常减压装置原油脱盐脱水实际效果分析
作者： 雷龙梅
| (石大科技集团有限公司,山东东营 257062) 摘 要：文通过数据采集，分析比较了多家炼油企业常减压装置原油脱盐脱水的实际效果，从原油中盐、水的存在形式及原油电脱盐脱水的原理着手，分析了原油脱盐脱水实际效果差的原因。 关键词：原油脱盐脱水 电脱盐脱水 原油含盐含水的主要危害有以下四个方面：（1）增加储运、加工设备的负荷，增加动力、热能和冷却水的消耗；（2）影响常减压蒸馏的正常操作，易引起冲塔、堵塞管路、烧穿管壁等操作事故；（3）腐蚀设备，缩短开工周期；（4）毒害催化剂，影响二次加工原料及产品质量。因此，原油进入炼油厂后，必须先进行脱盐脱水。 但由于原油深度加工和装置生产周期的延长，以及原油性质的劣质和原油加工种类的频繁变化，势必引起电脱盐操作难度加大，使得炼油厂目前的电脱盐工艺优化技术明显滞后，不能很好地适应当前原油加工的需要。本文就原油电脱盐脱水效果的影响因素进行了分析。 1.原油中盐和水的来源 根据现代油气生成理论，由于石油的来源及所处的环境，被开采出来后，原油中不可避免的含有大量的盐类和水。原油中的盐类大部分为水溶性的无机盐，主要为NaCl、MgCl2、CaCl2等，也有一部分有机酸盐，如Ca、Fe、Ni、V的有机酸盐。原油中的水主要来源于两个方面，一方面是原油本身含水；另一方面是原油在运输、加工过程中带入的水，其中以原油本身含水为主。 2.原油中盐、水的存在形式 原油中的盐类主要以碱金属和碱土金属盐的形式存在。一般认为原油中碱金属和碱土金属是以无机盐的形式富集在原油所含的水中，也有一小部分以被油包裹的结晶状微粒悬浮在油中或是以最大颗粒的无机矿物杂质存在于油中。另外，原油中还存在部分非水溶性的盐类，主要是一些有机酸与金属离子形成的盐。原油中的水主要有三种存在形式：一是悬浮水，水在油中呈悬浮状态，可以用加热沉降的方法分离除去；二是乳化水，在原油开采、加工、精制过程中，由于剧烈搅动以及原油本身就有乳化剂的存在，形成油包水型（W/O）的乳状液，它比较稳定，必须用特殊的脱水方法才能除去，也有极个别的原油是形成水包油型（O/W）的乳状液；三是溶解水，水以分子状态存在于烃类化合物分子之间，成均相状态。 3.原油电脱盐脱水的原理 原油中的盐类大都溶于原油所含的水中，而水与油形成了稳定的油包水型的乳状液。因而，原油的脱盐关键在于脱水，脱水的关键在于破乳。脱盐和脱水同步进行，其过程是向原油中注入部分含氯低的新鲜水，以溶解原油中的结晶盐类，并稀释原有盐水，形成新的乳状液，然后再利用电场，使微小的水滴聚集成较大的水滴，因密度差异，借助重力水滴从油中沉降、分离，从而达到脱盐脱水的目的。 原油中电脱盐脱水中，电场主要用来起破乳作用，使水滴快速聚结，提高脱水效率，破乳剂及提高温度也起同样的作用，在这几方面，脱盐脱水的研究取得了很好的成果，工业应用也非常成功。 4.国内部分电脱盐脱装置的脱水脱盐数据分析 如果按加入的水完全与原油中的水混合，盐全部溶解且达到平衡状态，并去除处于平衡状态的水，则原油的脱盐脱水就不是什么问题了，而实际情况远非如此，图1为国内11个炼油厂电脱盐脱水的实际情况与理论值的对比，从图中可以看出，电脱盐脱水的实际值远远高于理论值，造成这一结果的原因目前研究的还很不够。(网页中图略) 从理论上分析目前的脱盐脱水工艺条件，我们可以得到一些启示，假定原油含水在脱前脱后及二级脱后都是0.1%，原油中Nacl的质量浓度为50mg/l,所用水中Nacl的质量浓度为50mg/L， 加入水量每级为5%，盐在水中全部溶解并达到平衡时，则一级脱后原油中Nacl的质量浓度为1.05mg/L，二级脱后Nacl的质量浓度为0.07mg/L，以上是一般工厂都能达到的工艺条件，但是实际情况和理论值之间相差如此之大。 石油加工单位为了防腐，在电脱盐、脱水过程中加入了脱钙、脱镁助剂来强化脱盐，虽然起到一定的效果，但也不是很理想，原因是对脱盐机理的研究较少。根据以上分析，脱盐效果与以下几个因素有关： （1）原油中盐的结构类型，是否可以用水洗的方法去掉，也就是盐在水中的溶解度； （2）原油中盐在水滴中的分布； （3）原油脱水过程中，原油中的水或盐与加入水中的破乳混合状态，即是否充分混合均匀； （4）原油与水的混合强度是否合适。 表1是某厂2002年2月5日和7日两天的分析数据。由表1可以看出，原油经电脱盐后含盐量降低很小，与理论值相差很大。尽管装置的脱盐脱水有一定效果，但从装置运行分析效果看，电装置基本上没有发挥应有的作用。电脱盐一级脱后水的含盐，基本上与理论值一致，而二级脱水后水的含盐，与理论值相差很大，其原因有待进一步研究。 表1电脱盐脱水数据 该厂二级电脱盐基本不起作用，这一问题引起的直接后果是该厂常压塔空冷器严重腐蚀，正常情况下常压塔空冷器周期为10年以上，该厂一般为2年左右，严重影响了正常生产。 5.结论 从以上分析可以看出，电脱盐装置运行效果与理论值有一定差距，是各炼油厂普遍存在的问题，其根本原因如以上的讨论的，进行深入研究报道的很少，因此没有好的解决方式，只有通过增加级数的方式。增加级数尽管能起到一定的效果，但脱盐效果并不理想。 参考文献: [1] 张青等.原油脱钙技术现状及展望. 石油化工动态，1999（7）,42-44 [2].刘灿刚等. 原油中钙存在状态的研究.石油化工 2000（11）,840-866 [3] 李发永等.高含盐原油的脱钙及其机理研究. 石油炼制与化工,2000（12）31,41-44 |