韓 磊，張艷玲，劉小輝

(中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院，山東青島266071)

1 研究背景

某石化公司實施了加工高酸原油適應(yīng)性改造項目，改造后常減壓裝置的設(shè)計原料為多巴和馬林高酸混合原油(混合比1∶1)，酸值高達2.95 mgKOH/g，硫質(zhì)量分數(shù)為0.46%。開工1 a后實際加工原油 3.5 Mt，平均 API°22.42，平均酸值1.88 mgKOH/g，平均硫質(zhì)量分數(shù)為0.50%。裝置開工初期加工了一定量品質(zhì)較好的原油(如文昌、開薩杰、薩西等)，之后加工的全部是高酸重質(zhì)原油，主要以多巴、榮卡多(重)、奎都、達混、埃斯克蘭特、阿爾巴克拉等高酸重質(zhì)原油為主。表1列出了該公司近年所加工的主要油種以及電脫鹽數(shù)據(jù)。

表1 某石化公司近幾年電脫鹽運行效果Table 1 Electrial desalting effect on a petrodmemical company in recent years

由于高酸原油的特點，其脫鹽難度比較大，對破乳劑、注水量、混合強度、脫鹽溫度等要求比較苛刻［1-2］。為配合該石化公司電脫鹽的攻關(guān)工作，對榮卡多和達混(2∶1)原油進行了破乳劑評選試驗和電脫鹽工藝參數(shù)優(yōu)化的靜態(tài)試驗。

2 原油性質(zhì)

原油樣品為現(xiàn)場采集的榮卡多和達混(2∶1)原油，首先對其密度、總酸值、鹽含量和水含量進行了測定，結(jié)果見表2?；旌显偷拿芏群望}含量都比較高，總酸值更是高達2.8 mgKOH/g，原油性質(zhì)對脫鹽十分不利。

3 破乳劑評選試驗

原油電脫鹽工藝條件包括破乳劑評選、破乳劑注量、脫鹽溫度、電場強度、注水量、混合強度等，在諸多因素中，正確地選擇合適的破乳劑是整個研究工作的基礎(chǔ)。本次研究對8種破乳劑進行了低溫化學(xué)脫水試驗。用具塞量筒取50 mL原油，加入10 mL水和30 μg/g破乳劑，置于70℃恒溫水浴中預(yù)熱20 min，手工振蕩100次后將量筒放回水浴，記錄 5，10，15，20，30，60，90 和 120 min時的出水量以及界面狀況和水相清晰度，實驗數(shù)據(jù)列于表3。

表2 試驗原油的基本性質(zhì)Table 2 Basic properties of experimental crude oil

表3 榮卡多和達混(2:1)混合原油破乳劑評選Table 3 Demulsifier selection of Roncador and Dar crude oil mL

由表3可知，對于榮卡多和達混混合原油，參與評選的破乳劑效果并不十分理想，30 min基本只能脫出1 mL水。NS-2004，洛陽華工3號和4號破乳劑效果稍好。榮卡多原油和達混原油密度較大、鹽含量高、酸值高、易乳化，特別達混原油蠟含量高、傾點和凝點高，常溫下為固態(tài)，脫水和脫鹽比較困難。

在直接脫水實驗基礎(chǔ)上，取NS-2004、洛陽華工3號和4號三種破乳劑進行了加電場試驗，試驗條件:注破乳劑 50 μg/g，注水量 9%(質(zhì)量分數(shù))，溫度120℃，電場強度1 kV/cm，手動振蕩100下，停留時間30 min，結(jié)果見表4。在三種國產(chǎn)藥劑中，NS-2004效果相對較好。

表4 破乳劑評選加電場實驗Table 4 Electric field experiment for demulsifier selection

4 電脫鹽工藝參數(shù)優(yōu)化實驗

為了確定適當(dāng)?shù)碾娒擕}工藝參數(shù)，對注破乳劑量、注水量、混合強度、停留時間及預(yù)先混合沉降處理、溫度、電場強度等因素進行了考察。試驗針對榮卡多和達混混合原油，采用的NS-2004型破乳劑。

