劉發(fā)亮，黃龍顯，李承峰，龔文

（中國石油寧夏石化公司，寧夏銀川 750026）

寧夏石化公司常壓裝置原油電脫鹽工藝是常壓蒸餾裝置中的預(yù)處理工藝，主要任務(wù)是初步脫除原油中的無機(jī)鹽、水和機(jī)械雜質(zhì)。它不僅對本裝置的平穩(wěn)操作、降低能耗和設(shè)備防腐起著十分重要的作用，還對下游裝置的原料性質(zhì)、設(shè)備防腐防堵及產(chǎn)品質(zhì)量和分布等都發(fā)揮著很重要的作用。自2021 年4 月以來，常壓電脫鹽脫后含鹽持續(xù)出現(xiàn)超標(biāo)問題，原油樣脫后含鹽大于3 mg/L 以上頻繁出現(xiàn)，甚至出現(xiàn)10 mg/L 以上等嚴(yán)重超標(biāo)情況，4 月中上旬主要原因?yàn)楣迏^(qū)降庫存（8×104m3以下），導(dǎo)致罐區(qū)換罐頻次增加（低于48 h），原油沉降時間不足，脫前原油含鹽、含水高或超標(biāo)，進(jìn)而引起脫后含鹽、含水上升并超標(biāo)。但4 月下旬、5 月脫前含鹽基本穩(wěn)定，增加換罐時間后，脫后含鹽仍持續(xù)出現(xiàn)超標(biāo)問題。

1 脫后含鹽持續(xù)超標(biāo)對裝置造成的影響

常壓電脫鹽持續(xù)超標(biāo)導(dǎo)致常壓塔頂油氣系統(tǒng)腐蝕速率增大，導(dǎo)致油氣系統(tǒng)管線減薄[1-3]。由于常壓塔頂油氣系統(tǒng)腐蝕機(jī)理為鹽酸及（HCl+H2S+H2O）腐蝕，腐蝕速率隨著鹽酸濃度的升高而增大。常壓電脫鹽含鹽量持續(xù)超標(biāo)將造成塔頂油氣系統(tǒng)的氯化銨鹽或鹽酸胺鹽沉積物增多，這些沉積物易從工藝流程或注入的洗滌水中吸收水分，在沉積物下可形成局部的鹽酸，形成一個腐蝕性很強(qiáng)的“鹽酸腐蝕環(huán)境”，會導(dǎo)致高的腐蝕速率，造成塔頂油氣系統(tǒng)管線的減薄。其化學(xué)反應(yīng)機(jī)理如下：

Fe+2HCl=FeCl2+H2

Fe+H2S=FeS+H2

FeS+2Cl-=FeCl2+S2-

其次常壓裝置電脫鹽脫后含鹽高會對常壓塔頂油氣系統(tǒng)塔盤、換熱器及管線造成堵塞，使常壓塔頂壓力升高。堵塞主要是由于在塔頂處存在氣相HCl 和NH3，二者在分子狀態(tài)下即可快速反應(yīng)生成NH4Cl，且NH4Cl極易結(jié)晶，就近附著在塔盤上造成塔盤堵塞或者隨介質(zhì)流動附著在常壓塔頂油氣系統(tǒng)冷換設(shè)備、管道壁上，導(dǎo)致?lián)Q熱器及管線堵塞。因電脫鹽裝置脫后含鹽的持續(xù)超標(biāo)造成的冷換設(shè)備頻繁檢修清理不僅額外增加了檢修費(fèi)用，而且嚴(yán)重影響常壓裝置長周期穩(wěn)定運(yùn)行。

2 解決脫后含鹽持續(xù)超標(biāo)的具體措施

為了解決常壓裝置電脫鹽持續(xù)超標(biāo)的問題，部門采取深度脫鹽解決方案，首先對電脫鹽一、二、三級靜態(tài)混合器和二級混合閥升級更新，更換了混合效率更高的高效靜態(tài)混合器，以確保脫后原油鹽含量連續(xù)穩(wěn)定合格。電脫鹽靜態(tài)混合器主要由S 單元和X 單元組成，起混合作用的主要為X 單元，S 單元主要作用為導(dǎo)流，因此混合效率主要取決于X 單元的數(shù)量。X 單元中的葉片將流體進(jìn)行不斷分割和剪切，更換后的高效XSX 型混合器比SXS 型混合型多一組X 型混合單元，混合效率有了明顯的提升，提高了原油、水、破乳劑的混合效率，增強(qiáng)洗鹽效果，能夠滿足電脫鹽系統(tǒng)深度脫鹽的技術(shù)指標(biāo)要求。

其次在更換高效靜態(tài)混合器的基礎(chǔ)上，對三級電脫鹽混合壓差的數(shù)值進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，根據(jù)各級脫后含鹽數(shù)據(jù)和各級脫鹽率數(shù)據(jù)，結(jié)合總體脫鹽率確定各級混合壓差的優(yōu)化數(shù)值。通過設(shè)定各級壓差對比后，一級混合壓差優(yōu)化標(biāo)定其較佳的壓差數(shù)值控制在120～130 kPa，建議控制在125～130 kPa。二級混合壓差優(yōu)化標(biāo)定其較佳的壓差數(shù)值控制在110～120 kPa，建議控制在115～120 kPa。三級混合壓差優(yōu)化標(biāo)定其較佳的壓差數(shù)值控制在100～110 kPa，建議控制在105～110 kPa。根據(jù)標(biāo)定優(yōu)化后的較佳混合壓差值設(shè)定一級混合壓差130 kPa，二級混合壓差120 kPa，三級混合壓差110 kPa后運(yùn)行平穩(wěn)。

表1 常壓電脫鹽脫后運(yùn)行參數(shù)

3 效果評價

3.1 投用參數(shù)

常壓電脫鹽脫后運(yùn)行參數(shù)見表1。

3.2 投用效果

常壓電脫鹽裝置在更換高效靜態(tài)混合器，并在最佳混合壓差的基礎(chǔ)上運(yùn)行平穩(wěn)，脫后含鹽率持續(xù)超標(biāo)的問題再未出現(xiàn)。自2021 年10 月至2022 年5 月電脫鹽脫后含鹽合格率均達(dá)到100%，脫后含鹽平均值1.73 mg/L，最高2.6 mg/L，均小于工藝控制指標(biāo)3 mg/L；常壓塔頂油氣系統(tǒng)管線腐蝕速率下降明顯，常壓塔頂注緩蝕劑后及常壓塔頂循環(huán)回流線腐蝕速率均在合格范圍內(nèi)，腐蝕速率小于0.2 mm/a。

4 結(jié)語

通過對常壓電脫鹽裝置一、二、三級靜態(tài)混合器和二級混合閥升級更新，徹底解決了常壓電脫鹽脫后含鹽持續(xù)超標(biāo)的問題。減少了設(shè)備及管線檢修維護(hù)次數(shù)及檢修維護(hù)費(fèi)用，更好地保障了常壓裝置的安全平穩(wěn)運(yùn)行及長周期運(yùn)行。