浅议油田联合站原油脱水工艺运行的影响因素

2015-03-28阚峰大庆油田有限责任公司海拉尔勘探开发指挥部黑龙江大庆163000

化工管理 2015年24期

阚峰（大庆油田有限责任公司海拉尔勘探开发指挥部，黑龙江大庆 163000）

油井中的油气混合物含有大量的杂质，在很大程度上扩大了流液体积，致使管路与设备的功能无法全面发挥，降低了利用效率，导致原油炼制、原油集输作业无法实现正常运行。因此，必须采取有效措施对原油中的杂质进行去除，然后才能进行集输作业，炼制出与相关标准要求相符的商品原油。原油中的机械杂质与盐类，其存在形态多为水中悬浮，因此，脱水工艺对原油集输而言，具有非常重要的意义。

1 脱水工艺的作业原理

1.1 破乳剂的化学作用

原油乳状液主要有O/W、W/O两种。这两种乳状液都存在天然乳化剂，这些乳化剂会与很多物质结合在一起形成膜状，覆盖在乳状液的液滴界面上。膜的厚度与机械强度呈正比，厚度越大，强度越大，滴液直径反而会逐渐缩小，促使乳状液形成良好的稳定性。膜的特性直接影响着乳状液的稳定性，而膜的稳定性主要取决于其表面的动力学特性、界面粘度、界面张力梯度、弹性和溶解性等。

所谓破乳是指破乳剂以分子形态渗入到滴液内，并代替天然乳化剂黏附于界面之上，对滴液的表面膜进行破坏，致使膜内的水含量得到有效释放，水滴通过汇聚形成较大的体积，然后沉降到乳状液的地步，水与油呈分离状。

化学破乳具有非常复杂的机理，主要分为四方面。一是可以对水与油相接面的膜上电荷进行中和，电荷无法对膜进行有效保护，致使膜损坏；二是可以有效溶解乳化膜，致使乳化膜出现大面积损坏；三是拥有反相作用，可以对乳状液的形态进行转换，乳化膜在反相过程中会被溶解；四是有高于乳化剂的活性，其可以成分散状态对水与油的相接面进行破坏，取代乳化剂，构建一个界面膜，该膜并不具备良好的稳定性，易破裂，通过电场以及重力沉降的作用，将会致使水与油呈分离状。

1.2 沉降脱水工艺

油水分离的方式有很多种，例如，超声波脱水、电化学联合脱水、化学脱水、电脱水以及热沉降脱水等等，现阶段，我国联合站在原油处理过程中，普遍选用化学脱水方式。上述原油脱水方式具有一个相同的制约性，即脱水后需要留存大量的时间与空间，对分离状态进行稳固。首先，利用破乳剂进行破乳处理后，将其放置在沉降罐内，利用油水密度间的差异性以及重力差异，对其进行长时间沉降，确保油水彻底分离。

2 化学破乳的障碍性因素

2.1 沉降时间

油水沉降是一个较为缓慢的过程，油水的分离遵循一定的规律。水滴沉降速度越慢，其直径平方越小，而油水密度差越大，外相油粘度越大。在实际生产过程中，含水量、乳化程度以及温度将会直接影响着油的密度、水的密度、原油粘度以及水滴直径，很难对其沉降时间进行准确把握。虽然油水的沉降时间在很大程度上取决于水层控制高度，但不能因此便通过大幅度降低控制高度，延长沉降时间，以期可以取得良好沉降效果。

2.2 温度

温度与原油粘度呈反比，温度越高，粘度越低，而水滴的沉降速度越快。原油的体积膨胀系数越大，油、水密度间的差值越大，在油相中，水滴易于下沉。沉降罐中的温度较高时，水蒸气便会上升到上层的无油空间，如果油田地区存在昼夜温差大的情况，将会导致沉降罐内外温差较大，水蒸气会出现冷凝，导致油层顶部存有水滴。因此，原油破乳的温度控制在45度左右为最佳。

2.3 油水界面

油水界面的影响因素有三个，分别是界面过低，对乳化层的高度以及溢流口的含水量造成较大影响；二是界面过低，降低了脱出水水质；三是界面过高。第一种因素的具体原因是由于水层较低，进液压力将会对油层造成一定程度的冲击，致使油层混沌，虽然在微观状态下，油水已经分离，但在物质形态下，二者还处于结合状态，如果无法在短时间对油水进行有效分离，由于破乳剂的作用，将会出现乳化层；第二种因素的具体原因是由于界面过低，会加大污水的含油量，在进行水洗油作业时，同样会对污水进行外排处理，致使大量的原油随着污水一同排出沉降罐。除此之外，还存在很多联合站长期不对沉降罐进行清洁处理的情况。第三种因素的具体原因是由于界面过高，在很大程度上缩减了沉浮时间，导致溢流口的水含量过大，与相关要求标准不符。

2.4 轻烃与抽气回收工艺

原油中含有伴生气时，采取有效的措施对其进行回收处理，不仅可以有效避免工程现场出现安全事故，还能有效提升联合站的经济效益，因此，轻烃厂受到了联合站的青睐。如果沉降罐中存有大量的气体，将会导致沉降罐内发生气体冲击问题，会对水与油之间的分层造成严重的不良影响，流液丧失平衡性，因此，应该对沉降罐的补气与引气作业给予高度重视。