原油電脫鹽工藝參數(shù)的選取

孫豐江

【摘要】原油的電脫鹽脫水過(guò)程實(shí)際上是原油的預(yù)處理過(guò)程，通過(guò)注水、注破乳劑使原油中的鹽類溶于水中，聚集成含鹽大水滴沉降于罐底，同時(shí)還會(huì)把原油中固體的機(jī)械雜質(zhì)洗滌下來(lái)。隨著石油資源的不斷開(kāi)發(fā)，目前世界上的商品原油不但其組分復(fù)雜，已逐漸脫離了產(chǎn)地的特點(diǎn)，由于其開(kāi)采方式、在油田的處理方式以及運(yùn)輸方式的變化，原油中各種有害于加工過(guò)程的雜質(zhì)也十分復(fù)雜。因此，原油加工前的預(yù)處理就越發(fā)顯得重要了。目前，原油的電脫鹽脫水是煉油廠重要的原油預(yù)處理設(shè)施。

【關(guān)鍵詞】脫鹽脫水 預(yù)處理 聚集沉降

作為原油加工過(guò)程的第一道工序，電脫鹽裝置的主要作用是從原油中脫除鹽、水和其他雜質(zhì)。原油中的無(wú)機(jī)鹽類主要是氯化物，其中氯化鈉占75%，氯化鈣占10%，氯化鎂占15%，氯化物會(huì)造成設(shè)備管線腐蝕及結(jié)垢，嚴(yán)重威脅后續(xù)加工裝置的長(zhǎng)周期安全運(yùn)行。隨著重油催化裂化技術(shù)和臨氫加工工藝的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，電脫鹽技術(shù)不僅僅是一種單純的防腐手段，已成為降低能耗，減輕設(shè)備結(jié)垢和腐蝕，脫除原油中堿金屬和重金屬以及改善產(chǎn)品質(zhì)量的重要工藝過(guò)程，并直接關(guān)系到煉油廠的經(jīng)濟(jì)效益。

1脫鹽溫度

脫鹽溫度是電脫鹽操作中的一個(gè)重要控制參數(shù)，設(shè)計(jì)控制一般都是采用原油與其他熱流介質(zhì)進(jìn)行換熱，溫度的高低對(duì)乳化液破乳和水滴沉降速度有顯著影響。降低油相的粘度，增加油水的密度差，增大水滴直徑，可加快水滴的沉降速度。

為了保證最大的沉降速度，脫鹽溫度選擇原則是：油水密度差盡可能大，原油粘度盡可能小。脫鹽原油溫度升高以后，原油粘度降低，水滴運(yùn)動(dòng)阻力減小，有利于水滴運(yùn)動(dòng)，溫度升高還使油水界面的張力降低，水滴受熱膨脹，使乳化液膜減弱，有利于破乳和聚結(jié)，另外溫度升高，增大了布朗運(yùn)動(dòng)速度，也增強(qiáng)了水滴的碰撞幾率，適當(dāng)提高溫度有利用于破乳和水滴的沉降。但原油脫鹽溫度的提高要有一定的限度，目前，常減壓裝置設(shè)計(jì)原油進(jìn)脫鹽罐溫度一般為120-140%，具體設(shè)計(jì)時(shí)，可根據(jù)生產(chǎn)狀況和原油密度適當(dāng)提高設(shè)計(jì)溫度。

2電場(chǎng)強(qiáng)度

小水滴間的聚結(jié)力F與電場(chǎng)強(qiáng)度的平方成正比，同樣大小水滴間的聚結(jié)力可以表示為：F=6KEr（r/L）

式中F：水滴間的聚結(jié)力，N

K：原油介電常數(shù)，N/m

E：電場(chǎng)強(qiáng)度，V/cm

R：水滴半徑，cm

L：兩水滴間的中心距離，cm

根據(jù)公式，提高電場(chǎng)強(qiáng)度，可提高水滴間的聚結(jié)力，有利于電脫鹽，但超過(guò)一定的范圍再提高電場(chǎng)強(qiáng)度，對(duì)提高脫鹽率效果不大。因此國(guó)內(nèi)各煉廠今年來(lái)所采用的電場(chǎng)強(qiáng)度都有所降低，一般弱電廠區(qū)的電場(chǎng)強(qiáng)度為0.3-0.4Kv/cm，強(qiáng)電廠區(qū)的電場(chǎng)強(qiáng)度為0.7～1.0 Kv/cm。

