論原油集輸脫水處理工藝的優(yōu)化

李衛(wèi)　李鎖林　屈彥會

摘要：原油具有粘性強、密度大、流動性較差等特點，這對原油的脫水處理工藝提出了很高的要求。中國是一個石油生產(chǎn)大國，原油集輸脫水處理關(guān)系著石油資源的開采和利用。文章就我國現(xiàn)用的原油集輸脫水工藝進行了分析和討論。

關(guān)鍵詞：原油集輸脫水處理工藝；石油資源；加熱脫水法

中圖分類號：TE868 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）07-

中國石油系統(tǒng)常用的原油集輸脫水方法是加熱脫水法，科學技術(shù)的發(fā)展為低溫條件下完成原油脫水提供了可能，本文介紹的就是低溫條件下就能完成原油脫水的常用工藝方法。

1 原油脫水原因

原油集輸即原油的收集、處理和運輸過程的總和。原油具有粘性大、流行性差、密度大、雜質(zhì)多等特點，也就是說原油中含有大量的水和其他溶解質(zhì)以及懸浮顆粒，如泥沙、鹽等，這些物質(zhì)不僅使原油體積增大，而且增加了原油集輸和提煉的難度，增大了原油集輸設(shè)備利用難度。此外有些地方的原油出液井口溫度較低，集輸系統(tǒng)不得已采用摻水流程，這就導(dǎo)致原油中水、油大量共存的局面。因此，為了獲得高質(zhì)量的原油，在原油集輸前就必須凈化處理原油中的水和雜質(zhì)，以便為原油集輸創(chuàng)造更好的條件，也就是說原油脫水處理是原油集輸中必有的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它是提高原油集輸效率的必要條件。脫水環(huán)節(jié)非常重要，由于受到技術(shù)等條件的限制，原油運輸對原油脫水處理工藝優(yōu)化要求較高。

2 原油脫水工藝

原油脫水處理工藝其實就是用化學方法將油水界面膜里面的水平衡打破，使水釋放出來，這種化學方法也就是利用原油破乳劑有效打破油水界面膜的平衡，把水釋放出來，并利用油水密度的不同而產(chǎn)生的重力作用推動油水分離，讓其一個沉降、一個上升，最終達到油水分離的目的。

3 原油優(yōu)化的執(zhí)行標準與抽樣試驗

《原油破乳劑使用性能檢測方法》（SY/T5218-2000）為熱化沉降試驗與破乳劑篩選的執(zhí)行標準，而《原油粘溫曲線的確定（旋轉(zhuǎn)粘度計法）》（SY/T7549-2000）則為原油粘溫曲線測定的依據(jù)標準。實驗采用的儀器為HaakeRS300流變儀，試驗原油油樣為南陽油田的新鮮混合原油，在短時間內(nèi)的自然沉降后分出的乳化油與游離水則分別為水包油與油包水型試驗的試驗介質(zhì)。南陽油田具有雜質(zhì)含量高、密度大等熱點，屬稠油，且原油粘度受溫度影響較大，會隨著溫度的變化而變化。

4 實驗過程和結(jié)果

此次實驗總共有兩個方面的內(nèi)容：乳化油的油水反相點實驗和破乳劑的性能評價實驗。

4.1 乳化油的油水反相點實驗

含水和雜質(zhì)的油水反相點對集輸管線降壓有著決定性的影響，低含水量的乳化油油包水在向含水量超過極限值的水包油體系轉(zhuǎn)變時，含水量即為乳化反相點，過反相點的乳化油粘度減低，導(dǎo)致原油集輸系統(tǒng)的運行壓力減小。

乳化油的配制方法：以油樣混合油的質(zhì)量比稱取水量和原油量，在恒溫50℃下預(yù)熱30分鐘，然后將其放入高速混調(diào)器中攪拌均勻，就配置成了乳化油。用配置好的乳化油進行實驗，發(fā)現(xiàn)含水稠油的粘度會隨著含水率的增高而變大，并且含水率達到75%時會達到最大粘度，乳化油的含水率超過75%時會轉(zhuǎn)變?yōu)橛退泊骟w系，原油粘度降低，于是，我們可以得出這樣的實驗結(jié)論：該油樣的含水反相點為75%。

4.2 破乳劑的性能評價實驗

破乳劑性能評價實驗的步驟：將80mL的乳化油裝入100mL容量的量筒內(nèi)預(yù)熱，等到15分鐘時加入液狀破乳劑，搖晃均勻后再恒溫水浴，對不同實踐的脫水體積、原油黏著筒壁的情況、油水界面、脫出水色進行觀察記錄，然后根據(jù)數(shù)據(jù)計算出原油含水量。

實驗發(fā)現(xiàn)：破乳劑加入原油中后，很快置換出油水界面膜，原油中的水聚結(jié)成大水滴很快自然沉降破乳。而要想使原油含水率達到標準要求，需要在70℃的條件下進行超過6個小時的熱沉降。

實驗結(jié)果：該原油油水轉(zhuǎn)向點為75%，原油集輸系統(tǒng)在安全運行的前提下容易脫水并不會有太重的脫水處理負擔；含水量不同的原油要想通過脫水工藝讓含水量達標，則要添加不同含量的破乳劑并在不同溫度下用不同的時間進行加熱。

