王燎原 中國(guó)石油四川石化有限責(zé)任公司 成都 611930

某常減壓蒸餾裝置設(shè)計(jì)規(guī)模為1000萬(wàn)t/a，屬燃料型常減壓蒸餾。電脫鹽單元是常減壓裝置不可或缺的原油脫鹽脫水設(shè)施，電脫鹽主要是在原油與水混合后加入破乳劑，破壞油水乳化狀態(tài)，在電場(chǎng)的作用下，使微小水滴聚結(jié)成大水滴，在油水密度差的作用下實(shí)現(xiàn)油水分離；同時(shí)原油中的大部分鹽類(lèi)溶解在水中，脫水同時(shí)實(shí)現(xiàn)原油脫鹽。

電脫鹽排水中石油類(lèi)的含量，直接影響后續(xù)污水處理工藝的負(fù)荷和難度，并進(jìn)一步影響廢水總排口的石油類(lèi)指標(biāo)，同時(shí)直接影響污水處理廠(chǎng)廢氣的非甲烷總烴濃度指標(biāo)。

分析電脫鹽排水中石油類(lèi)指標(biāo)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的變化規(guī)律及常減壓蒸餾裝置影響電脫鹽排水石油類(lèi)指標(biāo)的影響因素，意義重大。重要性主要體現(xiàn)有二：一是通過(guò)分析電脫鹽排水中石油類(lèi)指標(biāo)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的變化規(guī)律，能摸排和分析出變化誘因，精準(zhǔn)采取措施解決問(wèn)題，達(dá)到源頭治理的目的，不需對(duì)后續(xù)廢水廢氣處理工藝進(jìn)行改進(jìn)或升級(jí)；二是分析不同階段監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的變化規(guī)律，通過(guò)現(xiàn)象看穿本質(zhì)，為后續(xù)污水廢氣處理工藝的改進(jìn)提供理性的依據(jù)，避免盲目根據(jù)階段性監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的表征，誤判為長(zhǎng)期狀態(tài)，進(jìn)而進(jìn)行過(guò)度設(shè)計(jì)，造成環(huán)保污防設(shè)施負(fù)荷不適宜情況。

1 某常減壓電脫鹽流程及排水石油類(lèi)指標(biāo)變化過(guò)程

1.1 裝置流程簡(jiǎn)述

某常減壓裝置電脫鹽流程圖見(jiàn)圖1。

圖1 某常減壓裝置電脫鹽流程圖

采用兩級(jí)高速電脫鹽串聯(lián)的工藝流程。凈化水(電脫鹽注水)自裝置外引入注水罐后，由二級(jí)電脫鹽注水泵升壓后經(jīng)電脫鹽排水-注水換熱器換熱至102℃后注入二級(jí)電脫鹽混合器前；二級(jí)電脫鹽排水經(jīng)一級(jí)電脫鹽注水泵升壓后注入一級(jí)電脫鹽混合器前。一級(jí)電脫鹽罐排水經(jīng)電脫鹽排水-注水換熱器換至60℃后經(jīng)電脫鹽排水除油罐除油，再經(jīng)電脫鹽排水后冷器冷卻至50℃出裝置。

1.2 電脫鹽排水石油類(lèi)指標(biāo)變化過(guò)程

環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，2019年10月至11月，常減壓電脫鹽污水排放口(此排放口位于電脫鹽排水后冷器出口，為中間排口，出裝置后并入污水處理廠(chǎng)總?cè)肟诠芫€(xiàn))的石油類(lèi)分析項(xiàng)目不合格次數(shù)較多，超出內(nèi)部控制限值800mg/L的次數(shù)分別共計(jì)24次、53次；2019年12月份，常減壓電脫鹽污水排放口的石油類(lèi)分析項(xiàng)目，共計(jì)4次不合格；2020年1月至2020年2月，常減壓電脫鹽污水排放口的石油類(lèi)分析項(xiàng)目基本合格，未超控制限值。

2 電脫鹽排水石油類(lèi)指標(biāo)的影響因素分析

本文的影響因素分析，只結(jié)合周期內(nèi)裝置現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際操作變動(dòng)和排水水質(zhì)效果變化進(jìn)行，對(duì)于周期內(nèi)的基本未變化的影響因子(例如操作溫度、壓力、破乳劑種類(lèi)等未變化因素)和確定未起作用的變化因素(例如電場(chǎng)強(qiáng)度、注水量的變化)不做贅述。

