3#常減壓裝置電脫鹽排水發黑的原因分析

摘 要：天津石化3#常減壓裝置處理能力1000萬噸/年，主要加工沙特阿拉伯輕油和沙特阿拉伯重油的混合原油，電脫鹽采用二級高速電脫鹽工藝，脫鹽、脫水效率較高，達到了預期的效果。但在運行期間偶有排水發黑現象發生，通過現場取樣、化驗，分析其原因，為裝置平穩運行提供參考。

關鍵詞：常減壓裝置；電脫鹽；排水發黑

原油電脫鹽系統是原油加工的一個預處理單元，是通過在原油中注水，使原油中的鹽份溶于水中，再通過注入破乳劑，破壞油水界面和油中固體鹽顆粒表面的吸附膜，然后借助高壓電場的作用，使水滴感應極化而帶電，通過高變電場的作用，帶不同電荷的水滴互相吸引，融合成較大的水滴，借助油水比重差使油水分層，油中的鹽隨水一起脫除。

電脫鹽運行的好壞是影響常減壓蒸餾裝置安全平穩、長周期運行的重要因素。近年來，隨著原油性質的日益惡化、原油種類的增多，原油的鹽含量、密度、黏度等不斷變大，給電脫鹽操作帶來了巨大的影響和考驗，其面臨的問題也日益增多，電脫鹽排水發黑就是其中之一。

一、現象及推斷

從3#常減壓裝置現場取常頂水樣發現，水樣放置幾分鐘后由澄清開始變黑，放置數小時后，黑色物質與水層有明顯的分層，預將此水倒入分液漏斗進行分離。放置一晚。次日，上層黑色物質消失，上層出現淺黃綠色懸浮物質，水有明顯的刺鼻味道的H2S。由此推斷，水層上部黑色層應該是膠態FeS顆粒附著在少量油上形成的分層。由于FeS接觸空氣易被氧化，通過測試可知，常頂水的pH為6.58偏酸性，且原油切水中氯離子含量在3%以上，含量較高，在酸性、氯離子含量高的條件下，FeS易氧化形成FeCl3，這與黑色物質消失，溶液變成淺黃綠色現象相對應。

二、原因分析

將常頂、減頂含硫污水以及電脫鹽出水送去分析檢測，測定其中氯離子含量、硫化物含量、pH值、鐵含量、二價鐵含量、油含量等指標，測試結果如表1：

由表1可以看出，電脫鹽污水中的氯化物含量較高，說明原油中的氯化物含量較高。常頂含硫污水中鐵含量較高，二價鐵和硫化物含量相當，水中有黑色物質，表明黑色物質主要以FeS的形式存在，且水的pH偏酸性，氯化物含量高，這些條件容易使FeS被氧化成FeCl3，這與上述現象相吻合。根據現象和分析數據可以確定常頂含硫污水中的黑色物質就是FeS。電脫鹽中的鐵和氯含量不高，但常頂含硫污水中鐵和氯含量較高，比工藝控制指標偏高（表2），說明常頂管線中有一定的腐蝕發生。

由于原油中含有一定量的氯化物如氯化鎂、氯化鈣、氯化鈉等無機鹽類，這些無機鹽經水解會產生出一定量的HCl，同時存在于原油中的有關硫的化合物在加工過程中也會產生一定量的硫化氫，當有水存在時，就會發生如下反應：

Fe+2HCl→FeCl2+H2↑

FeCl2+H2S→FeS↓+2HCl

Fe+ H2S→FeS↓+H2↑

FeS+2HCl→FeCl2+ H2S

容易造成常壓塔、減壓塔塔頂揮發線、塔頂冷凝冷卻系統及塔頂分水罐、回流罐及常減壓塔頂循環換熱器等部分發生腐蝕（劉靜云.硫化亞鐵的產生及自燃預防.化學工程與裝備，2009，（8）：73-75）。

三、相關建議

在保證電脫鹽罐界位、混合閥壓差、注水、操作溫度等參數穩定，排出由于自身操作不當引起排水發黑的情況再次出現排水發黑，應采取相應處理措施：

（1）排水發黑時聯系罐區詢問摻煉原油是否處于低位罐，如果是及時停止低位罐原油摻煉，更換原油罐；

（2）出現排水帶油發黑時，及時聯系助劑服務商加大正（反）向破乳劑的加入量與藥劑的濃度，盡快恢復排水質量；

（3）摻煉較差原油和輕重污油時，由于原油粘度高，含固體顆粒物和懸浮物較多，有時含水量較大，需要罐區提前做好原油沉降工作，減量脫凈水和雜質；

（4）檢查含鹽污水除油器工況，使其充分發揮除油效果，如果電脫鹽罐內出現油水乳化嚴重導致乳化層較厚，裝置在調整期間，必要時可以通過電脫鹽罐切乳化液流程進行切液；

（5）保證電脫鹽罐每周一周兩次反沖洗例行工作，減少罐底沉積油泥，降低攜帶可能性；

（6）當凈化水出現大量攜帶焦粉和pH值升高，需聯系調度和酸性水處理單元降低注堿量和穩定進料量，保證凈化水水質滿足要求。

四、結論

1、常頂含硫污水黑色物質為附著在少量油上的膠態FeS顆粒；

2、原油中氯含量高會導致常頂、減頂含硫污水及電脫鹽排水氯含量高，常頂鐵含量高，說明常頂管線中有一定的腐蝕發生。

面對原油品種頻繁更換及原油性質日趨惡劣的情況，電脫鹽裝置需要進行各項參數的優化，從而預防排水發黑現象的發生。

參考文獻：

[1]劉靜云.硫化亞鐵的產生及自燃預防.化學工程與裝備，2009，（8）：73-75

[2]田興龍.電脫鹽排水發黑原因分析與處理措施，廣東化工，2014，41（11）：122-123

作者簡介：劉熙年（1984-），男，漢族，籍貫：遼寧丹東，單位：中國石油化工股份有限公司天津分公司煉油部，研究方向：石油化工行業動力系統管理。