电脱盐操作条件的优化

李晓光（中国石油化工股份有限公司安庆分公司，安徽安庆246002）



电脱盐操作条件的优化

李晓光
（中国石油化工股份有限公司安庆分公司，安徽安庆246002）

摘要：针对安庆石化炼油二部新Ⅱ套常减压蒸馏装置加工含硫含酸原油及掺炼污油期间电脱盐罐电流异常高、电场强度下降、乳化层杂质多、原油脱后含盐超标、常顶及减顶腐蚀速率上升等问题，分析造成电脱盐罐电流高、原油脱后含盐超标问题的原因，对电脱盐操作参数进行优化，优化后原油脱后含盐含水达到指标要求。

关键词：污油；乳化；电流；优化

1　前言

安庆石化新Ⅱ套常减压装置原油性质较为劣质和复杂化，且不同时期加工原油品种经常变化，不生产航煤期间电脱盐回炼污油，污油情况较为复杂，含各个装置排放的重污油、轻污油、机械杂质、乳化液、多重相油乳化剂，还有部分装置排放的H2S气体，导致罐区不敢排水脱水，带水严重，给电脱盐的平稳运行带来不利影响，也给装置的安全生产带来很大隐患。

2　优化前电脱盐状况

2.1掺炼污油遇到的问题

在掺炼污油期间，安庆石化新Ⅱ套常减压装置电脱盐系统存在较多问题，如原油脱前含盐量高（平均值72.58mg/L，指标≯50mg/L），电脱盐操作乳化层杂质多，电脱盐罐电流高，原油脱后含盐量高，常顶及减顶管线腐蚀速率波动。

2.1.1原油乳化情况

一级脱盐罐：水；油水混合物；水侧带有乳化层杂质；油。二级脱盐罐：水；乳化层；水侧含有较多杂质，呈棕黄色絮状；油。

2.1.2原油脱后含盐超标情况

加工含硫含酸原油及掺炼污油期间，油种的含盐量较高，平均值为72.58mgNaCl/L，最高为355mgNaCl/L，超出设计值（原油盐含量设计值≯50mgNaCl/L）。电脱盐电流异常高，电流长时间维持较高水平且降不下来。原油脱后含盐较差，脱后含盐平均值为2.9mgNaCl/L。

2.1.3常顶、减顶腐蚀情况

从常顶及减顶排水的分析数据（表1）来看，在掺炼污油期间，装置控制的pH有较大波动，亚铁含量波动也较大，且有上升的趋势。

2.2设备状况

某常减压蒸馏装置电脱盐系统采用一级高速、二级高效的两级串联脱盐方式，设备状况见表2。

2.3工艺状况

该装置掺炼污油期间，电脱盐操作状况较差，电流经常超标，油水分离效果较差，电脱盐罐排水带油严重，掺炼污油期间加工前期的操作工艺参数见表3。

选取2015年10月19日电脱盐操作参数，原油脱前含盐量29.8mg/L，含水0.10％，脱后含盐量4.8mg/L，含水0.04％。

3　电流高的原因分析

在掺炼污油期间，电脱盐罐电流异常高，装置只能采取降低注水量，降低混合阀压差，提高排水量，1#罐停止注水的手段来控制电流。加工后期电流基本维持在13A左右（上限为28A）。

油水界面含有许多乳化层杂质，大多为电解质，同时回炼污油带水较严重，且污油成分复杂，稳定性好，采用化学破乳时对破乳剂的要求更加严格，而且不易脱水，这些都是破坏电场、导致电流高的主要原因。

4　主要工艺参数分析及优化

影响电脱盐原油脱后质量的因素有很多，如破乳剂注入量、脱盐温度、原油注水量、油水混合强度、电场强度等，从实际生产过程来看，所有的操作参数在适应原油性质劣质化、种类更换频繁这一生产实际过程中充分暴露出不足，因此可以通过调整工艺参数来提高电脱盐的操作水平。

4.1破乳剂注入量

破乳剂通过破坏原油乳化液中油与水间的液膜达到其破乳作用，目前生产的破乳剂都有一定的选择性，因此对每一种原油必须进行破乳剂筛选。破乳剂不仅影响脱盐率，而且影响脱盐排水中的含油量。由于破乳剂是通过到达油水乳化液的界面，破坏其乳化膜而达到破乳作用的，因此破乳剂的浓度、注入量、注入点、其与原油的混合等都直接影响脱盐效果的好坏。

在优化调整期间，将破乳剂注入量进行了大量操作调整，最终发现：在其它条件不变的情况下，破乳剂从原油进换热器前注入，注入量增加到15g·t-1以上（相对于原油w％）时，电脱盐罐内油水界面波动和乳化现象并没有明显改善，这说明注入量过大对脱盐效果不明显。从切水情况看，破乳剂量优化期间，切水没有带油现象，但水质不清澈，明显呈乳白色。通过脱盐率、乳化情况和排水现象对比，装置最终确定破乳剂注入量在10～15g·t-1时脱盐效果最好。

4.2注水量

在脱盐过程中，适当提高注水量将增加水滴的密度，使水滴更易结聚，同时注水还可破坏原油乳化液的稳定性，对脱盐有利。实际生产也表明了注水量与脱盐率的关系，当注水量增加时，脱盐率也随之增加。见图1。

掺炼污油期间因电脱盐罐运行效果很差，电流异常高，乳化现象严重，为保证平稳生产被迫将注水量降至3％，一级电脱盐罐停注。在对其它操作条件进行优化之后，脱盐装置运行效果有较明显改善，油水界面稳定，注水量也逐渐上升，优化期曾将注水量提至5.5％。

