常減壓電脫鹽系統優化改造與改進措施

摘 要：一般情況下，電脫鹽系統能夠安穩、高效率的使用，基本上依靠常減壓蒸餾設施來保證施工生產過程中的安全，原油處理裝置運行過程中，對電脫鹽的處理是十分重要的。本文主要是對于妨礙脫鹽效率的原因進行總結性的探究，再總結出一些修改優化的建議。

關鍵詞：電脫鹽;修改優化;改進措施

首先常減壓蒸餾是煉油廠原油一次加工的設備，其施工過程主要包含連續重整、汽柴油加氫、加氫裂化、催化裂化、延遲焦化等二次加工設備的一些原材料。所以，在裝置運行過程中，電脫鹽技術一般會作為常減壓操作的首要施工，電脫鹽操作主要是為保證下游的設備供給良好的原材料，電脫鹽的操作也是對煉油廠安全生產、平穩運行、能耗減少、減少設備結垢及腐蝕，預防催化劑中毒、縮減催化劑的消耗等非常重要的保證手法。原油里沒有使用價值的東西除了一些少量泥砂及鐵銹之外，主要還包含有水和氯化物、硫化物以及鈉、鎂、鈣等物質的碳酸鹽，還有一少部分以環烷酸鹽、酚鹽等以有機化合物形式存在的物質。其中氯化鈣、氯化鎂、氯化鈉這三種化合物在水解之后都會生出一種富含腐蝕性的氯化氫，如果系統內同時含有一些硫化物，那么對設施的腐蝕將會變得更加嚴重。同時，很多金屬雜質在加工之后都會存在于蠟油及渣油里面，造成第二次加工時發生催化劑中毒。所以施工人員應當盡最大可能來保障在脫后原油里面的鹽含量應當小于3mg氯化鈉每升的含量規定。在脫后原油中水分會變得更多，施工過程中對燃料以及冷卻水消耗量變得更多，并且在原油里有一小部分水汽化以后，體積會增加很快，會使系統的阻力降增變得更大，嚴重時還會造成分餾塔超壓或者產生沖塔事件，所以，要求在脫后原油含水量不能高于0.2%。通常為了降低常減壓的蒸餾設備結垢以及腐蝕，要拔升現在運行設施加工重質原油的方法，施工人員一般會保障下游設施的平穩使用，應當對于電脫鹽系統每一個運行參數進行更深一步優化及應用。

1 電脫鹽基本原理

應用電脫鹽技術，工作人員一般會給原油注入上新鮮的水對原油進行清洗，目的是使原油內無機鹽溶解于水中，在高壓電場運作下，對原油進行油水分離的操作，原油內鹽份在油與水分離過程中隨水份一起脫出。油水分離基本方法主要是重力沉降法，原油內含有鹽份的水滴與油的密度不同，可以使用加熱方法，原油靜置的方法使油與水沉降分離，這樣電脫鹽罐中微小水滴沉降過程，可使用斯托克斯（STOCKS）沉降公式進行一系列計算，將系統設置好相應的數值，使水滴能夠從原油里沉降出來，在進行沉降操作之后，就可以進行油水分離操作，在實際操作時水與原油都在乳化形態下，工作人員要進行油與水分離，一定要提前破除油和水乳化狀態，破除時可以使用高壓電場，高壓電場就是破除水與油的乳化狀態最有效方法之一。原油乳化液經過電場時，水滴里的正負電荷受到電場力作用下進行再一次分布，也就是水滴在電場里面被感應而形成偶極，水滴在電場力的作用下進行運動，然后重新排列與分布，改變或者破壞乳化液穩定的形態，可以增加水滴凝聚的概率，然后加深水滴的接觸以及沉降。

2 影響電脫鹽效率的參數及優化控制

2.1 操作的溫度

由STOCKS公式可以得出，對于油相黏度的減少，油水密度差增加，加大水滴直徑，都可以提升水滴沉降速度。增加操作溫度就可以較少原油的黏度、密度以及油水層面的張力，然后水滴的熱膨脹，可以讓乳化膜的強度變得弱小，布朗運動加劇，也有利于水滴凝聚及沉降，所以，提升原油在進入罐子時溫度對于增強脫鹽效率有著很重要的用處。然而，由于溫度逐漸變得越來越高，氯化鈣以及氯化鎂等鹽類就會慢慢的水解，這樣的溫度就會減小脫鹽的效率，并且還會把系統的電導率變得更高，使得電負荷提升。另外，在溫度變得太高時油與水相互溶解程度會變得更高，同時會使水汽化，影響到設施安全使用，所以電脫鹽溫度的提升，應控制在一定程度上。一般在施工過程中，溫度應當控制在120℃-145℃之間，才能使得施工更加安全。

