加工流花原油电脱盐系统操作优化

应列平

摘要：电脱盐装置在加工某些特定性质原油时，需要对装置的一些工艺参数做出相应的调整，以满足装置安全平稳运行的要求。本文针对某装置电脱盐装置在加工流花原油时所遇到问题以及对部分参数进行调整后的实际效果做了详细的分析。得到在GEZW2021破乳剂用量为15ppm，注水量为4%，温度为130℃，一、二级电场强度分别为19kV、16kV，停留时间30min的条件下，脱盐率最高接近90%的结果，为加工流花原油积累了宝贵经验。

Abstract： When processing certain crude oils of specific nature with the electric desalination device， it is necessary to adjust the process parameters of the device to meet the requirements of safe and stable operation of the device. In this paper， a detailed analysis is made on the problems encountered in the processing of Liuhua crude oil in a device's electric desalination device and the actual effects after adjusting some parameters. The result is that the desiccation rate of the GEZW2021 demulsifier is 15ppm， the water injection is 4%， the temperature is 130°C， the first and second electric field strengths are 19kV， 16kV and the residence time is 30min. The desalination rate is close to 90%， which has accumulated valuable experience for Liuhua crude oil.

关键词：流花原油;电脱盐;优化

Key words： Liuhua crude oil;electric desalination;optimization

0  引言

某公司225万吨/年沥青装置，采用常减压-减粘联合工艺，设计选用原料油为绥中36-1、曹妃甸和西江原油，但是由于上述原油产量不稳定，无法满足装置长期加工的需要。从公司的效益出发，掺炼或单炼流花、蓬莱19-3、胜利等高酸、高氯原油。

1  装置概况

电脱盐设备原油加工能力6Mt/a，年开工8400h，装置操作弹性为60～110%。两级电脱盐均采用了某公司交直流电脱盐技术，罐体规格Φ5m×28m，利用进油分配管和倒槽式进油分配器。脱后盐含量设计值为3mg/L，实际操作含盐按4.5mg/L控制。

2009年3月一次开车成功，但脱后含盐量除少数原油外很难达到设计要求。2010年7月，在保持原有极板基础上对一级电脱盐罐增加了高频变压器和二级极板，并于2010年10月开始投用。对投用前后的化验数据进行分析比对，平均脱盐率提高了6.24%，但流花原油脱后含盐仍超出5mg/L的内控指标。且该装置在加工流花原油期间装置电脱盐系统全部紊乱，石脑油出现发黑现象。

因此，如何在加工流花原油时，最大程度的保证常减压装置、特别是电脱盐系统的安全平稳高效运行就成为一个急需解决的问题。

2  原油性质

流花原油为南海东部的一种低硫重质高酸值中间基原油，其残炭、酸值高、密度大、凝点低。与其它重质油相比，除盐含量以外无显著异常。该装置近年加工的主要原油性质对比，见表1。高酸重质原油乳化后易生成顽固乳化液，可能是导致原油脱盐困难的原因之一。

3  加工流花原油期间电脱盐系统操作优化情况

3.1 破乳剂的选型

由于原油性质的差异所需破乳剂型号各不相同，具体见表2。根据脱盐率指标，GEZW2021对该原油破乳效果较好，故本实验选择其作为该原油破乳剂。

3.2 破乳剂注入量对电脱盐效果的影响

在温度为130℃，注水量为4%，一、二级电场强度分别为19kV、16kV，一、二级电脱盐罐油水界面均为50%，停留时间为30min，一、二级电脱盐罐油水界面均为50%，一、二级混合压差分别为50kPa、120kPa，破乳剂选用GEZW2021，其注入量跟脱盐效果的关系（见图1）。由图1可知，破乳剂注入量15ppm以内，其注入量与脱盐率成正比。当破乳剂用量大于15ppm时，由于界面张力不再降低，并可能产生反乳化现象而使脱盐效果变差[1]。当破乳剂用量为15ppm时，脱盐效果最好，故选择为此条件下最佳破乳剂用量。

