新技術在常減壓裝置中的應用—Agar電脫鹽界位控制系統

梁澤濤，王雪蓮，范振魯，韓 冰

（中國石油工程建設公司華東設計分公司, 山東 青島 266071）

工藝與裝備

新技術在常減壓裝置中的應用—Agar電脫鹽界位控制系統

梁澤濤，王雪蓮，范振魯，韓 冰

（中國石油工程建設公司華東設計分公司, 山東 青島 266071）

電脫鹽罐內油水界位的控制，對電脫鹽罐的平穩運行具有重要的意義。簡要介紹了 Agar電脫鹽罐界位控制系統結構及原理，同目前使用控制系統做了對比。結果表明，在電脫鹽罐上采用 Agar界位控制系統，可以優化液位控制，減少原油帶水及排水含油的發生，降低污水處理的難度，有利于節能減排。

電脫鹽罐；Agar界位控制系統；節能減排

常減壓蒸餾裝置中電脫鹽系統的主要職能是去除原油中的無機氯和其他水溶性化合物。然而，隨著環保要求的日益嚴格，煉廠對電脫鹽系統含鹽污水的組成及性質的關注度也日益提高，脫鹽工藝的關注點不再限定于簡單的除鹽和脫水。另一個關鍵的問題是脫鹽系統多大程度增加了污水處理系統中污油和其它揮發性有機物的含量。

在電脫鹽罐中，諸如罐體尺寸、柵極高度、和進/出料口等結構參數都是固定的。最重要的剩余變量只有界面條件和界面位置，控制一個良好的界面位置，就可以保證電脫鹽罐底部排水的質量[1]。事實上，優化界面控制已被證實對電脫鹽系統油和水的質量都具有很大影響。油水界位過低易造成切水帶油，較高的界位可使弱電場場強得到加強，油水界位過高易造成電脫鹽罐跳閘，影響后續塔的穩定性[1]。這就對電脫鹽罐界位控制儀表提出了更高的要求。目前電脫鹽系統普遍應用的界位控制系統是一套射頻導納界位儀加一套雙法蘭差壓界位儀，也有煉廠采用兩套射頻導納界位儀。

1 雙法蘭差壓界位儀

雙法蘭差壓界位儀是根據兩種介質密度的不同，將壓力差同界位相對應。其原理示意圖如圖1。

圖1 雙法蘭差壓液位計示意圖Fig.1 Principle of double-flag interface indicator

根據△P=g2×h+g1×（H-h）-g3×h可以看出，差壓 與罐內界位h成正比。如果兩種介質的密度相近，雙法蘭界位儀的應用就會受到限制，而電脫鹽系統中原油同水的密度就是差別不大，有的重質原油的密度幾乎與水相同，這就影響界位儀的靈敏度。另外，原油同水的乳化液是一個過渡區，沒有明顯分界，也影響界位準確性，如果乳化嚴重，電脫鹽排水中含油會較多，對污水處理影響有很大影響[2,3]。

2 射頻導納界位儀

射頻導納界位控制技術是一種從電容式液位控制技術發展起來的，防掛料、更可靠、更準確、適用性更廣的液位控制技術。“射頻導納”中“導納”的含義為電學中阻抗的倒數，它由阻性成分、容性成分、感性成分綜合而成，而“射頻”即高頻，所以射頻導納技術可以理解為用高頻測量導納。由電子線路產生一個小功率射頻信號于探頭上，探頭作為敏感原件，將來自界位介電常數引起的信號變化反饋給電子線路，經過處理后輸出一個連續的電信號值，將電信號值與界位相關聯，即可實現對界位的連續測量。射頻導納液位計的準確性主要取決于兩種介電常數的差值，而且，只有ε1和ε2的恒定才能保證液位測量準確。但電脫鹽罐中，由于乳化層的存在，以及不同乳化程度影響，射頻導納液位儀也同樣難以準確確定界位，乳化嚴重時，排水含油也比較嚴重[4]。

3 Agar電脫鹽罐界位控制系統

Agar界位控制系統在原油罐區、污水處理等場合應用較多，用于控制界位，在國外煉廠的電脫鹽單元也有廣泛應用。在我院設計的某500萬t/a常壓蒸餾裝置中，也采用了此系統。其原理圖如圖2所示。

