電脫鹽運行及電脫鹽脫水后處理調研分析

王 濤

(中國石油化工股份有限公司濟南分公司，山東 濟南 250102)

中國石油化工股份有限公司濟南分公司兩套電脫鹽裝置由于受原油性質、加工負荷、電脫鹽技術等因素的影響，電脫鹽污水含油量較高，操作上缺少有效手段進行控制，很難滿足環保控制指標。通過學習交流和現場調研，更好的了解了中石化其他企業電脫鹽運行技術和經驗，尤其是電脫鹽脫水帶油及后處理情況。

1 現狀

1.1 電脫鹽運行情況

表1 裝置電脫鹽運行情況

濟南分公司兩套常減壓裝置電脫鹽運行情況如表1。

兩套裝置的脫鹽合格率不高，分別為67.46%和73.76%；電脫鹽污水含油量分別為486 mg/L和2126 mg/L，污水含油量較高，在原油性質較差時污水含油量高達幾萬毫克每升。可以看出，兩套裝置在脫鹽和污水含油方面還存在問題。

1.2 電脫鹽污水處理流程

目前僅常減壓裝置有電脫鹽污水沉降罐，預處理裝置電脫鹽污水直接排向罐區，在罐區沉降、撇油，在電脫鹽乳化不嚴重的情況下，效果明顯。但在原油性質大幅變化，電脫鹽污水含油量大的情況下，隔油效果不理想，會對污水處理場造成沖擊。

圖1 電脫鹽污水處理流程

2 電脫鹽運行調研分析

在調研的企業中大部分裝置采用了交直流電脫鹽技術，有的企業還采用了超聲波破乳和脈沖變壓器技術，九江石化超聲波破乳器投用后，電脫鹽系統脫鹽率明顯上升，脫后含鹽下降顯著，有較好的效果；洛陽石化脈沖變壓器在操作調整中還存在一定問題，目前脫鹽效果較差，還在不斷調整中。齊魯石化因原油性質較差，操作比較復雜，采用了雙進料雙電場的交直流電脫鹽技術。

從調研情況來看，電脫鹽必須滿足合理的停留時間，高速電脫鹽對重、劣質原油原油適應性差。揚子石化將高速電脫鹽又改回交直流，電脫鹽罐換大、采用低速電脫鹽，運行效果較好。另外，電脫鹽停留時間即電脫鹽罐容積對電脫鹽運行影響較大，濟南分公司的常減壓裝置D-1/1，2容積為170.4 m3,D-1/3，4容積為155.5 m3。金陵4#常減壓裝置，兩個1000 m3的罐，之前還有一個340 m3的緩沖罐；九江常減壓裝置兩個1700 m3的罐，相比之下我們的電脫鹽罐容積偏小，建議擇機對電脫鹽罐進行改造，采用交直流電脫鹽技術。

3 電脫鹽脫水后處理措施調研情況

調研的企業中在常減壓裝置內均有脫水后處理設施，其中旋流分離器(石油大學技術)和電脫鹽污油水分離設施(廣州天禾自動化技術有限公司技術)在實際運行中有較好的效果。某企業計劃在裝置內增設污水旋流除油設施(石油大學技術)，已經進行過中試試驗，效果較好。

3.1 旋流分離器使用情況

中石化某企業常減壓裝置在原油性質大幅變化時，電脫鹽切水含油量也會出現大幅波動，為了改善這一情況，于2012 年正式投入使用旋流分離器。投用旋流分離器后效果見表2。

圖2 旋流分離器結構圖

當切水含油較大(>10000 mg/L)時，旋流分離器的效果顯著，除油率基本在90%以上；當切水含油在200 mg/L以下時，除油率較低。通過該企業旋流分離器的投用效果可以看出，旋流分離器對于切水含油量較大時效果明顯，可以考慮在原油性質大幅變化，電脫鹽污水含油量大時，作為一種操作手段。同時旋流分離器占地面積小，改造建設容易實現。

表2 旋流分離器投用后切水含油樣分析結果(2012年)

注：當切水含油≥10000 mg/L時，設備無法分析，故表中“油多無法分析”均按10000 mg/L算。

3.2 電脫鹽污油水分離設施使用情況

中石化某企業常減壓裝置在摻煉塔河混合油比例高、原油性質不穩定的情況，出現原油脫鹽效果差、電脫鹽切水含油量高的問題。電脫鹽污油水分離設施為廣州天禾自動化技術有限公司技術，綜合利用了自然沉降、超聲波破乳、波紋斜板隔油、水利旋流器等多種污油水分離技術[1]。

圖3 超聲波污油水分離器結構

投用電脫鹽污水分離設施的效果還是相當明顯的，有效降低了電脫鹽污水中的油含量，同時定期將污油緩沖罐中的污油通過污油泵打到原油泵入口進行回收，減少了裝置的加工損失[2]。

3.3 完善污水后處理設施

在調研的企業中，某企業電脫鹽污水含油普遍較高，平均在4000 mg/L左右，高的可達幾萬，但其污水后處理設施較為完善，單獨處理電脫鹽污水。其基本流程是：電脫鹽污水出裝置→一凈化車間污水隔油罐2000 m3(采用罐中罐形式)沉降隔油→一浮選→二浮選→污水調節罐5000 m3→污水生化→外排。

表3 電脫鹽污水后處理效果

由表3可以看出，平均含油超過10000 mg/L以上的電脫鹽污水經過污水隔油罐(罐中罐)含油量可以降低到平均191.6 mg/L，經過二級浮選后外排污水含油平均32.9 mg/L。

該企業計劃在以下方向進一步探索嘗試：一是電脫鹽注水加酸，改善注水水質pH值由9降低到7左右，二是在華東理工的旋流萃取技術和石油大學的旋流分離技術之中，選用了石油大學的旋流分離技術，計劃在裝置內增設污水旋流除油設施，將污油在本裝置進行回煉，已經進行過中試試驗，有一定效果。

4 建議

(1)建議濟南分公司借鑒九江、洛陽、齊魯等企業的成功做法，分別在常減壓裝置和原料預處理裝置增加電脫鹽污水處理設施，有效控制外排污水含油量，將大量污油在裝置內分離出來、并在裝置內回煉，降低對污水處理場的沖擊。可選用的技術有石油大學的旋流分離器、廣州天禾自動化技術有限公司的超聲波破乳+波紋斜板隔油+水利旋流器、華東理工大學的萃取+離心分離、深圳科里沃特環保科技有限公司的高效聚結/斜板壓力除油+高效緊湊型旋流氣浮技術等，這些公司均有成功應用的業績，且具備在現場開展側線試驗的能力。同時，建議將現有油品罐區隔油罐011#改為罐中罐。

(2)在建設新的污水處理設施時對電脫鹽污水進行單獨除油處理，采用如下流程：調節罐(罐中罐)→渦凹氣浮→加壓溶氣氣浮，其中調節罐要有足夠的緩沖時間。

(3)目前大部分裝置采用了交直流電脫鹽技術，在原油性質變化的情況下，使用效果較好，濟南分公司常減壓裝置仍采用高速電脫鹽技術，建議擇機對電脫鹽罐進行改造，采用交直流電脫鹽技術。