2.2 電場的強度

通過F=6εE2d2（d/D）4這個公式可以看出來，在電場的作用下，每一個乳化的液滴之間的凝聚力與電場的強度的平方是成正比例分布，然而每一個乳化液滴之間的直徑是與電場強度的平方是成反比例分布的。那么就是提升電場的強度，就可以起到強化每一個水滴之間聚集的作用，對脫鹽效率很有幫助，但是電場的強度如果變得很高，會產生電分散的現象，如果把水拆解成為更微小的水滴，會很不利于水滴的凝聚。通過在平常施工實踐可以看出：在E=0.7-1.5kV/cm時，凝聚是占居主導地位，由公式可以看出脫鹽的效率η是隨著E的變大而可以變得更高;在E>2kV/cm的時候，這個分散的作用是慢慢變得更強的，如果再次加大E時，η提升會變得很少，而電消耗量會隨著E的增加而快速變大。

2.3 注水量以及注水的水質

在這個系統中，水是原油脫鹽的萃取劑，向原油中注入水分主要目的是為了清洗以及溶解原油里含鹽的水滴，如果注水量達不到標準，原油里面的鹽是不能完全稀釋的，這樣很難完成脫鹽的規劃。所以，在一定規定里，提升注水量可以提升每一個水滴之間的聚集力，達到破壞原油內乳化液穩定性，但如果注水的份量十分大會加大對于電場的承受，然后提升能會加重電脫鹽的承受力，嚴重時可能會導致電極板之間電流提升，造成降低脫鹽及脫水效率。工作人員通過對電脫鹽系統整合以及實驗獲得對脫鹽效果最有利的注水量，一般注水量與原油量比例應當控制在5.5%-6.5%之間。隨著降本增效不斷深入，大多煉廠使用的洗滌水已從傳統新鮮水改為脫硫凈化水。而注水水質對電脫鹽效果影響主要有兩方面：CO32-離子會與原油中Ca2+形成CaCO3沉積于罐底或后續的管道和設備;NH4+易與原油中的石油酸形成有更高表面活性的石油酸鹽，使得乳化液穩固難破，因此，當電脫鹽注水是脫硫凈化水時，需要控制NH4+≯20ppm。

2.4 混合閥混合強度

通過靜態混合器和混合閥將水、破乳劑和原油充分混合，是原油脫鹽的基本原理，而三者混合程度由混合強度來衡量?；旌蠌姸刃?，油水未得到有效接觸，鹽類沒有充分溶解于水中，易造成脫后含鹽超標;但當混合強度過大時，水和原油過度乳化，反而會使水滴沉降速度降低，影響脫水脫鹽效果。一般情況下，混合閥壓差在48-58kPa時，脫后原油中的鹽、水含量較低。實際生產中，此參數并非恒定不變，需要根據原油性質隨時調整。重質原油需要的混合強度大，一般采用50-130kPa，而輕質原油需要的混合強度相對較小，一般采用30-80kPa。

3 總結

常減壓的蒸餾的電脫鹽系統是生產各種石油產品的第一道工序，不僅是一種單純的防腐手段，更是降低能耗，減輕設備結垢和腐蝕，防止催化劑中毒，脫除原油中堿金屬和重金屬以及改善產品質量的重要工藝過程。針對污油摻煉、原油性質突變、原油分層、原油帶水、攜帶雜質量大等不同原因造成的電脫鹽操作波動，應對操作參數及時作出調整，能夠穩定電脫鹽操作，為裝置長周期運行和生產打下堅實基礎。

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作者簡介：

劉超（1989- ），男，湖南長沙人，本科，工業分析與檢驗專業，助理工程師，從事質量調度工作，負責全公司原料、產品以及裝置餾出口質量管理，協調解決裝置運行過程中的相關質量問題及原料及產品的質量管控和質量異常情況分析判斷、跟蹤、落實。