淺論600萬(wàn)噸/年常減壓裝置加工劣質(zhì)原油優(yōu)化操作

摘要：某煉廠600萬(wàn)噸/年常減壓裝置（以下簡(jiǎn)稱Ⅱ常裝置）經(jīng)常加工重質(zhì)劣質(zhì)原油、老化油，含有高鹽、高酸或者高硫的等劣質(zhì)原油，不僅會(huì)造成裝置操作困難、生產(chǎn)工藝的波動(dòng)，還會(huì)造成設(shè)備的腐蝕，給安全生產(chǎn)帶來(lái)隱患，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致裝置停工和人身傷亡事故。為了裝置的安全生產(chǎn)和平穩(wěn)運(yùn)行，結(jié)合目前Ⅱ常裝置加工工藝和防腐措施，對(duì)裝置加工劣質(zhì)原油進(jìn)行優(yōu)化操作。

Abstract： A 6-million-ton/year atmospheric and vacuum unit often processes heavy and inferior crude oil， aging oil， and other inferior crude oils containing high salt， high acid， or high sulfur， which will not only cause the operation difficulty of the device and the fluctuation of the production process， but also cause the corrosion of the equipment， bring the hidden danger to the safety production， and even cause the shutdown of the device and the casualty accident in serious cases. In order to ensure the safe production and stable operation of the unit， combined with the current processing technology and anti-corrosion measures of Ⅱ constant device， the processing of inferior crude oil in the unit is optimized.

關(guān)鍵詞：劣質(zhì)原油;老化油;優(yōu)化

Key words： inferior crude oil;aging oil;optimization

中圖分類號(hào)：TE986 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006-4311（2020）15-0155-03

1 ?概述

Ⅱ常裝置設(shè)計(jì)加工原油600萬(wàn)噸/年，設(shè)計(jì)選用原料油為綏中36-1、曹妃甸和西江原油，年開(kāi)工時(shí)間為8400小時(shí)，操作彈性60-110%，常壓爐、減壓爐、空氣預(yù)熱器、常壓塔、減壓塔和電脫鹽罐均按原油加工能力800萬(wàn)噸/年設(shè)計(jì)。裝置由換熱部分、電脫鹽部分、閃蒸部分、常壓蒸餾部分、減壓蒸餾和減粘裂化部分組成，以生產(chǎn)瀝青為主要目的。Ⅱ常裝置的設(shè)計(jì)是以曹妃甸原油為基準(zhǔn)做物料平衡的，三期開(kāi)車(chē)后，裝置生產(chǎn)的常一、常二、常三和減一線供200萬(wàn)噸/年工業(yè)燃料油加氫裝置為原料，減二線、減三線、減四線供210萬(wàn)噸/年原料加氫裝置作為原料。減底渣油將供餾分油項(xiàng)目160萬(wàn)噸/年溶劑脫瀝青裝置作為原料。

2 ?加工問(wèn)題

2月份和3月份Ⅱ常裝置連續(xù)好幾次加工秦皇島重質(zhì)劣質(zhì)原油，遇到了以下問(wèn)題：

2.1 電脫鹽罐切水帶油

由于裝置加工劣質(zhì)秦皇島原油，原油性質(zhì)很差，為老化乳化油，極易乳化，在電脫鹽罐內(nèi)形成乳化層，水位無(wú)法控制，油水界面很難建立起來(lái)，油水難分離或分離不好，并且劣質(zhì)秦皇島原油屬于較重質(zhì)原油，油水界面不清，水位無(wú)法控制，造成切水帶油。（圖1）

從表1中可以看出，裝置加工劣質(zhì)秦皇島原油后，電脫鹽切水含油很高，可以說(shuō)是明油了，電導(dǎo)率、COD、氨氮和硫化物含量都很高了，并且從現(xiàn)場(chǎng)電脫鹽罐切水看，電脫切水是黑的，帶明油，給污水處理造成了很大壓力。同時(shí)也說(shuō)明劣質(zhì)原油性質(zhì)太差，電脫鹽處理不了[1]。

