蒸餾裝置電脫鹽系統(tǒng)的改造和優(yōu)化

劉小雋(遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院，遼寧 錦州 121001)

某石化公司常減壓蒸餾裝置加工遼河原油，同時(shí)摻煉大慶原油、海洋原油及部分外油。遼河重原油比重高、粘度大、易乳化、含水和固體雜質(zhì)量高。而部分外油酸值高、金屬含量高，相對(duì)劣質(zhì)。由于多種原油摻煉加工的復(fù)雜性，電脫鹽系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定，脫鹽罐內(nèi)油水乳化嚴(yán)重，設(shè)備運(yùn)行電流大。脫后含水一般在0.8%左右，脫后含鹽多在5～12mg/l 之間，脫后指標(biāo)不合格，電脫鹽排水為黑色，排水帶油嚴(yán)重，使得原油加工設(shè)備嚴(yán)重腐蝕、下游生產(chǎn)裝置產(chǎn)品不合格等生產(chǎn)隱患，嚴(yán)重影響整個(gè)煉廠的長周期平穩(wěn)運(yùn)行。

1 脫鹽脫水效果的影響因素

原油電脫鹽是在一定條件下使乳化液破乳，再經(jīng)過沉降分離實(shí)現(xiàn)脫鹽脫水的過程。影響電脫鹽設(shè)備運(yùn)行效率的主要因素有溫度、電場、停留時(shí)間、破乳劑、注水量等。

1.1 溫度

提高脫鹽溫度，使原油粘度降低，減少水滴運(yùn)動(dòng)阻力，有利于水滴運(yùn)動(dòng)。溫度升高還使油水界面的張力降低，水滴受熱膨脹，使乳化液膜減弱，有利于破乳和聚結(jié)，因此適當(dāng)提高溫度有利于破乳。但操作溫度過高，也會(huì)使電脫鹽運(yùn)行電流升高，甚至短路，同時(shí)原油中污水易產(chǎn)生汽化，在原油中難以脫除，形成乳化，且脫后原油含水超標(biāo)。

1.2 破乳劑

破乳劑是通過破壞原油乳化液中油水液膜達(dá)到破乳作用。破乳劑選擇不合適會(huì)造成原油乳化嚴(yán)重，乳化層厚度增加，油水分層厚度增加，油水分離差，達(dá)不到脫鹽效果；也容易使變壓器電流上升，電耗增加，變壓器使用壽命縮短，電極棒易擊穿，給裝置的平穩(wěn)運(yùn)行造成危害。

1.3 電場

原油乳化液通過高壓電場時(shí)，使水滴形成感應(yīng)電荷，帶電水滴相互碰撞而聚集成大水滴。水滴直徑愈大，原油和水的相對(duì)密度差愈大，沉降速度愈快。

1.4 原油在電場中停留時(shí)間

在高壓電場作用下破乳脫水后的原油自身具有導(dǎo)電率，在電場中停留過長，將增加設(shè)備的電能消耗，應(yīng)盡快離開電場。但停留時(shí)間過短，油水分離效果變差。

1.5 注水量

在原油中注入一定量的洗滌水，通常注水量應(yīng)為原油加工量的5%左右。目的是增大水滴的密度使之更易聚結(jié)，并將懸浮在油中的鹽分溶解脫除。原油注入的新鮮水以軟化水為最佳，其次為酸性汽提水、凈化水，應(yīng)控制PH 值在6.5～7.5 之間，含鹽量小于50PPm。注水溫度越接近原油溫度，就越易使油水混合充分，不易產(chǎn)生乳化。

1.6 混合強(qiáng)度

油水混合強(qiáng)度增大，注入的洗滌水與原油能夠充分接觸，達(dá)到脫鹽脫水的目的。而混合強(qiáng)度超過臨界值時(shí)，水滴則變小，水滴與油滴形成牢固的乳化狀態(tài)，變壓器運(yùn)行電流增加，不利于油水分離，因此要控制混合壓差，確保最佳混合強(qiáng)度。

1.7 操作壓力

當(dāng)電脫鹽罐內(nèi)操作壓力低于或接近操作溫度下水的飽和蒸汽壓時(shí)，原油中含水就易產(chǎn)生汽化，脫鹽系統(tǒng)產(chǎn)生擾動(dòng)，導(dǎo)致原油中水難以脫除，脫后原油含水超標(biāo)。

2 裝置技術(shù)改造和工藝優(yōu)化

通過對(duì)裝置電脫鹽系統(tǒng)目前運(yùn)行狀況全面系統(tǒng)分析，從設(shè)備和技術(shù)、工藝操作條件等方面進(jìn)行改造和優(yōu)化，達(dá)到良好效果。

2.1 優(yōu)化換熱網(wǎng)絡(luò)流程

原油改為經(jīng)兩路并聯(lián)換熱，再合為一路進(jìn)入電脫鹽罐，為防止產(chǎn)生局部汽化或混合過程中有乳化現(xiàn)象，盡量縮小兩路換熱后原油溫度，確保兩路原油換熱后溫差不大于5℃。裝置電脫鹽前的最佳換熱溫度控制在128～138℃，同時(shí)優(yōu)化注水的換熱流程，將水溫度控制在不低于123℃。

