3#常減壓裝置電脫鹽排水發(fā)黑的原因分析

摘 要：天津石化3#常減壓裝置處理能力1000萬噸/年，主要加工沙特阿拉伯輕油和沙特阿拉伯重油的混合原油，電脫鹽采用二級高速電脫鹽工藝，脫鹽、脫水效率較高，達(dá)到了預(yù)期的效果。但在運行期間偶有排水發(fā)黑現(xiàn)象發(fā)生，通過現(xiàn)場取樣、化驗，分析其原因，為裝置平穩(wěn)運行提供參考。

關(guān)鍵詞：常減壓裝置；電脫鹽；排水發(fā)黑

原油電脫鹽系統(tǒng)是原油加工的一個預(yù)處理單元，是通過在原油中注水，使原油中的鹽份溶于水中，再通過注入破乳劑，破壞油水界面和油中固體鹽顆粒表面的吸附膜，然后借助高壓電場的作用，使水滴感應(yīng)極化而帶電，通過高變電場的作用，帶不同電荷的水滴互相吸引，融合成較大的水滴，借助油水比重差使油水分層，油中的鹽隨水一起脫除。

電脫鹽運行的好壞是影響常減壓蒸餾裝置安全平穩(wěn)、長周期運行的重要因素。近年來，隨著原油性質(zhì)的日益惡化、原油種類的增多，原油的鹽含量、密度、黏度等不斷變大，給電脫鹽操作帶來了巨大的影響和考驗，其面臨的問題也日益增多，電脫鹽排水發(fā)黑就是其中之一。

一、現(xiàn)象及推斷

從3#常減壓裝置現(xiàn)場取常頂水樣發(fā)現(xiàn)，水樣放置幾分鐘后由澄清開始變黑，放置數(shù)小時后，黑色物質(zhì)與水層有明顯的分層，預(yù)將此水倒入分液漏斗進(jìn)行分離。放置一晚。次日，上層黑色物質(zhì)消失，上層出現(xiàn)淺黃綠色懸浮物質(zhì)，水有明顯的刺鼻味道的H2S。由此推斷，水層上部黑色層應(yīng)該是膠態(tài)FeS顆粒附著在少量油上形成的分層。由于FeS接觸空氣易被氧化，通過測試可知，常頂水的pH為6.58偏酸性，且原油切水中氯離子含量在3%以上，含量較高，在酸性、氯離子含量高的條件下，F(xiàn)eS易氧化形成FeCl3，這與黑色物質(zhì)消失，溶液變成淺黃綠色現(xiàn)象相對應(yīng)。

二、原因分析

將常頂、減頂含硫污水以及電脫鹽出水送去分析檢測，測定其中氯離子含量、硫化物含量、pH值、鐵含量、二價鐵含量、油含量等指標(biāo)，測試結(jié)果如表1：

由表1可以看出，電脫鹽污水中的氯化物含量較高，說明原油中的氯化物含量較高。常頂含硫污水中鐵含量較高，二價鐵和硫化物含量相當(dāng)，水中有黑色物質(zhì)，表明黑色物質(zhì)主要以FeS的形式存在，且水的pH偏酸性，氯化物含量高，這些條件容易使FeS被氧化成FeCl3，這與上述現(xiàn)象相吻合。根據(jù)現(xiàn)象和分析數(shù)據(jù)可以確定常頂含硫污水中的黑色物質(zhì)就是FeS。電脫鹽中的鐵和氯含量不高，但常頂含硫污水中鐵和氯含量較高，比工藝控制指標(biāo)偏高（表2），說明常頂管線中有一定的腐蝕發(fā)生。

由于原油中含有一定量的氯化物如氯化鎂、氯化鈣、氯化鈉等無機(jī)鹽類，這些無機(jī)鹽經(jīng)水解會產(chǎn)生出一定量的HCl，同時存在于原油中的有關(guān)硫的化合物在加工過程中也會產(chǎn)生一定量的硫化氫，當(dāng)有水存在時，就會發(fā)生如下反應(yīng)：

Fe+2HCl→FeCl2+H2↑

FeCl2+H2S→FeS↓+2HCl

Fe+ H2S→FeS↓+H2↑

FeS+2HCl→FeCl2+ H2S

容易造成常壓塔、減壓塔塔頂揮發(fā)線、塔頂冷凝冷卻系統(tǒng)及塔頂分水罐、回流罐及常減壓塔頂循環(huán)換熱器等部分發(fā)生腐蝕（劉靜云.硫化亞鐵的產(chǎn)生及自燃預(yù)防.化學(xué)工程與裝備，2009，（8）：73-75）。

三、相關(guān)建議

在保證電脫鹽罐界位、混合閥壓差、注水、操作溫度等參數(shù)穩(wěn)定，排出由于自身操作不當(dāng)引起排水發(fā)黑的情況再次出現(xiàn)排水發(fā)黑，應(yīng)采取相應(yīng)處理措施：

（1）排水發(fā)黑時聯(lián)系罐區(qū)詢問摻煉原油是否處于低位罐，如果是及時停止低位罐原油摻煉，更換原油罐；

（2）出現(xiàn)排水帶油發(fā)黑時，及時聯(lián)系助劑服務(wù)商加大正（反）向破乳劑的加入量與藥劑的濃度，盡快恢復(fù)排水質(zhì)量；

（3）摻煉較差原油和輕重污油時，由于原油粘度高，含固體顆粒物和懸浮物較多，有時含水量較大，需要罐區(qū)提前做好原油沉降工作，減量脫凈水和雜質(zhì)；

（4）檢查含鹽污水除油器工況，使其充分發(fā)揮除油效果，如果電脫鹽罐內(nèi)出現(xiàn)油水乳化嚴(yán)重導(dǎo)致乳化層較厚，裝置在調(diào)整期間，必要時可以通過電脫鹽罐切乳化液流程進(jìn)行切液；

（5）保證電脫鹽罐每周一周兩次反沖洗例行工作，減少罐底沉積油泥，降低攜帶可能性；

（6）當(dāng)凈化水出現(xiàn)大量攜帶焦粉和pH值升高，需聯(lián)系調(diào)度和酸性水處理單元降低注堿量和穩(wěn)定進(jìn)料量，保證凈化水水質(zhì)滿足要求。

四、結(jié)論

1、常頂含硫污水黑色物質(zhì)為附著在少量油上的膠態(tài)FeS顆粒；

2、原油中氯含量高會導(dǎo)致常頂、減頂含硫污水及電脫鹽排水氯含量高，常頂鐵含量高，說明常頂管線中有一定的腐蝕發(fā)生。

面對原油品種頻繁更換及原油性質(zhì)日趨惡劣的情況，電脫鹽裝置需要進(jìn)行各項參數(shù)的優(yōu)化，從而預(yù)防排水發(fā)黑現(xiàn)象的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉靜云.硫化亞鐵的產(chǎn)生及自燃預(yù)防.化學(xué)工程與裝備，2009，（8）：73-75

[2]田興龍.電脫鹽排水發(fā)黑原因分析與處理措施，廣東化工，2014，41（11）：122-123

作者簡介：劉熙年（1984-），男，漢族，籍貫：遼寧丹東，單位：中國石油化工股份有限公司天津分公司煉油部，研究方向：石油化工行業(yè)動力系統(tǒng)管理。