阅读说明：本技术 一种老化油真空薄膜蒸发装置 (Aging oil vacuum film evaporation device ) 是由 柳忠彬 孙兆略 王欢 张海周 于 2018-05-31 设计创作，主要内容包括：本发明是一种老化油真空薄膜蒸发装置,其特征在于：具有罐体形式的装置,装置具有进油口和出油口,装置内设有由多层空心圆盘结构叠加而成的呈空心圆柱状的脱气元件,空心圆盘具有连接上表面和下表面的锥形孔,脱气元件内由锥形通孔连接而形成锥形异孔结构；脱气元件的空心圆柱套设在加热套筒上；装置上的抽气口与一个气液分离罐之间通过管道连接,气液分离罐与一个真空泵连接。本发明可以高效的破除老化油乳化状态并实现快速大比例脱水,使老化油再生为可外输的原油。(The invention relates to an aging oil vacuum film evaporation device, which is characterized in that: the device is provided with a tank body, the device is provided with an oil inlet and an oil outlet, a hollow cylindrical degassing element formed by overlapping a plurality of layers of hollow disc structures is arranged in the device, the hollow disc is provided with a conical hole for connecting the upper surface and the lower surface, and a conical different hole structure is formed by connecting conical through holes in the degassing element; the hollow cylinder of the degassing element is sleeved on the heating sleeve; the extraction opening on the device is connected with a gas-liquid separation tank through a pipeline, and the gas-liquid separation tank is connected with a vacuum pump. The invention can efficiently break the emulsified state of the aging oil and realize rapid dehydration in a large proportion, so that the aging oil is regenerated into crude oil which can be exported.)

一种老化油真空薄膜蒸发装置

技术领域

本发明涉及一种油水分离装置，尤其涉及老化油真空薄膜蒸发装置。

背景技术

海上油田在开采运输过程中相当一部分原油因各种原因转化为老化油，油的物理和化学品质发生变化导致无法使用，由于老化油中含有的机械杂质和泥砂具有导电性，长时间放置有可能造成电脱水设备的严重放电事故，此外，老化油会滋生大量硫酸盐还原菌，如果杀菌不彻底进入到设备和管道中，会腐蚀油田设备及管道。

老化油处理的困难表现在：第一，老化油是成分复杂、稳定性极高的油包水(W/O)型乳状液,平均含水率在30％以上，而根据原油外输标准规定，外输原油含水率不得高于0.5％，因此老化油的处理对脱水率有极高要求，一般技术手段难以实现；第二，老化油中含有大量胶质、沥青质及导电性极强的机械杂质，这些成分吸附在油水界面膜上，导致破乳困难，不利于老化油的油水分离；第三，胶质、沥青质使老化油变得胶性粘稠，流动性极差，不利于大批量处理。

国外采用建立大规模集中处理站，离心沉降的方法处理老化油，这种方法虽然着非常高的效率，但也存在着一些不足，比如运行成本高、处理时间长、设备结构复杂、占地面积大且操作维修要求较高等问题。国内的石油化工业使用传统化学工艺处理老化油，采用热化学沉降的方法进行油水分离，这样不仅处理时间长，能耗大，成本高，还极有可能造成二次排放污染。最关键的是，以上方法只适合陆上油田的老化油处理，但不适用于对于海上开采平台老化油的在线处理。

发明内容

本发明提供一种老化油真空薄膜蒸发装置，本发明的目的在于，针对现有老化油处理技术的不足，可以高效的破除老化油乳化状态并实现快速大比例脱水，使老化油再生为可外输的原油。

本发明通过以下技术方案来实现：

一种老化油真空薄膜蒸发装置，其特征在于：具有罐体形式的装置，装置具有进油口和出油口，装置内设有由多层空心圆盘结构叠加而成的呈空心圆柱状的脱气元件，空心圆盘具有连接上表面和下表面的锥形孔，脱气元件内由锥形通孔连接而形成锥形异孔结构；脱气元件的空心圆柱套设在加热套筒上；装置上的抽气口与一个气液分离罐之间通过管道连接，气液分离罐与一个真空泵连接。

