常減壓電脫鹽系統(tǒng)優(yōu)化改造與改進(jìn)措施

摘 要：一般情況下，電脫鹽系統(tǒng)能夠安穩(wěn)、高效率的使用，基本上依靠常減壓蒸餾設(shè)施來保證施工生產(chǎn)過程中的安全，原油處理裝置運(yùn)行過程中，對電脫鹽的處理是十分重要的。本文主要是對于妨礙脫鹽效率的原因進(jìn)行總結(jié)性的探究，再總結(jié)出一些修改優(yōu)化的建議。

關(guān)鍵詞：電脫鹽;修改優(yōu)化;改進(jìn)措施

首先常減壓蒸餾是煉油廠原油一次加工的設(shè)備，其施工過程主要包含連續(xù)重整、汽柴油加氫、加氫裂化、催化裂化、延遲焦化等二次加工設(shè)備的一些原材料。所以，在裝置運(yùn)行過程中，電脫鹽技術(shù)一般會作為常減壓操作的首要施工，電脫鹽操作主要是為保證下游的設(shè)備供給良好的原材料，電脫鹽的操作也是對煉油廠安全生產(chǎn)、平穩(wěn)運(yùn)行、能耗減少、減少設(shè)備結(jié)垢及腐蝕，預(yù)防催化劑中毒、縮減催化劑的消耗等非常重要的保證手法。原油里沒有使用價值的東西除了一些少量泥砂及鐵銹之外，主要還包含有水和氯化物、硫化物以及鈉、鎂、鈣等物質(zhì)的碳酸鹽，還有一少部分以環(huán)烷酸鹽、酚鹽等以有機(jī)化合物形式存在的物質(zhì)。其中氯化鈣、氯化鎂、氯化鈉這三種化合物在水解之后都會生出一種富含腐蝕性的氯化氫，如果系統(tǒng)內(nèi)同時含有一些硫化物，那么對設(shè)施的腐蝕將會變得更加嚴(yán)重。同時，很多金屬雜質(zhì)在加工之后都會存在于蠟油及渣油里面，造成第二次加工時發(fā)生催化劑中毒。所以施工人員應(yīng)當(dāng)盡最大可能來保障在脫后原油里面的鹽含量應(yīng)當(dāng)小于3mg氯化鈉每升的含量規(guī)定。在脫后原油中水分會變得更多，施工過程中對燃料以及冷卻水消耗量變得更多，并且在原油里有一小部分水汽化以后，體積會增加很快，會使系統(tǒng)的阻力降增變得更大，嚴(yán)重時還會造成分餾塔超壓或者產(chǎn)生沖塔事件，所以，要求在脫后原油含水量不能高于0.2%。通常為了降低常減壓的蒸餾設(shè)備結(jié)垢以及腐蝕，要拔升現(xiàn)在運(yùn)行設(shè)施加工重質(zhì)原油的方法，施工人員一般會保障下游設(shè)施的平穩(wěn)使用，應(yīng)當(dāng)對于電脫鹽系統(tǒng)每一個運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行更深一步優(yōu)化及應(yīng)用。

1 電脫鹽基本原理

應(yīng)用電脫鹽技術(shù)，工作人員一般會給原油注入上新鮮的水對原油進(jìn)行清洗，目的是使原油內(nèi)無機(jī)鹽溶解于水中，在高壓電場運(yùn)作下，對原油進(jìn)行油水分離的操作，原油內(nèi)鹽份在油與水分離過程中隨水份一起脫出。油水分離基本方法主要是重力沉降法，原油內(nèi)含有鹽份的水滴與油的密度不同，可以使用加熱方法，原油靜置的方法使油與水沉降分離，這樣電脫鹽罐中微小水滴沉降過程，可使用斯托克斯（STOCKS）沉降公式進(jìn)行一系列計(jì)算，將系統(tǒng)設(shè)置好相應(yīng)的數(shù)值，使水滴能夠從原油里沉降出來，在進(jìn)行沉降操作之后，就可以進(jìn)行油水分離操作，在實(shí)際操作時水與原油都在乳化形態(tài)下，工作人員要進(jìn)行油與水分離，一定要提前破除油和水乳化狀態(tài)，破除時可以使用高壓電場，高壓電場就是破除水與油的乳化狀態(tài)最有效方法之一。原油乳化液經(jīng)過電場時，水滴里的正負(fù)電荷受到電場力作用下進(jìn)行再一次分布，也就是水滴在電場里面被感應(yīng)而形成偶極，水滴在電場力的作用下進(jìn)行運(yùn)動，然后重新排列與分布，改變或者破壞乳化液穩(wěn)定的形態(tài)，可以增加水滴凝聚的概率，然后加深水滴的接觸以及沉降。

2 影響電脫鹽效率的參數(shù)及優(yōu)化控制

2.1 操作的溫度

由STOCKS公式可以得出，對于油相黏度的減少，油水密度差增加，加大水滴直徑，都可以提升水滴沉降速度。增加操作溫度就可以較少原油的黏度、密度以及油水層面的張力，然后水滴的熱膨脹，可以讓乳化膜的強(qiáng)度變得弱小，布朗運(yùn)動加劇，也有利于水滴凝聚及沉降，所以，提升原油在進(jìn)入罐子時溫度對于增強(qiáng)脫鹽效率有著很重要的用處。然而，由于溫度逐漸變得越來越高，氯化鈣以及氯化鎂等鹽類就會慢慢的水解，這樣的溫度就會減小脫鹽的效率，并且還會把系統(tǒng)的電導(dǎo)率變得更高，使得電負(fù)荷提升。另外，在溫度變得太高時油與水相互溶解程度會變得更高，同時會使水汽化，影響到設(shè)施安全使用，所以電脫鹽溫度的提升，應(yīng)控制在一定程度上。一般在施工過程中，溫度應(yīng)當(dāng)控制在120℃-145℃之間，才能使得施工更加安全。