2.2 電脫鹽罐電流高

電脫鹽罐電流高是因?yàn)榱淤|(zhì)秦皇島原油性質(zhì)差，易乳化，在電脫鹽罐內(nèi)形成的乳化層過(guò)高，造成原油帶水，并且劣質(zhì)秦皇島原油含鹽量很高，在脫鹽過(guò)程中沒(méi)有脫出，也導(dǎo)致了電脫鹽罐電流偏高。

從圖2可以看出，裝置加工劣質(zhì)秦皇島原油時(shí)，電脫鹽罐的電流持續(xù)偏高，而且極不穩(wěn)定。并且電脫鹽罐電流高時(shí)，注水量就要相應(yīng)的降低，增加了注水難度。

2.3 電脫鹽罐注水困難

劣質(zhì)秦皇島原油性質(zhì)差，易乳化，含鹽高，在電脫鹽電流不高的前提下，是可以注水的，但是由于電脫鹽電流高，注入新鮮水以后，電脫鹽罐的電流更高了，并且注入新鮮水后，水切不出來(lái)，還易造成脫后原油帶水，影響閃蒸塔、常壓塔。這就造成了電脫鹽注不進(jìn)水，電脫鹽注不進(jìn)水，脫后含鹽就不會(huì)好，勢(shì)必造成脫后含鹽超標(biāo)。

2.4 劣質(zhì)原油含鹽高、脫后原油含鹽高

從表2可以看出，裝置加工劣質(zhì)秦皇島原油后，脫前原油含鹽量都比正常時(shí)期的含鹽量高出了很多，正常情況下脫前原油含鹽量為10mg/L，由于這次裝置加工的劣質(zhì)秦皇島脫前原油含鹽量太高，造成電脫鹽油水難分離或分離不好，造成原油切水帶油。

從表3中可以看出，裝置加工劣質(zhì)秦皇島原油后，經(jīng)過(guò)幾天的摻煉，提高了破乳劑的注入量，二級(jí)脫后原油含鹽量還是連續(xù)幾天不合格，而且高出正常指標(biāo)很多，一般都達(dá)到了30mg/L，嚴(yán)重時(shí)脫后含鹽達(dá)到了60mg/L，電脫鹽的運(yùn)行工況不正常，脫后含鹽很高，可是電脫鹽卻注不了新鮮水，說(shuō)明這種劣質(zhì)秦皇島原油含鹽量太高了，性質(zhì)太差;

從表2-表3可以看出，脫前原油含鹽和二級(jí)脫后原油含鹽數(shù)據(jù)差不多，沒(méi)有很明顯的降低。說(shuō)明電脫鹽罐工況很差，沒(méi)有真正起到脫鹽的作用。并且脫后含水量也經(jīng)常不合格，脫后原油帶水進(jìn)入閃蒸塔和常壓塔，直接影響到常壓塔的平穩(wěn)操作。

2.5 脫后原油帶水影響常壓塔操作

脫后原油帶水進(jìn)入閃蒸塔、常壓塔，由于水汽化吸收的熱量增大，因此將增加加熱爐的熱負(fù)荷，脫后原油帶水進(jìn)入閃蒸塔、常壓塔，由于預(yù)熱后的水分變成了蒸汽，相同質(zhì)量的水蒸氣體積比油氣體積大10倍左右，水蒸氣進(jìn)入塔內(nèi)使塔內(nèi)氣相負(fù)荷大幅度增加，閃蒸塔和常壓塔的進(jìn)料溫度將下降，閃蒸塔、常壓塔底液位降低，塔頂壓力上升，嚴(yán)重的時(shí)候還會(huì)造成沖塔，塔頂產(chǎn)品變黑，中段回流泵抽空，各側(cè)線沒(méi)有量，閃蒸塔、常壓塔安全閥啟跳，甚至塔底泵抽空[2]。

脫后原油帶水經(jīng)過(guò)換熱器預(yù)熱，溫度逐漸升高，當(dāng)水汽化后體積會(huì)變大，形成阻力，會(huì)造成電脫鹽罐壓力上升，原油流量下降，換熱系統(tǒng)壓力增大，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成換熱器憋漏。

