加工流花原油電脫鹽系統操作優化

應列平

摘要：電脫鹽裝置在加工某些特定性質原油時，需要對裝置的一些工藝參數做出相應的調整，以滿足裝置安全平穩運行的要求。本文針對某裝置電脫鹽裝置在加工流花原油時所遇到問題以及對部分參數進行調整后的實際效果做了詳細的分析。得到在GEZW2021破乳劑用量為15ppm，注水量為4%，溫度為130℃，一、二級電場強度分別為19kV、16kV，停留時間30min的條件下，脫鹽率最高接近90%的結果，為加工流花原油積累了寶貴經驗。

Abstract： When processing certain crude oils of specific nature with the electric desalination device， it is necessary to adjust the process parameters of the device to meet the requirements of safe and stable operation of the device. In this paper， a detailed analysis is made on the problems encountered in the processing of Liuhua crude oil in a device's electric desalination device and the actual effects after adjusting some parameters. The result is that the desiccation rate of the GEZW2021 demulsifier is 15ppm， the water injection is 4%， the temperature is 130°C， the first and second electric field strengths are 19kV， 16kV and the residence time is 30min. The desalination rate is close to 90%， which has accumulated valuable experience for Liuhua crude oil.

關鍵詞：流花原油;電脫鹽;優化

Key words： Liuhua crude oil;electric desalination;optimization

0? 引言

某公司225萬噸/年瀝青裝置，采用常減壓-減粘聯合工藝，設計選用原料油為綏中36-1、曹妃甸和西江原油，但是由于上述原油產量不穩定，無法滿足裝置長期加工的需要。從公司的效益出發，摻煉或單煉流花、蓬萊19-3、勝利等高酸、高氯原油。

1? 裝置概況

電脫鹽設備原油加工能力6Mt/a，年開工8400h，裝置操作彈性為60～110%。兩級電脫鹽均采用了某公司交直流電脫鹽技術，罐體規格Φ5m×28m，利用進油分配管和倒槽式進油分配器。脫后鹽含量設計值為3mg/L，實際操作含鹽按4.5mg/L控制。

2009年3月一次開車成功，但脫后含鹽量除少數原油外很難達到設計要求。2010年7月，在保持原有極板基礎上對一級電脫鹽罐增加了高頻變壓器和二級極板，并于2010年10月開始投用。對投用前后的化驗數據進行分析比對，平均脫鹽率提高了6.24%，但流花原油脫后含鹽仍超出5mg/L的內控指標。且該裝置在加工流花原油期間裝置電脫鹽系統全部紊亂，石腦油出現發黑現象。

因此，如何在加工流花原油時，最大程度的保證常減壓裝置、特別是電脫鹽系統的安全平穩高效運行就成為一個急需解決的問題。

2? 原油性質

流花原油為南海東部的一種低硫重質高酸值中間基原油，其殘炭、酸值高、密度大、凝點低。與其它重質油相比，除鹽含量以外無顯著異常。該裝置近年加工的主要原油性質對比，見表1。高酸重質原油乳化后易生成頑固乳化液，可能是導致原油脫鹽困難的原因之一。

3? 加工流花原油期間電脫鹽系統操作優化情況

3.1 破乳劑的選型

由于原油性質的差異所需破乳劑型號各不相同，具體見表2。根據脫鹽率指標，GEZW2021對該原油破乳效果較好，故本實驗選擇其作為該原油破乳劑。

3.2 破乳劑注入量對電脫鹽效果的影響

在溫度為130℃，注水量為4%，一、二級電場強度分別為19kV、16kV，一、二級電脫鹽罐油水界面均為50%，停留時間為30min，一、二級電脫鹽罐油水界面均為50%，一、二級混合壓差分別為50kPa、120kPa，破乳劑選用GEZW2021，其注入量跟脫鹽效果的關系（見圖1）。由圖1可知，破乳劑注入量15ppm以內，其注入量與脫鹽率成正比。當破乳劑用量大于15ppm時，由于界面張力不再降低，并可能產生反乳化現象而使脫鹽效果變差[1]。當破乳劑用量為15ppm時，脫鹽效果最好，故選擇為此條件下最佳破乳劑用量。

