原油脫水站火災(zāi)危險性分析及對策

油田地面站生產(chǎn)中所涉及到的主要是原油和天然氣，為易燃易爆品，工藝過程高溫高壓，生產(chǎn)過程危險性很高，生產(chǎn)中如果稍有不慎，就可能發(fā)生火災(zāi)、爆炸事故，給企業(yè)和社會帶來巨大的損失。因此做好油田地面站的防火工作是一項非常重要的工作，要按照《消防法》及國家相應(yīng)的規(guī)范落實消防責任制，并根據(jù)自身企業(yè)的實際情況，制定一套切實可行、操作性強的防火措施。脫水站是油氣集輸三級布站工藝的最后環(huán)節(jié)，在油田地面生產(chǎn)中擔負著極其重要的任務(wù)。

1 原油脫水的常用術(shù)語

乳狀液的破壞稱破乳。原油乳狀液的破乳過程是由分散水滴相互接近結(jié)合在一起、界面膜破裂、水滴合并粒徑增大、在油相中沉降分離等一系列環(huán)節(jié)組成，常稱為水滴的聚結(jié)和沉降。由于分散相外圍的界面膜有較高機械強度阻止水滴的合并沉降，所以原油乳狀液破乳的關(guān)鍵是破壞油水界面膜，使水滴聚結(jié)和沉降。

2 原油脫水的基本原理

原油脫水包括脫除原油中的游離水和乳化水。各種常見脫水方法的共同點是，創(chuàng)造良好條件使油水依靠密度差和所受重力不同而分層。原油脫水前，應(yīng)盡可能脫除原油內(nèi)析出的溶解氣，否則氣體的析出和在原油內(nèi)上浮、以及氣泡吸附水滴將嚴重干擾水滴的沉降，降低脫水質(zhì)量。

原油脫水的常用方法有：化學破乳劑、重力沉降、加熱、等，在生產(chǎn)實踐中，經(jīng)常綜合應(yīng)用上述脫水方法以求得最好脫水效果和最低脫水成本。

2.1化學破乳劑

破乳劑較乳化劑有更高的活性，使破乳劑能迅速地穿過乳狀液外相分散到油水界面上，替換或中和乳化劑，降低乳化水滴的界面張力和界面膜強度。這不僅可以破壞已經(jīng)形成的原油乳狀液，還可以防止油水混合物進一步乳化，起到降低油水混合物粘度和加速油水分離的作用。破乳劑能消除水滴間的靜電斥力，使水滴絮凝；有聚結(jié)作用，即能破壞乳化水滴外圍的界面膜，使水滴合并、粒徑增大，在原油內(nèi)沉降、油水分層；能潤濕固體，防止固體粉末乳化劑構(gòu)成的界面膜阻礙水滴聚結(jié)。粘土、硫化鐵、鉆井泥漿等固體顆粒具有親水性，破乳劑能把這些固體乳化劑從油水界面拉入水滴內(nèi)；瀝青質(zhì)和高熔點蠟晶等具有親油性，破乳劑能讓其離開油水界面進入原油內(nèi)。

2.2加熱

提高油水混合物的溫度能加速乳狀液破乳和油水分離，因而油田也常用加熱法對油水乳狀液進行處理促使油水分層。但加熱也對原油處理帶來許多負面影響：加熱使原油輕組分揮發(fā)，密度增大、體積縮小，還對安全生產(chǎn)帶來潛在危險；原油生產(chǎn)成本上升；加熱使生產(chǎn)設(shè)備增加，除爐子外還需燃料系統(tǒng)及控制系統(tǒng)等；加熱爐火管的局部過熱點容易結(jié)焦。油田使用的加熱爐有直接和間接式加熱爐兩類。直接加熱爐有管式加熱爐、液套式加熱爐、內(nèi)火筒加熱爐等多種形式，其特點是火管直接與受熱油水混合物接觸，傳熱效率高、燃料耗量少。間接式加熱爐由殼體、火管和通過流體的管束等主要部件組成。火管的熱量通過容器內(nèi)的水浴(或熱媒)間接地傳至在管束內(nèi)流動的原油乳狀液。因水浴溫度較均勻，乳狀液溫度總低于水浴溫度，故避免了管束的局部過熱并減少了鹽和水垢的沉積。

3 原油脫水的工藝流程

3.1流程功能

接收計量間或閥組間來油；進行油、氣、水分離；含水油經(jīng)外輸泵輸送至脫水站；含油污水經(jīng)摻水(熱洗)爐加熱后，再經(jīng)摻水(熱洗)泵輸送至井口；天然氣經(jīng)除油器凈化后自壓外輸至脫水站；加破乳劑、防垢劑；采暖、伴熱。

