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        常減壓裝置電脫鹽單元切水異常原因分析

        2020-11-14 05:17:02孫艷
        煉油與化工 2020年5期
        關(guān)鍵詞:管輸脫鹽懸浮物

        孫艷

        (中國石油烏魯木齊石化公司研究院,新疆烏魯木齊830019)

        近幾年來,受國際油價下跌影響,油田為增加效益,采用各種辦法增效,加入各類助劑提高原油采收率,原油品質(zhì)較以往相比發(fā)生了較大變化。原油性質(zhì)變差給下游煉廠生產(chǎn)裝置提出諸多挑戰(zhàn)性難題[1-2],包括原油乳化嚴(yán)重、破乳困難、脫鹽罐電流居高不下、脫后含鹽合格率低等問題。

        某公司第3套常減壓裝置主要加工管輸混合原油,近年來電脫鹽單元間歇性出現(xiàn)切水異常的問題,近期出現(xiàn)頻次增加,表現(xiàn)為電脫鹽切水帶油,水中有大量黑色懸浮物,COD明顯偏高,嚴(yán)重沖擊下游供排水廠污水處理裝置正常運行。

        1 問題現(xiàn)狀

        近期原油原油性質(zhì)波動較大,原油含水經(jīng)常超標(biāo),含水最高達(dá)6%。常壓電脫鹽單元效率下降,脫后含鹽不合格,電脫鹽切水中含有大量黑色懸浮物,因電脫鹽單元嚴(yán)重乳化,脫后原油大量帶水,裝置被迫降加工量處理。更為突出的是下游污水處理裝置受到嚴(yán)重沖擊,電化學(xué)除油設(shè)施出水開始大量攜帶黑色污水。

        2 電脫鹽切水黑色懸浮物分析

        為判斷黑色懸浮物成分,從裝置現(xiàn)場取樣,對黑色懸浮物進(jìn)行過濾,開展灼燒實驗。收集第3套常減壓裝置加工的原油水洗雜質(zhì)進(jìn)行過濾、灼燒,并與油泥過濾灼燒狀態(tài)對比。實驗結(jié)果見表1。

        表1 3種樣品灼燒實驗數(shù)據(jù)

        根據(jù)灼燒實驗結(jié)果,電脫鹽切水中的黑渣基本為有機(jī)物,550℃減量均在90%以上。通過對灼燒后酸不溶物金屬分析,發(fā)現(xiàn)第3套常減壓裝置電脫鹽切水中金屬鐵含量異常超高,第3套常減壓裝置加工的原油的鐵含量在10 mg/kg左右,因此,此種異常高的鐵含量不是來自于原油,而是原油中混入的不明污油[3]。對比油泥酸不容物實驗金屬含量數(shù)據(jù),鈣含量,鐵含量均較高,因此,原油中異常的鐵含量極有可能是原油中混入了回收污油類物質(zhì)。這些回收油的特點是含有少量的水,大量機(jī)械雜質(zhì),大量存活細(xì)菌及表面活性劑等,菌落周圍黏附有油珠和機(jī)械雜質(zhì)顆粒從而構(gòu)成松散聚集體。在電脫鹽單元過程中,隨著破乳的進(jìn)行,這些物質(zhì)容易積聚在油水界面的原油或乳化液中,因密度大于原油接近于水,在流體流動過程中一經(jīng)擾動容易進(jìn)入水相隨電脫鹽切水排出。

        3種樣品黑色懸浮物質(zhì)經(jīng)過550℃、950℃灼燒后,呈土褐色,外觀類似。

        3 原油性質(zhì)變化的影響

        針對現(xiàn)場出現(xiàn)的問題,首先對原油性質(zhì)變化情況進(jìn)行了分析,雖然造成電脫鹽切水異常的原因有多種,但原油品質(zhì)惡化,極有可能是電脫鹽單元切水異常的重要原因。裝置在電脫鹽單元乳化期間加工的原油性質(zhì)見表2。

        表2電脫鹽切水異常期間管輸混合原油性質(zhì)

        從1~3月份管輸原油關(guān)鍵性質(zhì)可以看出,自2月17日開始原油含水開始出現(xiàn)超標(biāo)情況,機(jī)械雜質(zhì)含量呈升高趨勢,金屬鈣含量有升高趨勢,說明原油性質(zhì)發(fā)生了變化。為了找到造成管輸混合原油性質(zhì)變化的原因,對可能輸往該公司的不同區(qū)塊原油性質(zhì)進(jìn)行了跟蹤監(jiān)測,結(jié)果見表3。

