集油站脱水工艺现状及改进措施

2012-11-14卢丽娟

石油化工应用 2012年3期

关键词：沉降罐外输输油

张娟，卢丽娟

（中国石油长庆油田分公司第六采油厂，陕西西安 710200）

集油站脱水工艺现状及改进措施

张娟，卢丽娟

（中国石油长庆油田分公司第六采油厂，陕西西安 710200）

原介绍了原油中水的存在形式、危害，阐述了原油乳状液的生成、稳定性及其破乳、脱水机理。并结合采油六厂宁定集油站目前生产实际对影响宁定集油站原油脱水的因素进行了详细分析，对现行的加药工艺提出改进，并针对污水的处理提出相关建议，使宁定集油站的运行系统更加合理，工艺更加完善。

原油；破乳；脱水；加药；沉降

世界各地的油田几乎都要经历含水开发期，自地下采出的原油往往都含有水。原油的产地不同，含水量各异，同一产地的原油，开采时间不同，其含水量也不同。总的来说，近年来，随着原油开采进入中后期，不得不采用大量注水和加化学药剂的办法提高采收率，采出的原油含盐、含水量大增。

原油中的水主要有两种存在形式：一是游离水，水在油中呈游离状态，可以用加热沉降的方法分离除去；二是乳化水，比较稳定，很难用沉降法分离，必须用特殊的脱水方法。

1 站况简介

宁定集油站位于陕西省定边县杨井镇，是采油六厂的重要集输站。该站承担着安边作业区、安五作业区原油进站计量、脱水、外输等工作，最大安全库存容量37600 m3。该站由中控系统、集输系统、加热系统、采出水处理、回注系统、配电系统组成。

主要设备有20000 m3储油罐两具，700 m3储油罐6具，200 m3除油罐1具，200 m3和100 m3的水罐各1具，CZHJ1250-Y/6.3-Y真空原油加热炉3台，FDYD80-50×12离心输油泵2台，理论排量为80 m3/h，FDYD120-60×10离心输油泵 1台，理论排量为120 m3/h，100-50×2倒罐泵1台，理论排量为100 m3/h，3125P-A5的柱塞泵2台，其理论流量为10.36 m3/h，YD60-50×2的卸油泵2台，理论排量为60 m3/h。

1.1 主要工艺流程

主要流程为：从宁三转、宁二转、卸油来油经过宁定集油站计量、加热、沉降罐脱水溢流至净化罐后外输至第三输油处，宁二来油也可直接进净化罐，胡一联和胡十二转来油可直接外输，也可进净化罐经处理后外输，其中宁二来油和胡一联来油进净化罐的管线为同一条。

1.2 生产运行状况

目前宁定集油站平均处理原油约500 m3/d，外输净化原油约2400 m3/d，收胡一联来油为1200 m3/d，收胡十二转来油为700m3/d，产水200m3/d，卸油300m3/d。宁定集油站运行情况基本正常，但在外输油品含水率上有时会出现偏高现象，下面就影响该站外输油品质量的因素做一些简要分析。

自宁定集油站正式投运以来，由于加药不合理、来液量不稳定、沉降罐水层不稳定等原因使得外输原油含水率较高，原油含水给原油生产带来许多危害，给原油外输以及末站计量交接造成极大的被动，给单位生产经营也带来了一定的亏损。

2 影响外输含水不稳定的因素分析

经仔细观察、认真总结影响外输原油含水不稳定的主要原因有以下几点：

图1 流程示意图

2.1 加药方式与进液量

实现热化学沉降脱水的最基本因素是破乳剂，只有使用与原油性质相吻合的高效破乳剂才能实现脱水的高效率，其主要指标就是低温、快速、用量小、效率高四项。好的破乳剂还必须正确使用，主要是掌握它的投加量、投加方式和选择加药地点。投加量要控制在一个恰当的范围内，过低不能彻底破乳，过高会产生加溶作用或反相乳化，造成脱出污水含油升高。

现在用的加药装置都是在一个自定的时间段内进行均匀加药，它不能根据来液量的大小自动增减排量。

宁集油站卸油量的不均匀是导致进液量不平稳的主要因素，目前宁集油站每天卸油300 m3，集中在10:00至20:00之间。在实际生产过程中，该站的进液量经常忽高忽低，在一天甚至1小时内，进液量都很不均匀，造成破乳剂投加量很难控制。

2.2 脱水管线破裂问题

宁定集油站沉降罐的脱水管线2011年冬天出现过多次破裂，只要脱水管线出现破裂沉降罐就不能正常工作，原油在没有油水分离的情况下一起进入沉降罐，经沉降后的水只能靠排污管线排出，由于排污管线的污水向外运输量远远小于产水量这将导致沉降罐水层上升，外输含水率也随之上升。

