常减压蒸馏装置电脱盐反冲洗系统的增效设计

昌兴文 刘统华 刘晓燕

摘 要： 本设计改进了电脱盐反冲洗系统，通过在电脱盐罐底部，即水冲洗分布管与进水管之间增设一段或多段隔板装置，其总长与进水管长度相当，在电脱盐运行过程中， 能够有效地解决開启水冲洗系统时形成冲洗水流搅动而影响油水界位波动的问题。

关 键 词：原油；常减压；电脱盐；反冲洗

中图分类号：TE 969 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2016）08-1876-03

Abstract： The electric desalting backwash system was improved in this design. In the bottom of the electric desalter， one or several baffles with the same length with inlet pipeline of flushing water were added between the water distribution pipe and inlet pipe， which could effectively solve the water-oil interface fluctuation problem affected by flushing water agitation when opening the water flushing system.

Key words： crude； atmospheric and vacuum distillation unit； electrical desalting； backwash

原油中的盐和水会引起设备和管线的腐蚀和结垢、能耗增加以及催化剂失活等问题。电脱盐是常减压蒸馏的第一道工序，为提高电脱盐脱水效果，大部分研究致力于供电电源种类、电极形式和工艺条件优化[1-3]等方面，同时开发了一些新的电脱盐技术。但无论采用何种方式，在正常运行一段时间后，必须对电脱盐罐进行反冲洗。在电脱盐的操作过程中，会有大量的固体物质沉积在电脱盐罐的底部，这些固体物质的主要成分是泥沙。在电脱盐设备运行过程中，必须保持油水界位的相对稳定，否则不断沉积的沉积物将抬高油水界位，如果界位过高，达到高压电场区域将导致电极板间短路或击穿，危及电脱水电脱盐设备的平稳运行，造成脱盐效果变差影响后续工艺，还可能造成排水带油等问题。对于反冲洗系统的改进多集中于反冲洗水管结构方面，而并没有关注开启水冲洗系统时，形成的冲洗水流搅动会导致油水界位波动。作为电脱盐系统的重要组成部分，反冲洗效果的好坏直接影响到运行周期。

1 设计基础

常见的水冲洗系统采用在罐体底部设计两排冲洗管，冲洗管上设计喷嘴，喷嘴方向沿罐体切线方向，用于冲洗泥沙。进行水冲洗时，由于双排水冲洗同时对底部进行泥沙冲洗，形成罐体底部水流对冲，这就导致了罐内油水界面不稳定，引起脱盐脱水效率降低，严重时还能危及电脱盐设备的平稳运行。另外，每次水冲洗的冲洗水浪费严重，而且人工操作强度大。目前，对于电脱盐反冲洗系统的研究报道很少，少数的研究成果以专利的形式进行了公开（表1）。

辽河石化公司对南蒸馏装置电脱盐的反冲洗系统进行了增效改造[11]，将反冲洗管结构由常规设计改成CN 201088875中所描述的结构形式，见图1。通过设置四路反冲洗管路，分段按区域控制，同时合理地调整反冲洗喷头的方位、冲洗水的压力和流速，有效避免了泥沙沉积，保证了电脱盐的有效容积，脱盐率由原来的15%提高到70%以上，解决了装置后路腐蚀、后续产品加工等一系列问题。

从上面的一系列专利成果来看，目前电脱盐反冲洗系统的改进主要集中于反冲洗管结构的改变，解决反冲洗过程中的冲洗水分布不合理和冲刷死区等问题，但多数没有涉及反冲洗过程中油水界面波动的问题。

CN 102049400使用在线自动水冲洗装置时，原油注水不停止，反冲洗系统与接口控制器连接进行整体自动控制，有效地控制了罐体内油水界面的稳定，防止冲洗时罐内界面不清、大幅波动，提高了在反冲洗这段时间内的脱盐脱水效率，同时保证了对电脱盐罐内泥沙进行反冲洗的效果，确保了安全有效的生产。整个反冲洗过程由在线自动控制程序自动控制进行，在提高效率、安全生产的同时，降低了工人操作的强度，节约了水资源。但采用这种方式的反冲洗系统比较复杂，投资也较高。对一些已有的电脱盐设备进行改造，实施也存在一定的局限性。