從1.2節(jié)電脫鹽排水石油類(lèi)指標(biāo)變化過(guò)程來(lái)看，自2019年10月至2020年2月，指標(biāo)合格率明顯提高，原因分析如下：

(1)由AB兩級(jí)電脫鹽罐串聯(lián)運(yùn)行改為B罐單罐電脫鹽、A罐沉降分離運(yùn)行的操作變動(dòng)，是合格率明顯提高的主要原因。

電脫鹽自2019年11月中旬以來(lái)調(diào)整為單罐運(yùn)行，原油直接跨過(guò)A罐進(jìn)B罐，B罐切水回注A罐，A罐停電，作為沉降罐，油水分離較正常流程更充分。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，自11月下旬以來(lái)，電脫鹽石油類(lèi)指標(biāo)均基本合格?？梢?jiàn)此操作變動(dòng)對(duì)改善電脫鹽排水質(zhì)量切實(shí)有效。其優(yōu)勢(shì)還體現(xiàn)在：① 該變動(dòng)可以高控A罐界位，即使失控導(dǎo)致界位過(guò)高也只是對(duì)B罐界位造成沖擊，不會(huì)導(dǎo)致脫后原油的直接帶水；② A罐作為沉降罐使用，所積累的罐底沉積物仍能通過(guò)反沖洗的方式進(jìn)行定期清除；③ 其切實(shí)有效的排水效果也證明充分的停留時(shí)間(沉降時(shí)間)對(duì)油水分離是十分關(guān)鍵和有利的，對(duì)兩級(jí)高速電脫鹽系統(tǒng)的技改具有重要參考價(jià)值，可指導(dǎo)第三級(jí)電脫鹽罐的選型和設(shè)計(jì)。

相對(duì)正常流程，該操作變動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)分析如下：① 原油脫后含鹽量較高、易造成后續(xù)換熱器的結(jié)垢堵塞及垢下腐蝕。易造成塔頂揮發(fā)線(xiàn)等塔頂系統(tǒng)低溫硫腐蝕，并對(duì)下游裝置催化劑的長(zhǎng)期安全運(yùn)行造成不利影響；② 原油帶水較多情況下，沒(méi)有一級(jí)電脫鹽罐A的緩沖和加大切水調(diào)整，易直接造成B罐超電流，B罐壓力超高(1.6MPa(G))、閃蒸塔、常壓塔壓力超高(0.18MPa(G))，二級(jí)B罐注水由于電脫鹽系統(tǒng)壓力超高而無(wú)法正常注入。常壓塔系統(tǒng)由于壓力超高導(dǎo)致各側(cè)線(xiàn)汽提塔來(lái)油困難，影響下游裝置正常供料。隨著壓力持續(xù)升高，電脫鹽罐安全閥起跳后泄放至閃蒸塔、常壓塔系統(tǒng)，導(dǎo)致原油中斷而被迫緊急停工。

正常兩罐串聯(lián)流程的帶水，通過(guò)A罐的加大切水、停A罐注水等措施，一般均能避免對(duì)B罐的沖擊，而對(duì)閃蒸塔、常壓塔系統(tǒng)的沖擊基本可以避免。

(2)為保證生產(chǎn)航空煤油產(chǎn)品質(zhì)量合格，期間原油性質(zhì)穩(wěn)定，污油摻煉量少，電脫鹽操作相對(duì)平穩(wěn)，有助于石油類(lèi)指標(biāo)合格率的提高。

(3)電脫鹽A罐于2019年9月中旬進(jìn)行了切除檢修，對(duì)A罐的進(jìn)料噴口絕緣板進(jìn)行了調(diào)小，防止絕緣板面積過(guò)大在高溫下變型，造成罐內(nèi)流體擾動(dòng)；清除罐底淤積六十噸左右，增大了罐內(nèi)有效沉降空間，也消除了罐底存泥對(duì)排水的影響，有助于石油類(lèi)指標(biāo)合格率的提高。

(4)加大了電脫鹽系統(tǒng)反沖洗頻次，有效避免罐底污泥沉積對(duì)電脫鹽罐的運(yùn)行干擾。反沖洗由每周一次改為每周兩次，后調(diào)整為每天夜班一次，有助于石油類(lèi)指標(biāo)合格率的提高。

