聯(lián)合站原油脫水處理工藝技術的應用

田大志 包含冰 馬亮

【摘 要】原油中所含的大量水、泥沙、雜質等對原油脫水處理系統(tǒng)運行非常不利，對原油進行脫水處理的效果，對于油田集輸系統(tǒng)來說非常重要。在原油的集輸脫水處理工藝中，存在不少因素，影響脫水處理的效果。本文分析了影響原油脫水處理工藝運行的因素，闡述了原油脫水處理工藝技術的具體應用。

【關鍵詞】聯(lián)合站；原油脫水；處理；工藝技術；應用

原油生產過程中，收集原油、處理原油與運輸原油的過程即為原油的集輸。進行脫水處理的原因在于原油當中的水含有泥沙以及機械雜質等，在煉制原油以及集輸原油時，這些雜質將會增大體積流量，同時也會降低利用管路以及設備的效率。為使集輸原油效率得以提高，進行脫水處理是一項不可缺少的工作。

一、聯(lián)合站原油脫水工藝原理分析

在原油運輸過程當中，原油和其中的水之間會出現(xiàn)碰撞、剪切等狀況，此外，一些雜質也會吸附在原油和水之間的界面上，這就使得包水型的乳狀液體中的水滴帶電，一般是帶正電。在靜電的引力的作用下，帶有靜電的水滴會吸附周圍與其帶有相反電荷的離子。這時，反離子就會出現(xiàn)兩種趨勢，一種是由于它本身的熱力運動，而呈現(xiàn)離開水滴向四周擴散的趨勢，一種是它受到電位離子的吸引而靠近周圍的水滴。在這兩種趨勢的牽引下，反離子就會自動劃分成兩部分：一部分是受電位離子的吸引，反離子會被束縛在水滴的四周，進而會與電位離子構成一個吸附層；一部分是反離子會向外擴散，從而形成一個擴散層。乳狀液的雙電層也就是由這兩部分構成，即擴散層和吸附層。它們對乳狀液體的穩(wěn)定性有著非常重要的意義。

在原油中，原油中的水分基本可以把其中所含的鹽類溶解掉，因而水和原有也就形成了較為穩(wěn)定的乳狀液。這也就是說，原有脫水的過程也就是原油脫鹽的過程，這兩個過程是同步進行的。因此，我們可以看出，原有脫水的核心問題是破乳的問題，而原油脫鹽的核心問題是脫水問題。這也就說，無論是脫鹽還是脫水，其關鍵在于原油的破乳。

原油的脫水需按照一定的工藝進行：首先，需要我們采取各種有效的方法降低油水界面的電位，進而把油水的雙電層結構破壞掉，是油水界面的膜破裂，也就是破乳；其次，當油水界面的膜破裂后，油膜中會釋放出大量的小水滴，隨著熱運動或者是機械的攪拌，小水滴最終會聚結成為大水滴，大水滴與原油之間是有著密度差的，從而可以通過沉淀的方式與原油實現(xiàn)分離。原油的破乳、小水滴的聚結和大水滴的沉降也就構成了原油的脫水過程。

二、原油脫水技術及其應用

當前，原油的脫水技術有很多，主要的有超聲波法、微波輻射法和生物法等。筆者下面具體介紹這幾種方法。

（一）超聲波法

超聲波法可以在媒質中傳播彈性機械波，依靠超聲波振動以及熱作用，使原油中的離子聚集。機械振動和熱作用有兩方面的作用，一方面它們可以將原油的聲能轉化為熱能，從而降低原油的粘稠度；另一方面它們可以是使油水界面的溫度不斷升高，從而有助于膜的破裂。

超聲波被廣泛應用于高含鹽的原油脫水，效果非常地顯著。當前，在我國的原油脫水工作中，已經(jīng)成功運用了超聲波破乳法。與之間的破乳工藝相比，這種破乳方法不僅性能更加可靠，而且破乳的效果更加明顯。

（二）微波輻射法

微波輻射實際上一個能量的損耗過程，是電磁場能量的損耗過程。在不同的微波電磁場中，由于熱效應的不同，可以對原油進行選擇性加熱。我們知道，在原油中，水分子的介電常數(shù)高于油水界面的油分子，因此水滴吸收微波能量之后會自動膨脹，界面膜因受到壓力作用而變薄。同時，在微波場的作用下，水分子和油水面膜會高速旋轉，從而導雙電層結構的破壞。

原油的脫水受多種因素的影響，其含水率也是一個重要因素。一般情況下，含水率越高，則原油的脫水也就越容易；反之，則脫水越困難。因此，微波輻射法適用于含水率較高的原油脫水。

