塔河原油脱盐脱水研究最新进展

甘 露，石 凯 ，张淑华

（1. 西安石油大学 材料科学与工程学院，陕西 西安 710065；2. 中国石化洛阳分公司，河南 洛阳 471012； 3. 中国石化抚顺石油化工研究院, 辽宁 抚顺 113001）

近年来，随着二次加工技术的发展，对原油电脱盐后含盐量提出了更高的要求，但另一方面油田开采也相应进入中后期，原油劣质化、多样化进程在日益加剧，新时期下面对重质劣质原油脱盐脱水问题的机会越来越多[1,2]。加之原油加工量增大等因素，造成电脱盐装置的操作愈来愈困难，脱后原油盐浓度呈上升趋势[3]，形势日发严峻。

塔河原油因其具有密度大、粘度高、含硫量高、沥青质高及金属含量高等特点，造成脱盐难度大、脱后盐含量高[4-6]。目前，西安某炼油厂的三级脱后盐含量更是持续高居20 mg/L 左右，对后续生产造成严重影响。为此，本文在破乳剂评价的基础上分析研究了塔河原油的脱盐脱水问题，并通过电脱盐操作工艺的优化和添加新型高效助剂的方法很好的解决了当下塔河原油脱盐难的问题，为今后重质劣质原油的脱盐脱水提供了参考依据。

1 试验部分

1.1 原料油性质

试验选用的原油为西安某炼油厂加工的塔河原油。原料油的性质见表1 和图1 所示。

1.2 设备仪器

YS-4 电脱盐试验仪、万能击穿装置、SYP 型智能玻璃恒温水浴、石油产品水分试验器、LC-4 微机库仑仪、具塞量筒、电子秤等。

1.3 试验方法

破乳剂的性能评选一般采用化学脱水法和电脱水脱盐法，化学脱水法的测定方法和试剂可参照SY/T 5281-2000；电脱盐脱水法首先将原油、破乳剂和需要注入的水放入特制的不锈钢罐中，加热到指定温度，将原油、破乳剂和注水混合均匀，加电场一定时间，取上部油样做脱后含盐含水分析。

其中，脱后含水分析按GB/T 260-1977(1988)进行；脱后含盐分析按GB/T 6532-1986(1991) 进行。

表1 塔河原油的主要性质Table 1 The main properties of Tahe crude oil

图1 原油油滴放大100 倍照片Fig.1 The picture of crude oil drop magnified 100

2 结果与讨论

2.1 破乳剂评价

本实验选用的破乳剂为该炼厂先前使用效果较好的几种高效破乳剂[7]，分别标记为A、B、C、D、E、F、G。其中，G 为水溶性破乳剂，其它均为油溶性破乳剂。

2.1.1 低温评价

试验条件：塔河原油50 mL，注水量10 mL，恒温水浴温度为80 ℃，油溶性破乳剂注入量为50×10-6，水溶性破乳剂注入量为200×10-6，手动振荡200 次。试验结果见表2 所示。

表2 低温脱水试验结果Table 2 The results of dewatering under low temperature

从表2 中的最终出水量来看，这几种破乳剂呈现出的整体低温脱水效果均不好，水的脱出量都普遍偏少，脱水速度也较慢。这说明在应对塔河重质原油劣质化方面，现有的这些破乳剂种类的变化所起到的作用在时下并不明显，不同类别的破乳剂带来的低温脱水效果无显著差别。但相对而言，在同等测试条件下破乳剂B 的脱水效果还是要优于其它几个破乳剂。

2.1.2 高温评价

试验条件：三级脱盐，塔河原油80 g，每级注水10%，油溶性破乳剂注入量为10×10-6，水溶性破乳剂注入量为40×10-6，手动振荡200 次，脱盐温度为145 ℃，300 V/cm 低电场强度5 min，1 000 V/cm高电场强度30 min。试验结果见表3。

表3 高温电脱盐试验结果Table 3 The results of electric desalting under high temperature

从上述试验结果可知，塔河原油在经过一级、二级电脱后原油的脱后含盐量普遍较高，原油二级脱后盐含量基本都在20 mg/L 左右，远未达到工业生产上的≤3.0 mg/L 的指标要求。增加三级电脱后，原油的脱后含盐量有所降低，但仍然较高，选用破乳剂B 的原油脱后盐含量最低也才9.23 mg/L。

