可選的，所述的破乳罐的進料口以管路連接待處理罐。

所述的超聲波發生器安裝在防爆控制柜內。

所述的破乳罐頂蓋優先采用封頭內凹式安裝，可以減少破乳罐頂部材料用量、降低鋼材的設計厚度、提高破乳罐頂部的耐壓力程度、實現頂部充盈、縮短超聲波換能器與超聲波分布器的連接距離。