论原油集输脱水处理工艺的优化

李卫　李锁林　屈彦会

摘要：原油具有粘性强、密度大、流动性较差等特点，这对原油的脱水处理工艺提出了很高的要求。中国是一个石油生产大国，原油集输脱水处理关系着石油资源的开采和利用。文章就我国现用的原油集输脱水工艺进行了分析和讨论。

关键词：原油集输脱水处理工艺；石油资源；加热脱水法

中图分类号：TE868 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）07-

中国石油系统常用的原油集输脱水方法是加热脱水法，科学技术的发展为低温条件下完成原油脱水提供了可能，本文介绍的就是低温条件下就能完成原油脱水的常用工艺方法。

1 原油脱水原因

原油集输即原油的收集、处理和运输过程的总和。原油具有粘性大、流行性差、密度大、杂质多等特点，也就是说原油中含有大量的水和其他溶解质以及悬浮颗粒，如泥沙、盐等，这些物质不仅使原油体积增大，而且增加了原油集输和提炼的难度，增大了原油集输设备利用难度。此外有些地方的原油出液井口温度较低，集输系统不得已采用掺水流程，这就导致原油中水、油大量共存的局面。因此，为了获得高质量的原油，在原油集输前就必须净化处理原油中的水和杂质，以便为原油集输创造更好的条件，也就是说原油脱水处理是原油集输中必有的关键环节，它是提高原油集输效率的必要条件。脱水环节非常重要，由于受到技术等条件的限制，原油运输对原油脱水处理工艺优化要求较高。

2 原油脱水工艺

原油脱水处理工艺其实就是用化学方法将油水界面膜里面的水平衡打破，使水释放出来，这种化学方法也就是利用原油破乳剂有效打破油水界面膜的平衡，把水释放出来，并利用油水密度的不同而产生的重力作用推动油水分离，让其一个沉降、一个上升，最终达到油水分离的目的。

3 原油优化的执行标准与抽样试验

《原油破乳剂使用性能检测方法》（SY/T5218-2000）为热化沉降试验与破乳剂筛选的执行标准，而《原油粘温曲线的确定（旋转粘度计法）》（SY/T7549-2000）则为原油粘温曲线测定的依据标准。实验采用的仪器为HaakeRS300流变仪，试验原油油样为南阳油田的新鲜混合原油，在短时间内的自然沉降后分出的乳化油与游离水则分别为水包油与油包水型试验的试验介质。南阳油田具有杂质含量高、密度大等热点，属稠油，且原油粘度受温度影响较大，会随着温度的变化而变化。

4 实验过程和结果

此次实验总共有两个方面的内容：乳化油的油水反相点实验和破乳剂的性能评价实验。

4.1 乳化油的油水反相点实验

含水和杂质的油水反相点对集输管线降压有着决定性的影响，低含水量的乳化油油包水在向含水量超过极限值的水包油体系转变时，含水量即为乳化反相点，过反相点的乳化油粘度减低，导致原油集输系统的运行压力减小。

乳化油的配制方法：以油样混合油的质量比称取水量和原油量，在恒温50℃下预热30分钟，然后将其放入高速混调器中搅拌均匀，就配置成了乳化油。用配置好的乳化油进行实验，发现含水稠油的粘度会随着含水率的增高而变大，并且含水率达到75%时会达到最大粘度，乳化油的含水率超过75%时会转变为油水共存体系，原油粘度降低，于是，我们可以得出这样的实验结论：该油样的含水反相点为75%。

4.2 破乳剂的性能评价实验

破乳剂性能评价实验的步骤：将80mL的乳化油装入100mL容量的量筒内预热，等到15分钟时加入液状破乳剂，摇晃均匀后再恒温水浴，对不同实践的脱水体积、原油黏着筒壁的情况、油水界面、脱出水色进行观察记录，然后根据数据计算出原油含水量。

实验发现：破乳剂加入原油中后，很快置换出油水界面膜，原油中的水聚结成大水滴很快自然沉降破乳。而要想使原油含水率达到标准要求，需要在70℃的条件下进行超过6个小时的热沉降。

实验结果：该原油油水转向点为75%，原油集输系统在安全运行的前提下容易脱水并不会有太重的脱水处理负担；含水量不同的原油要想通过脱水工艺让含水量达标，则要添加不同含量的破乳剂并在不同温度下用不同的时间进行加热。

