幾項技術在電脫鹽后污油水處理的綜合運用

張明

【摘 要】本文簡述了幾種技術：斜板除油、重力沉降、超聲波分離及水利旋流等在洛陽石化電脫鹽后污油水處理方面上的綜合運用-電脫鹽脫水截油裝置的設計、建造及調試。

【關鍵詞】脫水截油；污油水；斜板除油；重力沉降；超聲波分離；水利旋流

文章編號：ISSN1006—656X（2013）09 -0195-01

一、背景

加工重質、劣質原油是降低原油采購成本的有效措施，常減壓裝置存在摻煉各種混合油比例高、原油性質不穩定、原油活罐運行的情況，增加了電脫鹽系統脫鹽難度，出現原油脫鹽效果差、電脫鹽切水含油量高的問題。

由于電脫鹽污水含油量受原油性質、原油加工負荷、電脫鹽脫鹽效果、原油混合效果、原油乳化程度、電脫鹽罐界位等因素影響。正常生產中用肉眼判斷電脫鹽污水含油情況，存在一定誤差。另外，在原油性質大幅變化或操作波動，出現電脫鹽污水含油量大時，在操作上沒有手段進行控制。以洛陽石化為例：2011年電脫鹽污水含油量合格率為70%，不合格的電脫鹽污水含油量平均為39700mg/L，電脫鹽污水含油量超標不僅增加常減壓裝置的加工損失率，并對環境保護帶來一定的壓力。

二、必要性和可行性分析

基于以上情況，廣州天禾自動化有限公司和湖南石油化工職業技術學院聯合相關技術力量，有針對性的對油品進行分析，提出了技改方案， 委托長嶺設計院設計出了電脫鹽脫水截油裝置。該方案采用了包括重力沉降、斜板除油、超聲波破乳、水力旋流等污油水分離技術的綜合解決方案，電脫鹽污油水分離設施處理能力滿足常減壓裝置電脫鹽污油水排量要求，即70t/h～90t/h之間，電脫排出污油水含油200PPm～20000PPm之間，經過處理后的污油水含油要求降至200ppm以下。裝置經過調試穩定后，在電脫鹽排出污油水來液量比較穩定的情況下，要求實現自動控制。裝置的控制和運行都完全獨立于其他系統或裝置，當裝置出現問題時或流程不穩定時，也不能影響其他系統或裝置正常工作。

三、電脫鹽脫水截油裝置工作原理簡介

電脫鹽污油水分離設施通過對洛陽石化電脫鹽后污油水油分進行分析，根據洛陽石化能夠提供的0.6MPa穩定氮氣管網，1.0MPa穩定蒸汽管網，0.4MPa壓縮空氣及自身的工藝條件，綜合利用了自然沉降、超聲波破乳、波紋斜板隔油、水利旋流器等多種現代比較成熟和先進的污油水分離技術，從而達到高效穩定的污油水處理效果。

（一）重力沉降

重力沉降是最簡單的分離技術，讓液體轉入較大的沉降罐。僅有重力作用于油和水。裝置的處理效果隨著油類API值的減小變差，因而用來處理輕質油類效果最好。分離需要很長的時間，因而罐體體積很大。當油到達液面以后有很多撇油方法可以用來將其撇去。進水狀況不同，最好的出水濃度為50-100ppm，顯然不能滿足現在的實際要求。

（二）斜板除油

在重力沉降罐內部傾斜的平板對油滴起到了表面聚結的作用，同時斜板隔油池也運用了淺層沉降原理，加快了沉降速度。聚結作用使小的油滴合并成為大的油滴；能較快地上浮到水面。

在進水相同時；波紋板隔油池最大的優點在于，較小的裝置可以達到與較大的重力沉降罐相似的處理效果。這就大大節約了成本。為了改善設備的處理效果，現今的波紋板隔油池采用一系列的斜板；此裝置使用的是不銹鋼材料。

（三）超聲波破乳

超聲波原油破乳是基于超聲波作用于性質不用的流體介質產生的“位移效應”來實現油水分離的。由于“位移效應”的存在，水離子將不斷向波腹或波節方向運動、聚集并發生碰撞，生成直徑較大的水滴，并在重力作用下與油分離。在駐波場中由于聲壓分布的不均勻性導致水粒子分布不均勻，從而更有利于原油中水粒子的碰撞，從而達到破乳的目的。超聲波原油破乳主要是利用超聲波的機械振動和熱作用。

a、機械振動作用促使水粒子凝聚。當超聲波通過有懸浮水粒子的原油介質時，

造成懸浮水粒子與原油介質一起振動。

由于大小不同的懸浮水粒子具有不同的相對振動速度，水粒子將相互碰撞、黏合使粒子的體積和質量均增大，最后沉降分離。

b、機械振動作用可使原油介質中的石蠟、膠質、瀝青等天然乳化劑分散均勻，

增加其溶解度，降低油水界面膜的機械強度，有利于水相沉降分離。

c、 熱作用可降低油水界面膜的強度和原油黏度。一方面，邊界摩擦使油水分界

處的溫度升高，有利于界面膜的破裂；另一方面，原油吸收部分聲能轉化成的熱

能，可降低原油的黏度，有利于水粒子的重力沉降分離。

4、水利旋流

主要是通過水利旋流器的離心力作用，進行油水分離。

四、電脫鹽污油水分離設施工藝流程：

1、經過電脫鹽排出的污油水首先經過換熱，然后進入分離器進行二級沉降分離。

2、經過分離器二級分離沉降后的高濃度污油水經過撇油管排入撇油槽，再經過撇油槽排入污油水緩沖罐。

3、經過分離器二級分離沉降后的低含油污水經過水利旋流器進行污油水進一步分離處理，低含油污水外排，高含油污水排入污油水緩沖罐。

4、高含油污水經過污油水緩沖罐，通過污油水循環泵打回原油輸送泵入口或分離器污油水入口進行循環處理。

5、污油水分離器通過氮氣系統進行惰氣覆蓋和保壓，保證水利旋流器平穩運行。

6、定期對波紋斜板進行蒸汽吹洗；定期對分離器底部淤泥進行沖洗。

五、本方案優點

本方案充分結合幾項技術特點，完全實現生產過程自動化，有獨立的氮氣吹掃、自沖洗系統。自2012年5月調試成功并運行，至今1年半的時間內，運行效果良好。

1、經過脫水截油裝置后的污油水含油低于200ppm。

2、分離出來的原油經過污油回收管線回收。

3、整個裝置調試穩定后，在電脫鹽來液流量及壓力基本穩定的情況下，不需人為干預。

4、無論裝置出現怎樣的運行狀況，都不能影響廠區的正常生產。必要時裝置可以完全被旁通，回復到改造前狀態。

5、能耗低，整套裝置只需要8臺小功率超聲波振動棒工作及兩臺小功率機泵能耗。水利旋流器的啟動運行靠電脫鹽后管內余壓提供動力，屬于余壓利用節省能耗。

6、本裝置布局設計合理，占地小。

7、操作簡便，已經調試啟動，全部實現自動化運行，不需要人為干預。