楊惠宇 許勝軍 侯增敏 李明

摘 要：本文通過(guò)分析某公司原料預(yù)處理裝置電脫鹽設(shè)備脫鹽效果的影響因素，結(jié)合該裝置電脫鹽的運(yùn)行數(shù)據(jù)，找到高效脫鹽脫水的方案，提出適合該電脫鹽系統(tǒng)的改進(jìn)措施，并于開(kāi)工后驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞：電脫鹽;影響因素;措施

0 前言

隨著重質(zhì)原油開(kāi)采量的不斷增加，原油中的含鹽量及含水量大幅度提升，而三次采油技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使得大量助劑存在于原油中，大大增加了脫鹽脫水的難度。原油中鹽類的存在給裝置的安全高效運(yùn)行帶來(lái)威脅，如：①鹽類受熱水解生成的鹽酸對(duì)設(shè)備造成腐蝕;②管壁上鹽類的大量沉積降低來(lái)設(shè)備的傳熱效率;③殘留在某些重餾分油中的鹽類致使催化劑失活，影響最終產(chǎn)品的質(zhì)量。所以如何有效脫鹽脫水成為煉油行業(yè)多年來(lái)一直研究的課題。

為使脫后原油含鹽量合格，該公司采用三級(jí)交直流電脫鹽工藝技術(shù)：原油經(jīng)過(guò)靜態(tài)混合器后進(jìn)入一級(jí)電脫鹽罐，一級(jí)脫后原油分別進(jìn)入二、三級(jí)電脫鹽罐，其中，二級(jí)、三級(jí)電脫鹽罐以并聯(lián)方式處理原油。

煉制常規(guī)油品時(shí)，該電脫鹽系統(tǒng)能有效脫除原油中的鹽類，脫后含鹽均小于3mg/L。由于進(jìn)口原油的摻煉，裝置進(jìn)料組成發(fā)生較大改變，原有的電脫鹽系統(tǒng)已經(jīng)不能起到很好的脫鹽效果，脫后含鹽超過(guò)控制指標(biāo)，如下圖1所示：

從圖中可以看出，脫后含鹽量高達(dá)16mg/L，必須采取相應(yīng)的措施提升脫鹽率。專家學(xué)者[2-4]經(jīng)過(guò)多年的探索研究發(fā)現(xiàn)，影響電脫鹽系統(tǒng)脫鹽效果的因素一般有下列幾種：原油性質(zhì)、破乳劑種類及注入量、注水量、混合強(qiáng)度、電脫鹽溫度、原油停留時(shí)間、電場(chǎng)強(qiáng)度等。

1 改進(jìn)措施

原油預(yù)處理裝置的技術(shù)人員通過(guò)增加破乳劑用量、提高注水量、添加脫氯劑等方法以提高脫鹽效果，降低脫后含鹽量，取得了較為理想的效果。

1.1 破乳劑注入量

當(dāng)原料性質(zhì)變化，油品內(nèi)含鹽量增加時(shí)，增加破乳劑的注入量能有效降低脫后含鹽數(shù)值，但當(dāng)破乳劑注入量達(dá)到23ppm后，增加注入量對(duì)脫鹽效果不明顯。

1.2 注水量

注水量增加時(shí)，脫后含鹽量明顯降低，但隨著注水量的增加，對(duì)原油中鹽含量的影響越來(lái)越小。特別是摻煉進(jìn)口原油后，只增加注水量并不能保證脫后鹽含量全部合格。

1.3 增加脫氯劑

當(dāng)原料性質(zhì)變化，油品內(nèi)含鹽量增加時(shí)，增加脫氯劑的注入量能有效降低脫后含鹽數(shù)值，但當(dāng)脫氯劑注入量達(dá)到25ppm后，增加注入量對(duì)脫鹽效果不明顯。

以上實(shí)驗(yàn)表明，適當(dāng)提高注水量、破乳劑量、脫氯劑量能有效降低原油中的鹽含量，但為了造成不必要的浪費(fèi)，該公司的注水量確定為18t/h，破乳劑注入量為23ppm，脫氯劑注入量為25ppm。

2 電脫鹽新技術(shù)