(5)處理量降低，有助于石油類(lèi)指標(biāo)合格率的提高。

2018年大檢修以來(lái)，裝置處理量一直在1000t/h以上，負(fù)荷率約為86%，電脫鹽排水含油較多。19年10月、11月、12月、20年1月裝置負(fù)荷率分別為86%、82%、82%、74%。處理量低，使原油在電脫鹽罐內(nèi)的停留時(shí)間、油相進(jìn)料的注水原油在電極板之間電場(chǎng)和電極板與油水界面之間電場(chǎng)中的停留時(shí)間增大，有助于電脫鹽罐內(nèi)的油水充分分離。電脫鹽罐內(nèi)停留時(shí)間或電場(chǎng)內(nèi)停留時(shí)間，即為固定有限的電脫鹽罐內(nèi)油相所占體積或固定的電極板間電場(chǎng)空間體積除以進(jìn)料原油的體積流量V，所以處理量小，體積流量小，電脫鹽罐內(nèi)空間體積不變，則停留時(shí)間變長(zhǎng)。

常減壓處理量變化情況與電脫鹽罐停留時(shí)間分析如下。

常減壓裝置原油月加工量趨勢(shì)圖見(jiàn)圖2，常減壓裝置原油停留時(shí)間趨勢(shì)圖見(jiàn)圖3。

圖2 常減壓裝置原油月加工量趨勢(shì)圖(2019年1月至2020年1月)

圖3 常減壓裝置原油停留時(shí)間趨勢(shì)圖(2019年1月至2020年1月)

比較分析圖2與圖3可知，原油加工量與電脫鹽罐停留時(shí)間一一對(duì)應(yīng)，變化規(guī)律相反。

(6)電脫鹽罐乳化液的收集處理，減少了乳化液量，避免了乳化液的全廠(chǎng)惡性循環(huán)，有助于石油類(lèi)指標(biāo)合格率的提高。該影響因素短期內(nèi)效果不明顯，待乳化液基本處理完畢后可評(píng)價(jià)效果。

3 結(jié)語(yǔ)

(1)電脫鹽流程由AB兩級(jí)電脫鹽罐串聯(lián)運(yùn)行改為B罐單罐電脫鹽、A罐沉降分離運(yùn)行的操作變動(dòng)，能有效提高排水石油類(lèi)合格率。證明充分的停留時(shí)間(沉降時(shí)間)對(duì)油水分離是十分關(guān)鍵和有利的，對(duì)兩級(jí)高速電脫鹽系統(tǒng)的技改具有重要參考價(jià)值，指導(dǎo)第三級(jí)電脫鹽罐的選型和設(shè)計(jì)。

但存在原油脫后含鹽量較高易造成后續(xù)換熱器的結(jié)垢堵塞及垢下腐蝕，以及影響下游裝置催化劑長(zhǎng)期安全運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)。并在原油帶水較多情況下造成B罐超電流，B罐、閃蒸塔、常壓塔壓力超高，B罐注水無(wú)法正常注入等不利影響。增設(shè)合適選型的第三級(jí)電脫鹽罐，同等操作變動(dòng)條件下，可避免風(fēng)險(xiǎn)和消除不利影響。

(2)常減壓裝置的原油處理量，是影響電脫鹽排水石油類(lèi)指標(biāo)合格率的重要因素。原油處理量降低，有助于石油類(lèi)指標(biāo)合格率的提高。為同時(shí)保證裝置處理量和排水效果，一是綜合考慮脫后原油含鹽效果引入第三級(jí)電脫鹽罐的設(shè)計(jì)，并保證足夠的停留時(shí)間；二是在保證原油處理量的前提下，引入聚結(jié)和氣浮除油設(shè)施，將經(jīng)除油后的電脫鹽排水再次除油，改善水質(zhì)。

(3)不摻煉污油或減少摻煉量、通過(guò)電脫鹽罐內(nèi)檢修清淤及調(diào)小進(jìn)料噴口絕緣板，以減少擾動(dòng)、收集處理并消除乳化液、加大電脫鹽系統(tǒng)反沖洗頻次等措施，有助于石油類(lèi)指標(biāo)合格率的提高，實(shí)踐中均有改善效果。