常减压电脱盐系统优化改造与改进措施

摘 要：一般情况下，电脱盐系统能够安稳、高效率的使用，基本上依靠常减压蒸馏设施来保证施工生产过程中的安全，原油处理装置运行过程中，对电脱盐的处理是十分重要的。本文主要是对于妨碍脱盐效率的原因进行总结性的探究，再总结出一些修改优化的建议。

关键词：电脱盐;修改优化;改进措施

首先常减压蒸馏是炼油厂原油一次加工的设备，其施工过程主要包含连续重整、汽柴油加氢、加氢裂化、催化裂化、延迟焦化等二次加工设备的一些原材料。所以，在装置运行过程中，电脱盐技术一般会作为常减压操作的首要施工，电脱盐操作主要是为保证下游的设备供给良好的原材料，电脱盐的操作也是对炼油厂安全生产、平稳运行、能耗减少、减少设备结垢及腐蚀，预防催化剂中毒、缩减催化剂的消耗等非常重要的保证手法。原油里没有使用价值的东西除了一些少量泥砂及铁锈之外，主要还包含有水和氯化物、硫化物以及钠、镁、钙等物质的碳酸盐，还有一少部分以环烷酸盐、酚盐等以有机化合物形式存在的物质。其中氯化钙、氯化镁、氯化钠这三种化合物在水解之后都会生出一种富含腐蚀性的氯化氢，如果系统内同时含有一些硫化物，那么对设施的腐蚀将会变得更加严重。同时，很多金属杂质在加工之后都会存在于蜡油及渣油里面，造成第二次加工时发生催化剂中毒。所以施工人员应当尽最大可能来保障在脱后原油里面的盐含量应当小于3mg氯化钠每升的含量规定。在脱后原油中水分会变得更多，施工过程中对燃料以及冷却水消耗量变得更多，并且在原油里有一小部分水汽化以后，体积会增加很快，会使系统的阻力降增变得更大，严重时还会造成分馏塔超压或者产生冲塔事件，所以，要求在脱后原油含水量不能高于0.2%。通常为了降低常减压的蒸馏设备结垢以及腐蚀，要拔升现在运行设施加工重质原油的方法，施工人员一般会保障下游设施的平稳使用，应当对于电脱盐系统每一个运行参数进行更深一步优化及应用。

1 电脱盐基本原理

应用电脱盐技术，工作人员一般会给原油注入上新鲜的水对原油进行清洗，目的是使原油内无机盐溶解于水中，在高压电场运作下，对原油进行油水分离的操作，原油内盐份在油与水分离过程中随水份一起脱出。油水分离基本方法主要是重力沉降法，原油内含有盐份的水滴与油的密度不同，可以使用加热方法，原油静置的方法使油与水沉降分离，这样电脱盐罐中微小水滴沉降过程，可使用斯托克斯（STOCKS）沉降公式进行一系列计算，将系统设置好相应的数值，使水滴能够从原油里沉降出来，在进行沉降操作之后，就可以进行油水分离操作，在实际操作时水与原油都在乳化形态下，工作人员要进行油与水分离，一定要提前破除油和水乳化状态，破除时可以使用高压电场，高压电场就是破除水与油的乳化状态最有效方法之一。原油乳化液经过电场时，水滴里的正负电荷受到电场力作用下进行再一次分布，也就是水滴在电场里面被感应而形成偶极，水滴在电场力的作用下进行运动，然后重新排列与分布，改变或者破坏乳化液稳定的形态，可以增加水滴凝聚的概率，然后加深水滴的接触以及沉降。

2 影响电脱盐效率的参数及优化控制

2.1 操作的温度

由STOCKS公式可以得出，对于油相黏度的减少，油水密度差增加，加大水滴直径，都可以提升水滴沉降速度。增加操作温度就可以较少原油的黏度、密度以及油水层面的张力，然后水滴的热膨胀，可以让乳化膜的强度变得弱小，布朗运动加剧，也有利于水滴凝聚及沉降，所以，提升原油在進入罐子时温度对于增强脱盐效率有着很重要的用处。然而，由于温度逐渐变得越来越高，氯化钙以及氯化镁等盐类就会慢慢的水解，这样的温度就会减小脱盐的效率，并且还会把系统的电导率变得更高，使得电负荷提升。另外，在温度变得太高时油与水相互溶解程度会变得更高，同时会使水汽化，影响到设施安全使用，所以电脱盐温度的提升，应控制在一定程度上。一般在施工过程中，温度应当控制在120℃-145℃之间，才能使得施工更加安全。

