集油站脫水工藝現狀及改進措施

2012-11-14 08:57:18盧麗娟

石油化工應用 2012年3期

張娟，盧麗娟

（中國石油長慶油田分公司第六采油廠，陜西西安 710200）

集油站脫水工藝現狀及改進措施

張娟，盧麗娟

（中國石油長慶油田分公司第六采油廠，陜西西安 710200）

原介紹了原油中水的存在形式、危害，闡述了原油乳狀液的生成、穩定性及其破乳、脫水機理。并結合采油六廠寧定集油站目前生產實際對影響寧定集油站原油脫水的因素進行了詳細分析，對現行的加藥工藝提出改進，并針對污水的處理提出相關建議，使寧定集油站的運行系統更加合理，工藝更加完善。

原油；破乳；脫水；加藥；沉降

世界各地的油田幾乎都要經歷含水開發期，自地下采出的原油往往都含有水。原油的產地不同，含水量各異，同一產地的原油，開采時間不同，其含水量也不同。總的來說，近年來，隨著原油開采進入中后期，不得不采用大量注水和加化學藥劑的辦法提高采收率，采出的原油含鹽、含水量大增。

原油中的水主要有兩種存在形式：一是游離水，水在油中呈游離狀態，可以用加熱沉降的方法分離除去；二是乳化水，比較穩定，很難用沉降法分離，必須用特殊的脫水方法。

1 站況簡介

寧定集油站位于陜西省定邊縣楊井鎮，是采油六廠的重要集輸站。該站承擔著安邊作業區、安五作業區原油進站計量、脫水、外輸等工作，最大安全庫存容量37600 m3。該站由中控系統、集輸系統、加熱系統、采出水處理、回注系統、配電系統組成。

主要設備有20000 m3儲油罐兩具，700 m3儲油罐6具，200 m3除油罐1具，200 m3和100 m3的水罐各1具，CZHJ1250-Y/6.3-Y真空原油加熱爐3臺，FDYD80-50×12離心輸油泵2臺，理論排量為80 m3/h，FDYD120-60×10離心輸油泵 1臺，理論排量為120 m3/h，100-50×2倒罐泵1臺，理論排量為100 m3/h，3125P-A5的柱塞泵2臺，其理論流量為10.36 m3/h，YD60-50×2的卸油泵2臺，理論排量為60 m3/h。

1.1 主要工藝流程

主要流程為：從寧三轉、寧二轉、卸油來油經過寧定集油站計量、加熱、沉降罐脫水溢流至凈化罐后外輸至第三輸油處，寧二來油也可直接進凈化罐，胡一聯和胡十二轉來油可直接外輸，也可進凈化罐經處理后外輸，其中寧二來油和胡一聯來油進凈化罐的管線為同一條。

1.2 生產運行狀況

目前寧定集油站平均處理原油約500 m3/d，外輸凈化原油約2400 m3/d，收胡一聯來油為1200 m3/d，收胡十二轉來油為700m3/d，產水200m3/d，卸油300m3/d。寧定集油站運行情況基本正常，但在外輸油品含水率上有時會出現偏高現象，下面就影響該站外輸油品質量的因素做一些簡要分析。

自寧定集油站正式投運以來，由于加藥不合理、來液量不穩定、沉降罐水層不穩定等原因使得外輸原油含水率較高，原油含水給原油生產帶來許多危害，給原油外輸以及末站計量交接造成極大的被動，給單位生產經營也帶來了一定的虧損。

2 影響外輸含水不穩定的因素分析

經仔細觀察、認真總結影響外輸原油含水不穩定的主要原因有以下幾點：

圖1 流程示意圖

2.1 加藥方式與進液量

實現熱化學沉降脫水的最基本因素是破乳劑，只有使用與原油性質相吻合的高效破乳劑才能實現脫水的高效率，其主要指標就是低溫、快速、用量小、效率高四項。好的破乳劑還必須正確使用，主要是掌握它的投加量、投加方式和選擇加藥地點。投加量要控制在一個恰當的范圍內，過低不能徹底破乳，過高會產生加溶作用或反相乳化，造成脫出污水含油升高。

現在用的加藥裝置都是在一個自定的時間段內進行均勻加藥，它不能根據來液量的大小自動增減排量。

寧集油站卸油量的不均勻是導致進液量不平穩的主要因素，目前寧集油站每天卸油300 m3，集中在10:00至20:00之間。在實際生產過程中，該站的進液量經常忽高忽低，在一天甚至1小時內，進液量都很不均勻，造成破乳劑投加量很難控制。

2.2 脫水管線破裂問題

寧定集油站沉降罐的脫水管線2011年冬天出現過多次破裂，只要脫水管線出現破裂沉降罐就不能正常工作，原油在沒有油水分離的情況下一起進入沉降罐，經沉降后的水只能靠排污管線排出，由于排污管線的污水向外運輸量遠遠小于產水量這將導致沉降罐水層上升，外輸含水率也隨之上升。

