超聲波-電脫鹽技術(shù)在常減壓蒸餾中的應(yīng)用

薛彩霞， 陳玉涌

（陜西省石油化工學(xué)校，陜西 西安 710061）

引 言

電脫鹽是原油進(jìn)入蒸餾前對其進(jìn)行的第一道預(yù)處理工序。國內(nèi)煉油廠大都采用破乳劑與高壓電場聯(lián)合使用的方法，即電脫鹽脫水。在生產(chǎn)過程中，加入的破乳劑可以將穩(wěn)定的乳化液轉(zhuǎn)化為不穩(wěn)定狀態(tài)，從而達(dá)到脫鹽脫水的目的。一般要求，脫后原油的含鹽量不大于3mg/L，含水量不大于0.2%。由于破乳劑的使用，使得排出污水的處理存在一定的難度，經(jīng)濟(jì)費(fèi)用較高。本文研究的是用超聲波代替破乳劑的超聲波-電脫鹽技術(shù)的應(yīng)用［1］。

本研究所處理的原油屬于低硫中間石蠟基原油。

1 超聲波-電脫鹽流程

原裝置采用的是二級交直流電脫鹽技術(shù)，在一、二級電脫鹽罐的混合閥前注入破乳劑，電場作用下使油水分離，分離后的污水排放到高濃污水處理裝置進(jìn)行處理。在應(yīng)用超聲波-電脫鹽技術(shù)的組合時(shí)，首先要保證裝置的原流程不變，然后在原油一、二級電脫鹽罐和混合閥之間的管路上增加一條副線，將超聲波作用區(qū)安裝在副線上。即將超聲波設(shè)備安裝在進(jìn)罐原油線上，原油加熱到一定溫度后，注入的凈化水經(jīng)混合閥后分兩路進(jìn)入超聲波作用區(qū)，經(jīng)超聲波作用后的原油再進(jìn)入電脫鹽罐脫鹽、脫水［2］。

2 超聲波-電脫鹽技術(shù)使用方案

2.1 空白標(biāo)定

在破乳劑加入量及相關(guān)操作條件不變的情況下，每天上、下午各取1次樣品，采集的數(shù)據(jù)作為空白數(shù)據(jù)。

2.2 超聲波系統(tǒng)的使用

超聲波系統(tǒng)投入使用，同時(shí)停用破乳劑。使用過程中，每天上、下午各取1次樣品，對比數(shù)據(jù)，對超聲波參數(shù)、電脫鹽參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。在調(diào)整后的參數(shù)下進(jìn)行運(yùn)行，每天取樣進(jìn)行分析。

2.3 使用效果

2.3.1 超聲波系統(tǒng)使用前、后的數(shù)據(jù)分析

對電脫鹽系統(tǒng)進(jìn)行超聲波使用前、后的實(shí)驗(yàn)研究。原油脫鹽后含鹽分析的數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 超聲波投用前、后的一、二級電脫鹽脫后含鹽數(shù)據(jù)

使用超聲波后，對一、二級電脫鹽后的含鹽情況進(jìn)行為期1個(gè)月的跟蹤分析，得到如第71頁圖1所示的結(jié)果。

圖1 超聲波使用后電脫鹽后的含鹽變化趨勢

2.3.2 超聲波破乳對電脫鹽排水含油及COD的影響

生產(chǎn)過程中，由于加工量較大，電脫鹽罐的沉降時(shí)間短，導(dǎo)致油水分離效果差，脫油帶水情況較為嚴(yán)重。而使用超聲波后，電脫鹽脫水顏色變淺，雜質(zhì)減少。表2為超聲波使用前、后電脫鹽總排水含油及COD數(shù)據(jù)結(jié)果。可以看出，使用超聲波后，相同加工量下電脫鹽總排水含油及COD均有明顯下降，電脫鹽總排水含油下降至49.43mg/L，下降了110.77mg/L；脫水COD下降至1 064mg/L，相比投用前下降了1 831mg/L。

圖2、圖3為電脫鹽脫水含油及COD變化趨勢。

表2 超聲波投用前、后電脫鹽總排水含油及COD對比情況

圖2 相同加工量下電脫鹽排水含油趨勢對比

圖3 相同加工量下電脫鹽排水COD趨勢對比

由圖2和圖3可以看出，在使用超聲波破乳設(shè)備前，二級脫鹽后的含鹽平均值約為2.5mg/L，總脫除率約為91.67%；使用超聲波后的總脫除率上升到95.6%，脫后含鹽平均值下降到1.67mg/L。

在超聲波使用初期，由于各項(xiàng)參數(shù)處于調(diào)整階段，脫鹽后的數(shù)據(jù)存在波動，從變化趨勢圖進(jìn)行分析可知，后期的電脫鹽脫后含鹽數(shù)據(jù)趨于穩(wěn)定。

3 經(jīng)濟(jì)效益

3.1 節(jié)省破乳劑的消耗

采用超聲波破乳的方法代替了破乳劑破乳，節(jié)約了破乳劑的消耗。以加工原油500萬t/a計(jì)算，破乳劑的單價(jià)以1.5萬元/t計(jì)，若常減壓裝置電脫鹽破乳劑的注入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12×10-6，則可節(jié)約費(fèi)用約為90萬元/a。

3.2 降低電脫鹽原油的損失

采用超聲波破乳代替破乳劑破乳后，脫水后的含油由原來的160.2mg/L下降到49.43mg/L。開工時(shí)間每年以8 400h計(jì)，原油的價(jià)格以3 600元/t計(jì)，則可節(jié)約費(fèi)用約為3萬元/a。

3.3 降低污水處理的難度和成本

未使用超聲波破乳前，大量含有破乳劑成分的污水進(jìn)入污水處理裝置，不僅給污水處理帶來了極大的困難，而且極大地增加了后續(xù)處理的成本。自使用超聲波破乳之后，由于停注了破乳劑，使得污水中的油含量大大降低，減少了污水處理的難度及費(fèi)用，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。

4 結(jié)論

現(xiàn)場數(shù)據(jù)分析表明，使用超聲波-電脫鹽技術(shù)，脫鹽系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，工藝過程簡單，具有低成本、低能耗、低污染、高效率、效果佳的優(yōu)點(diǎn)。

［1］ 林世雄.石油煉制工程［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2007.

［2］ 魏慧，裴心平，戴毓碩，等.超聲波電脫鹽破乳技術(shù)的應(yīng)用研究［J］.中外能源，2013，18（4）：73-77.