        表3管輸原油不同區(qū)塊性質(zhì)

        根據(jù)不同區(qū)塊原油監(jiān)控數(shù)據(jù),可以看出除區(qū)塊6外,其它區(qū)塊原油機(jī)械雜質(zhì)均超標(biāo),其中區(qū)塊3超標(biāo)6倍以上。區(qū)塊8除機(jī)械雜質(zhì)超標(biāo)外,水含量、酸值、灰分、金屬鐵含量均異常偏高,可能是造成管輸混合原油性質(zhì)變化的主要原因。由于管輸原油采用各種區(qū)塊混輸?shù)姆绞?,部分區(qū)塊原油機(jī)械雜質(zhì)超指標(biāo)3~5倍以上。機(jī)械雜質(zhì)中的粘土顆粒類物質(zhì)[4]具有較強(qiáng)極性,是天然的表面活性劑,會吸附包括油田壓裂液在內(nèi)的各類助劑,這類助劑一般為有機(jī)大分子物質(zhì),對COD貢獻(xiàn)較大。

        4 采取的措施

        4.1 加強(qiáng)上游原油性質(zhì)管理

        針對區(qū)塊8原油性質(zhì)明顯異常,聯(lián)系油田公司對區(qū)塊8的原油不進(jìn)入管道輸送,考察下游運行效果。停輸前后原油性質(zhì)對比情況見表4。供排水廠污油處理單元電除油水質(zhì)對比分析結(jié)果見表5。

        表4區(qū)塊8原油停輸前后原油性質(zhì)對比

        表5污水處理單元電除油裝置進(jìn)出口水質(zhì)分析對比

        根據(jù)對比,停輸前,管輸混合原油機(jī)械雜質(zhì)均較高,停輸后,均檢測不到機(jī)械雜質(zhì)。停輸后,原油灰分、殘?zhí)俊⒙塞}含量均呈降低趨勢,上游電脫鹽單元來水水質(zhì)好轉(zhuǎn),電除油進(jìn)出口的石油類、COD均明顯下降。說明區(qū)塊8原油中極有可能混入了油田回收油、老化油等。此類物質(zhì)的乳化作用極強(qiáng),導(dǎo)致原油在油田企業(yè)出廠時無法達(dá)到含水指標(biāo)要求,雖然油田會將此部分油與水含量低的原油混合后外輸,但由于部分油水含量未達(dá)標(biāo),在裝置連續(xù)生產(chǎn)過程中就會出現(xiàn)裝置間歇含水超標(biāo)的情況,與裝置生產(chǎn)狀況吻合。此部分原油由于富含了大量表面活性劑,裝置加工時極易乳化導(dǎo)致切水帶油等問題發(fā)生。

        4.2 對電脫鹽廢水進(jìn)行預(yù)處理,加注反向破乳劑

        電脫鹽切水中的黑色懸浮物主要是原油中含有的機(jī)械雜質(zhì),經(jīng)過電脫鹽工藝過程洗入水中,具有較強(qiáng)的吸附作用,會吸附油類及各類助劑,形成穩(wěn)定的乳化體系。水中懸浮物多,造成油水密度差變小,油、水、粘土顆粒、藥劑混合程度高,形成水包油型穩(wěn)定體系[5],粘土顆粒與油互相黏附,難以自然沉降分離。需要加入反向破乳劑破壞水中油滴的穩(wěn)定狀態(tài),使之聚集并上浮,使水質(zhì)澄清。

        5 結(jié)束語

        電脫鹽切水灼燒實驗表明,水中懸浮物主要為有機(jī)物,少量的機(jī)械雜質(zhì)與油、水形成了穩(wěn)定的乳化體系,造成電脫鹽單元切水中大量浮渣類物質(zhì)。原油性質(zhì)變化導(dǎo)致了電脫鹽切水異常。個別區(qū)塊原油混入了回收油等雜質(zhì),導(dǎo)致管輸原油品質(zhì)降低,回收油中大量的助劑、機(jī)械雜質(zhì)是導(dǎo)致原油乳化的根本原因。通過加強(qiáng)原油品質(zhì)管控,對電脫鹽切水添加助劑等措施,可緩解電脫鹽切水不正常狀況,保證下游污水處理單元正常運行。

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