沈弼龍

中國石油西南油氣田分公司勘探事業(yè)部

聯(lián)合站老化油處理工藝的改造

沈弼龍

中國石油西南油氣田分公司勘探事業(yè)部

某聯(lián)合站決定進(jìn)行老化油單獨(dú)處理工藝流程改造，即將老化油從系統(tǒng)中分離出來進(jìn)行單獨(dú)處理，避免對正常原油生產(chǎn)造成影響；同時(shí)，對其進(jìn)行單獨(dú)加熱、加藥，使其物性向有利于脫水方面改變。該方案實(shí)施后電脫水器運(yùn)行平穩(wěn)，經(jīng)壓力沉降罐熱化學(xué)脫水后，凈化原油的含水率控制在0.3%以下，解決了老化油回收處理工藝中存在的弊端，徹底消除了老化油處理過程中對電脫水器的影響，可大大提高電脫水器的負(fù)荷率。該工藝技術(shù)在某聯(lián)合站投產(chǎn)運(yùn)行半年以來，累計(jì)回收原油39 051 t。

老化油；電脫水器；單獨(dú)處理；加熱；加藥

1 設(shè)計(jì)原則

油田進(jìn)入聚驅(qū)開發(fā)階段，采出液中聚合物含量不斷升高，導(dǎo)致黏度也隨之升高，同時(shí)硫化物含量明顯增多，受油水乳化程度增強(qiáng)以及硫化亞鐵等因素影響，電脫水器電極導(dǎo)電性增強(qiáng)，對脫水站的電脫水器電場沖擊較大，造成原油脫水困難。

某聯(lián)合站決定進(jìn)行老化油單獨(dú)處理工藝流程改造，即將老化油從系統(tǒng)中分離出來進(jìn)行單獨(dú)處理，避免對正常原油生產(chǎn)造成影響；同時(shí)，對其進(jìn)行單獨(dú)加熱、加藥，使其物性向有利于脫水方面改變。

主要設(shè)計(jì)原則包括：①簡化工藝流程，提高各種設(shè)備運(yùn)行效率；②合理利用原有設(shè)備，做到物盡其用，控制投資規(guī)模，降低生產(chǎn)運(yùn)行費(fèi)用，提高經(jīng)濟(jì)效益；③整體布局緊湊、合理，并符合設(shè)計(jì)規(guī)范及要求。

2 改造內(nèi)容

2.1 流程改造

在保留原污油處理流程的情況下，脫水站及污水站系統(tǒng)的老化油從系統(tǒng)中分離出來，由收油泵連續(xù)收油，經(jīng)加熱爐升溫后，進(jìn)入到沉降罐進(jìn)行熱化學(xué)脫水處理。脫水合格后的原油進(jìn)凈化油緩沖罐，若脫水后的指標(biāo)沒有達(dá)到要求，就進(jìn)入到事故罐，再經(jīng)收油泵提升到加熱爐加熱，重新進(jìn)行熱化學(xué)脫水處理。改造后的老化油處理流程如圖1所示。

圖1 改造后的老化油處理流程

2.2 設(shè)備改造

（1）某脫水站電脫水器共有6臺，處理能力為9 136 t/d。通過產(chǎn)量分析預(yù)測后認(rèn)定電脫水有一定剩余能力，因此本次設(shè)計(jì)將已建的電脫水器改造成熱化學(xué)處理老化油的沉降設(shè)備。

（2）由于老化油中硫化物含量明顯增多，油水乳化性增強(qiáng)，在原有的脫水溫度條件下處理老化油無法達(dá)到有效的破乳效果。因此新建1臺相變高效加熱爐以保證脫水效果。

（3）為保證收油的連續(xù)性，將大排量的收油泵改造為小排量收油泵，避免污油老化。

（4）針對老化油中硫化亞鐵及其他雜質(zhì)含量高、油品質(zhì)量較差的特點(diǎn)，在處理工藝中新建1套加藥裝置，使藥劑直接作用于老化油中，提高老化油處理效率，降低老化油處理費(fèi)用。

2.3 新建管線

在收油泵與相變高效加熱爐之間及相變高效加熱爐與4#電脫水器之間各新建一條管線。經(jīng)計(jì)算選擇管徑為?89 mm×3.5 mm的管線即可滿足要求。

2.4 平面布置改造

充分利用加藥間及加熱爐操作區(qū)的空間，布置加藥裝置及加熱爐，做到工藝流程合理，施工生產(chǎn)方便。

2.5 電氣設(shè)施改造

收油泵配套采用了變頻器，不但控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，降低了設(shè)備的故障率，節(jié)電效果顯著，而且實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的軟啟動，延長了設(shè)備的使用壽命，避免了對電網(wǎng)的沖擊。電機(jī)在低于額定轉(zhuǎn)速的狀態(tài)下運(yùn)行，減少了噪音對環(huán)境的影響。其具有過載、過壓、過流、欠壓、電源缺相等自動保護(hù)功能。

3 設(shè)計(jì)過程優(yōu)化

3.1 新建單獨(dú)加熱、加藥流程

改造前，由于收油泵排量大，且為間隙收油，污油老化嚴(yán)重，硫化物含量高，經(jīng)常對脫水電場造成沖擊，致使電脫水器運(yùn)行不平穩(wěn)?；厥盏睦匣驮斐擅撍|(zhì)量變差，嚴(yán)重影響下游污水處理，造成水質(zhì)變差?；厥盏睦匣团c“好油”統(tǒng)一進(jìn)入系統(tǒng)，造成少量污油影響“好油”正常脫水，給生產(chǎn)管理帶來極大的困難。

