原油脫水系統(tǒng)問題探討及對策

【摘要】聯(lián)合站脫水系統(tǒng)是油氣集輸?shù)闹匾h(huán)節(jié)，原油脫水系統(tǒng)性能的好壞直接影響到原油外輸?shù)馁|(zhì)量，對整各系統(tǒng)的正常生產(chǎn)起到重要作用。本文主要針對現(xiàn)階段原油的性質(zhì)對脫水系統(tǒng)方面的影響進(jìn)行探討與分析，闡述了中十四聯(lián)合站脫水系統(tǒng)容器原油中間層對脫水工藝的影響及如何應(yīng)對，實(shí)現(xiàn)外輸原油的脫水質(zhì)量。

【主題詞】現(xiàn)階段原油；電脫水器；過渡層；外輸原油

1、前言

目前油田進(jìn)入開采后期以后，隨著酸化壓裂、洗井、防砂和藥劑處理等頻繁作業(yè)，以及三次采油技術(shù)的推廣應(yīng)用，采出液的乳化程度越來越高，增大了油水分離的難度，乳化液在沉降罐和電脫水器中形成穩(wěn)定的多重乳化液，其含硫化物高導(dǎo)電性好，電化學(xué)破乳難、脫水效果差，增大了采出液處理難度和脫水加熱爐負(fù)荷，降低了設(shè)備運(yùn)行效率。當(dāng)乳化過渡層在沉降罐內(nèi)不斷淤積到一定的厚度時(shí)，涌進(jìn)電脫水器，使電脫水器的電場完全破壞，導(dǎo)致頻率越來越高的倒電場現(xiàn)象，給原油脫水正常生產(chǎn)帶來了極大的隱患，也影響了脫水器自動放水系統(tǒng)，造成外輸含水超標(biāo)。為解決電脫水器中的油水過渡層問題，減小含硫化物及含聚原油對脫水的影響，我們做了認(rèn)真的探討分析。

2、脫水系統(tǒng)的工藝流程及現(xiàn)狀

2.1工藝流程

中十四聯(lián)脫水工藝流程為：各中轉(zhuǎn)站來液破乳后首先進(jìn)入游離水脫除器，經(jīng)游離水脫除器處理后（含水5%—10%），和聚驅(qū)30%的含水油二次破乳進(jìn)入加熱爐加熱至45-50℃，加熱后原油進(jìn)入電脫水器，脫后凈化油含水達(dá)到0.3%以下進(jìn)入緩沖罐后外輸?shù)接蛶?。游離水脫除器、電脫水器脫出的水進(jìn)入3000M 3沉降罐經(jīng)重力沉降后進(jìn)入污水處理站，污水站回收的污油和東油庫儲罐排放的底水全部回到脫水系統(tǒng)處理。

2.2脫水系統(tǒng)狀況

原工藝流程，在當(dāng)時(shí)能適應(yīng)生產(chǎn)需要。但近年來油系統(tǒng)存在有大量流化物，原油物性發(fā)生了變化，特別是東油庫儲罐排放的底水，因東油庫接收四座聯(lián)合站的聚驅(qū)原油，含硫化物、含聚非常高，成分復(fù)雜。東油庫年收發(fā)原油500萬噸以上，每年排放到中十四聯(lián)系統(tǒng)中的量超過3000噸，還有部分聚驅(qū)30%的含水油進(jìn)入到水驅(qū)脫水器中與水驅(qū)混合處理，這樣就給脫水系統(tǒng)造成種種問題：

2.2.1 增加了原油電脫水的難度。

2.2.2 造成脫水器因脫水電流較高，常會發(fā)生脫水器內(nèi)絕緣吊板燒壞，硅板擊穿、可控硅，變壓器燒毀等現(xiàn)象。

2.2.3 增加了破乳劑藥的用量，同時(shí)對破乳劑的篩選更加困難、質(zhì)量要求更高。

2.2.4 原油粘度增大，大量的泥砂、雜質(zhì)，容器內(nèi)混合、沉降分離后，滯留容器的底部，縮小了容器的體積，縮短了沉降時(shí)間，增加了清污次數(shù)，易造成因加熱爐結(jié)垢、局部過熱而爐管燒壞。

2.2.5 各容器油水界面增厚，并很難測準(zhǔn)。

3、重點(diǎn)影響脫水系統(tǒng)問題分析

3.1聯(lián)合站原油處理系統(tǒng)中，和東油庫放的底水有大量硫化物并含聚的污油造成的。由于硫化物的細(xì)小顆粒極易聚集在油水界面上，使油水分離難度增大。一方面可使污水中原油的去除變得困難；另一方面收油時(shí)大量的高硫化物含量的污油進(jìn)入電脫水器，使電脫水器中形成靠硫化物穩(wěn)定的過渡層，這種過渡層電導(dǎo)率很高。這樣電脫水工藝要求的油品應(yīng)具有一定的絕緣性的先決條件已不存在。

3.2游離水脫除器和電脫水器當(dāng)過渡層達(dá)到一定厚度時(shí)就會引起電場不穩(wěn)甚至垮電場。這是一個(gè)最重要原因。2012年5月到2012年9月，4個(gè)月的時(shí)間內(nèi)電場垮場共計(jì)9次。每次恢復(fù)電場都需要平均16小時(shí)以上。

