沉降罐中影响化学破乳的因素

郑远春 冯艳梅

摘 要：长庆油田原油处理工艺，无论是破乳剂现场应用“端点加药、管道破乳”，还是“末端加药、大罐破乳”两种破乳剂投加方式，原理都是原油破乳剂对原油进行化学作用，破坏油水界面膜的稳定，促使油水状态的上的分离，再利用油水密度差异与重力作用，在沉降罐内进行沉降处理，从而实现原油与水完全分离的目的。

关键词：破乳剂；集输工艺；影响因素；沉降罐

中图分类号：TE3 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2014）-01-0194-01

前言

长庆油田的原油处理工艺，目前全部为化学脱水，即使用原油破乳剂对原油进行破乳，再利用沉降罐的重力作用与油水密度的差异进行油水分离。目前个别联合站由于随着原油产量的不断提高，建站初期所设计的沉降罐的容积已经无法适应生产，单纯的依靠沉降罐对油水分离的处理能力已经有限，先后投入使用了三相分离器进行部分来液的油水分离处理以减轻沉降罐的运行负荷。本文主要对沉降罐油水分离工艺中的影响因素作以探讨。

一、沉降时间的影响

实际生产中，为了提高油水混合物在管道输送过程中的流动速度，主干线增压点都进行了增压，毛油进入联合站，经缓冲罐→产进换热器→沉降罐中心配液管，进入沉降罐底部，配液管上的微小喷淋孔上会喷射出压力较高的液柱，很大程度上搅动沉降罐的底部水层，甚至在水层偏低，控制不合理的工况条件下，引起油层的波动，水滴并非能在重力重用下顺利沉降。

二、温度的影响

温度对原油破乳有一定的好处，随着温度的升高，原油中所含有的沥青质、胶质、石蜡等在原油中的溶解增加，使水滴易于在互相碰撞并下沉，降低了原油的粘度，使水和油的密度差增大，也有利于水滴在油相中下沉。在现场使用过程中，结合现场因素，也并非温度越高越好，温度一般控制在40-50℃为适宜，而是应该寻找现场操作更适合的温度进行操作控制。

结合目前吴起作业区的原油处理的集输工艺，特提出以下几点建议，供领导及相关技术人员参考：

（一）对沉降罐水层的合理控制

结合前期站内运行资料，水层高度的控制与溢流口含水与乳化层有很大程度关联，3#沉降罐油水界面的理想状态为5.5-6.0m.

水层过低：接近配液管高度，进液压力大，水洗过程不彻底，沉降罐内由于下部进液压力对油层的搅动与冲击，油水界面处于一片混沌状态，油层原油已经有一定程度的破乳，油水微观状态已经分离，但物质形态还处于无法分离，取出该层段油层剖面样，蒸其含水往往很高，但静置数十分钟时间，水自然分出，测其含水基本为净化油水平。

水层过高：油包水乳状液发生破裂，水滴的絮凝和沉降时间不足，来不及在重力的作用下聚结沉降入水层，会导致溢流口含水上升。

（二）保证各站点原油外输温度

管道破乳工艺，实现油水分离，破乳剂的化学作用是在管道中完成，为了保证管道破乳的彻底，减少沉降罐的运行负荷，就要在原油外输中具备一定的温度，使破乳剂具有最大的反应活性和扩散速度。建议各转油站外输温度与沉降罐运行温度在40℃以上。

三、油水界面的影响

沉降罐油水界面的控制水平对溢流口含水、乳化层、脱出污水水质量各个方面都有很大程度的关系，但现场工作人员往往忽视此关键问题，而造成一些不必要的问题。

（一）油水界面过低的影响

油水界面过低对溢流口含水及乳化层的影响，水层高低过低带来影响：配液管高度若接近水层，进液压力大，水洗过程不彻底，水直接打入油层，而且下部的喷射压力直接影响水滴的下沉，沉降罐内部下向上的液流，自上向下的沉降，是一个动态的平衡，打破了就出现波动。过低时，沉降罐内由于下部进液压力对油层的搅动与冲击，油水界面处于一片混沌状态，油层原油已经有一定程度的破乳，油水微观状态已经分离，但物质形态还处于无法分离，取出该层段油层剖面样，蒸其含水往往很高，但静置数十分钟时间，水自然分出，测其含水基本为净化油水平。

1、油水界面过低对沉降罐脱出水水质影响。首先，油水界面过低会导致污水含油升高，在水洗油的过程中，污水外排也在进行中，部分原油来不及上升到油层中去，已随污水排出沉降罐。其次，沉降罐在多年运行过程中，原油成分中所含的粘土质，沥青质等成分随地层开采出原油进入沉降罐脱水处理过程中，长年累月不断积累存留在罐底，根據原油自身物性的不同，所含成分的高低，数年后得到很大程度的积聚，严重者可形成数米后的“泥垫”，严重者已达1m多厚，用取样器通过取样口向沉降罐底部自由下沉发现无法下沉至实际罐底。

2、油水界面过高的影响。水层过高情况：最主要的是沉降时间严重不足，会引起溢流口含水的超标，其次是对破乳剂浪费，加药浓度过大。

四、现场工况条件的影响

联合站的工况条件，集输工艺也往往是影响原油脱水是否平稳的很重要因素。

（一）进液量大小对沉降罐平稳运行的影响

经过管道中化学破乳的油水混合物进入到溢流沉降罐，要想排出游离水滴，就需要稳定的油水层分布，一定的沉降时间.所以来液的平稳均衡是沉降罐运行的一个很重要的影响因素.沉降罐的运行，卸油台的来液量过大的波动，污水池水进入沉降罐的来液量或沉降罐脱水量的不平稳，以及在倒油操作过程中倒罐泵排量的过大，都会破坏沉降罐的动态平衡，降低沉降罐原油的沉降时间.反映就为剖面含水波动较大，严重时会导致溢流口含水严重超标。

五、结论

要保证热化学沉降脱水工艺高效运行，原油破乳剂需要具备可靠的质量之外，联合站集输系统的硬件条件与集输工艺水平也是至关重要的一个方面，片面强调某一方面因素都是不科学的，只有把这两个方面的诸多影响因素综合起来，并将各个影响因素协调的控制在最佳状态，才能确保集输系统的平稳运行。

（一）原油破乳剂在联合站应用过程中，热化学脱水效果如何，影响因素有沉降时间、沉降罐温度、油水界面控制、现场具体的公况条件等，在解决问题时要综合衡量各方面因素。

（二）平稳操作和严格管理，也是影响脱水效果的因素之一。操作的关键是控制四个平稳：即药剂投加平稳，处理量平稳，温度平稳和油水界面平稳。