此外，原油的脫水新方法還有生物法和磁處理法等。

三、聯(lián)合站原油脫水處理工藝與技術的應用

（一）科學選擇破乳劑

破乳劑的篩選是原油集輸脫水處理工藝的核心，化學脫水技術及其使用效果受到溫度、時間等各種條件的限制，所以，在使用破乳劑時，要建立完善的管理制度，規(guī)定工作人員要嚴格按照規(guī)定使用破乳劑，既要做好藥量跟蹤，更要按照科學標準、科學手法來合理使用破乳劑，不得隨意變換藥物，更不能隨意增減藥量。

（二）合理控制藥濃度

端點加藥即在各個集油直線的端點添加、使用破乳劑的方法，這種方法不但可以提高原油集輸脫水效率，還能有效降低加藥成本，為低溫脫水創(chuàng)造了條件。低溫脫水要求根據(jù)各個計量站的變化情況來確定加藥濃度，濃度的把握需要通過精確的計算來把握。

（三）積極處理落地油

落地油乃是從蒸發(fā)廠房或者污水罐中、井場回收回來的灑落油。落地油由于露天存在，其中摻雜了大量雜質，既有水、泥沙，還有垃圾等其他雜物，因此乳化嚴重、脫水困難，但是落地油拋棄了太浪費，直接處理代價較高，所以，在常溫條件下進行單獨的落地油脫水處理，就成為處理落地油的有效措施。一般來說，其處理流程如下，將每天回收的落地油存放在單獨的存儲罐里，存放到一定的量后，就在存儲罐里加熱處理，等到排水合格后，再放入凈化油罐進行處理，這樣既能為低溫脫水做好準備，又能避免落地油給整個工作系統(tǒng)設備造成不必要的損害。

（四）改進原油集輸工藝流程

建立原油脫水的預分離流程、完善不合理的脫水流程，是原油集輸脫水流程改造的兩個方面。預分離流程是將各個轉接站的油水分別輸送、脫水處理的流程，其中，流程的關鍵環(huán)節(jié)是解決脫水泵的問題，常用的方法是利用三相分離器來進行脫水。原油脫水流程的完善實質上是將不合格的原油進行二次處理直至可以松緊凈化罐。就目前國內原油脫水工藝發(fā)展狀況來說，完善原油流程的措施主要有電脫處理法和加溫沉降法兩種。

（五）重視原油冬季生產優(yōu)化

溫度是制約原油集輸脫水的重要因素，一旦溫度低于臨界溫度，原油的脫水效果會受到極大影響，甚至會嚴重惡化并影響全局進展。以我國東北地區(qū)的石油生產為例，東北地區(qū)冬季天寒地凍，凍土層有時厚達兩米以上，在這樣的環(huán)境中工作，原油在管道運輸過程中會大幅度降熱，導致原油溫度減低，這樣當其進入處理系統(tǒng)后，由于溫度過低，必須進行升溫處理方能保證良好的脫水效果。我國大部分地區(qū)地處溫帶，冬季干燥寒冷，因此，為了保證原油正常的脫水效果，在冬季最好采用一定的加熱措施進行原油處理。目前常用的加熱方法是通過二級沉降罐加熱，以便讓原油溫度保持最佳脫水效果溫度。

（六）不斷優(yōu)化原油脫水處理工藝

國內很多地方的原油脫水處理工藝存在著原油輸油量低、運輸過程中降溫過大、原油在筒壁黏著嚴重、設施老化等現(xiàn)象，這些現(xiàn)象不但加大了運輸成本，還存在著諸多安全隱患。建立安全可行的優(yōu)化管理制度，采取強有力的優(yōu)化措施，不斷改善原油脫水內外輸送系統(tǒng)的熱力條件，為正常生產提供有力保證，是解決設施老化和安全隱患的有效措施。因此，石油生產系統(tǒng)要及時調整優(yōu)化思路，不斷提高優(yōu)化手段，系統(tǒng)調節(jié)原油的集輸、脫水、外輸環(huán)節(jié)的承載和工作能力，以實現(xiàn)經(jīng)濟效益和技術的良好結合。

四、結束語

原油脫水處理工藝和技術的應用在原油集輸上發(fā)揮著極大的作用。生產過程中，對原油脫水處理工藝和技術的研究和改進有著重大的實際意義。集輸系統(tǒng)要加大先進技術對脫水工藝有效優(yōu)化的力度，不斷提高原油集輸脫水處理工藝的質量和效率。

【參考文獻】

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