新民油田電脫水工藝的改造

王淑平 吉林油田新民采油廠

新民采油廠聯(lián)合站始建于1990年8月，年處理能力70×104t，實(shí)際處理能力50×104t。站外來(lái)液經(jīng)過(guò)三相分離器和游離水脫除器后進(jìn)入2 000m3沉降罐，沉降后溢流至500m3油罐，通過(guò)脫水泵、脫水爐進(jìn)入電脫水器進(jìn)行高壓脫水后，進(jìn)入5 000m3沉降罐，溢流至5 000m3凈化罐，通過(guò)外輸泵、外輸爐外輸。脫水工藝采用化學(xué)沉降脫水和高壓電脫水。隨著新民油田的開發(fā)，油井的產(chǎn)液量和措施工作量的逐年增加，電脫處理量隨之上升，原油脫水越來(lái)越困難，電脫水器脫水效果逐年減弱，外輸含水經(jīng)常超標(biāo)，破乳劑用量逐年增加，投產(chǎn)初期破乳劑用量為每年24 t，到1995年增至36 t。為此，開展了一系列的技術(shù)改造。

（1）改造電脫水器內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高脫水效率，保證凈化油質(zhì)量。新民采油廠聯(lián)合站現(xiàn)有電脫水器3臺(tái)，型號(hào)為d=3.6m×16m，內(nèi)部極板采用平掛的四層網(wǎng)式極板進(jìn)行原油脫水，原油脫水效果從上到下逐漸減弱，等到第四層極板時(shí)，它與罐底的電場(chǎng)強(qiáng)度已經(jīng)很弱，處理量受到很大影響；而且平掛極板運(yùn)行過(guò)程中，在極板表面沉積泥砂，造成極板有效間距縮小，容易發(fā)生極板間放電現(xiàn)象，使電場(chǎng)破壞，送電困難，影響脫水效果。2004年，對(duì)2#脫水器內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改造，將原脫水裝置平掛不等距的網(wǎng)狀鑄鐵極板更新為豎掛間距為110mm均勻的鋅、碳、鋼合成的電極板，電脫工作的有效電場(chǎng)面積由原來(lái)的186.4m2增加到226m2，在同等處理量的情況下，豎掛極板有效電場(chǎng)面積遠(yuǎn)大于網(wǎng)式平掛極板的有效電場(chǎng)面積，提高了脫水效率。另一方面，平掛極板四層極板的間距自上而下分別為140、270和310mm，而豎掛極板的每?jī)蓸O間距都相應(yīng)的小于網(wǎng)式極板（110 cm），這樣，在輸入同等電壓的情況下，豎掛極板的電場(chǎng)強(qiáng)度要大于網(wǎng)式平掛極板的電場(chǎng)強(qiáng)度；而且豎掛極板電場(chǎng)為均勻電場(chǎng)，含水原油在均勻電場(chǎng)中進(jìn)行油水分離時(shí)較平掛極板脫水平穩(wěn)、沖擊小，不易拉成水鏈，造成短路。因此，豎掛極板脫水裝置除了節(jié)能以外，還降低了輔助設(shè)備(如變壓器、硅片、脫水控制盤、絕緣棒、吊環(huán))的損壞，減少了經(jīng)濟(jì)損失。為了保證電場(chǎng)的平穩(wěn)，將脫水器進(jìn)、出液管線改造為均勻孔狀分布，減少了液體在進(jìn)出過(guò)程中對(duì)罐內(nèi)設(shè)施的沖擊；放水孔均布，采用分段連接，達(dá)到放水平穩(wěn)。上述改造保證了油水界面的平穩(wěn)，減少了由放水產(chǎn)生局部漩渦，破壞油水界面造成的電場(chǎng)波動(dòng)。更新改造以后，不管是W/O型還是O/W型乳化原油，在等強(qiáng)電場(chǎng)的作用下，油水很快分離，油水界面很快建立，提高了原油脫水的質(zhì)量，目前3臺(tái)電脫水器全部改造完畢。