5 原油集输脱水处理工艺的优化措施

5.1 科学选择破乳剂

破乳剂的筛选是原油集输脱水处理工艺的核心，化学脱水技术及其使用效果受到温度、时间等各种条件的限制，所以，在使用破乳剂时，要建立完善的管理制度，规定工作人员要严格按照规定使用破乳剂，既要做好药量跟踪，更要按照科学标准、科学手法来合理使用破乳剂，不得随意变换药物，更不能随意增减药量。

5.2 合理控制药浓度

端点加药即在各个集油直线的端点添加、使用破乳剂的方法，这种方法不但可以提高原油集输脱水效率，还能有效降低加药成本，为低温脱水创造了条件。低温脱水要求根据各个计量站的变化情况来确定加药浓度，浓度的把握需要通过精确的计算来把握。

5.3 积极处理落地油

落地油乃是从蒸发厂房或者污水罐中、井场回收回来的洒落油。落地油由于露天存在，其中掺杂了大量杂质，既有水、泥沙，还有垃圾等其他杂物，因此乳化严重、脱水困难，但是落地油抛弃了太浪费，直接处理代价较高，所以，在常温条件下进行单独的落地油脱水处理，就成为处理落地油的有效措施。一般来说，其处理流程如下，将每天回收的落地油存放在单独的存储罐里，存放到一定的量后，就在存储罐里加热处理，等到排水合格后，再放入净化油罐进行处理，这样既能为低温脱水做好准备，又能避免落地油给整个工作系统设备造成不必要的损害。

5.4 改进原油集输工艺流程

建立原油脱水的预分离流程、完善不合理的脱水流程，是原油集输脱水流程改造的两个方面。预分离流程是将各个转接站的油水分别输送、脱水处理的流程，其中，流程的关键环节是解决脱水泵的问题，常用的方法是利用三相分离器来进行脱水。原油脱水流程的完善实质上是将不合格的原油进行二次处理直至可以松紧净化罐。就目前国内原油脱水工艺发展状况来说，完善原油流程的措施主要有电脱处理法和加温沉降法两种。

5.5 重视原油冬季生产优化

温度是制约原油集输脱水的重要因素，一旦温度低于临界温度，原油的脱水效果会受到极大影响，甚至会严重恶化并影响全局进展。以我国东北地区的石油生产为例，东北地区冬季天寒地冻，冻土层有时厚达两米以上，在这样的环境中工作，原油在管道运输过程中会大幅度降热，导致原油温度减低，这样当其进入处理系统后，由于温度过低，必须进行升温处理方能保证良好的脱水效果。我国大部分地区地处温带，冬季干燥寒冷，因此，为了保证原油正常的脱水效果，在冬季最好采用一定的加热措施进行原油处理。目前常用的加热方法是通过二级沉降罐加热，以便让原油温度保持最佳脱水效果温度。

5.6 不断优化原油脱水处理工艺

国内很多地方的原油脱水处理工艺存在着原油输油量低、运输过程中降温过大、原油在筒壁黏着严重、设施老化等现象，这些现象不但加大了运输成本，还存在着诸多安全隐患。建立安全可行的优化管理制度，采取强有力的优化措施，不断改善原油脱水内外输送系统的热力条件，为正常生产提供有力保证，是解决设施老化和安全隐患的有效措施。因此，石油生产系统要及时调整优化思路，不断提高优化手段，系统调节原油的集输、脱水、外输环节的承载和工作能力，以实现经济效益和技术的良好结合。

原油脱水处理工艺有效提高了原油集输系统的工作效率，在原油集输上发挥着极大的作用。石油生产中，对原油脱水处理工艺的研究和改进有着重大的现实意义。石油系统应加大现代技术对脱水工艺有效优化的力度，不断提高原油集输脱水处理工艺的效率和水平。

参考文献

[1] 李冰，赵剑.原油集输脱水处理工艺的优化[J].企业文化（中旬刊），2012，（9）.

[2] 王宁.原油集输脱水处理工艺优化措施分析[J].中国石油和化工标准与质量，2012，（10）.

[3] 顿宏峰.有关原油集输脱水处理工艺的优化分析[J].中国石油和化工标准与质量，2012，（14）.

作者简介：李卫，男，陕西延安石油天然气有限公司助理工程师；李锁林，男，陕西延安石油天然气有限公司科长；屈彦会，男，供职于陕西延安石油天然气有限公司。

（责任编辑：秦逊玉）