圖2 Agar界位系統原理示意圖Fig.2 Principle of Agar interface control system

Agar界位系統采用“短波吸收法”原理。通過探針將衡幅、穩頻的短波發射到介質中，根據油中含水量的不同，介質吸收的能量不同，探針將這個因原油含水量不同而引起吸收的波能量不同的信號傳送到監測器，經處理后輸出一個隨油中水含量而變化的標準4～20 mA電信號，這些信號與脫鹽罐內每個探測器所在位置的水濃度百分數成正比，能夠直接、精確、連續的顯示出這一液面的油中水含量，指示出乳化層位置。

該系統由至少兩個或者最多 4個探針組成：3個在罐內工作，一個裝在原油進料線上。1#探針控制脫鹽排水出口閥，此探測器的優點是能夠測量水中很微量的含油，其設定值是含水量80%。當測量含水高于80%時，就調節排水閥稍微開大，增加排水量，當測量含水低于80%時，調節排水閥稍關，這樣就可以保證距罐底幾英尺以上位置水含量占很高（非穩定）百分比。使得水相中的懸浮油得到分離，可以起到阻止原油混入電脫鹽排水的功能。

2#探針監控最下層電極板下大約12英寸處原油的水含量。給出一個實時的乳化層生長速率和程度的監測（根據1#探針的控制，乳化成長的方向一定是向上的）。其設定值是含水量 25%。當測量值高于25%時，說明原油乳化嚴重，調節破乳劑注入閥增大開度，提高注入量。當測量值小于25%時，說明乳化不嚴重，可調節破乳劑閥關小。2#探針可以提供乳化成長預警，同時使得操作員有足夠時間采取矯正措施，避免變壓器跳閘。

3#探針是一個原油進料水含量在線監控儀，它通常被安裝在盡可能遠離脫鹽罐的上游（通常在罐區或者罐區附近的位置）。該探針對原油進料含水量及污染性提前預警，避免由于倒罐或者污油竄罐引起的失常。其設定值是原油含水量12%，當含水量大于12%時就會報警，同時調節注水閥關小，如果測量值小于12%，可適當增大注水量，達到脫鹽脫水效果。當然，以上探針的設定值，可根據不同原油及操作參數進行修訂。

4#探針監控探針下面水相的狀況，在不易分離或者對電脫鹽排水狀況有威脅的懸油出現時報警。這個系統在低質洗滌水(比如脫硫酸性水或者純酸性水)被使用且會紊亂分離工藝并形成穩定的水包油乳狀液情況下具有特別價值[5]。

4 結 論

Agar界位控制系統主要有以下幾個特點：

（1）電脫鹽排水含油被大大減少或者徹底避免，既有利環境又有經濟效益。

（2）給操作工提供了電脫鹽罐中油相和水相乳化情況的實時“晴雨表”。

（3）紊亂可以在下游裝置覺察到影響之前很早的時候被探測到，而且報警信號可以提供自動紊亂應對方案，例如增加或者啟動化學劑的添加。

［1］ 聶劍飛，李存玉. 提高電脫鹽合格率的討論[J]. 廣州化工, 2010, 38（2）：106-109.

［2］ 侯躍嶺，周麗君. 電脫鹽界位測量的改進[J]. 內蒙古石油化工, 25：87-89.

［3］ 王建村,陳建國. 改進取壓方式實現電脫鹽界位自動控制[J]. 煉油化工自動化,1995. (4)：15-16.

［4］王永利. 電脫鹽界位測量改造[J]. 石油化工自動化, 2009, 4： 81-82.

Application of New Technology in Crude Distillation Unit—Agar Desalter Interface Control System

LIANG Ze-tao，WANG Xue-lian，FAN Zhen-lu，HAN Bing
（CPECC East-China Design Branch，Shandong Qingdao 266071，China）

The controlling interface between oil and water in the desalter has great meaning for stable operation. In this paper, structure and principle of Agar desalter interface control system were introduced and compared with traditional control system. The results show that the application of Agar system can optimize the interface control and reduce water content in the desalted oil or oil content in the effluent, which is beneficial to energy saving and emission reduction.

Desalter; Agar desalter interface control system; Energy saving and emission reduction

TE 624.1

A

1671-0460（2012）01-0078-02

2011-08-22

梁澤濤（1982-），男，山東青島人，工程師，碩士，2008年畢業于中國石油大學（華東）化學工藝專業，從事煉油設計工作。E-mail：liangzetao@cnpccei.cn，電話：0532-80950762。