一、概述
立式溢流沉降脱水罐是以常压拱顶钢制储罐为主体,辅助进液分配、集油、集水及油水界面控制等构件,采用静水压强原理进行油水界面控制, 依靠重力沉降原理实现油水分离的一种原油脱水设备。立式溢流沉降罐的直径根据处理量及水滴沉降速度来确定,油层厚度主要随流量和沉降时间、温度等因素的影响而不同。原油含水量较大时,水洗脱水效果明显,操作时应在罐内保持较高的水层;含水量较小时,沉降脱水效果较为明显, 则应适当增加油层厚度。在破乳、温度等生产条件均良好的条件下,油水界面的高度对脱出油及脱出水指标有很关键的影响。本文通过对沉降罐脱水罐工作原理和部分异常情况进行分析,提出 了优化脱水效果的建议与措施。
二、沉降脱水罐工作原理
沉降脱水罐示意图
图示为沉降脱水罐的简易工作原理示意图, 油水混合物从进油管线进入沉降罐,经入口管线进入中心汇管,通过中心管带有开孔的布液管均匀进入水层,经过“水洗”作用后,水滴聚集沉降, 由罐底部集水管上升进入调节水箱内,经出水线去下游污水处理,水洗后的原油上浮翻入到罐壁环形收油槽内,经出油管线去缓冲罐。由于水与原油不互溶且存在密度差,因此油水混合物在沉降罐中经过一段时间的沉降后,油与水将存在于容器内的上下两个液相,油层和水层的控制主要依靠油水密度差和U型管原理。
密度为ρ的液体在深度为h处产生的压强:
p=ρgh
h 为液柱高度,g 为重力常数,其 值约为10N/Kg(读为:牛顿每千克)。
如上图所示,假设已知收油槽高度H和出水高度h,原油密度为0.8,水的密度为1,我们可以算出罐内油层厚度 h1 和水层高度 h2。以本单位在用沉降罐数据为例,H=13m,h=12m,不考虑大气压的影响,则有:
ρ油gh1+ρ水gh2=ρ水g×12
h1+h2=13
可以得到h1=5,h2=8,即在理想状态下油层为 5米,水层为8米。也就是说,沉降脱水罐正是利用U型管原理实现油罐内油和水的动态平衡的。
三、沉降脱水罐稳定运行的影响因素
在现场实际生产过程中,由于受诸多因素的影响,油、水并不总是能够理想地实现自动分离, 其主要影响因素有:
(一)含水原油温度的影响。油温越高,油、水 的密度差越大,相应地粘度也越低,适当的提高温度使脱水率上升,使油、水在罐内的分离变得更为简单。
(二)化