影響脫水管線破裂的因素有4個：（1）管線質量存在一定問題，焊接管線時焊縫未連接牢固及防腐工作不到位；（2）污水水質不達標，引起管線嚴重腐蝕，從而引起破裂；（3）注水泵出口處壓力較高，管線未固定牢固，引起管線振動嚴重導致管線破裂。

2.3 流程及裝置

（1）寧定集油站沒有緩沖分離罐，各點來油經加熱爐直接進沉降罐，原油內析出的溶解氣沒有脫出，氣體的析出和在原油內上浮以及氣泡吸附水滴嚴重干擾水滴的沉降，降低脫水質量。

（2）由于卸油臺來油有時排量較大，來油進站之后進鍋爐，經進罐流程匯集到一起進入沉降罐進行脫水處理，較低溫的原油進入沉降罐后導致沉降罐整體油溫下降，影響了沉降罐脫水處理條件。

（3）由于胡一聯來油只能進凈化罐或走插輸流程，若胡一聯庫存較高，外輸油未處理達標，外輸到寧定集油站的高含水油也只能進凈化罐，導致寧定集油站處理好的凈化油外輸時出現夾層現象，嚴重影響寧定集油站外輸油品質量，給生產經營帶來嚴重虧損。

（4）由于寧二來油進罐和胡一聯高含水油進罐為同一管線，故當胡一聯進罐時，即使寧二來油達到可直接外輸條件，也只能進產進罐繼續沉淀抽脫，增加了油品的處理周期，亦增加了勞動強度。若在寧二進外輸罐插輸期間胡一聯出現高含水，要先倒好罐區流程，才可使胡一聯進產進罐，增加了流程的復雜性。

3 改進措施

3.1 配套加藥自動控制系統

由于各轉油站的輸油量很不平穩，造成破乳劑投加量很難控制。在實際生產中，加藥濃度一直忽高忽低，濃度過高會造成破乳劑浪費，也會出現反相乳化現象，過低會造成原油脫水不正常。建議安裝加藥自動控制系統增加變頻器，根據流量計顯示的流量自動控制加藥量。

圖2 加藥自動控制系統示意圖

3.2 整改脫水管線控制水層

（1）更換沉降罐至回注井的易破裂處的管線，保證污水能夠及時回注，減輕對沉降罐油水界面的影響。

（2）污水崗的員工在工作中時刻注意水罐的液位，嚴禁高液位運行，以保證沉降罐平穩脫水，若在污水不能及時處理回注時，要立即采取相關措施將污水運走。

3.3 流程及其它方面

建議增加一具200 m3的卸油罐，使其溫度達到一定程度再小排量打入沉降罐；新增一條寧二來油插輸流程和胡一聯來油進沉降罐流程；另外，各拉油點給儲罐內加破乳劑，使卸油車輛所拉原油提前進行油水分離，降低其在站內的處理時間。

3.4 污水處理方面

采油污水是一種含有固體雜質、液體雜質、溶解氣體和溶解鹽類等較為復雜的多相體系，一般具有以下特點：含油量高、成分復雜、礦化度高、水溫較高、具有放射性。

據了解，在油氣田地區，水質優良的地下水十分有限，而目前油氣田地區的地下水污染問題十分突出。飲用水源受到污染被逐步廢棄，水源變得更為緊缺，分析認為原油泄漏及污水回注是油氣田地下水污染的主要原因，因此污水處理系統在此顯得極為重要。

目前國內外含油污水的處理技術按處理原理可分為4種：物理法、化學法、物理化學法和生物化學法。重力分離法是初級處理方法，它是物理法的一種，是利用油和水的密度差及油和水的不相溶性，在靜止或流動狀態下實現油珠、懸浮物與水分離。

寧定集油站用到除油的主要設備是立式除油罐，屬于初級處理法，處理污水不達標，污染環境，也極易造成管線腐蝕破裂，從而影響沉降罐油水界面。所以，建議增加一套污水處理裝置，從而使回注水達標，延長注水管線的使用壽命。

4 加強原油脫水工作的管理

4.1 保證流量平穩

（1）各站點要平穩輸油，避免突擊輸油，要求寧一轉、寧二轉、卸油臺在啟輸、停輸時必須先與寧定集油站取得聯系，在得到寧定集油站允許后方能啟輸、停輸；（2）要求卸油臺緩慢卸油；（3）嚴禁向沉降罐內吹風掃線；（4）在倒罐時，控制好泵的出口閥門，注意流量變化，做到壓力波動小。

4.2 保證沉降罐油品處理溫度平穩

計量崗員工根據來油溫度通知鍋爐崗合理調節寧定集油站真空加熱爐爐溫，將沉降罐溫度控制在40～45℃之間。

高溫有利于破乳劑對乳化劑的頂替作用，同時溫度高時原油粘度降低，一方面加速破乳劑的擴散、滲透作用，同時增大瀝青質、膠質以及石蠟等重組分在原油中的溶解，加上水珠在熱力作用下熱運動作用加強等綜合效應，使乳化膜強度減弱。但是溫度過高，超過該破乳劑的濁點時，反而會產生加溶作用，造成脫出污水含油升高。所以將沉降罐溫度控制在40～45℃范圍內是破乳劑發揮良好效果的必要條件。