大量文獻(xiàn)表明：原油中的鈣分為無(wú)機(jī)鈣和有機(jī)鈣兩大類，無(wú)機(jī)鈣以氯化鈣、碳酸鈣等形式存在，在電脫鹽過(guò)程中可以隨水排出;而有機(jī)鈣是以環(huán)烷酸鈣、酚鈣等形式存在，常規(guī)提高電脫鹽效率的方法難以脫除這些有機(jī)鈣化合物，只能用一定的脫鈣方法進(jìn)行脫除，常用的新技術(shù)如下：

2.1 高速電脫鹽技術(shù)

與傳統(tǒng)工藝相比，乳化液從油相直接進(jìn)入強(qiáng)電場(chǎng)，大大提高油水分離速度，從而減少原油的停留時(shí)間，增大原油處理量。而且，進(jìn)油方式的改變使油流不必在水相與水接觸，不會(huì)因?yàn)橛土魉俣冗^(guò)大產(chǎn)生水返混問(wèn)題。

2.2 脫鈣劑的添加使用

脫鈣劑根據(jù)作用一般分為三種：強(qiáng)酸、螯和劑及沉淀劑，作用機(jī)理為脫鈣劑與油相中的金屬鈣離子充分反應(yīng)，生產(chǎn)的含鈣化合物溶于水中除去。脫鈣劑注入后原油中的鈣離子基本被脫除，并且僅對(duì)鈣離子有影響，降低電脫鹽罐的電流，有效降低能耗。2014年，四川石化使用的KR-2型脫鈣劑使電脫鹽罐電流降低50%，含鈣離子、鐵離子降低70%。

2.3 超聲波破乳技術(shù)

該技術(shù)能有效利用超聲效應(yīng)，加快水滴的碰撞、聚集等，與其他方法相比，能降低破乳脫水溫度，同時(shí)又可以取消復(fù)雜的高壓電脫水設(shè)備，減少破乳劑用量，所以大大降低了加工成本。但是，超聲波破乳技術(shù)的使用條件難控制，如原油性質(zhì)改變后需要調(diào)節(jié)聲強(qiáng)、超聲波頻率、輻射時(shí)間等以獲得高效的破乳率，因此該技術(shù)沒(méi)有大規(guī)模的應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)。

2.4 雙進(jìn)油雙電場(chǎng)進(jìn)油技術(shù)

如下圖2所示，因?yàn)殡p電場(chǎng)的存在，油水乳狀液在電場(chǎng)內(nèi)的上升速度降低，有利于破乳。中石油大港石化公司500萬(wàn)t/a常減壓裝置，將兩級(jí)電脫鹽罐改造為雙進(jìn)油雙電場(chǎng)，原油脫后含鹽小于3mg/L，達(dá)到控制指標(biāo)。

2.5 交直流變壓器改為脈沖變壓器

通過(guò)靈活調(diào)節(jié)電壓幅值、工作頻率、占空比三個(gè)參數(shù)實(shí)現(xiàn)良好的脫鹽效果，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)交直流電脫鹽適應(yīng)性差、能耗高等問(wèn)題。

2.6 纖維膜技術(shù)

該技術(shù)能耗低、效果穩(wěn)定、投資設(shè)備少、技改費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，適合中小煉油廠使用。

3 結(jié)論及展望

①雙進(jìn)油雙電場(chǎng)進(jìn)油技術(shù)只需在原有電脫鹽罐的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，投入較少，適合處理重質(zhì)原油的廠家;②傳統(tǒng)的交直流變壓器改為脈沖變壓器能有效降低電脫鹽罐的能耗，且改造投入費(fèi)用少，可在該公司原料預(yù)處理裝置的電脫鹽系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行技術(shù)改造;③電脫鹽新技術(shù)能有效提高脫鹽效果且降低能耗，考察各廠家脫金屬劑或脫鈣劑對(duì)類原油的作用效果，對(duì)比成本，找出脫鹽效果好的助劑在該公司的原料預(yù)處理裝置投入使用，并分析該助劑對(duì)脫鹽效果的影響。

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作者簡(jiǎn)介：

楊惠宇（1989- ），女，山東東營(yíng)人，研究生，主要從事石油煉制研究。