用于高含水高含鹽原油的破乳劑的實驗室篩選與評價

吳 倩，戴澤青，葛圣才

(金浦新材料股份有限公司，江蘇 南京 210047)

隨著很多油田進入開發(fā)后期，強化采油措施的采用也是越來越普遍，開采過程中經(jīng)常采取注水及加入化學(xué)驅(qū)油劑等措施，這使得原油的含鹽量含水量越來越高，且原油乳化現(xiàn)象日趨嚴重。即使在原油的儲運過程中添加原油預(yù)處理劑，進入煉廠的原油依然存在含鹽高、含水高及其他雜質(zhì)多的情況。這對煉廠的常減壓蒸餾裝置或者是常減壓催化聯(lián)合裝置都會有巨大影響。

常減壓蒸餾是石油加工中第一道必不可少的工序，原油電脫鹽又是常減壓蒸餾裝置的第一道工序。通過電脫鹽，可以將原油中的鹽和水分脫除，從而緩解鹽在三塔頂水解后對設(shè)備的腐蝕，并為下游裝置提供優(yōu)質(zhì)原料。

電脫鹽操作的好壞，對裝置的安全生產(chǎn)都會產(chǎn)生影響。電脫鹽的最終脫鹽效果會對原油加工企業(yè)的經(jīng)濟利潤以及產(chǎn)品質(zhì)量、安全生產(chǎn)造成一定的影響。當前的高含鹽、高含水原油的脫鹽效果不非常理想，其普遍呈現(xiàn)最終產(chǎn)品含鹽、含水量超標，脫鹽罐內(nèi)的乳化層過厚，乳化現(xiàn)象較為泛濫。同時，油水界面渾濁不清，導(dǎo)致脫水、脫鹽效果不理想，脫后原油的鹽水含量超標，電脫鹽排水中帶油嚴重。

如果經(jīng)過脫鹽工序之后，原油當中仍然有較高的含鹽量，將使三塔頂腐蝕加劇，三頂Fe2+明顯上升，同時會對后續(xù)的多個加工設(shè)備造成一定的腐蝕影響，還導(dǎo)致原油換熱器結(jié)垢加熱爐結(jié)焦，從而嚴重影響企業(yè)的經(jīng)濟利益。在脫水工序之后，原油中仍含較高水分時，將提高蒸餾環(huán)節(jié)的能源消耗。對此，有效的提升高含鹽高含水原油的脫鹽效果既能夠提升產(chǎn)品質(zhì)量，還能夠保護相關(guān)設(shè)備的安全，而電脫鹽排水含油現(xiàn)象嚴重提了升污油回收以及環(huán)保的壓力[1-4]。

本文參考各大石化煉廠的常減壓裝置的操作條件，篩選并評價出了適用于高含水高含鹽原油的破乳劑，能有效提高原油的脫鹽率和脫水率。

1 實驗部分

1.1 實驗儀器及原料

1.1.1 實驗儀器

(1) DPY-2E破乳劑及電脫鹽性能測試儀，江蘇姜堰市分析儀器廠；(2) PHILIPS HR1704型攪拌機，飛利浦有限公司；(3) LC-6鹽含量測定儀，江蘇姜堰市分析儀器廠；(4) XW-80A旋渦混合器，上海醫(yī)科大學(xué)儀器廠；(5) 80-2離心機，上海手術(shù)器械廠；(6) 5mL具塞錐形試管。

1.1.2 實驗原料

脫前原油，某石化煉廠提供；破乳劑，自制；去離子水。

1.2 實驗步驟

本試驗確定以電場法進行篩選和評價，具體步驟如下：取油樣放入70～90℃的恒溫水浴中，保溫預(yù)熱1 h，倒入到高速混合器(PHILIPS HR1704型攪拌機)，加入一定量的水，通過控制攪拌速度和攪拌時間調(diào)節(jié)乳化強度，轉(zhuǎn)速從2000～15000 r/min，攪拌時間為3～9s。將混合好的油樣倒入電脫鹽罐中，再把預(yù)先配制好的破乳劑樣品分別加入電脫鹽罐。待破乳劑及電脫鹽性能測試儀溫度升到試驗溫度后，將電脫鹽罐放入加熱槽中蓋上蓋子，啟動預(yù)熱開關(guān)，聽到蜂鳴聲后取出上下震蕩20次。將震蕩后電脫鹽罐重新放入加熱槽并蓋上蓋子，打開電源啟動工作按扭，進行低、高壓脫鹽。聽到結(jié)束提示音后，關(guān)掉電源開關(guān)，取出電脫鹽器。將取出的電脫鹽罐水冷至約60～70℃，打開下端微型開關(guān)放出水，并記錄出水量，然后放出脫鹽后原油進行分析。

