常減壓電脫鹽工藝技術改造及優化

鮑雪峰(中石化金陵石油化工公司煉油二部，江蘇 南京 210033)

0 引言

原油經過在油田采出之后，雖然進行過首次的脫鹽工藝處理，仍難以符合進一步的工藝需求。為提升能源應用參數，降低設施下游系統的催化藥劑損耗，應當完善常減壓蒸餾系統的電脫鹽工藝，提升分離水與油的品質、成效以及速率，從而達成更為顯著的脫鹽成效。

1 電脫鹽工藝技術概況

中石化金陵石油化工公司煉油二部運用3.0×106t/a常減壓蒸餾系統，系統規劃將重質原油相關工藝作為核心，脫鹽之后鹽的所剩總量把控標準是<3 mg/L。系統每年的運行時長為8 400 h，每個小時的原油處理總量為341.7 t，應用成熟的初次蒸餾+常壓蒸餾+減壓蒸餾的工藝，電脫鹽裝置應用三級高速+交流、直流電脫鹽技術[1]。

2 電脫鹽工藝技術優化

2.1 電場結構的優化

傳統首級電脫鹽罐體內運用首代高速電場組織構成，其內總共涉及4層水平電極板，自上而下1、2、4層帶電，3層接入地面。

罐內的第4層運用自上而下的支持組織構成，藉此使此層的帶電極板絕緣支持更為穩固，把其加固在在水層附近的上端橫梁區域中，因為其同水層距離偏短，在水位波動之后第4層帶電極板同水層間的乳化液相對位置產生改變，容易形成電流的波動，對于破乳的成效形成制約。在改良之后自4層極板支持區域變更成于3層接地極板之上掛著，應用改良電極板的固定模式，把支持部件影響電場的程度降低，實現電場構成改善的目標。作業過程中，經過提升5%的控制界位，延長水油沉降分離的時長，提升脫鹽比率以及改進所排出水體發黑帶油的問題。

2.2 配電電源的改造

在對于電源的改造過程中，采用直流電脫鹽防爆專用電源設備。該設備采用了100%高阻抗變壓器和高壓整流器裝置的組合設備，正負二極同時引出，內部裝有五檔電壓分級開關和交直流輸出轉換開關，萬一當整流裝置故障時，可以直接輸出交流電。在極板相間的情況下，送交流電比送直流電時耗電會增加50%。把一級熱沉降罐改為智能電脫鹽罐，將傳統的送電方式改為智能無擾動切換操作，在運用智能反應電源期間，實現調節電壓的成效，能夠在人機界面內設定變壓器運轉電壓以及運轉方式，智能響應電源的阻抗值為30%,隨著電流的升高電壓也逐漸降低，但降低的幅度遠遠小于全阻抗變壓器，更節能，在電流達到額定電流時，電壓僅僅降低30%，有效保證了大電流下電場強度，提高了電場的破乳聚集能力。智能響應電源改變了電源輸出波形，對頑固乳化層具有更好的破乳效果，低電脫鹽的能源損耗。

2.3 改造排水除油器

公司在檢查維修過程中，對除油器罐中的組織構成展開完善、整理與改進，降低前端以及后端水油分離區域的壓降，確保除油設備落實滿灌作業，保證浮油能夠徹底進到收油包中。更換除油設備填料，將鮑爾環填料改成六角蜂窩斜管填料，運用水力旋流器(CYL-70)，留下鮑爾環填料作為支持用水沖刷洗滌管道線路以及各個腔室的隔板。卸下鮑爾環填料，用水沖刷洗滌上部與下部的隔板、支撐板以及六角蜂窩斜管填料腔室的上端隔板和分配管道線路。此裝置的改造為在六角蜂窩斜管填料中添加固定壓板，其彼此間的距離是300 mm，是能夠拆解卸下的組織構成。在旋流設備的底端增添彎頭以及直管，面向封頭的區域，牢固地焊接鮑爾環鎮料以水沖刷洗滌的開口，用來防止形成罐體底端的沙泥擾動以及水油界位遭受沖擊[2]。

2.4 增上三級脫鹽罐

為了保證脫鹽之后原油的含鹽以及含水總量再度減少，到達新標準的區間內，切實減少腐蝕設施的速度，便新添φ4 000× 32 000/28 145×32的三級電脫鹽罐，應用交流、直流電脫鹽技術，同時運用智能感應變壓設備技術，延長原油在電場中停留時長，實現脫鹽成效可觀、原油適應能力顯著的目標。基于此改造破乳劑以及注水的品質，增添凈化水到注水罐中的內容，增添破乳劑到原油泵入口以及脫前換熱器入口的內容。

2.5 原油破乳劑選型

現階段，破乳藥劑多為油溶性以及水溶性的模式，多應用非離子類型的表面活性藥劑作為破乳藥劑。類型繁多，具備一些選取的空間，所以對于各類原油務必展開破乳藥劑的測評選取，用來追求達到破乳成效的最為優質。破乳藥劑不但會影響脫鹽比率，同時也影響脫鹽水體排出過程中的含油總量。破乳藥劑經過到水油乳化液的交界位面，破壞其乳化膜，從而實現破乳效果。破乳藥劑的加注總量、濃度、加注位置、破乳藥劑同原油的混合等均直觀地影響著脫鹽成效的優劣。經過電導方式、染色方式、稀釋方式以及潤濕方式對于乳化原油展開分門別類的鑒查，分析清楚其為O/W型或W/O型原油乳狀液之后，方可以相應地選取破乳藥劑，用來實現可觀的破乳成效[3]。