采用分開、獨(dú)立式熱化學(xué)處理老化油工藝后，使脫水污水處理系統(tǒng)達(dá)到良性循環(huán)。不但減小下游污水處理的難度，保證了水質(zhì)，同時(shí)污水系統(tǒng)中的含油量降低，又使老化油進(jìn)一步減少，降低了對脫水系統(tǒng)的影響，使整個(gè)地面系統(tǒng)能夠良性循環(huán)。

3.2 形成一套穩(wěn)定有效處理老化油的技術(shù)體系

（1）利用站內(nèi)原有的電脫水器設(shè)備，將其改造為熱化學(xué)處理老化油的沉降設(shè)備，同時(shí)新建1臺真空加熱爐和1套加藥裝置，采用熱化學(xué)沉降方式對老化油進(jìn)行加熱處理。

（2）對工藝流程進(jìn)行改造，采用小排量收油泵連續(xù)收油，污油回收量設(shè)計(jì)為200～480 m3/d，確保整個(gè)系統(tǒng)不間斷運(yùn)行，延長了老化油處理時(shí)間，有助于污油含水達(dá)標(biāo)。

（3）對所處理的老化油進(jìn)行單獨(dú)加藥，確保處理效果。

（4）考慮運(yùn)用分開、獨(dú)立式熱化學(xué)處理老化油工藝技術(shù)對老化油進(jìn)行單獨(dú)處理時(shí)，脫除后的原油含水會由于來油含水不穩(wěn)定而出現(xiàn)波動現(xiàn)象，造成系統(tǒng)中的原油含水超標(biāo)，在流程改造中增加回流工藝，當(dāng)脫除后的原油含水超標(biāo)時(shí)，通過回流工藝將含水超標(biāo)的原油輸回至系統(tǒng)進(jìn)行重復(fù)處理，來保證原油含水不超標(biāo)。

（5）在流程改造時(shí)，充分考慮該項(xiàng)技術(shù)的靈活適應(yīng)性，增加了老化油回游離水系統(tǒng)脫除的流程，當(dāng)老化油熱化學(xué)單獨(dú)處理設(shè)施出現(xiàn)故障時(shí)，仍能保證老化油的正常處理。

4 實(shí)施效果

改造前，某脫水站收油泵每次啟運(yùn)10 min（約12 m3/h）時(shí)，電脫水器就開始波動，電流上升，此時(shí)需要人工控制收油泵的出口閥門，否則電脫水器出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象。由于電脫水器波動較頻繁，只能將收油泵停運(yùn)，久而久之，聯(lián)合站內(nèi)污水沉降罐內(nèi)的污油老化程度加劇，處理難度也隨之加大。

2010年2月4日正式投產(chǎn)使用收油工藝改造流程。該站老化油采取單獨(dú)連續(xù)回收和處理，加藥量為18～22.2 kg/d。當(dāng)加熱爐溫度控制在55～70℃之間，處理后油含水不高于0.3%，最小時(shí)為0.09%；當(dāng)加熱爐溫度在45～55℃之間，處理后油含水高于0.3%，最高時(shí)達(dá)到1.6%。通過現(xiàn)場試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以初步確定，加熱爐出口溫度范圍為55～65℃時(shí)較為合理。

該方案實(shí)施后電脫水器運(yùn)行平穩(wěn)，經(jīng)壓力沉降罐熱化學(xué)脫水后，凈化原油的含水率控制在0.3%以下，解決了老化油回收處理工藝中存在的弊端，徹底消除了老化油處理過程中對電脫水器的影響，可大大提高電脫水器的負(fù)荷率。

5 經(jīng)濟(jì)效益分析

該工藝技術(shù)在某聯(lián)合站投入運(yùn)行半年以來，老化油回收處理工作進(jìn)展順利，且原油生產(chǎn)脫水器運(yùn)行平穩(wěn)，從而保證了該站外輸油產(chǎn)品質(zhì)量和平穩(wěn)輸油，累計(jì)回收原油39 051 t。

改造后外輸油質(zhì)量合格，污水水質(zhì)明顯好轉(zhuǎn)，達(dá)到油田公司指標(biāo)，使脫水、污水等系統(tǒng)處于良性循環(huán)，同時(shí)減輕了崗位員工的勞動強(qiáng)度。

6 設(shè)計(jì)指導(dǎo)意義

隨著聚合物驅(qū)開發(fā)規(guī)模的逐步擴(kuò)大，采出液中聚合物含量不斷升高，特別是在回收老化油時(shí)情況尤為嚴(yán)重，導(dǎo)致電脫水器經(jīng)?！疤l”，且恢復(fù)生產(chǎn)的難度大，嚴(yán)重影響了正常原油生產(chǎn)和外輸油質(zhì)量。在滿足安全性、功能性條件下，通過對工程方案和技術(shù)經(jīng)濟(jì)進(jìn)行比選，確定利用站內(nèi)原有的電脫水器設(shè)備，將其改造為熱化學(xué)處理老化油的沉降設(shè)備，并新建1臺真空加熱爐和1套加藥裝置，采用熱化學(xué)沉降方式對老化油進(jìn)行加熱處理。

在某脫水站老化油單獨(dú)處理工藝改造工程設(shè)計(jì)過程中，從現(xiàn)有聯(lián)合站的工藝流程、技術(shù)現(xiàn)狀、處理能力等因素出發(fā)，建立了一套符合某地區(qū)情況的老化油處理工藝標(biāo)準(zhǔn)。目前，按照某脫水站老化油處理工藝改造的模式，已對其他5座聯(lián)合站進(jìn)行老化油處理工藝改造，其中3座聯(lián)合站已投產(chǎn)使用，運(yùn)行穩(wěn)定，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

（欄目主持 李艷秋）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.8.017