脫后原油帶水使常壓塔頂回流罐V1202脫水量明顯增大。正常情況下，常頂回流罐切水量約為13t/h左右，在加工劣質(zhì)秦皇島原油期間，切水量基本都在20t/h以上，有時(shí)候甚至達(dá)到滿量程。

2.6 化輕干點(diǎn)容易不合格。

由于電脫鹽效果差及劣質(zhì)秦皇島原油乳化，導(dǎo)致脫后原油帶水進(jìn)入閃蒸塔、常壓塔，水蒸氣進(jìn)入塔內(nèi)使塔內(nèi)氣相負(fù)荷大幅度增加，造成閃蒸塔、常壓塔塔頂壓力上升，油氣分壓降低，化輕干點(diǎn)不合格。

從表4可以看出，裝置加工劣質(zhì)秦皇島原油后，化輕干點(diǎn)連續(xù)出現(xiàn)不合格樣。這是由于脫后原油帶水進(jìn)入閃蒸塔、常壓塔，常壓塔頂壓力波動(dòng)，不穩(wěn)定，時(shí)高時(shí)低，造成操作困難。而裝置在加工秦皇島原油時(shí)常頂溫度本身控制較低，當(dāng)脫后原油帶水，常頂溫度要平穩(wěn)控制比較困難，秦皇島原油本身性質(zhì)就決定其化輕量較少，化輕罐置換困難，往往需要較長(zhǎng)時(shí)間才能將其置換合格。因此，裝置在加工劣質(zhì)秦皇島原油，脫后原油帶水后，增加了裝置的操作難度。

3 ?加工劣質(zhì)原油的優(yōu)化操作

3.1 首先要從源頭控制劣質(zhì)原油的加工量

劣質(zhì)原油加工量越大，裝置操作越困難，只有將劣質(zhì)原油的加工量控制在合理范圍內(nèi)，裝置后續(xù)操作才有效果，因此要從源頭控制劣質(zhì)原油的加工量。最好不要單煉，盡量與其它種類的原油一起摻煉。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，劣質(zhì)原油摻煉量控制不超過(guò)200t/h為宜。一旦脫后原油帶水進(jìn)入閃蒸塔、常壓塔，就會(huì)影響到閃蒸塔、常壓塔的平穩(wěn)操作，帶水嚴(yán)重還會(huì)引起閃蒸塔、常壓塔沖塔，所以一旦發(fā)現(xiàn)脫后原油帶水多時(shí)，要及時(shí)聯(lián)系調(diào)度和儲(chǔ)運(yùn)，緊急停止摻煉劣質(zhì)原油[3]。

3.2 搞好劣質(zhì)原油電脫鹽罐操作

3.2.1 要控制好電脫鹽界位

電脫鹽油水界面的高低是電脫鹽操作的一個(gè)重要參數(shù)，界面的高低對(duì)罐中電場(chǎng)的穩(wěn)定和排水水質(zhì)都有重要的影響。原油中大約80%較大的水滴都是在弱電場(chǎng)中脫出來(lái)的，所以保持油水界面穩(wěn)定對(duì)保持弱電場(chǎng)的穩(wěn)定有重要作用，界位的高低還決定了電脫鹽切水的水質(zhì)，油水界位過(guò)低時(shí)，就會(huì)造成切水帶油;油水界位過(guò)高，則會(huì)造成電脫鹽電脫鹽電流偏高。

重質(zhì)劣質(zhì)原油由于含鹽高，而且極易乳化，原油乳化后界位就不準(zhǔn)了，這樣極易造成電脫鹽界位控制過(guò)高或者過(guò)低。水位無(wú)法控制，甚至油水界位建立不起來(lái)，水界位一建立，就會(huì)將乳化層逼入電場(chǎng)，界位過(guò)高則會(huì)造成電脫鹽電流偏高，使電脫鹽罐無(wú)法正常工作，水位建立不起來(lái)或者界位過(guò)低，油水不分離或者分離不好，則會(huì)造成電脫鹽切水帶油。