3.2主要技術(shù)參數(shù)

計量間來油進站壓力：0.15－0.2MPa；計量間來油進站溫度：高于凝固點3℃～5℃；摻水出站溫度：70℃；摻水出站壓力：2.0Mpa；熱洗出站溫度：80℃；熱洗出站壓力：5.5MPa；單井平均摻水量：0.6m3／h(口)；三合一裝置沉降時間：15－30min；加熱裝置加熱效率：≥83％；破乳劑投放量：20mg／1防垢劑投放量：10mg／l；洗井時間：4h；洗井強度：7.5m3／(h·g)

4 原油脫水站火災(zāi)危險性分析及對策

4.1脫水站的火災(zāi)危險性

脫水站的火災(zāi)危險性主要集中在加熱爐、加熱爐高溫高壓易出現(xiàn)局部高溫，而高溫會加速零部件的腐蝕和結(jié)垢，液體流量很小或者停流時，使液體汽化、燒毀，原油內(nèi)的含鹽水常引起金屬管路和運輸設(shè)備的結(jié)垢與腐蝕，泥砂等固體雜質(zhì)使泵、管路和其他設(shè)備產(chǎn)生激烈的機械磨損，易發(fā)生火災(zāi)。在常壓蒸餾過程中，原油要加熱到350℃左右。因為水的分子量僅為18，而原油常壓蒸餾時氣化部分的平均分子量為200-250，單位質(zhì)量的水汽化后的體積比同質(zhì)量原油氣化后的體積大十多倍。因而，原油含水不僅加大塔內(nèi)氣體線速度，影響原油處理量，嚴重時還會出現(xiàn)沖塔現(xiàn)象，直接影響蒸餾產(chǎn)品的質(zhì)量。若原油含水不均勻，還將引起塔內(nèi)壓力的突然升高，甚至造成超壓爆炸事故。

4.2加強消防安全工作的對策

(1)采用常溫集油，脫水站加熱爐負荷降低，在工藝進行當中采用間接式加熱爐由殼體、火管和通過流體的管束等主要部件組成。火管的熱量通過容器內(nèi)的水浴(或熱媒)間接地傳至在管束內(nèi)流動的原油乳狀液。因水浴溫度較為均勻，乳狀液溫度總低于水浴溫度，故避免了管束的局部過熱并減少了鹽和水垢的沉積。工藝管線發(fā)生事故時，管束內(nèi)的油水乳狀液不直接和明火接觸，安全性好。火管、流體管束安裝在殼體內(nèi)，并制成可拆卸式，便于清理、檢查和更換。

(2)規(guī)范質(zhì)量行為，確保質(zhì)量體系有效運行。日常管理單位要進一步健全完善項目管理、質(zhì)量管理、技術(shù)管理組織機構(gòu)，各崗位要設(shè)專職人員，發(fā)揮施工過程中的管理作用。工藝管線管理中心將定期檢查，對相關(guān)組織機構(gòu)設(shè)置不到位、人員不落實、體系不暢通的單位，采取通報批評、經(jīng)濟處罰和扣除企業(yè)信譽分等方式進行嚴格考核。嚴格按照油田公司地面工程質(zhì)量和技術(shù)管理實施細則的要求，各單位必須建立并執(zhí)行設(shè)備進場檢驗制度；加強工序質(zhì)量管理，落實施工質(zhì)量三檢制，達到自檢、互檢、專檢記錄齊全準確的要求。

(3)加強消防安全培訓，提高防火意識。原油脫水站涉及到電焊、氣焊等高溫高壓崗位，稍有操作不慎就會發(fā)生火災(zāi)事故，針對作業(yè)人員進入新的崗位前，應(yīng)當從保障職工的安全與健康，防止火災(zāi)、爆炸事故的發(fā)生，以及安全生產(chǎn)的有關(guān)要求和各類型新建、擴建和改造工程項目的設(shè)計、施工與驗收，以及現(xiàn)有設(shè)施的維護、檢修和管理等多個方面進行教育培訓。未經(jīng)教育培訓或者教育培訓考核不合格的人員，不得上崗作業(yè)。管理層人員要接受消防法規(guī)與消防安全意思的教育培訓，要充分認識到防火工作的重要性，從而提升企業(yè)的消防安全管理水平，確保企業(yè)生產(chǎn)安全。