常减压电脱盐工艺技术优化研究

常减压电脱盐工艺技术优化研究

蔡昊渊

中石油抚顺石化分公司石油二厂蒸馏一车间

摘要：原油经过在油田采出之后，虽然进行过首次的脱盐工艺处理，仍难以符合进一步的工艺需求。为提升能源应用参数，降低设施下游系统的催化药剂损耗，应当完善常减压蒸馏系统的电脱盐工艺，提升分离水与油的品质、成效以及速率，从而达成更为显著的脱盐成效。

关键词：常减压；电脱盐；工艺技术改造

引言

常减压装置的电脱盐排水是污水处理厂的重要进料。近年来,出于环保考虑，污水处理厂对电脱盐排水指标要求日趋严格。国内某炼厂采用两级串联交流电脱盐技术，由于受原油来源限制，装置实际加工的是劣质乳化原油，原油注水后极易乳化产生顽固乳化液，导致一级电脱盐排出污水石油类以及COD经常超标。本文针对生产过程中电脱盐系统存在的问题，分析了国内外各种电脱盐技术的优缺点，对两级电脱盐进行了部分改造，同时增加了沉降罐。经过一年的运行调试，电脱盐排水指标均合格。

1电脱盐工艺技术概况

某石油化工公司炼油部运用3.0×106t/a常减压蒸馏系统，系统规划将重质原油相关工艺作为核心，脱盐之后盐的所剩总量把控标准是<3mg>技术。

2常减压装置运行存在的问题

2020年12月，原油性质进一步恶化，主要表现为盐含量由400mgNaCl/L上升至1440mgNaCl/L，水含量由0.2%（w）上升至10.0%（w）。同时，原油性质不稳定，伴随有分层现象，导致电脱盐单元的电流和压力大幅度波动，电脱盐罐电流上涨速度超过1A/10min，直接触发变压器电流高限报警，被迫降低电压档位，维持运行；脱后压控阀开启速度超过25%/10min。同时，常压塔塔顶回流罐切水出装置流量超过正常流量的30%，常一中流量由200t/h逐渐下降至100t/h以下；闪蒸罐压力开始上涨且罐顶压力波动峰值大于0.015MPa。由于原油盐含量长期超过工艺控制指标（≯500mgNaCl/L），造成常压塔内大量结盐，全塔压降已经由2018年检修开工初期设计的3kPa上涨至运行末期的21kPa，造成常压塔的分离效果和运行稳定性变差。同时，由于原油大量带水，在水冲击下，塔内气液相负荷大幅度波动，伴随有冲塔现象，比如常二线气、液相温度差发生反转，常二线携带原油组分。另外，在水冲击下，塔内气液相负荷大幅度波动，塔内的结盐层发生松动，盐分随常一线和常二线流出，造成常一线和常二线的油品颜色由无色转至茶色和深棕色，影响成品油外观。

3电脱盐工艺技术优化

3.1改造排水除油器

公司在检查维修过程中，对除油器罐中的组织构成展开完善、整理与改进，降低前端以及后端水油分离区域的压降，确保除油设备落实满灌作业，保证浮油能够彻底进到收油包中。更换除油设备填料，将鲍尔环填料改成六角蜂窝斜管填料，运用水力旋流器(CYL-70)，留下鲍尔环填料作为支持用水冲刷洗涤管道线路以及各个腔室的隔板。卸下鲍尔环填料，用水冲刷洗涤上部与下部的隔板、支撑板以及六角蜂窝斜管填料腔室的上端隔板和分配管道线路。此装置的改造为在六角蜂窝斜管填料中添加固定压板，其彼此间的距离是300mm，是能够拆解卸下的组织构成。在旋流设备的底端增添弯头以及直管，面向封头的区域，牢固地焊接鲍尔环镇料以水冲刷洗涤的开口，用来防止形成罐体底端的沙泥扰动以及水油界位遭受冲击。

3.2电脱盐罐内油水界位

对于电脱盐罐内油水界位的调整，采取电脱盐V102A/B控制切水油含量、V102C/D控制脱后原油带水量的调整思路。控制切水油含量，是为了保证装置总排口符合分级控制的环保要求；控制脱后原油带水量，是为了避免把大量水带入常压塔。V102A/B罐界位根据实际变压器电流控制，若电流持续上升，则需要增加切水量，降低界位，保证电流基本维持平衡。V102C/D主要控制目的是控制脱后原油的带水量。首先将界位降至65%，若常压塔顶酸性水流量继续增加，则V102D继续降界位，期间外操需现场查看油水界位，控制界位在距离罐底800~1000mm位置为佳。

3.3原油罐区使用阻降剂

该公司常压蒸馏装置以加工海洋油为主，原油中重质组分易在原油罐底部沉降，导致罐存减少。２０１９年初，原油罐底油渣高度已达到３ｍ，且随着原油罐运行重质杂质有逐渐增多趋势。２０２０年３月罐区添加原油阻降剂，将罐底重质杂质溶解，进入装置加工。在２０２０年５月后，发现电脱盐罐界位逐渐升高，电脱盐罐变压器电流经常增大。常压塔顶污水中出现黑色杂质，污水中铁离子含量也超标。

3.4电场结构的优化

传统首级电脱盐罐体内运用首代高速电场组织构成，其内总共涉及4层水平电极板，自上而下1、2、4层带电，3层接入地面。罐内的第4层运用自上而下的支持组织构成，藉此使此层的带电极板绝缘支持更为稳固，把其加固在在水层附近的上端横梁区域中，因为其同水层距离偏短，在水位波动之后第4层带电极板同水层间的乳化液相对位置产生改变，容易形成电流的波动，对于破乳的成效形成制约。在改良之后自4层极板支持区域变更成于3层接地极板之上挂着，应用改良电极板的固定模式，把支持部件影响电场的程度降低，实现电场构成改善的目标。作业过程中，经过提升5%的控制界位，延长水油沉降分离的时长，提升脱盐比率以及改进所排出水体发黑带油的问题。

3.5沉降时间

以上分析了沉降速度的影响因素，最后的沉降效果还要叠加沉降时间，涉及原油在强电场的停留时间和油水在界位下的沉降时间。罐体积：V=L×π×R2=28.858×3.14×2.2×2.2=438.572341m3。处理量为1000t/h=0.3268m3/s，总停留时间为1342s，大约22min。强电场体积：V≈L×H×B=28.858×（0.3+0.29+0.28）×4.4=110.4684，停留时间为330s，约为5～6min。根据相关文献，时间大于2min均可有效，表明电脱盐罐体的机构合理。但在实际生产中，因原料有部分油泥沉在罐底，间接缩短了界位，造成油水的沉降时间缩短，因此，我们在一级电脱盐排水后路增加了一级沉降罐，将一级电脱盐的排水经过一个大的沉降罐先进行沉降，极大地增加了沉降时间，使油水能够充分分离。

结束语

影响电脱盐效果的因素很多，各个炼厂的原油又不一致，任何一个因素考虑不周都可能成为系统的短板。因此，必须结合实际情况，从系统的角度，将各个环节考虑周全，并使其发挥最大效能，确保各项指标合格。电脱盐系统改造运行一段时间后，经过温度、压力等各项工艺参数的优化和调整，在原油掺炼污油的情况下，整个电脱盐系统运行平稳。

参考文献

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