4.1 注破乳劑量

破乳劑的作用就是破壞原油中形成的乳化膜。除了破乳劑的類型，其用量也是影響破乳效果的重要因素，由實驗可得破乳劑注入量達30 μg/g時脫鹽效果顯著提高，繼續(xù)增加助劑量脫鹽效果變化不明顯。

4.2 注水量

原油注水的目的是為了溶解油中的無機鹽類，并易于聚結(jié)沉降，從而使其隨著水的脫除而脫除，因此，注水量的選擇非常關(guān)鍵。注水量太小不能將原油中的鹽洗出，太大則會導(dǎo)致脫鹽罐電耗增加，容易跳閘，造成脫后含水高。由實驗可得，注水量達到7%(質(zhì)量分數(shù))，脫鹽效果較好。

4.3 溫度

適當(dāng)提升溫度對提高脫鹽效果有利，這是因為隨溫度升高，原油黏度降低，油水界面張力減小，水滴膨脹使乳化膜強度減弱;水滴熱運動增加，碰撞結(jié)合機會增多;乳化劑在油中溶解度增加，這些因素均導(dǎo)致原油中乳化水滴破乳聚結(jié)，有利于脫鹽脫水。實驗結(jié)果表明，在溫度為130℃時脫鹽效果最佳。

4.4 電場強度

原油電場強度強烈影響原油中水滴的聚結(jié)速度以及變壓器的容量和脫鹽罐電耗，由實驗可得存在最佳電場強度為1.2 kV/cm。

4.5 混合強度

在原油電脫鹽罐工藝中，需要注水溶解原油中的無機鹽，注破乳劑促進油水分離。因此，必須使加入的水、破乳劑與原油充分混合，即必須保證足夠的混合強度。在實驗室靜態(tài)實驗條件下，手動振蕩150次為宜。

4.6 停留時間

由實驗可得，停留時間30 min比較適宜;脫鹽前先經(jīng)過一次振蕩沉降的過程，對提高脫鹽效果顯著，原因是鹽與水混合的更加充分，從而充分溶解到水中。

5 原油預(yù)處理

將未經(jīng)預(yù)處理的原油與預(yù)處理過的原油電脫鹽效果進行對比。原油未經(jīng)預(yù)處理的實驗條件為:注水7%、破乳劑10 μg/g、手動振蕩150下、溫度120℃、電場強度1.2 kV/cm、停留時間30 min。

近期該石化公司引進了國外原油預(yù)處理技術(shù)，于原油末站管線加注原油預(yù)處理劑，通過化學(xué)藥劑泵連續(xù)原劑注入，并根據(jù)罐區(qū)原油含水及排水含油情況調(diào)整注入量。加原油預(yù)處理劑的試驗條件為:先加入10%(質(zhì)量分數(shù))的水和10 μg/g預(yù)處理劑，手動振蕩50下，靜置24 h，再加入10 μg/g破乳劑，手動振蕩150下，在溫度120℃、電場強度1.2 kV/cm條件下停留30 min。

實驗表明預(yù)處理后的原油含水和固體顆粒含量降低，大大降低了電脫鹽的負荷，當(dāng)原油中含有大量水時，先經(jīng)過原油預(yù)處理劑的處理對提高脫鹽效果明顯。

6 結(jié)論

(1)對榮卡多和達混混合原油進行破乳劑評選實驗，評選實驗選出破乳效果較好的NS-2004。

(2)根據(jù)電脫鹽靜態(tài)實驗結(jié)果，優(yōu)化了電脫鹽工藝操作參數(shù)，對這種高酸重質(zhì)原油實現(xiàn)了相對較好的脫鹽效果。

(3)原油在電脫鹽之前先進行一次混合沉降過程，特別是先加入原油預(yù)處理劑經(jīng)預(yù)處理的過程對脫鹽效果有明顯提高。

［1］ 趙增強，張茂，張鴻勛.高酸原油電脫鹽存在的問題及對策［J］. 石油化工腐蝕與防護，2012，29(2):27-30.

［2］ 張永生，閆德興，張鳳華，等.高酸原油電脫鹽技術(shù)研究［J］.石化技術(shù)與應(yīng)用，2011，29(4):320-323.