所以電脫鹽罐油水界位的建立和油水界位的高低直接影響到電脫鹽罐切水的含油量，油水界位的建立是建立在原油性質(zhì)比較好的前提下的。

3.2.2 降低電脫鹽混合強(qiáng)度

混合強(qiáng)度過(guò)高，會(huì)造成電脫鹽機(jī)械乳化，脫水困難。因此通過(guò)適當(dāng)降低電脫鹽混合強(qiáng)度，減少劣質(zhì)原油乳化程度。但是混合強(qiáng)度又不能降得過(guò)低，降得過(guò)低，油水未得到有效的接觸，不利于脫鹽。因此在加工劣質(zhì)秦皇島原油時(shí)，電脫鹽罐一、二級(jí)混合強(qiáng)度一般控制在15-20kPa左右。

3.2.3 退乳化油

重質(zhì)劣質(zhì)原油極易乳化，原油乳化就會(huì)影響電脫鹽的工況。乳化層過(guò)高，會(huì)造成電脫鹽電流高、切水帶油、脫后含鹽高及原油帶水等一系列問(wèn)題，因此，去除電脫鹽里的乳化油是改善電脫鹽運(yùn)行工況的有效手段之一。通過(guò)乳化油退油線向儲(chǔ)運(yùn)重污罐退油，來(lái)改善電脫鹽運(yùn)行工況。2月底和3月初Ⅱ常裝置加工劣質(zhì)秦皇島原油時(shí)，電脫鹽一、二級(jí)退乳化油各100噸后，電脫鹽運(yùn)行工況有所好轉(zhuǎn)。

3.2.4 提高破乳劑注入量或者效果好的破乳劑

破乳劑時(shí)通過(guò)破壞原油乳化液中的油與水之間的液膜，達(dá)到破乳的作用。破乳劑不僅會(huì)影響脫鹽率，而且還會(huì)影響電脫鹽切水的含油量，因此破乳劑的濃度、注入量和破乳劑的型號(hào)都直接影響脫鹽效果的好壞。由于劣質(zhì)原油含鹽高，并且極易乳化，因此在裝置摻煉劣質(zhì)乳化油時(shí)，要適當(dāng)提高破乳劑的注入量。2月底和3月初Ⅱ常裝置加工劣質(zhì)秦皇島原油時(shí)，破乳劑注入量到達(dá)了12-14ppm，高于平時(shí)的7-8ppm。

3.2.5 電脫鹽停止注入非加氫型凈化水，改注新鮮水

電脫鹽注水是調(diào)節(jié)電脫鹽操作的重要手段之一，通過(guò)向電脫鹽罐注入一定量的水，去稀釋原油中的含鹽小水滴，并且溶解原油中的鹽。注入電脫鹽罐的水質(zhì)，對(duì)脫鹽有一定的影響，目前Ⅱ常裝置電脫鹽注水是三期的非加氫型凈化水。

Ⅱ常裝置加工劣質(zhì)秦皇島原油后，電脫鹽運(yùn)行工況較差，電流高，含鹽高，增加水的注入量可以破壞原油乳化的穩(wěn)定，對(duì)脫鹽有利。當(dāng)注水量增加時(shí)，脫鹽率也會(huì)增加。但是由于注入非加氫凈化水后，電脫鹽電流更高了，并且會(huì)造成脫后原油帶水，影響常壓塔的平穩(wěn)操作，所以電脫鹽注水改注新鮮水，有利于電脫鹽平穩(wěn)運(yùn)行。

3.2.6 穩(wěn)定常壓塔操作

由于劣質(zhì)脫后原油含鹽高、含水高，進(jìn)入常壓塔，影響常壓塔的穩(wěn)定操作，因此要從常壓塔脫鹽和控制脫后原油帶水對(duì)常壓塔的影響兩個(gè)方面著手來(lái)穩(wěn)定常壓塔的操作。

①提高常頂循進(jìn)M-101流量和注水比例，提高除鹽脫氯效率。

Ⅱ常裝置在加工劣質(zhì)秦皇島原油期間，將常頂循進(jìn)M-101的流量提至60t/h，注水比例提至3%，除鹽脫氯罐操作壓力控制不小于0.6MPa，有效的提高了除鹽脫氯效果。

