常减压电脱盐工艺技术改造及优化

鲍雪峰(中石化金陵石油化工公司炼油二部，江苏 南京 210033)

0 引言

原油经过在油田采出之后，虽然进行过首次的脱盐工艺处理，仍难以符合进一步的工艺需求。为提升能源应用参数，降低设施下游系统的催化药剂损耗，应当完善常减压蒸馏系统的电脱盐工艺，提升分离水与油的品质、成效以及速率，从而达成更为显著的脱盐成效。

1 电脱盐工艺技术概况

中石化金陵石油化工公司炼油二部运用3.0×106t/a常减压蒸馏系统，系统规划将重质原油相关工艺作为核心，脱盐之后盐的所剩总量把控标准是<3 mg/L。系统每年的运行时长为8 400 h，每个小时的原油处理总量为341.7 t，应用成熟的初次蒸馏+常压蒸馏+减压蒸馏的工艺，电脱盐装置应用三级高速+交流、直流电脱盐技术[1]。

2 电脱盐工艺技术优化

2.1 电场结构的优化

传统首级电脱盐罐体内运用首代高速电场组织构成，其内总共涉及4层水平电极板，自上而下1、2、4层带电，3层接入地面。

罐内的第4层运用自上而下的支持组织构成，藉此使此层的带电极板绝缘支持更为稳固，把其加固在在水层附近的上端横梁区域中，因为其同水层距离偏短，在水位波动之后第4层带电极板同水层间的乳化液相对位置产生改变，容易形成电流的波动，对于破乳的成效形成制约。在改良之后自4层极板支持区域变更成于3层接地极板之上挂着，应用改良电极板的固定模式，把支持部件影响电场的程度降低，实现电场构成改善的目标。作业过程中，经过提升5%的控制界位，延长水油沉降分离的时长，提升脱盐比率以及改进所排出水体发黑带油的问题。

2.2 配电电源的改造

在对于电源的改造过程中，采用直流电脱盐防爆专用电源设备。该设备采用了100%高阻抗变压器和高压整流器装置的组合设备，正负二极同时引出，内部装有五档电压分级开关和交直流输出转换开关，万一当整流装置故障时，可以直接输出交流电。在极板相间的情况下，送交流电比送直流电时耗电会增加50%。把一级热沉降罐改为智能电脱盐罐，将传统的送电方式改为智能无扰动切换操作，在运用智能反应电源期间，实现调节电压的成效，能够在人机界面内设定变压器运转电压以及运转方式，智能响应电源的阻抗值为30%,随着电流的升高电压也逐渐降低，但降低的幅度远远小于全阻抗变压器，更节能，在电流达到额定电流时，电压仅仅降低30%，有效保证了大电流下电场强度，提高了电场的破乳聚集能力。智能响应电源改变了电源输出波形，对顽固乳化层具有更好的破乳效果，低电脱盐的能源损耗。

2.3 改造排水除油器

公司在检查维修过程中，对除油器罐中的组织构成展开完善、整理与改进，降低前端以及后端水油分离区域的压降，确保除油设备落实满灌作业，保证浮油能够彻底进到收油包中。更换除油设备填料，将鲍尔环填料改成六角蜂窝斜管填料，运用水力旋流器(CYL-70)，留下鲍尔环填料作为支持用水冲刷洗涤管道线路以及各个腔室的隔板。卸下鲍尔环填料，用水冲刷洗涤上部与下部的隔板、支撑板以及六角蜂窝斜管填料腔室的上端隔板和分配管道线路。此装置的改造为在六角蜂窝斜管填料中添加固定压板，其彼此间的距离是300 mm，是能够拆解卸下的组织构成。在旋流设备的底端增添弯头以及直管，面向封头的区域，牢固地焊接鲍尔环镇料以水冲刷洗涤的开口，用来防止形成罐体底端的沙泥扰动以及水油界位遭受冲击[2]。

2.4 增上三级脱盐罐

为了保证脱盐之后原油的含盐以及含水总量再度减少，到达新标准的区间内，切实减少腐蚀设施的速度，便新添φ4 000× 32 000/28 145×32的三级电脱盐罐，应用交流、直流电脱盐技术，同时运用智能感应变压设备技术，延长原油在电场中停留时长，实现脱盐成效可观、原油适应能力显著的目标。基于此改造破乳剂以及注水的品质，增添净化水到注水罐中的内容，增添破乳剂到原油泵入口以及脱前换热器入口的内容。

2.5 原油破乳剂选型

现阶段，破乳药剂多为油溶性以及水溶性的模式，多应用非离子类型的表面活性药剂作为破乳药剂。类型繁多，具备一些选取的空间，所以对于各类原油务必展开破乳药剂的测评选取，用来追求达到破乳成效的最为优质。破乳药剂不但会影响脱盐比率，同时也影响脱盐水体排出过程中的含油总量。破乳药剂经过到水油乳化液的交界位面，破坏其乳化膜，从而实现破乳效果。破乳药剂的加注总量、浓度、加注位置、破乳药剂同原油的混合等均直观地影响着脱盐成效的优劣。经过电导方式、染色方式、稀释方式以及润湿方式对于乳化原油展开分门别类的鉴查，分析清楚其为O/W型或W/O型原油乳状液之后，方可以相应地选取破乳药剂，用来实现可观的破乳成效[3]。

