南美高含水原油前期處理及加工過程措施探討

古文標　何松敏

摘 要：某公司近期入庫的南美波斯坎原油和馬瑞原油含水量保持在較高狀態，其中馬瑞原油含水量為3～9%，波斯坎原油含水量為4～8%。由于高含水原油在原油罐區不容易脫水，導致原油進入生產裝置時含水量較高，對生產裝置的電脫鹽系統、冷換設備、加熱爐設備和塔設備的安全運行均可能造成較大的影響，同時增加綜合能耗消耗。

關鍵詞：波斯坎原油;馬瑞原油;高含水原油;前期處理;加工過程措施

1 高含水原油入庫處理措施

①根據馬瑞原油含水指標情況，提前通知船方將馬瑞原油加溫至30～34℃，讓油艙的含水加速沉降。原料油船靠泊公司碼頭后，根據船艙取樣分析數據及各艙含水分層情況，把船艙含水大于3.4%的原油卸入至原油罐加溫到50～54℃沉降脫水，含水小于3.4%卸入裝置裝油罐，供裝置加工生產使用;

②根據波斯坎原油含水指標情況，提前24小時通知船方將波斯坎原油加溫到60～64℃，原料油船靠泊公司碼頭后艙底少量分離的明水卸入原油脫水罐，在含水調到3.4%以內后，艙內上部含水較低的油品卸入儲存有馬瑞原油的專用儲罐，馬瑞在儲罐經過加溫沉降，儲罐內上部含水小于0.1%油品與波斯坎原油進行調和，用于生產其它牌號瀝青原料。

2 高含水原油儲運系統處理措施

①加強原油罐加溫、脫水管理，盡量降低儲罐原料含水率。調和供裝置原料時，原則上按含水率不大于2.0%控制。如確實因來油含水率過高，需按2.0～3.5%調和的，應提前做好溝通聯系，經批準后進行。水分大于3.5%的原料不得供裝置，應重新調和處理。同時對原料罐取樣分析水分時，應按上、中、下、底部（以泵循環為準）四點取樣，以最高含水率為判斷依據;

②原料切罐前16小時，儲運系統應對待用原料罐進行切水、循環處理。如發現底部有明水或者取樣分析水分超過3.5%的，應對底油中轉處理至水分低于3.5%以下。含水率為2.0～3.5%的原料供生產裝置時，儲運系統必須提前8小時開原油泵的攪拌，確保原油含水均勻，避免引起生產波動;

③當出現原料供應緊張且原料水分較高的特殊情況時，儲運系統應提前16小時開動原料油罐攪拌器，并聯系做好化驗分析，確保原料含水率小于3.5%且分布均勻，避免引起生產波動。

3 高含水原油在生產裝置加工過程措施

①當供裝置原料含水為2.0～3.5%時，生產裝置在切換原料罐前，停電脫鹽罐注水，提高破乳劑注入量至140～150mg/kg，同時根據含水情況，適當降低換原料罐裝置的處理量;

②切換原料罐及提量過程中，當班人員必須做好電脫鹽、初餾塔系統的監控，如電脫鹽系統變壓器出現跳閘現象，應及時做好電脫鹽切水并及時恢復送電，為避免引起生產波動;

③切換罐完成，生產平穩后可根據裝置運行情況提高裝置處理量，緩慢恢復電脫鹽系統注水（開始注水為0.5m3/h，如電脫鹽電流正常可根據實際情況緩慢提高至0～10%），生產不平穩時電脫鹽系統暫停注水;

④裝置處理量及破乳劑注入控制措施：a.當2.0%≤裝置原料含水<2.5%時，破乳劑注入量控制為110～130mg/kg。當0.6%<原油脫后含水處理量≤1.0%時，可根據裝置運行情況，將處理量提量至裝置負荷的95%;當原油脫后含水處理量≤0.6%時，可根據裝置運行情況將處理量提高至裝置額定負荷的95%。為保證提量安全操作，操作應盡可能地安排在白天班進行;b.2.5%≤裝置原料含水<3.0%時，破乳劑注入量控制為140～150mg/kg。當0.6%<原油脫后含水處理量≤1.0%時，可根據裝置運行情況，將處理量提量至裝置負荷的85%;當原油脫后含水處理量≤0.6%時，可根據裝置運行情況將處理量提高至裝置額定負荷的90%。為保證提量安全操作，操作應盡可能地安排在白天班進行;c.3.0%≤裝置原料含水<3.5%時，破乳劑注入量控制為150±5mg/kg。當0.6%<原油脫后含水處理量≤1.0%時，可根據裝置運行情況，將處理量提量至裝置負荷的80%;當原油脫后含水處理量≤0.6%時，可根據裝置運行情況將處理量提高至裝置額定負荷的85%。為保證提量安全操作，操作應盡可能地安排在白天班進行;d.生產裝置提高處理量應注意事項：提量應緩慢進行，每小時提量速度不超過10 m3/h;提量過程中如出現電脫鹽系統變壓器電流上升、油水界位上升、切水變差和進初餾塔溫度下降、初常頂壓力上升的情況時，應暫停提高處理量操作，并及時對操作進行優化，確保生產操作平穩安全受控。

4 高含水原油在生產裝置加工的風險及應對措施

①原油含水大時，電脫鹽罐界位迅速上升，嚴重時會造成電脫鹽跳閘斷電。需要嚴格控制好電脫鹽罐界位;

②原油含水大時，初餾塔內汽速急劇上升，極易引起“沖塔”，造成塔頂油變黑。需要嚴格控制初餾塔頂溫度和汽相負荷;

③大量水進入塔內，汽化后的體積猛烈膨脹，塔頂壓力迅速升高，易造成塔頂安全閥啟跳;同時系統內壓力也迅速增加，易造成換熱器泄漏或原油泵損壞。需要加強電脫鹽系統脫水操作，盡可能地減少原油脫后含水量;

④常頂回流罐界位迅速上升，脫水量增加，若來不及大量脫水，易造成回流油帶水。需要嚴格控制常頂回流罐界位，嚴防回流帶水;

⑤在原油換熱系統中，由于水的汽化潛熱很大（539kcal/kg），水大量蒸發而吸熱，造成原油換熱溫度大幅度下降，加熱爐負荷上升。

綜上所述，對加工南美高含水原油，應從原料油進庫、生產裝置加工過程加強脫水操作，降低原油進裝置含水量和原油脫后含水量，并充分辨識出加工南美高含水原料的風險和采取有效措施，對生產裝置安全運行、提升產品質量和降低綜合能耗有重要的意義。