（2）事故罐改造。2000年，將原來(lái)5 000m3事故罐改造成電脫水后原油沉降罐，含水原油經(jīng)過(guò)電脫水器脫水后，通過(guò)頂部（9.5m）手油槽溢流至凈化油罐，有效地保證了外輸原油的質(zhì)量。

（3）精細(xì)一級(jí)沉降系統(tǒng)控制，保證電脫水器進(jìn)料原油含水率最優(yōu)值。電脫水器入口原油含水率過(guò)高（＞50%），容易產(chǎn)生電流過(guò)大，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生極板間放電現(xiàn)象，使電場(chǎng)破壞或建立電場(chǎng)很困難，同時(shí)增加了電脫水器的處理量，造成能源浪費(fèi)；入口含水率過(guò)低（＜10%），電場(chǎng)強(qiáng)度變小，油水界面不容易建立，脫水效果變差，脫出污水含油量增加。通過(guò)進(jìn)一步的摸索發(fā)現(xiàn)，電脫水器入口含水率在20%~30%時(shí)效果最佳，既保證了電場(chǎng)強(qiáng)度的穩(wěn)定，又降低了脫出污水的含油量，能耗低，保證了脫水效果。在生產(chǎn)中，為了保證電脫入口含水率在20%~30%，在分離系統(tǒng)控制方面，采取了一壓兩面的控制方式，即控制三相分離器的壓力在0.18~0.2MPa之間，控制合理的三相分離器液面（80~120 cm）。摸索三相分離器和游離水脫除器合理的油水界面，既要保證不向污水系統(tǒng)跑油，又達(dá)到降低油水界面的目的，及時(shí)地調(diào)整放水量，延長(zhǎng)分離的時(shí)間，降低了2 000m3沉降罐的入口含水，延長(zhǎng)了2 000m3沉降罐的沉降時(shí)間，提高了沉降效果。

（4）采取酸堿中和技術(shù)，保證脫水系統(tǒng)正常運(yùn)行。油井酸化后，酸液隨原油進(jìn)入沉降系統(tǒng)，增大了原油乳化界面膜的強(qiáng)度，原油破乳難度加大，使沉降罐油水界面建立困難；同時(shí)，由于酸液使原油導(dǎo)電率增加，使電脫水器電流上升，電壓下降，電場(chǎng)強(qiáng)度降低，脫水效果變差。針對(duì)這一難題，在油井酸化期間，采取酸堿中和的方法，根據(jù)酸化工作量，提前向沉降系統(tǒng)加入適量的火堿，控制原油的pH值，使原油在弱堿性的條件下進(jìn)行破乳，破壞乳化液的穩(wěn)定性，達(dá)到很好的沉降和脫水效果。

（5）優(yōu)化電脫水器控制方式，保證脫后原油的沉降效果。由于電脫水器脫出后含油污水直接排到污水系統(tǒng)，經(jīng)常發(fā)生污水含油指標(biāo)超標(biāo)（＞1000mg/L），由于站外來(lái)液溫度過(guò)低（一般為45℃），影響沉降效果。將電脫水器脫除后污水重新打回2 000m3沉降罐，既提高了沉降罐的沉降溫度（達(dá)到52℃），又使破乳劑得到循環(huán)利用。

通過(guò)采取上述措施，合理地調(diào)整5 000m3沉降罐的油水界面，及時(shí)地分析罐內(nèi)油水界面和含水率的變化，可保證沉降效果，使頂部溢流原油含水率始終保持在0.5%以下。密切監(jiān)測(cè)凈化油罐的底水變化，保證原油脫水的效果。

新民聯(lián)合站集輸日處理量3 714m3，年實(shí)際破乳劑用量12 t，年費(fèi)用12萬(wàn)元，3臺(tái)電脫水器年耗電量42×104kW·h，每千瓦時(shí)電價(jià)格按0.45元計(jì)算，年費(fèi)用18.9萬(wàn)元，年脫水成本30.9萬(wàn)元。