3.3 一、二級電脫混合強度對脫鹽效率的影響

脫前溫度135℃，注水量為4%，破乳劑選用GEZW2021用量為15ppm，一、二級電場強度分別為19kV、16kV，一、二級電脫鹽罐油水界面均為50%，停留時間為30min，二級混合壓差為120kPa的條件下，將一級混合壓差分別設定為50kPa、100kPa、150kPa，以檢驗混合壓差調整后對電脫鹽效果的影響見表3。由表3可知，當一級混合壓差提高后，造成原油機械乳化，脫鹽效果變差。一級混合強度50kPa時脫鹽效果較好，故選擇其為此條件下最佳一級混合壓差。

3.4 注水量對電脫鹽效果的影響

在溫度為130℃，破乳劑選用GEZW2021用量為15ppm，一、二級電場強度分別為19kV、16kV，一、二級電脫鹽罐油水界面均為50%，停留時間為30min，二級混合壓差為120kPa的條件下，注水量對電脫鹽效果的影響見圖2。由圖2可知，隨著注水量的增加，原油中鹽含量呈先減小后增大的趨勢。由偶極聚結力機理見式（1）可知，由于F與（r/l）4成正比，故當r越大l越小時，F就越大。所以在一定范圍內增加注水量，可提高脫鹽效果;但注水量過多，電導率增加，能耗上升，處理量隨之降低[2]。因此在上述條件下適宜的注水量為4%。

4? 分析方法

目前原油中鹽含量的檢查方法，即：滴定法和電導法。滴定法分為ASTM D6470和SY/T 0536， SY/T 0536為中國石油行業標準方法。電導法主要為ASTM D3230[3]。其中SY/T 0536操作簡單，結果偏差小而被大量采用。

5? 其他優化情況

5.1 在罐區對流花原油進行預處理

在罐區對流花原油加破乳劑以及提高儲罐溫度來進行油水沉降、分離，同時降低原油的含鹽量、油泥含量，從而改善了流花原油品質。罐區低溫預處理后，儲罐中的流花原油含水、含鹽量以及油泥含量都有較大程度的降低，也基本達到了裝置摻煉流花原油的最低要求。通過進一步延長原油罐區沉降時間，將罐底劣質油品倒入重污罐進一步加溫脫水處理，使流花原油達到裝置單煉的基礎條件。

5.2 常、減頂污水情況

裝置在加工流花原油時，常、減頂腐蝕數據顯示腐蝕嚴重，常頂鐵離子含量達到了6mg/L，常、減頂氯離子含量分別達到了450、300Amg/L，嚴重影響著裝置的長周期運行。為了改善塔頂防腐效果，對各防腐藥劑注入情況進行優化調整：其中緩蝕劑由2.0ppm提升至2.3ppm，中和胺由16ppm提升至19ppm，堿液配制濃度仍按0.3%注入。目前裝置在單煉流花原油期間，常、減頂污水鐵離子含量均能控制在≯1mg/L、≯10mg/L的指標范圍內，但是氯離子含量依然超標，未見有下降趨勢，而氯離子含量偏高對裝置的安、穩、長周期運行埋下較大的隱患。

6? 結論

①GEZW2021破乳劑對流花原油效果最好。

②GEZW2021破乳劑注入量15ppm，電脫注水量4%，進罐溫度135℃，一、二級電場強度分別為19kV、16kV，停留時間30min的條件下，脫鹽率最高接近90%，但脫鹽后原油中鹽質量濃度仍達不到4.5mg/L內控指標，因此在今后加工流花原油時，仍需對電脫鹽的各工藝參數進行優化調整，以便得到最佳的脫鹽效果。

③在罐區對流花原油進行加破乳劑、提高儲罐溫度、延長沉降時間等預處理方法，極大的降低了裝置加工難度，值得借鑒和推廣。

參考文獻：

[1]喬建江，詹敏，張一安，等.乳化原油的破乳機理研究[J].石油學報（石油加工），1999，15（2）：1-5.

[2]鄭盟主，李泓，李東勝，李曉鷗.高酸超稠原油電脫鹽工藝條件優化[J].煉油技術與工程，2014，44（4）：1-4.

[3]李彬，楊森，原油性質變化與電脫鹽裝置操作條件優化[J].煉制技術與工程，2008，13（7）：1-2.