影响脱水管线破裂的因素有4个：（1）管线质量存在一定问题，焊接管线时焊缝未连接牢固及防腐工作不到位；（2）污水水质不达标，引起管线严重腐蚀，从而引起破裂；（3）注水泵出口处压力较高，管线未固定牢固，引起管线振动严重导致管线破裂。

2.3 流程及装置

（1）宁定集油站没有缓冲分离罐，各点来油经加热炉直接进沉降罐，原油内析出的溶解气没有脱出，气体的析出和在原油内上浮以及气泡吸附水滴严重干扰水滴的沉降，降低脱水质量。

（2）由于卸油台来油有时排量较大，来油进站之后进锅炉，经进罐流程汇集到一起进入沉降罐进行脱水处理，较低温的原油进入沉降罐后导致沉降罐整体油温下降，影响了沉降罐脱水处理条件。

（3）由于胡一联来油只能进净化罐或走插输流程，若胡一联库存较高，外输油未处理达标，外输到宁定集油站的高含水油也只能进净化罐，导致宁定集油站处理好的净化油外输时出现夹层现象，严重影响宁定集油站外输油品质量，给生产经营带来严重亏损。

（4）由于宁二来油进罐和胡一联高含水油进罐为同一管线，故当胡一联进罐时，即使宁二来油达到可直接外输条件，也只能进产进罐继续沉淀抽脱，增加了油品的处理周期，亦增加了劳动强度。若在宁二进外输罐插输期间胡一联出现高含水，要先倒好罐区流程，才可使胡一联进产进罐，增加了流程的复杂性。

3 改进措施

3.1 配套加药自动控制系统

由于各转油站的输油量很不平稳，造成破乳剂投加量很难控制。在实际生产中，加药浓度一直忽高忽低，浓度过高会造成破乳剂浪费，也会出现反相乳化现象，过低会造成原油脱水不正常。建议安装加药自动控制系统增加变频器，根据流量计显示的流量自动控制加药量。

图2 加药自动控制系统示意图

3.2 整改脱水管线控制水层

（1）更换沉降罐至回注井的易破裂处的管线，保证污水能够及时回注，减轻对沉降罐油水界面的影响。

（2）污水岗的员工在工作中时刻注意水罐的液位，严禁高液位运行，以保证沉降罐平稳脱水，若在污水不能及时处理回注时，要立即采取相关措施将污水运走。

3.3 流程及其它方面

建议增加一具200 m3的卸油罐，使其温度达到一定程度再小排量打入沉降罐；新增一条宁二来油插输流程和胡一联来油进沉降罐流程；另外，各拉油点给储罐内加破乳剂，使卸油车辆所拉原油提前进行油水分离，降低其在站内的处理时间。

3.4 污水处理方面

采油污水是一种含有固体杂质、液体杂质、溶解气体和溶解盐类等较为复杂的多相体系，一般具有以下特点：含油量高、成分复杂、矿化度高、水温较高、具有放射性。

据了解，在油气田地区，水质优良的地下水十分有限，而目前油气田地区的地下水污染问题十分突出。饮用水源受到污染被逐步废弃，水源变得更为紧缺，分析认为原油泄漏及污水回注是油气田地下水污染的主要原因，因此污水处理系统在此显得极为重要。

目前国内外含油污水的处理技术按处理原理可分为4种：物理法、化学法、物理化学法和生物化学法。重力分离法是初级处理方法，它是物理法的一种，是利用油和水的密度差及油和水的不相溶性，在静止或流动状态下实现油珠、悬浮物与水分离。

宁定集油站用到除油的主要设备是立式除油罐，属于初级处理法，处理污水不达标，污染环境，也极易造成管线腐蚀破裂，从而影响沉降罐油水界面。所以，建议增加一套污水处理装置，从而使回注水达标，延长注水管线的使用寿命。

4 加强原油脱水工作的管理

4.1 保证流量平稳

（1）各站点要平稳输油，避免突击输油，要求宁一转、宁二转、卸油台在启输、停输时必须先与宁定集油站取得联系，在得到宁定集油站允许后方能启输、停输；（2）要求卸油台缓慢卸油；（3）严禁向沉降罐内吹风扫线；（4）在倒罐时，控制好泵的出口阀门，注意流量变化，做到压力波动小。

4.2 保证沉降罐油品处理温度平稳

计量岗员工根据来油温度通知锅炉岗合理调节宁定集油站真空加热炉炉温，将沉降罐温度控制在40～45℃之间。

高温有利于破乳剂对乳化剂的顶替作用，同时温度高时原油粘度降低，一方面加速破乳剂的扩散、渗透作用，同时增大沥青质、胶质以及石蜡等重组分在原油中的溶解，加上水珠在热力作用下热运动作用加强等综合效应，使乳化膜强度减弱。但是温度过高，超过该破乳剂的浊点时，反而会产生加溶作用，造成脱出污水含油升高。所以将沉降罐温度控制在40～45℃范围内是破乳剂发挥良好效果的必要条件。