低硫高酸原油常减压装置中电脱盐操作条件与对策

低硫高酸原油常减压装置中电脱盐操作条件与对策

伊昕 陈树庆 张斌

大庆炼化炼油生产一部常减压作业区

摘要：为了确保石油的正常处理，在炼油厂常减压生产车间设置了一套电脱盐设备。然而，受处理原油特性的影响，其脱盐率、脱水率及设备防腐蚀及二次处理均存在诸多问题。本文着重介绍了蓬莱油田生产中存在的问题及解决措施。

关键字：常减压装置；电除盐法

目前，我国石油工业普遍存在着一系列的工艺难题：一是由于电脱盐工艺操作不佳，易发生乳化现象，同时还会生成大量的污油，给污水厂的正常生产造成了很大的困难。二是由于高酸值原油中含有的环烷酸，使工艺设备和管道的腐蚀更加严重。三是由于以高酸值原油为原料生产的汽油和煤油产品品质下降。

1设备制造的条件与困难

蓬莱原油是一种低硫、高酸值的原油，在生产中经常会遇到低温腐蚀的问题，而目前制约这一技术发展的关键因素是电脱盐槽的操作条件。

为了改善和稳定电脱盐系统的运行状况，本项目拟对蓬莱原油进行掺混处理，以保证设备的正常生产。

蓬莱原油是一种高酸值、低硫型的原油，其生产工艺存在如下问题：

1)海水淡化指数未达到标准；常压精馏塔的脱盐率达不到要求，将使其低温腐蚀加剧，从而引起管道和设备的腐蚀，从而对设备的安全生产造成很大的影响。

2)电脱盐切水工艺不符合要求；高酸原油在电脱盐过程中，因产生的乳化层增厚，并在长时间内形成稳定的乳化状态，造成电脱盐切水过程中夹带油，增加了后续设备的操作负荷。

3)电脱盐槽操作电流较大，能量消耗较大，且难以进行油水分离，使电耗率有所提高，从而使能源消耗增大，同时也会对设备的安全性产生一些影响；减少了电动脱盐箱的操作时间。

4) 促进了环烷酸的侵蚀。常压炉出口、减压转油线和减压侧线等高温区域的环烷酸腐蚀加剧，严重影响了设备的正常生产。

2 电解海水淡化效果的影响因素

2.1电解海水淡化的理论基础

原油是一种含水的原油，其中还含有胶质、沥青质等天然乳化剂，当原油在开采、输送过程中，原油中的水分会以微小的液滴形式分散到原油中，而乳化剂则会通过吸附作用在原油中形成较强的分子膜，形成稳定的乳化液。

石油电除盐技术是通过向石油中添加破乳剂，打破原油的乳状液，利用电场将小液滴聚集成大的液滴。因为大多数的盐都是在水里被分解的，所以在脱盐的过程中要进行脱水。

2.2影响海水淡化效果的各种因素

根据电脱水机理可知，原油脱盐和脱水为乳化乳化沉淀分离的过程。采用加热、添加化学剂、高压电场等方法实现乳化液的破乳，然后通过沉淀法进行分离，其效果受破乳剂种类及注入量、温度、注油量、油水混合强度、电场强度等因素的影响。

2.2.1水温

温度是原油脱水的关键工艺参数，升温会导致原油粘度下降，液滴的移动阻力减小，有利于液滴的移动；升温还会导致油水界面张力下降，液滴受热膨胀，削弱乳液液膜，利于破乳聚并；此外，随着温度的升高，布朗运动速率的加快，聚并的作用力也随之增强，所以适当的升温对破乳率有很大的帮助。根据斯托克斯定律，电淡化的基本原理，温度也会影响油-水温差，原油粘度，进而对液滴的沉积速率产生影响，进而对海水淡化速率产生影响。在100~130℃范围内，油、水的密度差异呈升高趋势，150℃时，油、水的浓度则逐渐降低。121℃时，沉积速率是93℃时的3.1倍，说明随着温度的增加，流速的增加也随之减小。目前，石油生产中普遍采用的脱蜡温度为120~140℃。