②控制脫后原油帶水對(duì)常壓塔的影響。

當(dāng)脫后原油帶水進(jìn)入閃蒸塔、常壓塔時(shí)，及時(shí)降低原油處理量，避免過(guò)多的水進(jìn)入閃蒸塔、常壓塔，同時(shí)降低回流量，適當(dāng)提高塔頂溫度，減少塔頂負(fù)荷。塔頂壓力上升后，要及時(shí)增開(kāi)空冷，同時(shí)降低塔底吹汽或者暫停塔底吹汽，將不合格產(chǎn)品改進(jìn)污油罐，密切注意回流罐界位，防止回流帶水。

3.2.7 工藝防腐

由于劣質(zhì)脫后原油含鹽高，這些鹽類會(huì)在原油蒸餾過(guò)程中受熱分解或者水解，產(chǎn)生氯化氫和硫化氫，還有有機(jī)酸等腐蝕介質(zhì)，使設(shè)備及管線造成腐蝕。HCl在有水的條件下，還會(huì)對(duì)金屬產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂，特別是對(duì)奧氏體不銹鋼。

因此裝置工藝防腐的重要措施是以電脫鹽為基礎(chǔ)的“一脫四注”工藝。即電脫鹽脫鹽、塔頂注堿、注中和胺、注緩蝕劑、注水。塔頂注堿和注中和胺是低溫部位防腐的重要措施，它能中和鹽酸、硫化氫，調(diào)整冷凝系統(tǒng)的pH值，控制塔頂冷凝水pH值為6-7。塔頂注緩蝕劑能吸附在金屬表面上形成保護(hù)膜，是腐蝕介質(zhì)不能和金屬表明接觸，因此具有保護(hù)作用。塔頂注水可以使露點(diǎn)前移，保護(hù)設(shè)備，還可以洗滌注氨生成的結(jié)垢。

3.2.8 提高化驗(yàn)分析頻次，密切關(guān)注化驗(yàn)數(shù)據(jù)

在摻煉劣質(zhì)原油時(shí)，要及時(shí)分析油品數(shù)據(jù)，提前落實(shí)好各項(xiàng)操作調(diào)節(jié)措施;需要密切關(guān)注參數(shù)變化，對(duì)不合格的產(chǎn)品數(shù)據(jù)和重要的化驗(yàn)數(shù)據(jù)，要及時(shí)提高化驗(yàn)分析頻次。在原油性質(zhì)發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)當(dāng)及時(shí)關(guān)注電脫鹽罐運(yùn)行情況。

4 ?結(jié)論

由于裝置加工劣質(zhì)原油，原油性質(zhì)很差，為老化乳化油，極易乳化，在生成操作及設(shè)備防腐上所出現(xiàn)的一系列問(wèn)題，裝置也采取了很多措施，進(jìn)行了操作調(diào)整，有效改善了電脫鹽運(yùn)行工況等問(wèn)題，通過(guò)嚴(yán)格控制劣質(zhì)原油的摻煉比例，提高破乳劑等操作，將劣質(zhì)原油的影響降至最低。

①加工劣質(zhì)原油時(shí)，要加強(qiáng)關(guān)注，帶罐前提前降低電脫鹽罐的注水量，降低混合強(qiáng)度。

②控制好初始帶罐量，加強(qiáng)關(guān)注原油進(jìn)裝置密度、穩(wěn)定及電脫鹽各參數(shù)變化情況，提前控制好油水界面。

③分多次調(diào)節(jié)帶罐量，摻煉劣質(zhì)原油不宜過(guò)多。

④外操加強(qiáng)觀測(cè)電脫實(shí)際界位和電脫切水情況，適時(shí)提高破乳劑注入量。

⑤關(guān)注塔頂防腐數(shù)據(jù)，及時(shí)調(diào)整防腐藥劑注入量。

⑥電脫鹽停止注入非加氫型凈化水，改注新鮮水。

⑦一旦原油乳化，電脫鹽要及時(shí)退乳化油，同時(shí)要防止脫后原油帶水影響常壓塔操作。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：金掖農(nóng)（1978-），男，浙江寧波人，大專，助理工程師，主要從事石油煉制工作。