采油廠聯合站乳化油處理技術研究與應用

鄧良廣，孫玉新，尚耀平，張景芳，何元凱，蘇 勇，麻嘯楠

（中國石油長慶油田分公司第十一采油廠，甘肅慶陽 745000）

長慶油田第十一采油廠某聯合站于2010 年10 月投運，2012 年前采取緩沖罐+沉降罐的原油處理模式，2012 年后期陸續增加110 m3三相分離器3 具，形成了以三相脫水+除油沉降的運行模式。目前，該聯合站日進液量4 250～4 550 m3，日處理含水油量1 050～1 250 m3，進站原油包括1 座熱泵站、3 座站點凈化油及6 座含水油站點來油。站內目前以三相分離器脫水為主，采取首端（上游增壓站）及末端（聯合站）聯合投加破乳劑的方式。沉降罐平均液位高度8.6 m，平均乳化層厚度7.2 m，儲罐內約1 900 m3乳化油處理難度大，導致沉降罐無法清罐（見表1）。

表1 該聯合站乳化油量統計表

前期先后3 次采用加藥沉降法對該聯合站沉降罐乳化油進行處理，僅能對含水超過85%、雜質低于10%的部分乳化油完成處理，罐內剩余2～3 m 的高機雜乳化油無法完全處理，繼續進液或投加藥品時，易形成反向破乳，使得罐內原本清晰的油、水、乳界面渾濁，大量增加乳化油存量，因此加藥沉降法處理技術不能滿足該聯合站沉降罐乳化油處理要求。

基于此，首先，本文對該聯合站乳化油形成的原因進行了分析，然后，研究了物理法和熱化學法的協同除油技術對乳化油的處理效果，結果證實處理效果顯著。目前已成功處理聯合站乳化油1 900 m3，鑒于該技術在第十一采油廠的優異成效，其有望在長慶油田推廣使用。

1 乳化油處理影響因素分析

影響乳化油處理的因素是多方面的[1，2]，儲罐內原油本身的凝點、黏度、重質組分、瀝青質等，以及生產處理過程中溫度、采油助劑、上游站點來液情況等復雜因素均能影響乳化油的產生速率及后期處理難度。

1.1 乳化油形成因素分析

通過對進站原油和沉降罐乳化油開展全烴色譜分析，從分析結果看：毛油中輕組分含量較高，乳化油中C16以上組分明顯增加。重質組分滯留使水滴不能絮凝、沉降合并，進一步促進乳狀液的穩定性，使乳化油較難處理。同時通過對比分析發現，該聯合站進站原油中瀝青質及膠質的含量均偏高。原油瀝青質含量越高，油水界面膜的強度越大，乳化油越難處理。原油中的固體機械雜質使液滴相互間距離增大，阻礙液滴的靠近和聚結，增加乳狀液的穩定性，使乳化油變成老化油，處理難度更大。在該聯合站沉降罐取分層樣進行分析，結果發現乳化油中機雜分層明顯，機雜明顯偏高，并在分層處含有2%～5%的膠質（見表2）。在沉降罐油水界面起到一定的隔離作用，從而造成原油較難破乳，該機雜的存在是乳化層升高且相對較難處理的主要原因。

表2 乳化油形成因素分析

1.2 其他因素

影響乳化油處理的因素還有采油助劑、措施廢液、生活廢水等其他方面的影響[3]。該聯合站1#、2#除油罐主要進液有兩部分組成：一部分來自三相分離器水室污水；另一部分來自干化池排放污水。三相分離器水室出口污水和干化池污水進入1#、2#除油罐混合后一部分輸至某二注進行回注處理，一部分外輸某轉油站處理后進行回注。

1.2.1 污泥對系統造成二次沖擊 污泥池庫容偏小且底部雜質較多，實際處理能力下降。該聯合站前期清理40 m3污油池一具，30 m3污泥池未清理，底部約有雜質70 cm。站內排出的污油、污水未經過足夠時間沉降便溢流至污油池。這些老化的落地油含有大量雜質，泥砂，經過提升泵打入水處理系統除油罐，與罐內原有油層沖擊形成新的乳化油。