2.2.2破乳剂|破乳剂

破乳剂是通过破坏油水乳状液中油水之间的液膜来实现破乳的，所以在破乳剂种类的选择上要注意选用适当的破乳剂。本单位选择了E27148型破乳剂，其注入量为10 mg•kg-1，随脱盐效果而变化。破乳剂注水点的选取也直接影响着电脱盐作业的效果，公司现有的破乳剂注水点有两个，一是原油进油区，一是原油进油区，二是原油进油区，按照运行情况，现在的注水点就在原油进厂，以便原油与破乳剂充分混合破乳。

2.2.3电磁场

电场强度对电解脱盐效果有很大的影响，但在实际运行中，电场不能调节，所以在选择电场时要认真检查相应的电场强度。目前，该公司基于此前的电脱盐操作结果不佳，在2015年第三个周期的设备大修中，将电脱盐阶段提升至高频电场阶段。在高频电场的激励下，液滴在乳状液中随着电场的不断振荡而发生振荡。如果外加电场中的振动频率相同或者相近，则会出现谐振。在这种情况下，液滴的幅值是最大的，并且是最不稳定的。在外力作用下，表层的油膜容易受到外力的作用而破碎，并与周围的液滴结合，使液滴的粒径增大。同时，因为液滴的振荡振幅增加，液滴之间的距离相对减小，也使得液滴之间的聚并作用力增加，从而改善了海水淡化的效果。

2.2.4注入

原油淡化是指在原油中加入一定量的清水，可以提高液滴的密度，从而提高液滴的聚并能力。同时，注水也能将原油中悬浮的盐分从水中分离出来，提高注入水量会打破原油乳状液的稳定状态，有利于海水淡化。此外，注入水的质量也会对其产生一定的影响。注水量通常为

4%-6%，这是一个比较可观的数值。

另外，对水质也有一些要求，进水可为净水、净水或水洗；注水井的 PH值也很关键，过高的 PH值会形成乳液，不但会影响除盐速率，而且会导致除盐后的污水中含有油脂。因此，优选将所述注入水中的 PH值控制为中性。

当前，为了增强油水混合的能力，将电脱盐箱的注水点设在换热器后，而在电脱盐之前，将注水点设置在换热器之后，以改善油水混合的效果。

根据以上原因分析，可按掺混法进行处理，混炼法的操作运作基本思想为：

1) 药剂的优选。选用合适且性能优异的破乳剂，可减小电脱盐槽内的乳状液，增大其界面电位，减小废水中的含油污泥，改善其脱盐效果。性能优异的脱钙剂可有效去除电脱盐中的钙、镁等重金属，并显著降低电脱盐操作电流，为电脱盐过程中界面位置、注入量和搅拌强度提供了有利的条件。

2) 升高电解脱水槽的温度（不高于150℃），可使原油粘度减小，液滴移动阻力减小，高温时对破乳聚并有促进作用。

3) 注入水的质量变化。为了防止因 pH过高影响电脱盐操作，使其达到7.5。

4) 定期进行反冲洗，以加强反洗的作用，以防止沉淀在罐内的杂物。

5) 增加水驱采收率。通过调整注入点，实现原油和水的充分混合，从而达到更好的溶盐和改善脱盐效果。

6)恰当地切断电脱盐槽中的乳质层，使电脱盐槽内的电场得以稳定，防止由于乳化层增多，界面位置受到影响，产生“伪界面”，以保证电脱盐工艺的顺利实施。

7) 为了使原油和破乳剂充分破乳、沉淀，适当地增加搅拌强度。

8)可对电脱盐槽中的乳化油进行脱盐处理，使其经退油管回流到罐区，以改善蓬莱原油生产过程中的操作效率，增加脱盐和脱盐后的含水，使电脱盐操作更加平稳。在脱盐时，要注意观察取样口的位置，一般不能少于现场观察取样口的6个，以避免电脱盐切割水带油。

4结语

为了解决劣质原油的问题，还可以对其自身的流程进行相应的优化和调整，比如改变电脱盐槽的电场结构，改变反冲洗的位置，改善注水水质，或添加注酸剂等，从而为将来处理劣质原油、掺混劣质原油等的电脱盐操作环境奠定基础。在处理高酸值原油时，可采用掺混法，并严格控制掺入量，根据电脱盐槽的操作条件确定掺混比；同时，要密切注意混炼劣质油的各项分析资料，对出现的异常情况进行修正，并对其进行分析，以保证设备的正常运转。

参考文献：

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[4]刘海燕、于建宁、鲍晓军.国际炼油工业的最新进展与展望.