李 希 會

（山東石大科技集團(tuán)有限公司，山東 東營 257061）

原油電脫鹽裝置操作條件優(yōu)化

李 希 會

（山東石大科技集團(tuán)有限公司，山東 東營 257061）

以魯寧管輸油為原料進(jìn)行了破乳劑篩選、原油預(yù)處理研究，考察了魯寧管輸油電脫鹽的影響因素，結(jié)果表明：破乳劑SXF 36對原油破乳效果較好；優(yōu)化操作條件為：操作溫度135～140 ℃，注水量為6%～7%，交直流復(fù)合電場強(qiáng)度為900～1 100 V/cm，注水量為6%～7%，破乳劑SXF 36注入量15～20 μg/g，優(yōu)化條件下原油經(jīng)過脫鹽三級預(yù)處理，脫后原油含鹽由平均5.90 mg/L降低到2.52 mg/L，電脫鹽切水含油平均122.1 mg/L降到83.74 mg/L。

電脫鹽；電場強(qiáng)度；破乳劑；優(yōu)化操作

隨著原油重質(zhì)化和劣質(zhì)化加劇，脫前原油含鹽量日益升高［1，2］，給電脫鹽裝置穩(wěn)定運(yùn)行帶來挑戰(zhàn)，脫后原油含鹽量偏高，影響后序加工裝置的生產(chǎn)。因此，在原油加工中亟待解決原油脫后含鹽量超標(biāo)問題［3-7］。某煉油廠加工魯寧管輸油，管輸油性質(zhì)不斷惡化，例如管輸油的密度變重，酸度增大，造成電脫鹽裝置的操作愈來愈困難，脫后原油鹽濃度呈逐漸上升趨勢。近兩三年來電脫鹽裝置脫后原油的鹽濃度大都在5～7 mg/L，已經(jīng)嚴(yán)重影響了后續(xù)裝置的正常生產(chǎn)。因此本煉廠以魯寧管輸油為研究對象，實(shí)驗(yàn)采用交直流技術(shù)對管輸油電脫鹽脫水操作條件進(jìn)行優(yōu)化，為工業(yè)裝置生產(chǎn)操作提供指導(dǎo)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 原料和試劑

原料油：魯寧管輸油；

破乳劑：SXF 21、SXP 201、SXB 204、SXB 204、SXN 21、SXF 36、A（公司自用）；

酸性汽提水。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器

恒溫水浴槽；

100 mL具塞量筒；

鹽含量分析測定儀；

SH-Ⅱ型電脫鹽實(shí)驗(yàn)儀；

AE 2000型光學(xué)顯微鏡。

2 結(jié)果與分析

2.1 原油的性質(zhì)

經(jīng)過對魯寧管輸油性質(zhì)分析，原油基本性質(zhì)的分析結(jié)果見表1。 從表1魯寧管輸油15 ℃密度0.92 g/cm3，屬于高粘度重質(zhì)原油，且含水量較高。

2.2 原油破乳劑的評選

在 85 ℃下，采用瓶試法進(jìn)行管輸油的破乳劑篩選，結(jié)果見表2。從表2可知，從油水界面、出水速度和原油在量筒壁面的附著狀況及出水水質(zhì)看，SXF 36型破乳劑適用于管輸油。

2.3 影響電脫鹽效果的單因素考察

2.3.1 溫度對原油脫鹽脫水效果的影響

實(shí)驗(yàn)條件：原油在電場強(qiáng)度1 000 V/cm中作用時間5 min、注水量6%、破乳劑用量20 μg/g的條件下，不同溫度下原油脫鹽脫水結(jié)果見圖1。

溫度的升高直接影響到原油的粘度和油與水的密度差，進(jìn)而影響油水分離效果。

圖1表明：在其他因素一定的條件下，隨著溫度的增加，脫后原油的含水與含鹽均呈先下降后升高的趨勢，這是由于溫度增加粘度迅速減小，相對沉降速度增加，溫度增加到一定程度粘度趨近某一值，而油水密度差卻一直在減小，推動力減小，同時水在油中的溶解度增加。因此，管輸油電脫鹽比較合適的溫度為135～140 ℃。

表1 原油的基本性質(zhì)Table 1 The properties of crude oil

表2 管輸油破乳劑評選結(jié)果Table 2 Screening of demulsifiers

圖1 溫度對原油電脫水脫鹽效果的影響Fig.1 Effect of temperature on electric desalting and dewatering