空心圆盘的锥形通孔具有多种最大直径和最小直径。

与进油口连接的自旋式物料分布器位于脱气元件的上方，自旋式物料分布器的喷管通过棘轮结构的喷管转向节与喷管接口连接，喷管的喷嘴对着一个摇臂端部的导流板，摇臂可转动地套设在由喷管伸出的摇臂轴上，复位弹簧的两端分别固设在喷管和摇臂上，摇臂的另一端部与喷管挡板对应。

装置与内有电加热器的预热罐之间通过设有进油口及阀门以及齿轮吸油泵的进油管道连接，进油管道位于装置内的端部为与自旋式物料分布器连接。

加热套筒内装有陶瓷加热圈。

本发明的有益之处在于：

1：该发明可以破除老化油的乳化状态，实现老化油高效、大比例脱水，并且不需要添加任何化学破乳剂，对环境污染小；

2：使用该发明装置，老化油呈极薄液膜状在交错式锥型异孔结构内流动，加热装置逐步传热使油液液膜升温从而使油液中的水分快速蒸发；

3：使用该发明装置可循环脱水，运行成本低；

4：该装置采用的结构简单、净化效率高，装置体积小、操作简单，使用寿命长，适用于海上平台老化油的在线脱水处理。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的自旋式物料分布器的结构示意图；

图3是本发明的脱气元件整体结构示意图；

图4是本发明的脱气元件交错锥形异孔结构示意图。

其中：1.预热罐；2.进油口及阀门；3.齿轮吸油泵；4.罐体顶端盖；5.自旋式物料分布器；6.脱气元件；7.加热套筒；8.罐体底端盖；9.出油口及阀门；10.抽气口；11.装置；12.限压阀门；13.气液分离罐；14.真空泵；15.温度传感器；16.电加热器。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。

如图1所示：

装置11是具有罐体顶端盖4和罐体底端盖8的罐体形状，罐体顶端盖4和罐体底端盖8与罐体11通过螺栓连接并使用耐高温密封圈密封。

装置11与预热罐1之间通过设有进油口及阀门2以及齿轮吸油泵3的进油管道连接，管道位于装置11内的端部设有自旋式物料分布器5，自旋式物料分布器5位于脱气元件6的上方，加热套筒7穿设在脱气元件中，装置11底部设有出油口及阀门9，装置11上的抽气口10与一个气液分离罐13之间通过设有限压阀门12的管道连接，气液分离罐13与一个真空泵14连接。

自旋式物料分布器5通过螺纹与进油管道连接，进油管道焊接在罐体顶端盖4上，齿轮吸油泵3提供油液喷射所需压力。

脱气元件6具有交错式锥形异孔结构，能够使油液形成流动薄膜，增大有效蒸发表面积，使油中水分快速蒸发，而且脱气元件具有良好的导热性能，能够快速实现传热蒸发，脱气元件6加工为空心圆柱状并固定套设在加热套筒7的筒壁上。

加热套筒7内装有陶瓷加热圈,加热圈的产生的热量通过脱气元件6传递给油液，实现蒸发过程中油液的保温(蒸发吸热)，加热套筒7直接焊接在罐体底端盖8上，以避免油液与加热元件的接触。加热套筒7能够提供油液保温的作用，在蒸发过程中使油液能够维持在70℃，确保油液不会因蒸发吸热降温影响蒸发速率

装置11中其他可能出现泄漏的部位涂抹耐高温密封剂。

装置11使用前，将待处理老化油在预热罐1内用电加热器16加热至一定温度(60℃)以增加其流动性，同时提前打开真空泵14和加热套筒7，待装置11内部达到预设温度(约70℃)和真空度(约70.5kpa)后，打开进油口及阀门2。