2.2 采用多點(diǎn)破乳

裝置使用新型油溶性破乳劑，采用多點(diǎn)注入破乳技術(shù)，原油進(jìn)裝置前已經(jīng)注入破乳劑，通過管線和換熱器，使原油與破乳劑經(jīng)過充分接觸后，充分發(fā)揮油溶性破乳劑的性能，強(qiáng)化破乳脫水過程。

2.3 改進(jìn)進(jìn)油管和罐內(nèi)反沖洗系統(tǒng)

對(duì)脫鹽罐的進(jìn)油分布管重新設(shè)計(jì)，使之加粗和加長，并將進(jìn)油分布管和分配槽位置提高，使原油在罐體內(nèi)均勻分配，充分利用整個(gè)罐體。由于所加工的原油含有大量泥沙及固體沉降物，需要定期對(duì)脫鹽罐內(nèi)進(jìn)行反沖洗，因此，將原罐上排水口擴(kuò)徑并設(shè)計(jì)成漏斗型，便于泥沙的排出。

2.4 罐內(nèi)油水界位的控制

通常一級(jí)、二級(jí)脫鹽罐油水界面高度控制在距罐底1250～1350mm，即下面四個(gè)看窗全部為清水，第五個(gè)看窗為油水，上面四個(gè)看窗保持全油。最低看窗距離罐底500mm，確保有效觀察罐內(nèi)油水界面的實(shí)際高度及排水含油狀況。當(dāng)DCS顯示油水界面產(chǎn)生突變、顯示值短時(shí)間內(nèi)連續(xù)波動(dòng)，而變壓器的運(yùn)行電流沒有明顯上升趨勢(shì)時(shí)，儀表測(cè)量值顯示可能不準(zhǔn)確，即可以實(shí)際看窗的指示為準(zhǔn)。

3 電脫鹽運(yùn)行數(shù)據(jù)分析

選取電脫鹽系統(tǒng)連續(xù)5 個(gè)月運(yùn)行數(shù)據(jù)如下：

從上表可以看出，技術(shù)改造后，經(jīng)過精細(xì)操作，電脫鹽運(yùn)行效果良好，平均含鹽和含水量達(dá)到了較好水平。

4 電脫鹽系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)核算

4.1 節(jié)約電的經(jīng)濟(jì)效益

裝置現(xiàn)有六臺(tái)電脫鹽罐，電流約下降200A，年加工小時(shí)按8000 小時(shí)計(jì)算，每度電的價(jià)格0.50 元，所以節(jié)約電產(chǎn)生的效益是：200×380×6÷1000×8000×0.50 ＝182 萬元。

4.2 使用破乳劑的經(jīng)濟(jì)效益

采用UD-10 破乳劑每噸1 萬元，年消耗破乳劑124 噸，即每年需124 萬元；現(xiàn)在采用SXF-36 破乳劑，每噸4.75 萬元，以15ppm 注入量，按照加工420 萬噸原油計(jì)算，15×10-6×420×104×4.75 ＝299 萬元，因此，加工成本較過去上升299-124 ＝175 萬元。

4.3 加強(qiáng)脫水的經(jīng)濟(jì)效益

以250 萬噸加工量的常減壓裝置為例，含水1%蒸發(fā)后需消耗7900J/h，1 噸油＝1000 萬大卡，1 萬大卡＝41860J,1 噸油的價(jià)格約等于3000 元。所以按照常減壓加工420 萬噸原油、年加工800 小時(shí)計(jì)算，含水1%蒸發(fā)后需要消耗的費(fèi)用：7900÷41 860÷1000×8000×3000÷250×420 ＝761 萬元。

過去平均脫后含水0.71%，15ppm 破乳劑注入量原油平均脫后含水可達(dá)0.28%，下降0.43%，所以加強(qiáng)脫水產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益為：761×0.43 ＝327 萬元。

技術(shù)改造總投資為200 萬元，設(shè)備折舊7.14%/年，年折舊費(fèi)為14.28 萬元，以上計(jì)算可知本次技改后，常減壓裝置全年產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益為：182－175 ＋327－14.28 ＝319.72 萬元/年。

5 結(jié)語

常減壓電脫鹽系統(tǒng)經(jīng)過技術(shù)改造，同時(shí)采用高效油溶性破乳劑，系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，脫后含鹽含水量及電脫鹽環(huán)保指標(biāo)達(dá)到要求，電耗顯著降低，可以實(shí)現(xiàn)直接經(jīng)濟(jì)效益319.72 萬元，為裝置節(jié)能降耗、平穩(wěn)運(yùn)行、降低裝置腐蝕提供保障，也確保為下游裝置輸送優(yōu)質(zhì)原料，提高了企業(yè)的綜合經(jīng)濟(jì)效益。

[1]李杰，孫曉林.燃料油生產(chǎn)技術(shù)[M].ISBN：9787122142429，2012(9).

[2]趙全明，劉家凱,等.電脫鹽系統(tǒng)優(yōu)化操作[J].遼寧化工，2013(3),248-249.