5 原油集輸脫水處理工藝的優(yōu)化措施

5.1 科學選擇破乳劑

破乳劑的篩選是原油集輸脫水處理工藝的核心，化學脫水技術(shù)及其使用效果受到溫度、時間等各種條件的限制，所以，在使用破乳劑時，要建立完善的管理制度，規(guī)定工作人員要嚴格按照規(guī)定使用破乳劑，既要做好藥量跟蹤，更要按照科學標準、科學手法來合理使用破乳劑，不得隨意變換藥物，更不能隨意增減藥量。

5.2 合理控制藥濃度

端點加藥即在各個集油直線的端點添加、使用破乳劑的方法，這種方法不但可以提高原油集輸脫水效率，還能有效降低加藥成本，為低溫脫水創(chuàng)造了條件。低溫脫水要求根據(jù)各個計量站的變化情況來確定加藥濃度，濃度的把握需要通過精確的計算來把握。

5.3 積極處理落地油

落地油乃是從蒸發(fā)廠房或者污水罐中、井場回收回來的灑落油。落地油由于露天存在，其中摻雜了大量雜質(zhì)，既有水、泥沙，還有垃圾等其他雜物，因此乳化嚴重、脫水困難，但是落地油拋棄了太浪費，直接處理代價較高，所以，在常溫條件下進行單獨的落地油脫水處理，就成為處理落地油的有效措施。一般來說，其處理流程如下，將每天回收的落地油存放在單獨的存儲罐里，存放到一定的量后，就在存儲罐里加熱處理，等到排水合格后，再放入凈化油罐進行處理，這樣既能為低溫脫水做好準備，又能避免落地油給整個工作系統(tǒng)設(shè)備造成不必要的損害。

5.4 改進原油集輸工藝流程

建立原油脫水的預(yù)分離流程、完善不合理的脫水流程，是原油集輸脫水流程改造的兩個方面。預(yù)分離流程是將各個轉(zhuǎn)接站的油水分別輸送、脫水處理的流程，其中，流程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是解決脫水泵的問題，常用的方法是利用三相分離器來進行脫水。原油脫水流程的完善實質(zhì)上是將不合格的原油進行二次處理直至可以松緊凈化罐。就目前國內(nèi)原油脫水工藝發(fā)展狀況來說，完善原油流程的措施主要有電脫處理法和加溫沉降法兩種。

5.5 重視原油冬季生產(chǎn)優(yōu)化

溫度是制約原油集輸脫水的重要因素，一旦溫度低于臨界溫度，原油的脫水效果會受到極大影響，甚至會嚴重惡化并影響全局進展。以我國東北地區(qū)的石油生產(chǎn)為例，東北地區(qū)冬季天寒地凍，凍土層有時厚達兩米以上，在這樣的環(huán)境中工作，原油在管道運輸過程中會大幅度降熱，導(dǎo)致原油溫度減低，這樣當其進入處理系統(tǒng)后，由于溫度過低，必須進行升溫處理方能保證良好的脫水效果。我國大部分地區(qū)地處溫帶，冬季干燥寒冷，因此，為了保證原油正常的脫水效果，在冬季最好采用一定的加熱措施進行原油處理。目前常用的加熱方法是通過二級沉降罐加熱，以便讓原油溫度保持最佳脫水效果溫度。

5.6 不斷優(yōu)化原油脫水處理工藝

國內(nèi)很多地方的原油脫水處理工藝存在著原油輸油量低、運輸過程中降溫過大、原油在筒壁黏著嚴重、設(shè)施老化等現(xiàn)象，這些現(xiàn)象不但加大了運輸成本，還存在著諸多安全隱患。建立安全可行的優(yōu)化管理制度，采取強有力的優(yōu)化措施，不斷改善原油脫水內(nèi)外輸送系統(tǒng)的熱力條件，為正常生產(chǎn)提供有力保證，是解決設(shè)施老化和安全隱患的有效措施。因此，石油生產(chǎn)系統(tǒng)要及時調(diào)整優(yōu)化思路，不斷提高優(yōu)化手段，系統(tǒng)調(diào)節(jié)原油的集輸、脫水、外輸環(huán)節(jié)的承載和工作能力，以實現(xiàn)經(jīng)濟效益和技術(shù)的良好結(jié)合。

原油脫水處理工藝有效提高了原油集輸系統(tǒng)的工作效率，在原油集輸上發(fā)揮著極大的作用。石油生產(chǎn)中，對原油脫水處理工藝的研究和改進有著重大的現(xiàn)實意義。石油系統(tǒng)應(yīng)加大現(xiàn)代技術(shù)對脫水工藝有效優(yōu)化的力度，不斷提高原油集輸脫水處理工藝的效率和水平。

參考文獻

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作者簡介：李衛(wèi)，男，陜西延安石油天然氣有限公司助理工程師；李鎖林，男，陜西延安石油天然氣有限公司科長；屈彥會，男，供職于陜西延安石油天然氣有限公司。

（責任編輯：秦遜玉）