装置11运行时，经过初步预热的物料在预热罐1经过电加热器16加热后通过进油口及阀门2，通过齿轮吸油泵3，进入装置11中，经过自旋式物料分布器5后均匀流入脱气元件6内。由于脱气元件6的交错式锥形异孔结构与导热特性，油液在脱气元件6内形成流动液膜并逐渐升温，在真空度约70.5kpa的条件下，油液液膜中的水分达到了蒸发温度(约70℃)，水分蒸发为水蒸汽，气液混合相在真空泵14的作用下经抽气口10抽出，经过气液分离罐13实现雾状油滴和水蒸汽的分离，最终蒸汽被被真空泵14抽出，从而达到了老化油油水分离的目的。老化油实质是成分复杂的原油乳状液，含有一些沸点较低的轻相成分，抽气过程中水蒸汽携带的雾状油滴进入气液分离罐13分离后可以得到一部分轻相油液。

在装置11内油液有一定液位后打开出油口及阀门9，底部老化油油液在吸油泵作用下由出油口及阀门9排出进入储油装置循环处理。

如图2所示：

自旋式物料分布器5具有摇臂式喷头结构，喷管59通过棘轮结构的喷管转向节57与喷管接口58连接，当油液由喷管接口58进入喷管59，再由喷管59的喷嘴52喷出时，撞击其对应的导流板51形成下落油雾，由于摇臂54可转动地套设在由喷管59伸出的摇臂轴53上，所以摇臂54端部的导流板51受到切向应力带动整个摇臂54绕摇臂轴53逆时针旋转某个角度，由于两端分别固设在喷管59和摇臂54上的复位弹簧55的作用，摇臂54的另一端部与固设在喷管59上的喷管挡板56对应，所以摇臂54返回并撞击喷管挡板56，由于喷管59上带有棘轮结构的喷管转向节57，喷管59随之转动某一角度，这样随着油液喷出喷管59循环往复做圆周运动，所以油液能够均匀喷落入脱气元件6中。

如图3、图4所示：

脱气元件6整体呈空心圆柱状，是由多层空心圆盘61结构叠加而成的(例如10层，每层厚度20mm)，每层空心圆盘61之间存在微小的缝隙，有利于蒸发过程中气相的流通。单个空心圆盘61内部是交错的连接上表面和下表面的锥形通孔62，锥形通孔62大直径端的直径在1-2mm范围内，孔隙密度为60ppi，每个锥形通孔62孔径的大小是不同的，当多层锥形通孔62叠加在一起时形成了交错的锥形异孔结构，油液进入时逐渐形成流动薄膜，在真空负压环境下油液中的水分快速蒸发为水蒸汽，气体排出孔外并在真空泵14的作用下经抽气口10抽出。

脱气元件6是油液成膜蒸发的场所，在相同体积下，锥形通孔表面积要大于圆柱形孔，能够增大液膜有效蒸发表面积，提高蒸发效率。

锥形异孔结构是指每个锥形通孔62的大小是不同的，具有不同的最大直径和最小直径，脱气元件6每一个空心圆盘61都是由若干多孔薄片压制而成，这些大小不同的锥形通孔62形成了曲折多变的通道，使油液薄膜流动过程中能够产生翻滚变形，刷新液膜蒸发表面，提高装置的脱水率。

液体的表面积会影响水的蒸发效率，处于液体蒸发表面的水分子越多，相同时间内液面溢出的水分子就越多，水的蒸发越快。油液在锥形通孔62内不规则流动，改变了液膜与加热表面接触的蒸发表面，油液均匀受热，不会出现局部温度过高(老化油是热敏性物料，液膜滞留时间太长会使油液局部温度过高，加热表面容易结焦变质)，而且这种流动流速较慢，不会产生太多湍流状态的液膜，热阻低，传热系数高。

装置11上安装的温度传感器15反馈装置11内部温度并与设定温度比较，通过电源控制器控制加热套筒7开关，不断改变实际输出功率，达到控制装置11内部温度恒定的目的，限压阀门12的作用是实现装置11内部真空负压的稳定，在保证蒸发率的前提下防止老化油油液暴沸。

本发明装置具有占地面积小、处理量大、蒸发效率高、故障率低等优点，适应于海上平台老化油在线脱水。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。