确保沉降罐正常运行的要因浅析

确保沉降罐正常运行的要因浅析

王小玲张弘田霞刘金华

（长庆油田分公司第一采油厂，陕西延安716000）

摘要：沉降罐是站库原油脱水的主要设备，其运行状况直接影响了净化油和采出水是否合格。影响沉降罐效率的因素主要有进液量、破乳剂、温度及层位。本文主要是介绍个参数对沉降罐效率的影响、如何确定各参数，制定措施，以提高沉降罐效率。

关键词：原油脱水；沉降罐效率；因素；措施

一、概述

坪桥集输队成立于1994年6月，隶属长庆油田公司第一采油厂集输大队，集输队下计量岗、水处理岗、锅炉岗、消防岗、综合化验岗五个岗位，管辖着2个万方大罐、3个千方罐、3个百方罐、1个事故罐、2个沉降罐、3个消防水罐的原油集输站库和外输计量，承担着坪桥作业区及江汉油田坪北作业区的各区块原油的集中、净化、计量、外交、原油采出水处理和回注任务。

沉降罐是原油油水分离的的主要设备设施，因其结构简单、容量大、沉降时间长、操作管理方便，无需检测控制仪表，在生产中得到广泛应用，是站库内必不可少的设备。

二、沉降罐简介

1、沉降罐结构及附件

沉降罐的结构如下图所示。

2、沉降罐工作原理

油水混合物由进口管线经配液管中心汇管流入沉降罐底部的水层内，在水层内进行水洗。破乳剂作为一种表面活性剂，主要作用是降低油水界面的表面张力，由于油水密度的差异，使部分含水油在上升过程中，较小粒径水滴向下运动，油向上运动，实现了油水分离。在原油上升到集油槽过程中，其含水率逐渐减小。经沉降分离后的原油进入集油槽，经原油溢流管流出沉降罐；分离后的污水经上部水箱，由脱水立管排出。

3、运行参数及各参数对沉降罐效率的影响

沉降罐的运行参数包括进液量、温度、加药量、水层等。而沉降罐的运行好坏在一定程度上可以较为直观地看沉降罐乳化层的厚度。破乳后的含水原油进入沉降罐后,油水分离,少量未破乳的新鲜乳状液将逐渐在油、水层之间聚集,截留从油层中沉降的固体杂质,形成中间层。经一定时间后中间层可达到稳定,厚度不再增大。中间层聚集物初期呈絮状,总体上处于聚集和破乳的动平衡中。随着运行时间的增加,分子量大的有机物如胶质、沥青质、蜡,无机物如细菌腐蚀产物、盐结晶等，砂、粘土、铁氧化物等固体杂质富集,残存的乳状液稳定性提高,还发生胶态颗粒凝聚、聚沉及乳状液陈化等过程。这时中间层下部出现流动性很差的渣状沉积物,上部出现蜡状粘稠油层。整个中间层从外观很难见到游离水,初期出现的絮状物多转化为固体块状。喷入水层的细小油珠要穿过中间层上浮至油层,被上升的油流携带至油层的微小水珠下沉时要穿过中间层才能汇入水层,增厚并含有渣状固体沉积物的中间层,成了油、水上下流动的屏障,使油水分离速度变慢,直接影响脱水效果。

因此，乳化层厚度越小，说明沉降罐的运行越好。

①进液量

表1是抽取的坪桥集输站4-6月份沉降罐进液量及乳化层厚度。

由表中的数据可以看出：当沉降罐进液量较小时，乳化层厚度基本上保持不变；

当进液量超过一个值时，随着进液量增加，乳化层厚度增加，沉降罐效果变差。

②加药量

表2是常温下坪桥集输站原油脱水率的数据.