通常认定，W/O型原油乳状液需要选取油溶性破乳药剂应用。选取应用破乳药剂的过程中，不应当仅仅凭借运用参数所确定的性质，判断油溶性水溶性以及破乳药剂商品的质量。不过通常运用的水溶性破乳剂要经过破除乳液交界位面的膜或者变化交界位面层的润滑程度，令交界位面生成不具备活性的配合物，进而实现破乳的成效。油溶性破乳药剂在替代交界位面乳化的同一时间，还经过中和反应，使得交界位面的膜遭到破除，达成破乳的成效。水溶性破乳药剂最后会伴随排水进至废水处理装置内，极大提升处理污水的成本以及负累，为环保作业造成极大的制约。油溶性破乳药剂在环境保护的角度上，具备尤为突出的工艺优点，破乳药剂在结束破乳工作之后，会保存在原油内。所以从现阶段破乳剂应用之后状态解析，各类资料显示油溶性破乳药剂的脱盐成效、应用之后电脱盐罐内电流的改变、增添比率等均强过水溶性破乳药剂，油溶性破乳剂成了破乳剂的运用态势。改造之后系统运用三级电脱盐设定，经过型号选取与解析，同时顾及到原油在电脱盐罐中的滞留时长、脱盐后的含盐以及含水的标准数值，依据电脱盐的水体排出状况，再度选择型号之后应用油溶性破乳药剂。从灌注总量的角度上而言，通常都把控在不大于15 mg/L。

2.6 用智能加剂撬装

将破乳药剂依照油溶性的前提下，破乳药剂的智能灌注装置包含药剂罐以及2台计量泵(1台进行常规应用，1台作为预备应用)。破乳药剂通过卸剂泵抽至药剂罐中，随后通过灌注破乳药剂的装置灌注到原油罐的入口管线中。智能管控装置获取收注点位置的流量信号，结合结束介质以及破乳药剂的投放比率，通过逻辑性计算，输出信号传输至计量泵的电动冲程管控设备中，通过电动冲程管控自主调整量计泵的冲程，落实破乳药剂灌注总量伴随灌注位置技术介质流量的改变而自主调节。

2.7 优化运行的参数

经过解析电脱盐状态，对脱盐水灌注总量、温度、破乳药剂灌注总量、混合强度、电场强度等数据进行改良调节。

2.7.1 脱盐温度的优化

操作温度属于原油脱盐重要的管控因素。所以操作温度偏高或者偏低均不便于水滴聚合，需要把控至合适的温度。调节换热器的取热令原油入罐温度从115 ℃逐渐提升到145 ℃，原油脱盐成效取得了显著的提高。

2.7.2 注水量以及水质

在电场脱水成效恒定的情况下，提升水灌注总量能够破坏原油乳化液的稳定程度，推动水对于盐的溶解。不过水灌注总量大到一定程度后便将不会产生足够的增添聚合力，反之水灌注总量过于大，并且没有立即脱水，水位上升会令乳化层厚度增加，电荷载提升，会引发一定影响使得电场难以顺利提供电力，乃至把水带至塔中使得换热器憋压或者冲塔问题等。所以选取相适应的水灌注总量尤为重要。

2.7.3 原油洗涤水混合

原油脱盐的成效，除了脱盐温度、水灌注总量等因素之外，同样同洗涤水以及原油和混合度存在一定关联。洗涤水以及原油经过混合设备展开全面混合，混合设备的压力降表示着洗涤水于原油内的分散度，压力降越高，洗涤水分散得便越为细致，脱盐效果以及速率便更为显著。针对过高的混合度，有发生乳化的可能性，令水与油构成稳定的乳化液。所以针对各个电脱盐设施，均需要寻找到最为合适的混合力度，不仅实现了高效脱盐，同时不会形成水与油的过量乳化。一般状况中，原油的混合阀压差把控在约20～80 kPa。

2.7.4 电场强度的调整

结合水滴聚合力公式可知，两水滴彼此的聚合力F同电场强度的平方存在正向关系，提升电场强度，能够提升水滴的聚合力，利于电脱盐。提升电场强度，能够推动水滴的聚和，同样推动了电分散。水滴进行分散的临界直径同电场强度E的平方存在反向关系。脱盐比率会伴随电场强度而提升，达到一定限度后，再提升电场强度，对于提升脱盐比率成效便不明显，在满足技术数据要求的前提下，所应用的电场强度均应下降，防止对实操以及分离造成一定制约。

2.7.5 原油的停留时间

水与原油的分离依赖水、油两类互相不会融合的液体密度的差异展开沉降式分离。分离的时长以及速率属于电脱盐罐体规划与运用的重要因素。经过减少油相的粘结程度，提升水、油的密度差异，加大水滴的直径，均能够令水滴的沉降速率提升，最后起到提升沉降速率的成效。除此之外，应把控好脱盐罐体的压力便于避免原油内的水产生汽化，汽化之后将使得电脱盐成效与速率减少。

3 结语

总而言之，在原油的蒸馏预处理的流程中，电脱盐对于接下来的设施运转、原油加工等具备关键影响。所以需要从电脱盐电场构成、应用工艺、注剂种类、电源配置、运转数据以及除油设备等角度着手，展开技术改造完善，进而提升电脱盐作业品质，保证脱盐比率、能源消耗、含盐总量符合新的标准。