2.3.2 電場強(qiáng)度對原油脫鹽脫水效果的影響

實(shí)驗(yàn)條件：在溫度140 ℃、電場作用時間5 min、注水量6%和破乳劑用量20 μg/g的條件下，考察不同電場強(qiáng)度電脫鹽效果見圖2。

由圖2可知：隨著電場強(qiáng)度的增加，脫后原油的含水與含鹽均呈先下降低后升高的趨勢，這是由于水滴在電場中存在分散和凝聚兩個相反的過程，在低電壓下以電凝聚為主；而在高電壓下則為電分散所控制，電場強(qiáng)度過高，電耗也隨之增加。正是由于電分散的存在，使得脫鹽率在電場強(qiáng)度高于某一值時已基本不再增加。加上適當(dāng)電壓時，原油中懸浮的微小水滴迅速聚結(jié)下沉。場強(qiáng)1 000 V/cm是拐點(diǎn)，因此，針對此油品比較合適的電場強(qiáng)度為900～ 1 100 V/cm。

圖2 電場強(qiáng)度對原油電脫水脫鹽效果的影響Fig.2 Effect of the electric field strength on electric desalting and dewatering

2.3.3 破乳劑用量對原油脫鹽脫水效果的影響

實(shí)驗(yàn)條件：在溫度 140 ℃、電場強(qiáng)度 1 000 V/Cm、電場作用時間5 min、注水量6%的條件下，破乳劑不同注入量對脫鹽脫水效果的影響。結(jié)果見圖3。

圖3 破乳劑注入量對原油電脫鹽脫水效果的影響Fig.3 Effect of the demulsifier dosage on electric desalting and dewatering

從圖3可知，隨著破乳劑用量的增加，脫后原油的含水和含鹽均呈先下降，達(dá)到一定值后幾乎不變，這是由于在破乳劑的用量小于其臨界膠束濃度CMC時，其破乳效果隨著破乳劑用量的增加而增加；但在超過其臨界膠束濃度CMC時，其破乳效果隨著破乳劑用量的增加或保持不變，或出現(xiàn)反乳化狀態(tài)，形成更為復(fù)雜的油水乳液而導(dǎo)致其脫水效果變差［3，4］，適宜的破乳劑用量為15～20 μg/g。

2.3.4 注水量對原油脫鹽脫水效果的影響

實(shí)驗(yàn)條件：在溫度 140 ℃、電場強(qiáng)度 1 000 V/cm、電場作用時間5 min、破乳劑用量20 μg/g的條件下，不同注水量對原油脫鹽脫水效果的影響。結(jié)果見圖4。

圖4 注水量對原油電脫水脫鹽效果的影響Fig.4 Effect of Water injection amount on desalting and dewatering

圖4表明：隨著注水量的增加，脫后原油含鹽量先減小后增加，這是由于隨著注水量的增加洗鹽效果，但注水量達(dá)到一定值后乳化液電導(dǎo)率增加，有效電場降低，脫水效果不好，導(dǎo)致含鹽量增加，適宜的注水量為6%～7%。

2.4 工業(yè)應(yīng)用效果

根據(jù)實(shí)驗(yàn)優(yōu)化操作條件，指導(dǎo)工業(yè)裝置運(yùn)行，在三級交直流電脫鹽工業(yè)裝置上，脫鹽脫水效果見圖5、圖6、圖7、圖8。

圖5 優(yōu)化前脫鹽效果Fig.5 Desalting effect before optimization operation

優(yōu)化前1年分析數(shù)據(jù)，平均5.90 mg/L，脫鹽合格率70.00%（≯5 mg/L），如果按照脫后含鹽≯3 mg/L指標(biāo)考核，合格率只有21.67%。

圖6 優(yōu)化后脫鹽效果Fig.6 Desalting effect after optimization operation

優(yōu)化后原油脫后分析數(shù)據(jù)，平均2.52 mg/L，脫鹽合格率98.76%（≯3 mg/L）。

圖7 優(yōu)化前電脫鹽排水效果Fig.7 Electric desalting drainage before optimization operation

優(yōu)化前電脫鹽排水含油 1年分析數(shù)據(jù)，平均122.1 mg/L，排水含油合格率83.74%（≯150 mg/L）。

圖8 優(yōu)化后脫鹽排水效果Fig.8 Electric desalting drainage after optimization operation

優(yōu)化后電脫鹽排水含油分析數(shù)據(jù)，平均83.74 mg/L，排水含油合格率92.33%（≯150 mg/L）。

2.5 優(yōu)化前后脫后原油中水滴粒徑的變化

優(yōu)化前后脫后原油中水滴粒徑變化見圖9和圖10。

圖9 優(yōu)化后脫后原油的200 X顯微照片F(xiàn)ig.9 Magnified 200 times micrograph of crude oil after optimization operation