3.3含硫化物、含聚增高使負(fù)電的聚合物分子吸附于油珠和懸浮顆粒表面，使油珠和顆粒間靜電斥力增加，難以聚并和絮凝，嚴(yán)重影響油水沉降分離，油水界面膜強(qiáng)度隨著含硫化物、含聚增高的濃度的增加而增加，從而使乳狀液的穩(wěn)定性增強(qiáng)，給破乳帶來了一定的困難。

3.4含硫化物、含聚增高增加了油水粘結(jié)力，油滴與水滴相對移動阻力增大，移動速度減慢，導(dǎo)致油水分離速度慢。

分析可知，隨著乳化液含硫化物、含聚增高后，增加了過渡層的厚度，有周期性的達(dá)到一定厚度造成脫水電流升高，電場波動或垮場。

4、現(xiàn)場跟蹤、探索規(guī)律、合理控制

通過多年的現(xiàn)場探索造成垮場的原因：在合理控制各項(xiàng)參數(shù)如壓力、水位、溫度、加藥、收油量（東油庫罐底水、本站3000立收油、污水收油）等各項(xiàng)參數(shù)在平穩(wěn)正常情況下。

主要看游離水脫除器和電脫水器過渡層是否達(dá)到一定飽和厚度如達(dá)到就會無控制的涌入電場引起電場不穩(wěn)甚至垮電場，過渡層達(dá)到飽和是有周期性的，油品的性質(zhì)如何是決定周期頻率的，中十四聯(lián)合站脫水系統(tǒng)每年垮場的時(shí)段都在每年的5月到9月份，垮場周期是平均16天一次。

4.1系統(tǒng)正常控制情況

4.1.1 游離水油水界面控制高低，對游離水影響很大，應(yīng)控制在70%左右，脫水器油水界面控制在40%油水界面，保證電場平穩(wěn)運(yùn)行。

4.1.2 游離水壓力控制在0.3MPa到0.35Mpa， 脫水器壓力控制在0.23MPa—0.26 Mpa。

4.1.3 脫水溫度控制在50oC～55oC之間，降低油水界面薄膜的強(qiáng)度，提高沉降脫水效率。

4.1.4 3000立收油與污水收油不能同時(shí)進(jìn)行，由于含硫化物、含聚的影響，收油不能大排量，收油泵排量控制在總處理油量的8%以下，否則會使脫水電流有大的波動。

4.1.5 調(diào)整控制加藥量（加藥比）保證電場平穩(wěn)，一旦發(fā)現(xiàn)脫水電場有波動或發(fā)現(xiàn)電流有升高現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)調(diào)整加藥量，保護(hù)電場。

4.2控制破壞過渡層達(dá)到飽和狀態(tài)

垮場周期探索出后，為了避免過渡層達(dá)到飽和，造成電脫水器垮場。我們對游離水、脫水器過渡層做了周期性的人為干預(yù)工作。做法是每隔10天就對各臺容器過渡層進(jìn)行破壞。將要處理的容器界面由自動控制轉(zhuǎn)到軟手動控制，均勻在8小時(shí)左右將界面游離水從70%控制到90%，脫水器從40%控制到55%，此時(shí)本臺游離水出口原油含水在30%以下，脫水器出口原油含水在0.3%以下。完成后由軟手動控制改為自動控制。系統(tǒng)運(yùn)行12小時(shí)后再處理下一臺，循環(huán)進(jìn)行。

5、現(xiàn)場試驗(yàn)效果

從2012年5月到目前采取控制破壞容器過渡層達(dá)到飽和狀態(tài)的方法后效果明顯，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定和外輸原油的脫水質(zhì)量。

5.1實(shí)施前每年平均垮場10次以上，電場頻繁波動，每年達(dá)50次以上，實(shí)施后沒出現(xiàn)過垮場現(xiàn)象，電場波動次數(shù)在15次以下。

5.2外輸原油平均含水實(shí)施前平均0.25%，實(shí)施后下降到平均0.22%。

5.3實(shí)施前電器材料損壞情況：脫水高壓整流硅板13塊，電脫水器絕緣棒4根，電極吊板73塊，脫水電控柜壓敏電阻7只，電脫水變壓器1臺，實(shí)施后損壞更換電極吊板27快，其他設(shè)施完好無損。

5.4實(shí)施前電脫水器電流平均在27A以上，實(shí)施后平均在23A以下。

6、結(jié)論

通過現(xiàn)場實(shí)踐，在解決原油脫水過程中避免過渡層達(dá)到飽和，造成電脫水器垮場上總結(jié)了一定經(jīng)驗(yàn)，保證了脫水電場平穩(wěn)運(yùn)行，及外輸原油含水的合格，總結(jié)出了處理過渡層的操作方法，過渡層的形成的規(guī)律及過渡層達(dá)到飽和的周期，有推廣使用價(jià)值。實(shí)施后可減輕員工的勞動強(qiáng)度，節(jié)能降耗。