新技术在常减压装置中的应用—Agar电脱盐界位控制系统

梁泽涛，王雪莲，范振鲁，韩 冰

（中国石油工程建设公司华东设计分公司, 山东 青岛 266071）

工艺与装备

新技术在常减压装置中的应用—Agar电脱盐界位控制系统

梁泽涛，王雪莲，范振鲁，韩 冰

（中国石油工程建设公司华东设计分公司, 山东 青岛 266071）

电脱盐罐内油水界位的控制，对电脱盐罐的平稳运行具有重要的意义。简要介绍了 Agar电脱盐罐界位控制系统结构及原理，同目前使用控制系统做了对比。结果表明，在电脱盐罐上采用 Agar界位控制系统，可以优化液位控制，减少原油带水及排水含油的发生，降低污水处理的难度，有利于节能减排。

电脱盐罐；Agar界位控制系统；节能减排

常减压蒸馏装置中电脱盐系统的主要职能是去除原油中的无机氯和其他水溶性化合物。然而，随着环保要求的日益严格，炼厂对电脱盐系统含盐污水的组成及性质的关注度也日益提高，脱盐工艺的关注点不再限定于简单的除盐和脱水。另一个关键的问题是脱盐系统多大程度增加了污水处理系统中污油和其它挥发性有机物的含量。

在电脱盐罐中，诸如罐体尺寸、栅极高度、和进/出料口等结构参数都是固定的。最重要的剩余变量只有界面条件和界面位置，控制一个良好的界面位置，就可以保证电脱盐罐底部排水的质量[1]。事实上，优化界面控制已被证实对电脱盐系统油和水的质量都具有很大影响。油水界位过低易造成切水带油，较高的界位可使弱电场场强得到加强，油水界位过高易造成电脱盐罐跳闸，影响后续塔的稳定性[1]。这就对电脱盐罐界位控制仪表提出了更高的要求。目前电脱盐系统普遍应用的界位控制系统是一套射频导纳界位仪加一套双法兰差压界位仪，也有炼厂采用两套射频导纳界位仪。

1 双法兰差压界位仪

双法兰差压界位仪是根据两种介质密度的不同，将压力差同界位相对应。其原理示意图如图1。

图1 双法兰差压液位计示意图Fig.1 Principle of double-flag interface indicator

根据△P=g2×h+g1×（H-h）-g3×h可以看出，差压 与罐内界位h成正比。如果两种介质的密度相近，双法兰界位仪的应用就会受到限制，而电脱盐系统中原油同水的密度就是差别不大，有的重质原油的密度几乎与水相同，这就影响界位仪的灵敏度。另外，原油同水的乳化液是一个过渡区，没有明显分界，也影响界位准确性，如果乳化严重，电脱盐排水中含油会较多，对污水处理影响有很大影响[2,3]。

2 射频导纳界位仪

射频导纳界位控制技术是一种从电容式液位控制技术发展起来的，防挂料、更可靠、更准确、适用性更广的液位控制技术。“射频导纳”中“导纳”的含义为电学中阻抗的倒数，它由阻性成分、容性成分、感性成分综合而成，而“射频”即高频，所以射频导纳技术可以理解为用高频测量导纳。由电子线路产生一个小功率射频信号于探头上，探头作为敏感原件，将来自界位介电常数引起的信号变化反馈给电子线路，经过处理后输出一个连续的电信号值，将电信号值与界位相关联，即可实现对界位的连续测量。射频导纳液位计的准确性主要取决于两种介电常数的差值，而且，只有ε1和ε2的恒定才能保证液位测量准确。但电脱盐罐中，由于乳化层的存在，以及不同乳化程度影响，射频导纳液位仪也同样难以准确确定界位，乳化严重时，排水含油也比较严重[4]。

3 Agar电脱盐罐界位控制系统

Agar界位控制系统在原油罐区、污水处理等场合应用较多，用于控制界位，在国外炼厂的电脱盐单元也有广泛应用。在我院设计的某500万t/a常压蒸馏装置中，也采用了此系统。其原理图如图2所示。