3.3 一、二级电脱混合强度对脱盐效率的影响

脱前温度135℃，注水量为4%，破乳剂选用GEZW2021用量为15ppm，一、二级电场强度分别为19kV、16kV，一、二级电脱盐罐油水界面均为50%，停留时间为30min，二级混合压差为120kPa的条件下，将一级混合压差分别设定为50kPa、100kPa、150kPa，以检验混合压差调整后对电脱盐效果的影响见表3。由表3可知，当一级混合压差提高后，造成原油机械乳化，脱盐效果变差。一级混合強度50kPa时脱盐效果较好，故选择其为此条件下最佳一级混合压差。

3.4 注水量对电脱盐效果的影响

在温度为130℃，破乳剂选用GEZW2021用量为15ppm，一、二级电场强度分别为19kV、16kV，一、二级电脱盐罐油水界面均为50%，停留时间为30min，二级混合压差为120kPa的条件下，注水量对电脱盐效果的影响见图2。由图2可知，随着注水量的增加，原油中盐含量呈先减小后增大的趋势。由偶极聚结力机理见式（1）可知，由于F与（r/l）4成正比，故当r越大l越小时，F就越大。所以在一定范围内增加注水量，可提高脱盐效果;但注水量过多，电导率增加，能耗上升，处理量随之降低[2]。因此在上述条件下适宜的注水量为4%。

4  分析方法

目前原油中盐含量的检查方法，即：滴定法和电导法。滴定法分为ASTM D6470和SY/T 0536， SY/T 0536为中国石油行业标准方法。电导法主要为ASTM D3230[3]。其中SY/T 0536操作简单，结果偏差小而被大量采用。

5  其他优化情况

5.1 在罐区对流花原油进行预处理

在罐区对流花原油加破乳剂以及提高储罐温度来进行油水沉降、分离，同时降低原油的含盐量、油泥含量，从而改善了流花原油品质。罐区低温预处理后，储罐中的流花原油含水、含盐量以及油泥含量都有较大程度的降低，也基本达到了装置掺炼流花原油的最低要求。通过进一步延长原油罐区沉降时间，将罐底劣质油品倒入重污罐进一步加温脱水处理，使流花原油达到装置单炼的基础条件。

5.2 常、减顶污水情况

装置在加工流花原油时，常、减顶腐蚀数据显示腐蚀严重，常顶铁离子含量达到了6mg/L，常、减顶氯离子含量分别达到了450、300Amg/L，严重影响着装置的长周期运行。为了改善塔顶防腐效果，对各防腐药剂注入情况进行优化调整：其中缓蚀剂由2.0ppm提升至2.3ppm，中和胺由16ppm提升至19ppm，碱液配制浓度仍按0.3%注入。目前装置在单炼流花原油期间，常、减顶污水铁离子含量均能控制在≯1mg/L、≯10mg/L的指標范围内，但是氯离子含量依然超标，未见有下降趋势，而氯离子含量偏高对装置的安、稳、长周期运行埋下较大的隐患。

6  结论

①GEZW2021破乳剂对流花原油效果最好。

②GEZW2021破乳剂注入量15ppm，电脱注水量4%，进罐温度135℃，一、二级电场强度分别为19kV、16kV，停留时间30min的条件下，脱盐率最高接近90%，但脱盐后原油中盐质量浓度仍达不到4.5mg/L内控指标，因此在今后加工流花原油时，仍需对电脱盐的各工艺参数进行优化调整，以便得到最佳的脱盐效果。

③在罐区对流花原油进行加破乳剂、提高储罐温度、延长沉降时间等预处理方法，极大的降低了装置加工难度，值得借鉴和推广。

参考文献：

[1]乔建江，詹敏，张一安，等.乳化原油的破乳机理研究[J].石油学报（石油加工），1999，15（2）：1-5.

[2]郑盟主，李泓，李东胜，李晓鸥.高酸超稠原油电脱盐工艺条件优化[J].炼油技术与工程，2014，44（4）：1-4.

[3]李彬，杨森，原油性质变化与电脱盐装置操作条件优化[J].炼制技术与工程，2008，13（7）：1-2.