1.2.2 雜質膠質過大導致處理難度增加 從萃取實驗中發現，沉降罐罐內、除油罐罐內的乳化油均含有14%左右的輕質組分雜質。近年來新投井蠟質、膠質等輕質組分含量增多?；祀s在原油中的膠質、瀝青質、環烷酸及微晶石蠟等天然乳化劑的存在，易使油水兩相體系形成網狀結構膜[4，5]。

1.2.3 上游站點來液藥劑投加混亂 上游來油投加降黏劑，出現高含水時，為保證某聯合站外輸含水合格，將方山來油導入罐內。同時近期在新投井投產過程中使用的措施液返排不徹底。引入新的化學助劑，存在表面活性劑成分，進入罐內后，與罐內不合格油品接觸后，形成乳化油層且更加穩定[6]。

2 乳化油處理技術研究

2.1 實驗樣品乳化油樣品

乳化油，來自于該聯合站1#、2#沉降罐，1#、2#除油罐乳化油的上、中、下三部分進行充分混合樣。反相破乳劑和破乳劑YT-100，長慶化工有限公司，化學級。

2.2 實驗溫度及標準

由于目前探罐溫度不到30 ℃，不利于化學藥劑對乳化油破乳沉降，故在45 ℃條件下進行乳化油脫水實驗。同時為對照原油破乳劑性能，檢測方法采用“瓶試法”，在不同加藥濃度、處理溫度條件下進行脫水實驗對比（見圖1）。在圖1 的左圖中，從左往右YT-100 投加濃度分別為300 mg/L、600 mg/L、800 mg/L 和1 000 mg/L 的破乳劑的脫水情況，右圖中從左往右YT-100 投加濃度分別為300 mg/L、600 mg/L、800 mg/L 的反相破乳劑的脫水情況。

圖1 破乳劑效果評價

從圖1 中可以看到，從實驗結果看到該聯合站沉降罐和除油罐的乳化油在投加破乳劑YT-100 的情況下具有一定效果；當保持處理罐內乳化油上層、中部、下部溫度均大于45 ℃時，當投加濃度800 mg/L 時，放置22 h 后能脫出32%水（乳化油綜合含水60%），破乳效果良好。

3 乳化油處理技術現場實驗

針對以上實驗結論，該聯合站乳化油處理時采用“循環加藥+離心沉降”的方式進行處理。循環加藥主要是為確保在處理罐對乳化油進行處理過程中，破乳劑、凈水劑等藥品能均勻的投加于處理液中，加大處理效果；離心沉降主要利用油水密度不同，使高速旋轉的油水混合液產生不同的離心力，從而實現機雜、油、水的有效分離，具體處理流程（見圖2）。

圖2 流程改造示意圖

同時投加破乳劑時應保證乳化油處理罐內平穩進液使破乳劑能充分擴散到乳化油中間發揮破乳作用，在投加破乳劑時結合循環連續投加的方式進行。破乳劑投加完畢后再進液或循環1 h，然后停止進液開始靜置，有利于乳化油層中機雜聚結和沉降，分出油水層，靜置期間需要每隔6 h 進行一次探罐，明確水層與油層位置，取乳化油分層樣進行剖面分析。罐頂與循環連續投加結合的方式投加破乳劑時以1 000 m3乳化油為例，投加破乳劑800 mg/L（800 kg）。

乳化油經過24～48 h 的連續循環及小劑量持續加藥后，靜置48～72 h 以上，再取得罐頂及中部2～3 m 分層樣，已實現95%～98%的脫水率及脫雜率，處理合格油正常外輸。

4 結論

針對長慶油田第十一采油廠聯合站內除油罐乳化層嚴重及處理困難的問題。本文首先分析了某聯合站乳化油形成原因并研究了物理法和熱化學法協同除油技術對乳化油的處理效果，結果證實處理效果顯著。目前已成功處理聯合站乳化油1 900 m3，乳化油經過24～48 h 的連續循環及小劑量持續加藥后，靜置48～72 h后已實現95%～98%的脫水率及脫雜率，處理合格油正常外輸。