所以，对于如何长期有效解决塔河原油的脱盐难问题，单一从破乳剂方面考虑是远远不够的。由此电脱盐工艺参数的调整就显得尤为突出，有必要从注水量、电场强度、脱盐级数以及助剂的添加等其它方面综合考虑，进一步研究解决塔河原油脱盐脱水难度大的问题。

2.2 优化试验

2.2.1 工艺参数的调整试验

试验条件：四级脱盐，原油 80 g，每级注水12.5%，破乳剂注入 10×10-6，助剂 7×10-6，脱盐温度145 ℃，电场强度1 300 V/cm，停留时间30 min，手动振荡200 次。试验结果见表4 所示。

从表4 的试验结果可知，在采用经过增加电场强度、加大注水量、添加助剂和增加脱盐级数等方法后，在实验室中可以很好地实现脱后原油中的盐含量降低，三级电脱后最低降至3.98 mg/L，四级电脱后更是降到了1.78 mg/L，同时脱后原油的含水量仍保持在一个较低的数量级。这说明塔河原油中的无机盐是可以进一步脱除掉的。此外，与表3 所示实验数据相比，可以发现添加的助剂在二级和三级电脱过程中的作用非常明显，尤以助剂3 突出。

表4 工艺参数调整试验结果Table 4 The results of parameters adjusting

2.2.2 综合优化试验

试验条件：三级脱盐，原油80g，每级注水20%，注破乳剂20×10-6，助剂13×10-6，温度120 ℃，电场强度1 300 V/cm，停留时间30 min，手动振荡400次。试验结果见表5 所示。

表5 高温电脱盐试验Table 5 The results of electric desalting under high temperature

从优化的试验结果中可以看出，在降低试验温度后，合适助剂的引入仍然对塔河原油的脱盐表现出了极大的功效，使塔河原油的脱后含盐降低到一个较低的数量级。同时，助剂的复配显出了较好的协同作用[8]，三级脱后原油的盐含量直接降至 3.0 mg/L 以下，水含量也在 0.3%以下，完全达到工业生产要求的指标。

3 结 论

塔河原油一直以来都存在脱盐脱水难的问题，通过对新时期下塔河电脱盐工艺的研究，可以得到如下结论：

(1)由于塔河原油自身的油性特点，使得其在低温和高温的脱盐脱水过程中均表现出了较差的脱盐脱水效果，而仅仅通过破乳剂的筛选来实现原油脱盐脱水效果的提高是非常困难的。

(2)对于塔河重质原油来说，其原油中的无机盐类是可以借助合理的手段来实现深度脱除，从而满足工业生产要求。

(3)本试验在电脱盐工艺参数优化的基础上，通过开发的新型高效助剂很好地在实验室中解决了塔河原油存在的脱盐脱水难的问题。

(4)随着原油的劣质化，相比于装置的改造或重建，工艺上的改进和新型助剂的开发将更具有高效性、长效性。

［1］Scott Golden,Joe Brewster,Tony Barletta,Kevin Kurzym. Challenges When Processing Heavy Crude Oils[C]. Texas:NPRA,2004.

［2］C. Dalmazzone, SPE, and C. Noïk, SPE, IFP, and P. Glénat and F. Dang,Total. Development of a Methodology for the Optimization of Dehydration of Extra-Heavy Oil Emulsions[C]. Texas:SPE,2009.

［3］李彬,杨森.原油性质变化与电脱盐装置操作条件优化[J].炼油技术与工程,2008,38(7):16-18.

［4］陈明燕,刘政,聂崇斌,等.重质原油电脱盐影响因素分析及操作条件优化研究[J].石油与天然气化工,2011,10(6):578-580,584.

［5］刘家国,张鸿勋,汪实彬,等.塔河重质稠油电脱盐技术研究[J].石油化工技术,2006,2(1):18-20.

［6］汪实彬,刘家国,崔新安,等.加工塔河油电脱盐技术研究[J].炼油技术与工程,2005,35(10):23-26.

［7］陈明燕,邓艳,刘宇程.炼油厂电脱盐用破乳剂的研究进展[J].精细石油化工进展,2011, 12(5):51-54..

［8］檀国荣,邹立壮,王金体,等. 聚合物对原油乳状液破乳效果的实验研究[J].大庆石油地质与开发,2006, 25(1):93-94;100.