脫硫凈化水pH值對電脫鹽的影響

李慶梅，王 帝，王星明，馬鳳林，刁 宇

(中國石油天然氣股份有限公司獨山子分公司，新疆獨山子 833600)

脫硫凈化水pH值對電脫鹽的影響

李慶梅，王 帝，王星明，馬鳳林，刁 宇

(中國石油天然氣股份有限公司獨山子分公司，新疆獨山子 833600)

脫硫凈化是將蒸餾裝置和焦化裝置排出的污水經(jīng)處理后得到凈化水的工藝。文章對脫硫凈化水作為原油電脫鹽注入水注入前后的水質(zhì)組分進行了對比，發(fā)現(xiàn)電脫鹽裝置注入脫硫凈化水時，電脫鹽排出水中氯離子和部分金屬離子質(zhì)量濃度偏高，證明脫鹽效果較好;同時研究了不同pH值的脫硫凈化水作為電脫鹽注入水對電脫鹽系統(tǒng)原油乳化程度的影響;以及不同pH值的脫硫凈化水、去離子水對電脫鹽脫鹽效果的影響。闡明了脫硫凈化水pH值在6～9時不會影響電脫鹽的脫鹽效果，電脫鹽系統(tǒng)不會產(chǎn)生乳化，而pH值小于6或pH值大于9時，電脫鹽的脫鹽效果不佳，且電脫鹽系統(tǒng)的原油輕微乳化。脫硫凈化水充分回收利用對于水資源緊缺地區(qū)節(jié)約水資源顯得尤為重要。

脫硫凈化水 電脫鹽 pH值 脫鹽效果

原油電脫鹽是煉油廠最重要的原油預(yù)處理工藝，電脫鹽工藝及流程決定著電脫鹽效果的好壞，是影響原油電脫鹽效果的關(guān)鍵。原油電脫鹽效果又是直接影響常減壓蒸餾裝置設(shè)備腐蝕和原油二次加工催化劑中毒失活主要因素，而電脫鹽注水的水質(zhì)好壞，又對脫鹽效果有非常大的影響。因此，選擇水質(zhì)較好的電脫鹽注水，對于提高原油脫鹽效果，減輕設(shè)備腐蝕和催化劑中毒失活等是非常重要的。目前水資源越來越緊缺，為了節(jié)約用水某石化廠將脫硫凈化水回收利用，在加工混合原油(14%0號原油和86%哈油)時，在電脫鹽設(shè)備中加入不同pH值的脫硫凈化水和去離子水進行了對脫鹽效果影響的試驗研究。

圖1 脫硫凈化水處理及用途工藝流程Fig.1 The process of desulfurization purification water treatment and application

1 脫硫凈化水處理工藝流程

脫硫凈化水處理及用途工藝流程見圖1。

2 脫硫凈化水的水質(zhì)狀況

2.1 電脫鹽前脫硫凈化水的水質(zhì)狀況

對一個時間段脫硫凈化水中雜質(zhì)質(zhì)量濃度進行了調(diào)查和統(tǒng)計，結(jié)果見表1。

表1 脫硫凈化水介質(zhì)調(diào)查Table 1 desulfurization purification water quality investigation mg/L

由表1中分析結(jié)果可知，除pH值偏高外，脫硫凈化水中H2S、硫酸鹽和碳酸鹽(Ca2+，Mg2+和Fe2+，F(xiàn)e3+)、NaCl(Na+)等物質(zhì)含量都較低，但是含有一定量NH3-N。通常當脫硫凈化水pH值大于10時，作為電脫鹽的注水，易導致脫鹽罐中出現(xiàn)油水界面乳化層增厚現(xiàn)象，且脫鹽排水易帶油。該裝置脫硫凈化水的pH值接近于10，它對原油乳化和電脫鹽有多大影響，還要通過試驗證明。

2.2 電脫鹽的排出水情況

對脫硫凈化水為電脫鹽注水后電脫鹽的排出水情況進行了調(diào)查和統(tǒng)計，經(jīng)過電脫鹽裝置后排出水的介質(zhì)質(zhì)量濃度見表2。

表2 電脫鹽排出水介質(zhì)調(diào)查Table 2 the electric desalting discharge water quality investigation mg/L

由表1與表2結(jié)果對比可知:電脫鹽排出水和注入水相比，Cl－和金屬離子(在原油中以無機鹽形式存在)質(zhì)量濃度增加。

3 脫硫凈化水對電脫鹽的影響

3.1 pH值對原油乳化影響

脫硫凈化水pH值偏高，在原油的酸值不高(0.12 mgKOH/g)的情況下能否造成原油強烈乳化需要通過試驗證明。脫硫凈化水作為電脫鹽注入水時，其中的氨氮會與原油中環(huán)烷酸形成胺鹽，它是一種乳化劑，具有很強的乳化能力，從減少金屬無機鹽水解的角度考慮，注水應(yīng)呈現(xiàn)中性或微酸性更好。