圖9和圖10對比表明，優(yōu)化操作脫后原油中的水滴粒徑在20～60 μm之間，算術(shù)平均值為50 μm；優(yōu)化前脫后原油中的水滴粒徑在50～130 μm之間，算術(shù)平均值為82 μm。說明優(yōu)化后原油脫鹽脫水效果較好，較大的水滴均已脫除。強(qiáng)度為 900～1 100 V/cm，破乳劑用量為 15～20 μg/g，適宜的注水量為6%～7%。

（2）優(yōu)化后工業(yè)裝置脫后原油含鹽由平均5.90 mg/L降低到平均2.52 mg/L，合格率由21.67%提高到98.76%（≯3 mg/L）；電脫鹽切水含油平均122.1 mg/L降到83.74 mg/L，排水含油合格率83.74%（≯150 mg/L）提高到92.33%（≯150 mg/L）。

（3）優(yōu)化操作脫后原油中的水滴粒徑算術(shù)平均值為50 μm； 優(yōu)化前水滴粒徑算術(shù)平均值為82 μm。說明優(yōu)化后原油脫鹽脫水效果較好，較大的水滴均已脫除。

經(jīng)過優(yōu)化研究電脫鹽裝置運(yùn)行穩(wěn)定，脫后原油含鹽含水、切水帶油達(dá)到了中石化要求的標(biāo)準(zhǔn)。

圖10 優(yōu)化前脫后原油的200 X顯微照片F(xiàn)ig.10 Magnified 200 times micrograph of crude oil before optimization operation

3 結(jié) 論

（1）針對魯寧管輸油篩選的破乳劑為SXF36，經(jīng)優(yōu)化操作條件為：操作溫度 135～140 ℃，電場

［1］李海良. 電脫鹽系統(tǒng)應(yīng)對加工劣質(zhì)原油的改造［J］. 煉油技術(shù)與工程，2008，38（4）：21-24.

［2］王紀(jì)剛，王龍祥，韋偉，等.高酸重質(zhì)原油電脫鹽技術(shù)選擇［J］. 煉油技術(shù)與工程，2012，42（2）：31 - 34.

［3］陳宏，謝姝，王雨，等，破乳劑對模擬油田二元復(fù)合驅(qū)采出水的作用機(jī)理［J］. 環(huán)境工程學(xué)報，2015，9（6）：2540-2544.

［4］李平，鄭曉宇，朱建民. 原油乳狀液的穩(wěn)定與破乳機(jī)理研究進(jìn)展［J］.精細(xì)化工，2011，18（2）：89-92.

［5］何志強(qiáng)，混煉含酸重質(zhì)劣質(zhì)原油的電脫鹽技術(shù)選擇探討［J］.中外能源，2009，14（10）：74-77.

［6］劉家國，張鴻勛，汪實(shí)彬，等，塔河重質(zhì)稠油電脫鹽技術(shù)研究［J］. 石油化工設(shè)計，2006，23 （ 1 ）: 18-20.

［7］張鳳華，張永生，婁世松，等，原油電脫鹽技術(shù)研究進(jìn)展［J］.化工科技，2013，21（10）:71-74.

Optimization of the Operating Conditions of Crude Oil Electrostatic Desalting

LI Xi-hui
（Shandong Shtar Science&Technology Group Co.， Ltd.，Shandong Dongying 257061，China）

Taking Luning oil as research object， demulsifier screening and pretreatment were carried out， influence factors of crude oil electrical desalting was investigated. Experimental results show that SXF36 demulsifier has good performance for Luning oil. The optimal conditions for the desalting of Luning are as follows： temperature 135～140℃，water addition mass fraction 6～7，combined electric strength 900～1 100 V/cm，SXF36 demulsifier mass fraction 20 μg/g， Under the optimal conditions， after three-stage pretreatment desalination， salt content can be decreased from average value 5.90 mg/L to 2.52 mg/L， the oil in the out-let water can be decreased from 122.1 mg/L to 83.74 mg/L.

Electric desalting；Electric strength；Demulsifier；Optimum operating condition

TE 624

A

1671-0460（2015）12-2885-04

2015-08-31

李希會（1965-），男，1996年畢業(yè)于石油大學(xué)函授化機(jī)專業(yè)，研究方向：從事物資采購及管理工作。E-mail：lxh6510@163.com。