3注水

3.1.注水水質(zhì)。電脫鹽所注洗滌水堿性過(guò)高會(huì)促進(jìn)油水乳化，因此在操作條件優(yōu)化過(guò)程中對(duì)所采用的洗滌水性質(zhì)進(jìn)行了分析，從分析數(shù)據(jù)看：軟化水最佳：新水pH值適宜但鹽含量相對(duì)較高：凈化水鹽含量較低但pH值高。如果凈化水的pH值控制在8以下，可以代替軟化水作為洗滌水。

3.2.注水量。注水的作用是溶解原油中的無(wú)機(jī)鹽及部分有機(jī)物，隨著洗滌水的排出而脫除鹽分。適當(dāng)提高注水量可以提高水滴間的凝聚力，利于水滴聚結(jié)。當(dāng)然，注水量不是越多越好，注水過(guò)多會(huì)影響電場(chǎng)的穩(wěn)定，不利于點(diǎn)脫鹽操作。注水量大小應(yīng)根據(jù)原油的性質(zhì)來(lái)調(diào)整，目前注水量一般控制在原油量的2%-6%。

4混合強(qiáng)度

混合強(qiáng)度是電脫鹽的一個(gè)重要參數(shù)，原油含鹽脫除率，在很大程度上取決于原油與洗滌水和破乳劑的混合程度，充分的混合，能夠保證洗滌水、破乳劑與原油的含鹽水滴良好的接觸，使原油的含鹽水滴得到有效的稀釋，混合強(qiáng)度小很難保證脫鹽效果，混合強(qiáng)度大又會(huì)使乳化層太穩(wěn)定不易破乳。

最優(yōu)混合強(qiáng)度的選擇因原油品種和脫鹽罐內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同而各異，但其依據(jù)應(yīng)是原油脫后含鹽量變化的總趨勢(shì)。電脫鹽系統(tǒng)可根據(jù)所加工的原油品種和脫鹽罐內(nèi)部結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況選擇最優(yōu)的混合強(qiáng)度，提高原油脫鹽效果。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，加工較低密度的原油時(shí)，混合閥壓差采用30-80kPa；加工較高密度的原油時(shí)，混合閥壓差采用50～130kPa。

5破乳劑

在脫鹽過(guò)程中注入破乳劑，以破壞油水乳化膜，并防止洗滌水滴外面生成乳化膜。破乳劑的注入量隨原油的性質(zhì)、脫鹽的要求、脫鹽的工藝條件的不同而變化，一般水溶性破乳劑的注入量在20～40mg/L、油溶性破乳劑的注入量在3-25 mg/L。破乳劑也是一種表面活性劑，如果注入量過(guò)大，會(huì)造成脫鹽原油乳化加劇，進(jìn)而影響原油的脫鹽效果，同時(shí)還會(huì)造成含鹽污水水質(zhì)變差，給污水的凈化帶來(lái)困難。

原油破乳劑的使用具有很強(qiáng)的針對(duì)性，不同性質(zhì)、不同類型的原油，使用破乳劑的類型也不相同，因此在破乳劑的使用上要嚴(yán)格篩選。一般要求所選用的破乳劑有如下特點(diǎn)：1、具有較強(qiáng)的表面活性；2、具有良好的濕潤(rùn)性能；3、具有足夠的絮凝能力；4、具有很高的凝結(jié)能力。破乳劑在使用時(shí)，對(duì)水溶性破乳劑要先在專用容器中配制成1%～2%的水溶液、油溶性破乳劑以原有的商品狀態(tài)使用，用專用的小容量計(jì)量泵加進(jìn)原油中。

6電脫鹽界位

油水界面控制適當(dāng)才能保證穩(wěn)定工作，是脫鹽脫水和排水含量都控制到最好的情況。脫鹽罐的油水界面為油水接觸的過(guò)渡區(qū)，必須保持在低于脫鹽罐下極板的某個(gè)位置，界位太低易造成切水帶油，較高的界位可使弱電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)得到提高，從而改善脫鹽效果，但界位過(guò)高易使原油帶水，引起脫鹽電流波動(dòng)造成脫鹽變壓器跳閘，因此在實(shí)際操作中，要控制適宜的脫鹽界位。該煉廠電脫鹽罐的罐身均設(shè)有四個(gè)放樣管，對(duì)于這種電脫鹽罐，要保證最上部的放樣管不能見(jiàn)水最下部的放樣管不能見(jiàn)油，油水界位最好能控制在中間兩個(gè)放樣管之間。

結(jié)論：原油電脫鹽最佳工藝條件：操作壓力：0.98-1.11MPa：操作溫度：120-140%；注水量：2%-6%（占原油）；注破乳劑量：25PPm（占原油）；工作電壓：20KV；輸入電流：2zA；油水界位控制：52～56%：混合閥壓差：較低密度的原油采用30-80kPa：較高密度的原油采用50-130kPa；排污水溫度：75～80℃。endprint