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原油脱水技术研究
摘要
原油脱水技术是石油加工中的一个重要环节，其目的是从原油中去除水分，保证石油产品的质量和稳定性。本文着重探讨了原油脱水技术的发展历程、原理及各种脱水方法的优缺点，以及未来发展趋势。通过对不同脱水方法的比较分析，得出了目前最为优化的冷却器脱水法，并提出了一些值得研究的问题和建议。
关键词：原油脱水；发展历程；脱水方法；比较分析；最优方案
Abstract
Crudeoildehydrationtechnologyisanimportantpartofpetroleumprocessing,whichaimstoremovewaterfromcrudeoiltoensurethequalityandstabilityofpetroleumproducts.Thispaperfocusesonthedevelopmenthistory,principleandadvantagesanddisadvantagesofvariousdehydrationmethods,andfuturedevelopmenttrendsofcrudeoildehydrationtechnology.Bycomparingdifferentdehydrationmethods,themostoptimizedcoolingtowerdehydrationmethodisobtained.Finally,someissuesandsuggestionsforfurtherresearchareraised.
Keywords:crudeoildehydration;developmenthistory;dehydrationmethods;comparativeanalysis;optimalsolution
一、发展历程
原油脱水是石油加工的重要工序之一。最早的原油脱水方法是通过自然沉淀、采用活性炭吸附、以及利用空心纤维膜等方法实现。但这些方法由于效果不理想、设备简陋等原因，逐渐被淘汰。20世纪60年代以后，尤其是揭示了原油中水分含量与工业产品质量密切相关的情况后，裂化汽油、合成树脂和烷基苯等产品中水含量大的问题得到了更多的关注。此时，电场、离心分离、超滤、压力过滤、真空蒸馏、冷却器脱水、分子筛吸附脱水、共沸蒸馏、吸附剂和脱醇等新方法应运而生。目前，国内外广泛采用的脱水方法包括冷凝器脱水、分子筛脱水、离心脱水、电场脱水、冷却器脱水等。
二、原理
原油中所含的水分主要存在于游离态和溶解态两种形式。游离态的水分通常含于不混溶的烃类物质之中，溶解态的水分与原油中的烃类物质混合均匀，形成透明的溶液。因为游离态的水分与烃类物质在成分上存在分区性，因此相对于溶解态的水而言更容易去除。按照这个原理，除水效果的好坏主要依赖于脱水方法的处理能力以及其对于两种水分形态的判别能力。
三、各种脱水方法的优缺点比较
3.1冷凝器脱水法
冷凝器脱水法是一种传统的脱水方法，该脱水法针对的是原油中的溶解态水分。具体操作时将含水原油通过换热器和冷凝器分别由上往下逐级冷却，使得原油中的溶解水在温度降低时逐级生成微细的水滴，并沉淀于罐底。其优点是操作简单、成本低，但是其局限性也十分明显，主要表现在：一是能力有限，只能处理较低水分的原油；二是对游离态水几乎无可奈何。在运用过程中，还需特别注意原油的温度控制问题，一旦温度不当，不仅会加速水与烃物长相分离的速率，还会造成设备泄水等毛病。
3.2离心脱水法
离心式脱水方法主要是采用高速离心机实现。原油经过预处理和加化剂处理，剩余的水分通过离心机产生的离心力从原油中分离出来。相对于其他脱水方法，离心脱水不受温度限制，更适用于低含水度的原油处理。但该方法仍存在以下问题：首先、该方法成本较高，容易受原油中的固体颗粒及沉渣、化学氧化剂影响离心性能，从而降低工作效率；其次、离心式整个设备较为复杂，且离心机的工作寿命较短且故障率高，维护成本较高；最后、对于含水量较大的原油脱水效果不理想。
3.3电场脱水法
电场脱水是一种较为高效的脱水方法。该法主要应用原油介质在高频电场中时，产生电偏极化效应，使石油中的水分极化，因为水分子的极化能力较强，所以在电场作用下水分子能大量迁移，而石油分子的极化能力较弱，因此在电场作用下只有一小部分石油分子发生位移。最终可以通过冷却处理或者再加化学剂等方法，去掉水分。该方法的优点在于可以高效去除游离态水份，但仍有缺陷，首先是设备高峰缼口耗能大。其次是由于电场脱水方法不奏效不同硫化氢中重质烃之间的相容性差异，所以选用电场脱水方法去除水分时，需间多而选择硫化氢含量少的原油。
3.4分子筛脱水法
分子筛脱水是近年来较为流行的脱水方法之一，在水分子较小的情况下高效去除游，既可去除溶解态水也可去除游离态水的脱水方法。由于分子