4.3电场强度

电场强度（电位梯度）是影响电脱盐效率的一个重要工艺参数。根据水滴聚结力公式得知，两小水滴间的聚结力F与电场强度的平方成正比，提高电场强度，可提高小水滴的聚结力，有利电脱盐。

式中：dCA—分散的临界直径，cm；C—常数；

σ—油水界面张力，N/cm；E—电场强度，V/cm。

从上式看到水滴开始分散的临界直径与电场强度E的平方成反比。

从图2中看到，电场强度E提高，则脱盐率随之提高，超过了一定范围，再提高电场强度，对提高脱盐率效果不大。

该常减压蒸馏装置电脱盐系统电场强度分为V档，档位分别为13、16、19、22、25kV。为达到深度脱盐的目的，采用不同梯度的电场强度，利用弱电场去除大量的大水滴，用强电场去除细小水滴，在实际加工中也证明，采用不同梯度的电场强度进行脱盐脱水时，能取得较好的效果。在掺炼污油期间通过尝试不同档位电场的脱盐效果发现，一级罐电场交流电、19kV档位，二级罐电场交流电、22kV档位，运行效果更佳。由于一级罐原油乳化层杂质更多、更稳定，故采用较低电压，以便除去原油中的大水滴，二级罐采用较高电压，以便去除小水滴。经过多次试验，最终将一、二级罐电压调整为19kV和22kV。

4.4脱盐温度

温度是原油脱盐过程中一个重要操作条件，提高温度，使原油粘度降低，减少水滴运动阻力，有利于水滴运动，温度升高还使油水界面的张力降低，水滴受热膨胀，使乳化液膜减弱，有利破乳和聚结。另外温度升高，增大了布朗运动速度，也增强了聚结力，因此适当提高温度有利于破乳。从电脱盐的原理斯托克斯定律可以看出，温度还通过影响油水密度差、原油粘度而影响水滴的沉降速度，从而影响脱盐率。

从表4看到，油水密度差在100℃～130℃之间是上升的，到150℃时开始下降。从表5看到，121℃时沉降速度为93℃的2倍，当温度升至149℃时，沉降速度是93℃时的3.1倍，表明温度再进一步升高，速度增长开始趋于缓慢。

从这两组数据可看出温度在一定范围内对油水沉降分离的影响。温度升高到一定值时CaCl2、MgCl2开始水解，同时随着温度的升高，原油的电导率也随之增大，电耗随之增高，因此对不同的原油应该有不同的脱盐温度，并且要综合考虑进行优选，找出最佳操作温度。

在实际调节过程中，原油温度的调节受换热流程的限制，原油温度随着原油性质变化有很大波动。为创造更有利的脱盐脱水条件，经换热流程优化、原油性质变化分析和原油脱盐成效比较，最终确定加工掺炼污油期间最佳脱盐温度范围控制在120℃～125℃。

4.5混合压差

除注水量、水质等条件外，注水与原油的混合也同样影响脱盐效果。油和水混合的程度，用油和水通过混合设备的压降（△P）即油和水这一流体静压能的减少来衡量。△P越大，注入的水分散得就越细，在电场中聚结作用就越充分，脱盐率就越高。但如果压降过高，有可能造成过乳化，使油和水形成一种稳定的乳化液，降低脱盐效果。因此对每一种原油都应进行试验总结，找出较合适的混合强度。在其它条件不变的情况下，分别对比了混合强度在0.06～0.07MPa、0.07～0.08MPa、0.08～0.09MPa三种条件下的脱盐脱水情况，最后确定混合强度在0.07～0.08MPa时脱盐效果最佳。

4.6优化后操作条件（表6）

在保持优化的工艺参数不变的条件下进行脱盐脱水，高速电脱盐装置运行情况明显改善，运行稳定，脱盐脱水率较高，脱盐后原油含盐≯3mg/L，含水≯0.30％，含盐污水油浓度≯150mg/L，达到控制指标，表明该常减压装置在10000t/d的加工总量下，通过优化操作可以满足原油脱盐脱水要求。

5　结论

针对安庆石化原油性质和掺炼污油等情况，优化与之相匹配的电脱盐系统的操作参数，使装置脱后含盐、含水、含油都达到控制指标。

参考文献

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[2]唐孟海，胡兆灵.原油蒸馏[M].北京：中国石化出版社，2007: 61- 63.

[3]侯侠，王静.影响电脱盐效率的因素分析及改进意见[J].石油化工应用，2006（4）：37- 41.□

Optimization of Electric Desalting Operating Conditions

LI Xiao-Guang
（China Petrochemcial Co.，Ltd.，Anqing Branch，Anqing246002，China）

Abstract:Anqing Petrochemical Refinery for two sets of newⅡacid sulfur atmospheric and vacuum distillation of crude oil processing and blending waste oil desalter electric current during abnormally high electric field strength decreases emulsion layer impurities，excessive salt off after crude oil，often save the top and the top rate rose corrosion problems，analyze causes high current electric desalting tank，excessive salinity problem occurs after the removal of crude oil，electrical desalting operatingparameters were optimized after the optimization ofcrude oil offthe salt water specification requirements.

Key words:waste oil；emulsifying；current；optimization

作者简介：李晓光（1988-），男，助理工程师，从事炼油工艺技术管理工作，15609667826，lixiaog.aqsh@sinopec.com。

收稿日期：2016- 01- 15

中图分类号：TE624.2

文献标识码：B

文章编号：1008- 553X（2016）02- 0052- 04

doi：10.3969/j.issn.1008- 553X.2016.02.016