新民油田電脫水工藝的改造

王淑平 吉林油田新民采油廠

新民采油廠聯合站始建于1990年8月，年處理能力70×104t，實際處理能力50×104t。站外來液經過三相分離器和游離水脫除器后進入2 000m3沉降罐，沉降后溢流至500m3油罐，通過脫水泵、脫水爐進入電脫水器進行高壓脫水后，進入5 000m3沉降罐，溢流至5 000m3凈化罐，通過外輸泵、外輸爐外輸。脫水工藝采用化學沉降脫水和高壓電脫水。隨著新民油田的開發，油井的產液量和措施工作量的逐年增加，電脫處理量隨之上升，原油脫水越來越困難，電脫水器脫水效果逐年減弱，外輸含水經常超標，破乳劑用量逐年增加，投產初期破乳劑用量為每年24 t，到1995年增至36 t。為此，開展了一系列的技術改造。

（1）改造電脫水器內部結構，提高脫水效率，保證凈化油質量。新民采油廠聯合站現有電脫水器3臺，型號為d=3.6m×16m，內部極板采用平掛的四層網式極板進行原油脫水，原油脫水效果從上到下逐漸減弱，等到第四層極板時，它與罐底的電場強度已經很弱，處理量受到很大影響；而且平掛極板運行過程中，在極板表面沉積泥砂，造成極板有效間距縮小，容易發生極板間放電現象，使電場破壞，送電困難，影響脫水效果。2004年，對2#脫水器內部結構進行了改造，將原脫水裝置平掛不等距的網狀鑄鐵極板更新為豎掛間距為110mm均勻的鋅、碳、鋼合成的電極板，電脫工作的有效電場面積由原來的186.4m2增加到226m2，在同等處理量的情況下，豎掛極板有效電場面積遠大于網式平掛極板的有效電場面積，提高了脫水效率。另一方面，平掛極板四層極板的間距自上而下分別為140、270和310mm，而豎掛極板的每兩極間距都相應的小于網式極板（110 cm），這樣，在輸入同等電壓的情況下，豎掛極板的電場強度要大于網式平掛極板的電場強度；而且豎掛極板電場為均勻電場，含水原油在均勻電場中進行油水分離時較平掛極板脫水平穩、沖擊小，不易拉成水鏈，造成短路。因此，豎掛極板脫水裝置除了節能以外，還降低了輔助設備(如變壓器、硅片、脫水控制盤、絕緣棒、吊環)的損壞，減少了經濟損失。為了保證電場的平穩，將脫水器進、出液管線改造為均勻孔狀分布，減少了液體在進出過程中對罐內設施的沖擊；放水孔均布，采用分段連接，達到放水平穩。上述改造保證了油水界面的平穩，減少了由放水產生局部漩渦，破壞油水界面造成的電場波動。更新改造以后，不管是W/O型還是O/W型乳化原油，在等強電場的作用下，油水很快分離，油水界面很快建立，提高了原油脫水的質量，目前3臺電脫水器全部改造完畢。

（2）事故罐改造。2000年，將原來5 000m3事故罐改造成電脫水后原油沉降罐，含水原油經過電脫水器脫水后，通過頂部（9.5m）手油槽溢流至凈化油罐，有效地保證了外輸原油的質量。

（3）精細一級沉降系統控制，保證電脫水器進料原油含水率最優值。電脫水器入口原油含水率過高（＞50%），容易產生電流過大，嚴重時發生極板間放電現象，使電場破壞或建立電場很困難，同時增加了電脫水器的處理量，造成能源浪費；入口含水率過低（＜10%），電場強度變小，油水界面不容易建立，脫水效果變差，脫出污水含油量增加。通過進一步的摸索發現，電脫水器入口含水率在20%~30%時效果最佳，既保證了電場強度的穩定，又降低了脫出污水的含油量，能耗低，保證了脫水效果。在生產中，為了保證電脫入口含水率在20%~30%，在分離系統控制方面，采取了一壓兩面的控制方式，即控制三相分離器的壓力在0.18~0.2MPa之間，控制合理的三相分離器液面（80~120 cm）。摸索三相分離器和游離水脫除器合理的油水界面，既要保證不向污水系統跑油，又達到降低油水界面的目的，及時地調整放水量，延長分離的時間，降低了2 000m3沉降罐的入口含水，延長了2 000m3沉降罐的沉降時間，提高了沉降效果。

（4）采取酸堿中和技術，保證脫水系統正常運行。油井酸化后，酸液隨原油進入沉降系統，增大了原油乳化界面膜的強度，原油破乳難度加大，使沉降罐油水界面建立困難；同時，由于酸液使原油導電率增加，使電脫水器電流上升，電壓下降，電場強度降低，脫水效果變差。針對這一難題，在油井酸化期間，采取酸堿中和的方法，根據酸化工作量，提前向沉降系統加入適量的火堿，控制原油的pH值，使原油在弱堿性的條件下進行破乳，破壞乳化液的穩定性，達到很好的沉降和脫水效果。

（5）優化電脫水器控制方式，保證脫后原油的沉降效果。由于電脫水器脫出后含油污水直接排到污水系統，經常發生污水含油指標超標（＞1000mg/L），由于站外來液溫度過低（一般為45℃），影響沉降效果。將電脫水器脫除后污水重新打回2 000m3沉降罐，既提高了沉降罐的沉降溫度（達到52℃），又使破乳劑得到循環利用。

通過采取上述措施，合理地調整5 000m3沉降罐的油水界面，及時地分析罐內油水界面和含水率的變化，可保證沉降效果，使頂部溢流原油含水率始終保持在0.5%以下。密切監測凈化油罐的底水變化，保證原油脫水的效果。

新民聯合站集輸日處理量3 714m3，年實際破乳劑用量12 t，年費用12萬元，3臺電脫水器年耗電量42×104kW·h，每千瓦時電價格按0.45元計算，年費用18.9萬元，年脫水成本30.9萬元。