2.2 電場的強(qiáng)度

通過F=6εE2d2（d/D）4這個公式可以看出來，在電場的作用下，每一個乳化的液滴之間的凝聚力與電場的強(qiáng)度的平方是成正比例分布，然而每一個乳化液滴之間的直徑是與電場強(qiáng)度的平方是成反比例分布的。那么就是提升電場的強(qiáng)度，就可以起到強(qiáng)化每一個水滴之間聚集的作用，對脫鹽效率很有幫助，但是電場的強(qiáng)度如果變得很高，會產(chǎn)生電分散的現(xiàn)象，如果把水拆解成為更微小的水滴，會很不利于水滴的凝聚。通過在平常施工實(shí)踐可以看出：在E=0.7-1.5kV/cm時，凝聚是占居主導(dǎo)地位，由公式可以看出脫鹽的效率η是隨著E的變大而可以變得更高;在E>2kV/cm的時候，這個分散的作用是慢慢變得更強(qiáng)的，如果再次加大E時，η提升會變得很少，而電消耗量會隨著E的增加而快速變大。

2.3 注水量以及注水的水質(zhì)

在這個系統(tǒng)中，水是原油脫鹽的萃取劑，向原油中注入水分主要目的是為了清洗以及溶解原油里含鹽的水滴，如果注水量達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，原油里面的鹽是不能完全稀釋的，這樣很難完成脫鹽的規(guī)劃。所以，在一定規(guī)定里，提升注水量可以提升每一個水滴之間的聚集力，達(dá)到破壞原油內(nèi)乳化液穩(wěn)定性，但如果注水的份量十分大會加大對于電場的承受，然后提升能會加重電脫鹽的承受力，嚴(yán)重時可能會導(dǎo)致電極板之間電流提升，造成降低脫鹽及脫水效率。工作人員通過對電脫鹽系統(tǒng)整合以及實(shí)驗(yàn)獲得對脫鹽效果最有利的注水量，一般注水量與原油量比例應(yīng)當(dāng)控制在5.5%-6.5%之間。隨著降本增效不斷深入，大多煉廠使用的洗滌水已從傳統(tǒng)新鮮水改為脫硫凈化水。而注水水質(zhì)對電脫鹽效果影響主要有兩方面：CO32-離子會與原油中Ca2+形成CaCO3沉積于罐底或后續(xù)的管道和設(shè)備;NH4+易與原油中的石油酸形成有更高表面活性的石油酸鹽，使得乳化液穩(wěn)固難破，因此，當(dāng)電脫鹽注水是脫硫凈化水時，需要控制NH4+≯20ppm。

2.4 混合閥混合強(qiáng)度

通過靜態(tài)混合器和混合閥將水、破乳劑和原油充分混合，是原油脫鹽的基本原理，而三者混合程度由混合強(qiáng)度來衡量?；旌蠌?qiáng)度小，油水未得到有效接觸，鹽類沒有充分溶解于水中，易造成脫后含鹽超標(biāo);但當(dāng)混合強(qiáng)度過大時，水和原油過度乳化，反而會使水滴沉降速度降低，影響脫水脫鹽效果。一般情況下，混合閥壓差在48-58kPa時，脫后原油中的鹽、水含量較低。實(shí)際生產(chǎn)中，此參數(shù)并非恒定不變，需要根據(jù)原油性質(zhì)隨時調(diào)整。重質(zhì)原油需要的混合強(qiáng)度大，一般采用50-130kPa，而輕質(zhì)原油需要的混合強(qiáng)度相對較小，一般采用30-80kPa。

3 總結(jié)

常減壓的蒸餾的電脫鹽系統(tǒng)是生產(chǎn)各種石油產(chǎn)品的第一道工序，不僅是一種單純的防腐手段，更是降低能耗，減輕設(shè)備結(jié)垢和腐蝕，防止催化劑中毒，脫除原油中堿金屬和重金屬以及改善產(chǎn)品質(zhì)量的重要工藝過程。針對污油摻煉、原油性質(zhì)突變、原油分層、原油帶水、攜帶雜質(zhì)量大等不同原因造成的電脫鹽操作波動，應(yīng)對操作參數(shù)及時作出調(diào)整，能夠穩(wěn)定電脫鹽操作，為裝置長周期運(yùn)行和生產(chǎn)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

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作者簡介：

劉超（1989- ），男，湖南長沙人，本科，工業(yè)分析與檢驗(yàn)專業(yè)，助理工程師，從事質(zhì)量調(diào)度工作，負(fù)責(zé)全公司原料、產(chǎn)品以及裝置餾出口質(zhì)量管理，協(xié)調(diào)解決裝置運(yùn)行過程中的相關(guān)質(zhì)量問題及原料及產(chǎn)品的質(zhì)量管控和質(zhì)量異常情況分析判斷、跟蹤、落實(shí)。