王 家，李五星

（中國石化洛陽石化分公司，河南洛陽471012）

電脫鹽裝置污水含油量超標(biāo)原因分析及解決措施

王 家，李五星

（中國石化洛陽石化分公司，河南洛陽471012）

由于大檢修后開工原油性質(zhì)變化較大，致使洛陽石化公司的電脫鹽裝置污水含油量超標(biāo)。通過對(duì)影響電脫鹽效率因素的分析，并對(duì)主要的影響參數(shù)進(jìn)行了調(diào)整，使裝置的污水含油量達(dá)標(biāo)，減小了對(duì)周邊環(huán)境的污染。

電脫鹽；污水；油水界面；混合強(qiáng)度

洛陽石化分公司原油電脫鹽裝置設(shè)計(jì)為2路3級(jí)交流電脫鹽，每臺(tái)罐上裝有3臺(tái)全阻抗變壓器，罐內(nèi)設(shè)3層水平極板，中間極板接電，上下層極板接地。電脫鹽罐污水匯總后經(jīng)過換熱器換熱，進(jìn)入下游裝置。

1 裝置加工原油的性質(zhì)

洛陽石化分公司加工的原油由多種組分混合而成，對(duì)工藝生產(chǎn)造成一定的難度。2016年1、2月，原油種類變化較大，見表1。

表1 2016年1、2月部分原油加工量

由表1可見，隨著原油種類的變化，加工量的波動(dòng)較大，對(duì)煉油加工造成困難，致使電脫鹽污水含油量超標(biāo)，2016年2月9日達(dá)到357 mg/L（指標(biāo)要求含油量應(yīng)不大于100 mg/L［1］）。為此進(jìn)行工藝調(diào)整，最終電脫鹽污水含油量達(dá)到合格要求。由于在2月份閃蒸系統(tǒng)加工塔河原油，種類及加工量沒有變化，其性質(zhì)穩(wěn)定，因此該月主要針對(duì)主流程系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。在1、2月份加工原油種類變化最大的為長慶原油、阿布扎庫穆原油及罕戈原油。這3種原油的主要性質(zhì)見表2。

表2 加工原油性質(zhì)

由表2可知，長慶原油的特點(diǎn)是密度低、粘度小、重金屬含量低，屬輕質(zhì)低硫石蠟基原油；罕戈原油歸屬含硫中間基原油；阿布扎庫穆原油的密度較小，鎳、釩含量較高，屬于中間基原油。

2 電脫鹽機(jī)理

95%原油屬于穩(wěn)定的油包水型乳化液，原油中的環(huán)烷酸、瀝青質(zhì)、膠質(zhì)等天然的乳化劑向油水界面移動(dòng)并引起油相表面張力降低，從而使該體系穩(wěn)定，隨著時(shí)間的延長及輸送過程中條件的影響，促使油水界面處的乳化膜變厚，增加了乳化液的穩(wěn)定性，這就加大了電脫鹽的難度。為了破壞這種穩(wěn)定的乳化液通常需要依靠化學(xué)物質(zhì)、電場以及重力多種因素的作用，最終使水滴聚結(jié)、沉降，達(dá)到油水分離的目的。

原油和水的密度差是沉降分離的推動(dòng)力，而分散介質(zhì)的粘度則是阻力。油和水互不相溶的液體的沉降分離，符合球形粒子在靜止流體中自由沉降的斯托克斯定律。重力沉降是分離油水的基本方法，原油中的含鹽水滴與油的密度不同，可以通過加熱、靜置使之沉降分離。

3 電脫鹽超標(biāo)原因分析

3.1 密度的影響

罕戈原油密度較大，長慶原油與阿布扎庫穆原油密度相當(dāng)。水在20℃時(shí)密度為998.2 kg·m-3，由該3種原油比較可知，油水密度差在2016年2月份變小。長慶原油與罕戈原油粘度都比阿布扎庫穆原油高。原油和水兩相的密度差是沉降分離的推動(dòng)力，而分散介質(zhì)的粘度則是阻力。水滴在油中的沉降速度遵循Stokes定律［2］，見（1）式：

u=（d2×△r×g）/（18×r×ρ油） （1）式中 u—沉降速度，m/s；d—水滴直徑，m；△r—油水比重差；r—原油粘度，m2/s；g—當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，m/s2，ρ油—原油密度，kg·m-3。

從（1）式可知，油水密度差變小，原油粘度變大，降低了水滴在原油中的沉降速度，對(duì)電脫鹽操作不利，影響了脫鹽效果。

3.2 原油鹽分組成的影響

由表2中原油氯鹽及金屬含量可知，罕戈原油中鎳含量及釩含量相對(duì)較高。金屬含量變大，很容易破壞催化劑及破乳劑的性能，增加電脫鹽乳化程度，易導(dǎo)致電脫鹽變壓器運(yùn)行情況變差，降低電脫鹽效果。并且乳化程度增加，需降低油水界位操作，增加了電脫鹽污水含油量［3］。

3.3 電脫鹽操作工藝參數(shù)的影響

3.3.1 破乳劑與助劑的選擇 破乳劑的作用是破壞油水界面乳化膜，減小水滴聚結(jié)阻力，加快油水分離速度。為了適應(yīng)不同性狀的原油，洛陽石化分公司在原油性狀發(fā)生較大變化時(shí)，提前篩選破乳劑。2016年2月主流程用破乳劑為洛陽市華工實(shí)業(yè)公司制造的FC9300破乳劑。而當(dāng)前電脫鹽污水含油量超標(biāo)說明目前使用的破乳劑的破乳性能可能較差，考慮篩選更為高效的新型油溶性破乳劑。針對(duì)原油金屬含量高的特點(diǎn)，可以輔助添加脫金屬助劑，提高電脫鹽效果。

