新民油田电脱水工艺的改造

王淑平 吉林油田新民采油厂

新民采油厂联合站始建于1990年8月，年处理能力70×104t，实际处理能力50×104t。站外来液经过三相分离器和游离水脱除器后进入2 000m3沉降罐，沉降后溢流至500m3油罐，通过脱水泵、脱水炉进入电脱水器进行高压脱水后，进入5 000m3沉降罐，溢流至5 000m3净化罐，通过外输泵、外输炉外输。脱水工艺采用化学沉降脱水和高压电脱水。随着新民油田的开发，油井的产液量和措施工作量的逐年增加，电脱处理量随之上升，原油脱水越来越困难，电脱水器脱水效果逐年减弱，外输含水经常超标，破乳剂用量逐年增加，投产初期破乳剂用量为每年24 t，到1995年增至36 t。为此，开展了一系列的技术改造。

（1）改造电脱水器内部结构，提高脱水效率，保证净化油质量。新民采油厂联合站现有电脱水器3台，型号为d=3.6m×16m，内部极板采用平挂的四层网式极板进行原油脱水，原油脱水效果从上到下逐渐减弱，等到第四层极板时，它与罐底的电场强度已经很弱，处理量受到很大影响；而且平挂极板运行过程中，在极板表面沉积泥砂，造成极板有效间距缩小，容易发生极板间放电现象，使电场破坏，送电困难，影响脱水效果。2004年，对2#脱水器内部结构进行了改造，将原脱水装置平挂不等距的网状铸铁极板更新为竖挂间距为110mm均匀的锌、碳、钢合成的电极板，电脱工作的有效电场面积由原来的186.4m2增加到226m2，在同等处理量的情况下，竖挂极板有效电场面积远大于网式平挂极板的有效电场面积，提高了脱水效率。另一方面，平挂极板四层极板的间距自上而下分别为140、270和310mm，而竖挂极板的每两极间距都相应的小于网式极板（110 cm），这样，在输入同等电压的情况下，竖挂极板的电场强度要大于网式平挂极板的电场强度；而且竖挂极板电场为均匀电场，含水原油在均匀电场中进行油水分离时较平挂极板脱水平稳、冲击小，不易拉成水链，造成短路。因此，竖挂极板脱水装置除了节能以外，还降低了辅助设备(如变压器、硅片、脱水控制盘、绝缘棒、吊环)的损坏，减少了经济损失。为了保证电场的平稳，将脱水器进、出液管线改造为均匀孔状分布，减少了液体在进出过程中对罐内设施的冲击；放水孔均布，采用分段连接，达到放水平稳。上述改造保证了油水界面的平稳，减少了由放水产生局部漩涡，破坏油水界面造成的电场波动。更新改造以后，不管是W/O型还是O/W型乳化原油，在等强电场的作用下，油水很快分离，油水界面很快建立，提高了原油脱水的质量，目前3台电脱水器全部改造完毕。

（2）事故罐改造。2000年，将原来5 000m3事故罐改造成电脱水后原油沉降罐，含水原油经过电脱水器脱水后，通过顶部（9.5m）手油槽溢流至净化油罐，有效地保证了外输原油的质量。

（3）精细一级沉降系统控制，保证电脱水器进料原油含水率最优值。电脱水器入口原油含水率过高（＞50%），容易产生电流过大，严重时发生极板间放电现象，使电场破坏或建立电场很困难，同时增加了电脱水器的处理量，造成能源浪费；入口含水率过低（＜10%），电场强度变小，油水界面不容易建立，脱水效果变差，脱出污水含油量增加。通过进一步的摸索发现，电脱水器入口含水率在20%~30%时效果最佳，既保证了电场强度的稳定，又降低了脱出污水的含油量，能耗低，保证了脱水效果。在生产中，为了保证电脱入口含水率在20%~30%，在分离系统控制方面，采取了一压两面的控制方式，即控制三相分离器的压力在0.18~0.2MPa之间，控制合理的三相分离器液面（80~120 cm）。摸索三相分离器和游离水脱除器合理的油水界面，既要保证不向污水系统跑油，又达到降低油水界面的目的，及时地调整放水量，延长分离的时间，降低了2 000m3沉降罐的入口含水，延长了2 000m3沉降罐的沉降时间，提高了沉降效果。

（4）采取酸碱中和技术，保证脱水系统正常运行。油井酸化后，酸液随原油进入沉降系统，增大了原油乳化界面膜的强度，原油破乳难度加大，使沉降罐油水界面建立困难；同时，由于酸液使原油导电率增加，使电脱水器电流上升，电压下降，电场强度降低，脱水效果变差。针对这一难题，在油井酸化期间，采取酸碱中和的方法，根据酸化工作量，提前向沉降系统加入适量的火碱，控制原油的pH值，使原油在弱碱性的条件下进行破乳，破坏乳化液的稳定性，达到很好的沉降和脱水效果。

（5）优化电脱水器控制方式，保证脱后原油的沉降效果。由于电脱水器脱出后含油污水直接排到污水系统，经常发生污水含油指标超标（＞1000mg/L），由于站外来液温度过低（一般为45℃），影响沉降效果。将电脱水器脱除后污水重新打回2 000m3沉降罐，既提高了沉降罐的沉降温度（达到52℃），又使破乳剂得到循环利用。

通过采取上述措施，合理地调整5 000m3沉降罐的油水界面，及时地分析罐内油水界面和含水率的变化，可保证沉降效果，使顶部溢流原油含水率始终保持在0.5%以下。密切监测净化油罐的底水变化，保证原油脱水的效果。

新民联合站集输日处理量3 714m3，年实际破乳剂用量12 t，年费用12万元，3台电脱水器年耗电量42×104kW·h，每千瓦时电价格按0.45元计算，年费用18.9万元，年脱水成本30.9万元。