2 反冲洗系统的增效设计

2.1 总体思路

为了克服现有技术的不足， 本设计改进了电脱盐反冲洗系统，可在电脱盐脱水运行过程中，通过在电脱盐罐底部，水冲洗分布管与水冲洗进水管之间增设一段或多段隔板装置，其总长与进水管长度相当，从而能够有效的解决在电脱盐运行过程中开启水冲洗系统时形成冲洗水流搅动而影响油水界位波动的问题。

2.2 技术方案

水冲洗分布管分为中心水冲洗分布管4和远端水冲洗分布管3。电脱盐罐体1的底部中轴线上的两侧有两排中心水冲洗分布管4，两排的中心水冲洗分布管4中间有隔板6，隔板6焊接在隔板支撑5上；反冲洗进水管2连接远端水冲洗分布管3和中心水冲洗分布管4，反冲洗进水管2固定连接电脱水电脱盐罐体1两端的支撑板上；隔板支撑5采用方钢管或圆钢管垂直焊接在电脱盐罐体1底部中轴线上；隔板6在中心水冲洗分布管4上部、反冲洗进水管2下部的空间位置，隔板6覆盖中心水冲洗分布管4；隔板6的结构是由弧形钢板组成，可为一段到多段不等（图2）。

本设计可以有效地控制电脱盐罐体内油水界面的稳定，防止冲洗时罐内界面不清、大幅波动，提高在反冲洗时间段内的脱盐脱水效率，同时达到对电脱盐脱水罐内泥沙进行反冲洗的效果，确保安全有效的生产。在提高效率、安全生产的同时，降低了工人操作的强度，节约了水资源。本设计的另一个优势在于对已有的电脱盐设备进行改造，实施简单易行。

3 结束语

电脱盐罐内油水界位的相对稳定，对于电脱盐系统的稳定运行和脱盐效果具有至关重要的影响。目前电脱盐反冲洗系统的改进，多集中于反冲洗水管结构方面，而并没有关注反冲洗会导致油水界位波动。通过在电脱盐罐底部，即水冲洗分布管与进水管之间增设一段或多段隔板装置，在电脱盐运行过程中，能够有效地解决开启水冲洗系统时形成冲洗水流搅动而影响油水界位波动的问题。反冲洗对电脱盐油水界位波动的影响，必将成为反冲洗系统设计的一个关注点，更加完善的反冲洗系统会随之被开发出来。

参考文献：

[1] 武俊平. 电脱盐装置操作优化及设备改造[J]. 齐鲁石油化工，2007，35 （2）：145 -148.

[2] 张凤华，张永生，娄世松，等. 原油电脱盐技术研究进展[J]. 化工科技，2013，21（1）：71-74.

[3] 梁志勇，孙甲，刘政，等. 原油电脱盐脱水技术的研究现状及进展[J]. 石油和化工设备，2012，15（8）：26-29.

[4] 常忠伟，邱柏，叶明，等. 电脱盐脱水罐：中国专利，201088875[P]. 2008-07-23.

[5] 刘建春，王洪福，王晓勇，等. 海洋采油电脱水电脱盐器反冲洗装置：中国专利，201258732[P]. 2009-06-17

[6] 刘建春，许峰. 一种新型在线自动水冲洗装置： 中国专利，102049400[P]. 2011-05-11.

[7] 刘江华，聂春梅，陈爱华，等. 一种电脱盐罐底部冲洗排泥装置：中国专利：202379951[P]. 2012-08-15.

[8] 汪實彬，崔中强，刘家国，等. 一种原油电脱盐脱水反冲洗装置：中国专利，202387710[P]. 2012-08-22.

[9] 实彬，崔中强，刘家国，等. 一种电脱盐脱水反冲洗装置：中国专利，202482277[P]. 2012-10-10.

[10]王学清，侯晓伟，王河清，等. 带反冲洗装置的电脱盐罐：中国专利，202954002[P]. 2013-05-29.

[11]裴力君，于凤宝. 蒸馏装置电脱盐反冲洗系统的增效改造[J]. 中国设备工程，2013（10）：62-63.

[12]刘统华，刘晓燕，昌兴文，等. 一种电脱盐水冲洗装置：中国专利，203626797[P]. 2014-06-04.