1.3 電脫鹽條件的選擇

參考國內(nèi)各大煉廠的常減壓裝置的操作條件，電脫鹽的溫度為110～140℃，注水量為4%～8%，電脫鹽過程為二脫或三脫，破乳劑的加注根據(jù)所用破乳劑的不同，有不同的加入量和加入次數(shù)。電脫鹽過程的溫度不同脫鹽效果也不同，但是操作溫度受裝置設(shè)計和能源負荷的影響，不能一味追求高溫。根據(jù)各原油性質(zhì)的不同合理選擇注水量，含鹽量高的原油最好進行三脫。破乳劑的種類和加注量根據(jù)破乳效果進行調(diào)整。

2 結(jié)果與討論

按以下操作條件進行實驗室靜態(tài)電脫鹽試驗，電脫鹽的溫度為110、120、130、140℃，注水量為6%，電脫鹽過程為三脫，破乳劑僅在一脫過程中加入，加劑量為10ppm或16ppm[5]。然后將電脫鹽之后的原油進行鹽含量分析[6]。

2.1 不同溫度時電脫鹽評價實驗

根據(jù)各大煉廠的實際電脫鹽溫度，考察在110、120、130、140℃時的脫鹽脫水的不同(表1～4)。本實驗所用原油的脫前鹽含量為498.7mgNaCl/L，脫前原油含水為4.1%。

表1 電脫鹽實驗結(jié)果(110℃)Table 1 Result of the third electrycal desalting test(110℃)

表2 電脫鹽實驗結(jié)果(120℃)Table 2 Result of the third electrycal desalting test(120℃)

表3 電脫鹽實驗結(jié)果(130℃)Table 3 Result of the third electrycal desalting test(130℃)

表4 電脫鹽實驗結(jié)果(140℃)Table 4 Result of the third electrycal desalting test(140℃)

2.2 實驗室三次電脫鹽評價實驗

根據(jù)2.1的實驗結(jié)果，選擇電脫鹽溫度為130℃，在此溫度下脫鹽效果最好。

2.2.1 一次電脫鹽實驗

原油脫前鹽含量498.7 mgNaCl/L，脫前原油含水為4.1%。

注水量：6%(wt)；油水混合時間：6s；恒溫：130℃；弱電場：

350V/cm，3min；強電場：850V/cm，2min；沉降：15min。結(jié)果見表5。

表5 電脫鹽實驗結(jié)果Table 5 Result of the first electrycal desalting test

2.2.2 二次電脫鹽實驗

取2.2.1中加入破乳劑后的各脫后原油進行第二次電脫鹽實驗。

注水量：6%(wt)；油水混合時間：6s；恒溫：130℃；弱電場：350V/cm，3min；強電場：850V/cm，2min；沉降：15min。結(jié)果見表6。

表6 電脫鹽實驗結(jié)果Table 6 Result of the second electrycal desalting test

2.2.3 三次電脫鹽實驗

取2.2.2中加入破乳劑后的各脫后原油進行第三次電脫鹽實驗。

注水量：6%(wt)；油水混合時間：6s；恒溫：130℃；弱電場：350V/cm，3min；強電場：850V/cm，2min；沉降：15min。結(jié)果見表7。

表7 電脫鹽實驗結(jié)果Table 7 Result of the third electrycal desalting test

表7(續(xù))

2.3 實驗室電脫鹽評價實驗結(jié)果討論

2.3.1 破乳劑的選用及加劑量的影響

根據(jù)實驗可知道，對于高含鹽高含水的原油，在選用破乳劑時，既要考慮脫水效果又要考慮脫鹽率，必須選用破乳效果好脫鹽率高的破乳劑。適當加大破乳劑的加劑量可以提高破乳效果，增加出水量。但是在針對高含鹽量的原油，脫后原油的鹽含量的減少量跟破乳劑的增加量并不成正比。特別是在三脫過程中，破乳劑加劑量帶來的脫后鹽含量的差別很小。

2.3.2 電脫鹽溫度的影響

根據(jù)文獻記載及本文實驗結(jié)果，電脫鹽裝置的溫度，對脫鹽率有一定影響，可以適當?shù)奶岣唠娒擕}的溫度，但是電脫鹽溫度并不是越高越好，過高的電脫鹽溫度也會引起乳化。

3 結(jié)論

(1)高含鹽高含水的原油普遍存在一脫或二脫后原油鹽含量高的問題，增加電脫鹽的次數(shù)可以有效的提高脫鹽率。

(2)電脫鹽過程需要根據(jù)原油性質(zhì)選擇適當?shù)臏囟?，適當?shù)奶岣唠娒擕}溫度可以調(diào)高脫鹽率，但是電脫鹽溫度并不是越高越好，過高的電脫鹽溫度也會引起乳化。

(3)本單位的破乳劑BK-01、NS-87D、0502A、0503A等針對高含鹽高含水的原油，經(jīng)過三次脫鹽后原油鹽含量被有效的降低，并且出水清澈，界面齊整。