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常减压装置电脱盐切水异常状况分析与对策

发表时间：2021/7/28 来源：《中国科技信息》2021年9月上作者：马玉建

[导读] 电脱盐切水灼烧实验表明，水中悬浮物主要为有机物，少量的机械杂质与油、水形成了稳定的乳化体系，造成电脱盐单元切水中大量浮渣类物质。

胜利油田石化总厂马玉建山东东营 257000

摘要:电脱盐切水灼烧实验表明，水中悬浮物主要为有机物，少量的机械杂质与油、水形成了稳定的乳化体系，造成电脱盐单元切水中大量浮渣类物质。原油性质变化导致了电脱盐切水异常。个别区块原油混入了回收油等杂质，导致管输原油品质降低，回收油中大量的助剂、机械杂质是导致原油乳化的根本原因。通过加强原油品质管控，对电脱盐切水添加助剂等措施，可缓解电脱盐切水不正常状况，保证下游污水处理单元正常运行。
关键词: 常减压装置；电脱盐切水；品质管控；反向破乳剂
        近几年来，受国际油价下跌影响，油田为增加效益，采用各种办法增效，加入各类助剂提高原油采收率，原油品质较以往相比发生了较大变化。原油性质变差给下游炼厂生产装置提出诸多挑战性难题，包括原油乳化严重、破乳困难、脱盐罐电流居高不下、脱后含盐合格率低等问题。某生产单位第3套常减压装置主要加工管输混合原油，近年来电脱盐单元间歇性出现切水异常的问题，近期出现频次增加，表现为电脱盐切水带油，水中有大量黑色悬浮物，COD明显偏高，严重冲击下游供排水厂污水处理装置正常运行。
        1问题现状
        近期原油原油性质波动较大，原油含水经常超标，含水最高达6%。常压电脱盐单元效率下降，脱后含盐不合格，电脱盐切水中含有大量黑色悬浮物，因电脱盐单元严重乳化，脱后原油大量带水，装置被迫降加工量处理。更为突出的是下游污水处理装置受到严重冲击，电化学除油设施出水开始大量携带黑色污水。
        2电脱盐切水黑色悬浮物分析
        为判断黑色悬浮物成分，从装置现场取样，对黑色悬浮物进行过滤，开展灼烧实验。收集第3套常减压装置加工的原油水洗杂质进行过滤、灼烧，并与油泥过滤灼烧状态对比。实验结果见表1。

        根据灼烧实验结果，电脱盐切水中的黑渣基本为有机物，550℃减量均在90%以上。通过对灼烧后酸不溶物金属分析，发现第3套常减压装置电脱盐切水中金属铁含量异常超高，第3套常减压装置加工的原油的铁含量在10mg/kg左右，因此，此种异常高的铁含量不是来自于原油，而是原油中混入的不明污油。对比油泥酸不容物实验金属含量数据，钙含量，铁含量均较高，因此，原油中异常的铁含量极有可能是原油中混入了回收污油类物质。这些回收油的特点是含有少量的水，大量机械杂质，大量存活细菌及表面活性剂等，菌落周围黏附有油珠和机械杂质颗粒从而构成松散聚集体。在电脱盐单元过程中，随着破乳的进行，这些物质容易积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，在流体流动过程中一经扰动容易进入水相随电脱盐切水排出。3种样品黑色悬浮物质经过550℃、950℃灼烧后，呈土褐色，外观类似。
        3原油性质变化的影响
        针对现场出现的问题，首先对原油性质变化情况进行了分析，虽然造成电脱盐切水异常的原因有多种，但原油品质恶化，极有可能是电脱盐单元切水异常的重要原因。装置在电脱盐单元乳化期间加工的原油性质见表2。

       根据不同区块原油监控数据，可以看出除区块A外，其它区块原油机械杂质均超标，其中区块3超标6倍以上。区块B除机械杂质超标外，水含量、酸值、灰分、金属铁含量均异常偏高，可能是造成管输混合原油性质变化的主要原因。由于管输原油采用各种区块混输的方式，部分区块原油机械杂质超指标3~5倍以上。机械杂质中的粘土颗粒类物质［4］具有较强极性，是天然的表面活性剂，会吸附包括油田压裂液在内的各类助剂，这类助剂一般为有机大分子物质，对COD贡献较大。
        4采取的措施
        4.1加强上游原油性质管理
        针对区块B原油性质明显异常，联系油田生产单位对区块B的原油不进入管道输送，考察下游运行效果。根据对比，停输前，管输混合原油机械杂质均较高，停输后，均检测不到机械杂质。停输后，原油灰分、残炭、氯盐含量均呈降低趋势，上游电脱盐单元来水水质好转，电除油进出口的石油类、COD均明显下降。说明区块B原油中极有可能混入了油田回收油、老化油等。此类物质的乳化作用极强，导致原油在油田企业出厂时无法达到含水指标要求，虽然油田会将此部分油与水含量低的原油混合后外输，但由于部分油水含量未达标，在装置连续生产过程中就会出现装置间歇含水超标的情况，与装置生产状况吻合。此部分原油由于富含了大量表面活性剂，装置加工时极易乳化导致切水带油等问题发生。
        4.2对电脱盐废水进行预处理，加注反向破乳剂
        电脱盐切水中的黑色悬浮物主要是原油中含有的机械杂质，经过电脱盐工艺过程洗入水中，具有较强的吸附作用，会吸附油类及各类助剂，形成稳定的乳化体系。水中悬浮物多，造成油水密度差变小，油、水、粘土颗粒、药剂混合程度高，形成水包油型稳定体系［5］，粘土颗粒与油互相黏附，难以自然沉降分离。需要加入反向破乳剂破坏水中油滴的稳定状态，使之聚集并上浮，使水质澄清。
参考文献：
［1］曹振兴，申明周.油田三采助剂对原油性质的影响［J］.当代化工，2017，46（2）：230-231.
［2］夏瑜，何绪文.典型电脱盐废水预处理技术及其应用［J］.化工环保，2020，40（1）：1-2.
［3］王磊.三次采油脱水系统污水沉降罐回收油处理研究［D］.东北石油大学硕士研究生论文，2013.