图2 Agar界位系统原理示意图Fig.2 Principle of Agar interface control system

Agar界位系统采用“短波吸收法”原理。通过探针将衡幅、稳频的短波发射到介质中，根据油中含水量的不同，介质吸收的能量不同，探针将这个因原油含水量不同而引起吸收的波能量不同的信号传送到监测器，经处理后输出一个随油中水含量而变化的标准4～20 mA电信号，这些信号与脱盐罐内每个探测器所在位置的水浓度百分数成正比，能够直接、精确、连续的显示出这一液面的油中水含量，指示出乳化层位置。

该系统由至少两个或者最多 4个探针组成：3个在罐内工作，一个装在原油进料线上。1#探针控制脱盐排水出口阀，此探测器的优点是能够测量水中很微量的含油，其设定值是含水量80%。当测量含水高于80%时，就调节排水阀稍微开大，增加排水量，当测量含水低于80%时，调节排水阀稍关，这样就可以保证距罐底几英尺以上位置水含量占很高（非稳定）百分比。使得水相中的悬浮油得到分离，可以起到阻止原油混入电脱盐排水的功能。

2#探针监控最下层电极板下大约12英寸处原油的水含量。给出一个实时的乳化层生长速率和程度的监测（根据1#探针的控制，乳化成长的方向一定是向上的）。其设定值是含水量 25%。当测量值高于25%时，说明原油乳化严重，调节破乳剂注入阀增大开度，提高注入量。当测量值小于25%时，说明乳化不严重，可调节破乳剂阀关小。2#探针可以提供乳化成长预警，同时使得操作员有足够时间采取矫正措施，避免变压器跳闸。

3#探针是一个原油进料水含量在线监控仪，它通常被安装在尽可能远离脱盐罐的上游（通常在罐区或者罐区附近的位置）。该探针对原油进料含水量及污染性提前预警，避免由于倒罐或者污油窜罐引起的失常。其设定值是原油含水量12%，当含水量大于12%时就会报警，同时调节注水阀关小，如果测量值小于12%，可适当增大注水量，达到脱盐脱水效果。当然，以上探针的设定值，可根据不同原油及操作参数进行修订。

4#探针监控探针下面水相的状况，在不易分离或者对电脱盐排水状况有威胁的悬油出现时报警。这个系统在低质洗涤水(比如脱硫酸性水或者纯酸性水)被使用且会紊乱分离工艺并形成稳定的水包油乳状液情况下具有特别价值[5]。

4 结 论

Agar界位控制系统主要有以下几个特点：

（1）电脱盐排水含油被大大减少或者彻底避免，既有利环境又有经济效益。

（2）给操作工提供了电脱盐罐中油相和水相乳化情况的实时“晴雨表”。

（3）紊乱可以在下游装置觉察到影响之前很早的时候被探测到，而且报警信号可以提供自动紊乱应对方案，例如增加或者启动化学剂的添加。

［1］ 聂剑飞，李存玉. 提高电脱盐合格率的讨论[J]. 广州化工, 2010, 38（2）：106-109.

［2］ 侯跃岭，周丽君. 电脱盐界位测量的改进[J]. 内蒙古石油化工, 25：87-89.

［3］ 王建村,陈建国. 改进取压方式实现电脱盐界位自动控制[J]. 炼油化工自动化,1995. (4)：15-16.

［4］王永利. 电脱盐界位测量改造[J]. 石油化工自动化, 2009, 4： 81-82.

Application of New Technology in Crude Distillation Unit—Agar Desalter Interface Control System

LIANG Ze-tao，WANG Xue-lian，FAN Zhen-lu，HAN Bing
（CPECC East-China Design Branch，Shandong Qingdao 266071，China）

The controlling interface between oil and water in the desalter has great meaning for stable operation. In this paper, structure and principle of Agar desalter interface control system were introduced and compared with traditional control system. The results show that the application of Agar system can optimize the interface control and reduce water content in the desalted oil or oil content in the effluent, which is beneficial to energy saving and emission reduction.

Desalter; Agar desalter interface control system; Energy saving and emission reduction

TE 624.1

A

1671-0460（2012）01-0078-02

2011-08-22

梁泽涛（1982-），男，山东青岛人，工程师，硕士，2008年毕业于中国石油大学（华东）化学工艺专业，从事炼油设计工作。E-mail：liangzetao@cnpccei.cn，电话：0532-80950762。