針對某石化公司煉油廠加工的混合原油，首先采用GT922型破乳劑進行電脫鹽試驗，觀察加入不同pH值(加入不同量的堿性物質(zhì)調(diào)節(jié)所得)的脫硫凈化水和去離子水作為電脫鹽注水造成的乳化情況，試驗條件如下:破乳劑加入:25 mg/L;注水量:10%;試驗溫度:(75±2)℃;在原油中加入水和破乳劑使其充分混合，且在恒溫水浴中破乳沉降，試驗結(jié)果見表3。

表3 加入不同pH值水的油水分離情況Table 3 the water with different pH values of oil-water separation condition

由表3可以看出，在電脫鹽的原油中注入pH值大于8的脫硫凈化水時，油水分離界面較清晰，但脫出水略渾濁(即排出水中略含油);而在電脫鹽的原油中注入pH值小于5的脫硫凈化水時，油水分離界面不清晰，從試驗情況來看，電脫鹽注水的pH值在6～8時，較為合適。

脫硫凈化水是一種堿性水，原油中膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等天然乳化劑形成的油包水型(W/O)乳狀液的穩(wěn)定性與pH值有關(guān)［1］。一方面，天然乳化劑與堿性水接觸會使W/O型乳狀液界面膜的強度降低，有利于破乳劑的破乳脫水;另一方面，脫硫凈化水作為原油脫鹽注水時，有部分氨化合物截留在原油中，可能會有一部分與原油中的環(huán)烷酸形成胺鹽，對原油破乳脫水不利。

從試驗結(jié)果看，目前，10 Mt/a蒸餾裝置使用脫硫凈化水(pH值在9.5左右)作為電脫鹽注水，會引起電脫鹽裝置預(yù)處理原油的輕微乳化。

3.2 pH值對脫鹽效果影響

考察了不同pH值的脫硫凈化水、去離子水對原油電脫鹽結(jié)果的影響。試驗采用的破乳劑注入量:25 mg/L;注水量:4%;溫度:130℃;弱電場:700 V/cm;強電場:1 000 V/cm，在原油中加入不同pH值的脫硫凈化水和去離子水，觀察其對電脫鹽脫鹽效果的影響，試驗結(jié)果見表4。

表4 不同pH值水對脫鹽效果影響Table 4 The effect of water desalting in different pH

由表4可以看出:

(1)脫硫凈化水和去離子水作為電脫鹽的注水在pH值相同情況下，脫鹽效果相當;原油脫后含鹽均能達到某石化公司標準要求。

(2)電脫鹽注入水的pH值對原油脫鹽效果有影響。當脫硫凈化水的pH值范圍在6～9時，原油脫后鹽含量較低，而脫硫凈化水的pH值大于9或小于6時，原油脫后鹽含量較高;電脫鹽注脫硫凈化水較合適的pH值范圍應(yīng)略顯堿性或中性(pH值在6～9)，脫硫凈化水的pH值只要小于10，則能作為電脫鹽的注入水使用。

4 結(jié)論

(1)在現(xiàn)有原油和電脫鹽工藝操作條件下，脫硫凈化水作為電脫鹽的注水，原油脫后含鹽量能夠達到某石化公司對電脫鹽的脫鹽要求;

(2)試驗表明pH值大于9或小于6會造成電脫鹽罐內(nèi)原油輕微乳化，影響原油電脫鹽效果;

(3)從減少金屬無機鹽的水解和不產(chǎn)生乳化的角度考慮，電脫鹽注水pH值在6～7時電脫鹽效果更好。

［1］鄧春光，張林，唐同慶.脫硫凈化水在原油電脫鹽中的應(yīng)用［J］. 石油化工腐蝕與防護，2001，18(2):33-34，45.

Impact ofpH Value of Desulfurizated Purified Water on electro－static Desalting

Li Qingmei，Wang Di，Wang Xingming，Ma Fenglin，Diao Yu
(PetroChina Dushanzi Petrochemical Company，Dushanzi，Xinjiang 833600)

The desulfurization purification is a purification process to produce purified water by desulfurization of waste water from crude distillation unit and delayed coking unit.Through the analysis of desulfurized purified water and comparison of water quality before and after desalting when desulfurized purified water is used as desalting injection water，it is found that chlorine ions and mass concentration in drainage water are higher when desulfurized purified water is injected into the desalting unit，which indicates that a good desalting performance has been achieved.The impact of desulfurized water with different pH values as desalting injection water on emulsion breaking of crude oil in crude oil desalting and the impact of desulfurized water with different pH values and de－ionized water on desalting efficiency are studied.When pH value of desulfurized water is 6～9，there is no impact on desalting efficiency and no emulsion in electro－static desalting system.When pH value is lower than 6 or greater than 9，the desalting efficiencyt goes down，and high emulsion of crude oil is seen in desalting system.The recovery and reutilization of desulfurized purified water is very important in water saving in the region where there are tight water sources.

desulfurized purified water，electro －static desalting，pH value，desalting efficiency

TE868

A

1007－015X(2012)03－0020－03

2012－02－ 14;修改稿收到日期:2012－04－09。

李慶梅(1967－)，高級工程師，現(xiàn)在中國石油天然氣股份有限公司獨山子分公司研究院防腐研究中心從事煉化工藝防腐蝕工作。E-mail:yjy_lqm@petrochina.com.cn。

(編輯 寇岱清)