由表中的数据可以看出，加药浓度越大，沉降罐的原油脱水效果越好。

表1进液量不同对乳化层的影响

表2不同加药浓度对原油脱水的影响

表3是抽取的坪桥集输站4-6月份沉降罐温度及乳化层厚（固定水层厚度大概为4.705m，进液量相对平稳）。

表3不同温度下沉降罐乳化层厚度

由上表可以看出：沉降罐的罐温越高，乳化层越薄，即沉降罐运行越好。

④水层

表4是抽取的坪桥集输站4-6月份沉降罐水层及乳化层厚度（固定沉降罐温度大概为33℃，进液量相对平稳）。

4、沉降罐运行效果影响因素分析

①进液量影响

沉降罐基本原理是沉降分离脱水，即利用水重油轻的原理，原油通过进液管进入沉降罐后，小粒径油滴向上运动，水滴向下运动，实现油水分离。如果进液量过大，则会使原油在罐内沉降时间不足而影响油水分离效果。

②加药量影响

原油是油水和其他一些杂质的混合物，其中有一部分游离水，还有一部分水与油构成“油包水”乳状液、“水包油”型乳状液及多重乳状液。要想将这部分水和油分离出来，必须首先破乳，即加入破乳剂，破坏油水界面膜，因此如果加药量不足，则会很大程度上影响油水分离效果。

③温度影响

温度对化学破乳的作用是一个复杂的过程，温度太低，破乳剂的溶解能力降低，不能及时到达油水界面，影响破乳效果；另外，温度低，原油的粘性就大，也在一定程度上影响了破乳剂与原油的充分混合，影响破乳效果。

④水层影响

沉降罐水位的高低,是影响沉降效果和生产的首要因素。水层过低，水洗效果不好，即油水混合物中的粒径较大的水滴、盐类、亲水性固体杂质等不能充分地并入水层，导致净化油质量不合格，也会使“油包水”和“水包油”类的乳状液不能充分破乳，从而造成过水带油，直接影响外输水质达标；水层过高，则会使油层尺寸相应地减少，从而造成溢油含水上升,直接影响后端生产。

三、提高沉降罐效果措施

全面细致地对影响一次沉降罐的因素进行分析后，应加强管理,制定合理有效的措施,全面提高沉降效果。

1、稳定进液量

集中处理站处理的原油是作业区来油，而作业区输油基本上是间歇输油或者不稳定输油，因此站内进液量波动是难以避免的。为了最大程度上减小进站流量的波动幅度，首先应该严密组织协调，其次可以在作业区或者集中处理站内再建一个缓冲罐，使来油先进入缓冲罐，再进入沉降罐。

2、保证加药平稳

加好药是实现原油迅速脱水的基础。对加药的工作应该做到：1、加药浓度恒定；2、根据液量的大小及时调节加药泵的排量；3、根据原油性质的变化及时调节乳化剂的类型；4、对加药工作定时进行考察、监督和考核。

3、保证较高罐温

为了保证罐内有较高的温度，首先应该适当的对罐体采取相应的保温；其次，应该增加加热介质与原油之间的温度差，即尽量增加加热介质如水、蒸汽的温度；还应增加原油与加热介质的接触面积。

4、保证合理的水层、乳化层高度

沉降罐油水界面的控制是根据静水压强的原理设计的。罐的上部有一个集油槽，用来集中输出净化油，水层下部出口处连有有一个倒U型水封管，倒U型水封管的上端有一个水箱，水箱的高度稍低于集油槽的高度。污水从集水口出来先经过U型水封管到水箱，然后流入污水厂进行处理，当油水界面稍微低于U型水封管的水箱高度时，水就不会再往外流，这样就保证了有一定的水层高度。

沉降罐乳化层高度越小越好，因此，在沉降罐运行了一段时间后，可以用泵将乳化层抽出，单独进行处理。

四、总结

由于原油采出后需要经过采油作业区、集输大队、化工厂、输油处等几家单位处理后才能成为合格的使用油。尤其是沉降罐脱水，需要各个单位相互协调才能使进液量、加药量、温度等因素控制合适，因此，需要有关部门制定一套合理的管理制度，协调各单位的日常工作，以降低能源损耗，降低意外事故的发生率，最终提高沉降罐的运行效率。