通常認定，W/O型原油乳狀液需要選取油溶性破乳藥劑應用。選取應用破乳藥劑的過程中，不應當僅僅憑借運用參數所確定的性質，判斷油溶性水溶性以及破乳藥劑商品的質量。不過通常運用的水溶性破乳劑要經過破除乳液交界位面的膜或者變化交界位面層的潤滑程度，令交界位面生成不具備活性的配合物，進而實現破乳的成效。油溶性破乳藥劑在替代交界位面乳化的同一時間，還經過中和反應，使得交界位面的膜遭到破除，達成破乳的成效。水溶性破乳藥劑最后會伴隨排水進至廢水處理裝置內，極大提升處理污水的成本以及負累，為環保作業造成極大的制約。油溶性破乳藥劑在環境保護的角度上，具備尤為突出的工藝優點，破乳藥劑在結束破乳工作之后，會保存在原油內。所以從現階段破乳劑應用之后狀態解析，各類資料顯示油溶性破乳藥劑的脫鹽成效、應用之后電脫鹽罐內電流的改變、增添比率等均強過水溶性破乳藥劑，油溶性破乳劑成了破乳劑的運用態勢。改造之后系統運用三級電脫鹽設定，經過型號選取與解析，同時顧及到原油在電脫鹽罐中的滯留時長、脫鹽后的含鹽以及含水的標準數值，依據電脫鹽的水體排出狀況，再度選擇型號之后應用油溶性破乳藥劑。從灌注總量的角度上而言，通常都把控在不大于15 mg/L。

2.6 用智能加劑撬裝

將破乳藥劑依照油溶性的前提下，破乳藥劑的智能灌注裝置包含藥劑罐以及2臺計量泵(1臺進行常規應用，1臺作為預備應用)。破乳藥劑通過卸劑泵抽至藥劑罐中，隨后通過灌注破乳藥劑的裝置灌注到原油罐的入口管線中。智能管控裝置獲取收注點位置的流量信號，結合結束介質以及破乳藥劑的投放比率，通過邏輯性計算，輸出信號傳輸至計量泵的電動沖程管控設備中，通過電動沖程管控自主調整量計泵的沖程，落實破乳藥劑灌注總量伴隨灌注位置技術介質流量的改變而自主調節。

2.7 優化運行的參數

經過解析電脫鹽狀態，對脫鹽水灌注總量、溫度、破乳藥劑灌注總量、混合強度、電場強度等數據進行改良調節。

2.7.1 脫鹽溫度的優化

操作溫度屬于原油脫鹽重要的管控因素。所以操作溫度偏高或者偏低均不便于水滴聚合，需要把控至合適的溫度。調節換熱器的取熱令原油入罐溫度從115 ℃逐漸提升到145 ℃，原油脫鹽成效取得了顯著的提高。

2.7.2 注水量以及水質

在電場脫水成效恒定的情況下，提升水灌注總量能夠破壞原油乳化液的穩定程度，推動水對于鹽的溶解。不過水灌注總量大到一定程度后便將不會產生足夠的增添聚合力，反之水灌注總量過于大，并且沒有立即脫水，水位上升會令乳化層厚度增加，電荷載提升，會引發一定影響使得電場難以順利提供電力，乃至把水帶至塔中使得換熱器憋壓或者沖塔問題等。所以選取相適應的水灌注總量尤為重要。

2.7.3 原油洗滌水混合

原油脫鹽的成效，除了脫鹽溫度、水灌注總量等因素之外，同樣同洗滌水以及原油和混合度存在一定關聯。洗滌水以及原油經過混合設備展開全面混合，混合設備的壓力降表示著洗滌水于原油內的分散度，壓力降越高，洗滌水分散得便越為細致，脫鹽效果以及速率便更為顯著。針對過高的混合度，有發生乳化的可能性，令水與油構成穩定的乳化液。所以針對各個電脫鹽設施，均需要尋找到最為合適的混合力度，不僅實現了高效脫鹽，同時不會形成水與油的過量乳化。一般狀況中，原油的混合閥壓差把控在約20～80 kPa。

2.7.4 電場強度的調整

結合水滴聚合力公式可知，兩水滴彼此的聚合力F同電場強度的平方存在正向關系，提升電場強度，能夠提升水滴的聚合力，利于電脫鹽。提升電場強度，能夠推動水滴的聚和，同樣推動了電分散。水滴進行分散的臨界直徑同電場強度E的平方存在反向關系。脫鹽比率會伴隨電場強度而提升，達到一定限度后，再提升電場強度，對于提升脫鹽比率成效便不明顯，在滿足技術數據要求的前提下，所應用的電場強度均應下降，防止對實操以及分離造成一定制約。

2.7.5 原油的停留時間

水與原油的分離依賴水、油兩類互相不會融合的液體密度的差異展開沉降式分離。分離的時長以及速率屬于電脫鹽罐體規劃與運用的重要因素。經過減少油相的粘結程度，提升水、油的密度差異，加大水滴的直徑，均能夠令水滴的沉降速率提升，最后起到提升沉降速率的成效。除此之外，應把控好脫鹽罐體的壓力便于避免原油內的水產生汽化，汽化之后將使得電脫鹽成效與速率減少。

3 結語

總而言之，在原油的蒸餾預處理的流程中，電脫鹽對于接下來的設施運轉、原油加工等具備關鍵影響。所以需要從電脫鹽電場構成、應用工藝、注劑種類、電源配置、運轉數據以及除油設備等角度著手，展開技術改造完善，進而提升電脫鹽作業品質，保證脫鹽比率、能源消耗、含鹽總量符合新的標準。