2.2 电场的强度

通过F=6εE2d2（d/D）4这个公式可以看出来，在电场的作用下，每一个乳化的液滴之间的凝聚力与电场的强度的平方是成正比例分布，然而每一个乳化液滴之间的直径是与电场强度的平方是成反比例分布的。那么就是提升电场的强度，就可以起到强化每一个水滴之间聚集的作用，对脱盐效率很有帮助，但是电场的强度如果变得很高，会产生电分散的现象，如果把水拆解成为更微小的水滴，会很不利于水滴的凝聚。通过在平常施工实践可以看出：在E=0.7-1.5kV/cm时，凝聚是占居主导地位，由公式可以看出脱盐的效率η是随着E的变大而可以变得更高;在E>2kV/cm的时候，这个分散的作用是慢慢变得更强的，如果再次加大E时，η提升会变得很少，而电消耗量会随着E的增加而快速变大。

2.3 注水量以及注水的水质

在这个系统中，水是原油脱盐的萃取剂，向原油中注入水分主要目的是为了清洗以及溶解原油里含盐的水滴，如果注水量达不到标准，原油里面的盐是不能完全稀释的，这样很难完成脱盐的规划。所以，在一定规定里，提升注水量可以提升每一个水滴之间的聚集力，达到破坏原油内乳化液稳定性，但如果注水的份量十分大会加大对于电场的承受，然后提升能会加重电脱盐的承受力，严重时可能会导致电极板之间电流提升，造成降低脱盐及脱水效率。工作人员通过对电脱盐系统整合以及实验获得对脱盐效果最有利的注水量，一般注水量与原油量比例应当控制在5.5%-6.5%之间。随着降本增效不断深入，大多炼厂使用的洗涤水已从传统新鲜水改为脱硫净化水。而注水水质对电脱盐效果影响主要有两方面：CO32-离子会与原油中Ca2+形成CaCO3沉积于罐底或后续的管道和设备;NH4+易与原油中的石油酸形成有更高表面活性的石油酸盐，使得乳化液稳固难破，因此，当电脱盐注水是脱硫净化水时，需要控制NH4+≯20ppm。

2.4 混合阀混合强度

通过静态混合器和混合阀将水、破乳剂和原油充分混合，是原油脱盐的基本原理，而三者混合程度由混合强度来衡量。混合强度小，油水未得到有效接触，盐类没有充分溶解于水中，易造成脱后含盐超标;但当混合强度过大时，水和原油过度乳化，反而会使水滴沉降速度降低，影响脱水脱盐效果。一般情况下，混合阀压差在48-58kPa时，脱后原油中的盐、水含量较低。实际生产中，此参数并非恒定不变，需要根据原油性质随时调整。重质原油需要的混合强度大，一般采用50-130kPa，而轻质原油需要的混合强度相对较小，一般采用30-80kPa。

3 总结

常减压的蒸馏的电脱盐系统是生产各种石油产品的第一道工序，不仅是一种单纯的防腐手段，更是降低能耗，减轻设备结垢和腐蚀，防止催化剂中毒，脱除原油中碱金属和重金属以及改善产品质量的重要工艺过程。针对污油掺炼、原油性质突变、原油分层、原油带水、携带杂质量大等不同原因造成的电脱盐操作波动，应对操作参数及时作出调整，能够稳定电脱盐操作，为装置长周期运行和生产打下坚实基础。

参考文献：

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作者简介：

刘超（1989- ），男，湖南长沙人，本科，工业分析与检验专业，助理工程师，从事质量调度工作，负责全公司原料、产品以及装置馏出口质量管理，协调解决装置运行过程中的相关质量问题及原料及产品的质量管控和质量异常情况分析判断、跟踪、落实。