3.3.2 電脫鹽溫度 溫度是影響原油電脫鹽的重要因素，溫度升高，原油粘度降低，油水密度差增加，油水界面張力減弱，熱運(yùn)動(dòng)加快，乳化水滴碰撞機(jī)會(huì)增加，促進(jìn)了水滴聚結(jié)沉降。但是脫鹽溫度升高，也會(huì)帶來負(fù)面效應(yīng)，由于油水界面減小，導(dǎo)致電分散加劇，電耗增加。對(duì)于水溶性破乳劑，在達(dá)到濁點(diǎn)溫度時(shí)，破乳作用急劇下降［4］。

為解決電脫鹽污水含油量超標(biāo)問題，適當(dāng)?shù)奶岣唠妷?，令罐?nèi)溫度提高5℃左右；在污水含油量合格后，為了保證裝置平穩(wěn)運(yùn)行，又下調(diào)溫度,在調(diào)整過程中，主流程電脫鹽罐平均溫度為133℃。

3.3.3 注水量及油水界面 注水的目的是為了洗滌和稀釋原油中的含鹽水滴，并在脫鹽罐中將含鹽水分離出去。油水界面控制平穩(wěn)，可以保證脫鹽操作穩(wěn)定。提高油水界面，可以延長含鹽水在罐中的停留時(shí)間，降低污水帶油量。但同時(shí)也降低了原油的停留時(shí)間。注水量不能過大，否則造成脫鹽罐內(nèi)水停留時(shí)間過短，影響油水分離［5］。過高界位會(huì)導(dǎo)致電脫鹽電極棒短路，造成電脫鹽罐內(nèi)溫度升高，過低的界位會(huì)影響脫鹽脫油效率。

（1）注水量。2016年2月6日電脫鹽污水含油過多后，注水量逐漸提高，見表3。

表3 電脫鹽注水量調(diào)整情況/（t·h-1）

為了保證污水合格，著重提高第三級(jí)電脫鹽罐注水量。3月份后原油性質(zhì)平穩(wěn)，電脫鹽污水含油合格，為了保證經(jīng)濟(jì)效益，在電脫鹽操作平穩(wěn)后又略微降低注水量。

（2）油水界面。為降低電脫鹽乳化程度，保證電脫鹽變壓器運(yùn)行正常，在污水含油量超標(biāo)后，適當(dāng)降低電脫鹽油水界面，見表4。

表4 電脫鹽油水界面調(diào)整情況/%

3.3.4 混合強(qiáng)度 混合強(qiáng)度反映了油水的混合程度，總體而言，混合強(qiáng)度越高，混合效果越好。但當(dāng)混合強(qiáng)度過高時(shí)，會(huì)使分散在油中水滴直徑變小，產(chǎn)生乳化現(xiàn)象，影響油水分離效果［6］。目前常減壓蒸餾裝置電脫鹽混合強(qiáng)度控制指標(biāo)值應(yīng)為20~150 kPa，經(jīng)驗(yàn)表明，壓差控制在80~100 kPa時(shí)電脫鹽效果最好［7］。在電脫鹽污水不合格時(shí)，均降低了三級(jí)電脫鹽罐混合壓差?？紤]一級(jí)電脫鹽罐原油性質(zhì)比二級(jí)、三級(jí)電脫鹽罐復(fù)雜，二級(jí)混合強(qiáng)度要比第一級(jí)略高控制，見表5。

表5 電脫鹽混合強(qiáng)度調(diào)整情況/kPa

4 實(shí)施效果

通過采取系列調(diào)整措施，收到了良好的效果，污水含油量變化見圖1。

從圖1可以看出，2016年2月6日電脫鹽污水含油開始超標(biāo)。2月9日達(dá)到最高峰，之后開始下降，說明調(diào)整得到了較好的效果。在2月下旬污水含油量有所波動(dòng)，進(jìn)入3月后，其含量已達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)，并且在較低含量下波動(dòng)。

圖1 裝置的污水含油量變化

5 結(jié)束語

降低電脫鹽裝置的污水含油量，需要從多方面綜合調(diào)整。在2016年2月份電脫鹽污水含油量超標(biāo)的情況下，主要對(duì)注水量、油水界面和混合強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)整。經(jīng)半個(gè)月的調(diào)整，電脫鹽裝置污水含油量達(dá)到合格指標(biāo)。減小了對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)也減小了對(duì)下游裝置的負(fù)荷，降低了下游裝置生產(chǎn)成本。

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Analysis of causes for waste water content of electric desalting unit exceeding standard and countermeasures

Wang Jia，Li Wuxing
（Sinopec Luoyang Petrochemical Company，Luoyang 471012，China）

Because the crude oil had large qualitative change after the overhaul and startup,the waste water content of electric desalting unit in Luoyang Petrochemical Company exceeded the standard.By analysis to the factors influencing electric desalting efficiency and adjustment to the main influencing factors,the waste water content of the unit reached the standard,and the pollution to the surrounding environment was decreased.

electric desalting;waste water;oil-water interface;mixing intensity

TE624.1

B

1671-4962（2017）01-0014-03

2016-11-09

王家，男，助理工程師，2015年畢業(yè)于遼寧石油化工大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)，現(xiàn)從事常減壓裝置生產(chǎn)操作工作。