沉降罐中影響化學破乳的因素

鄭遠春 馮艷梅

摘 要：長慶油田原油處理工藝，無論是破乳劑現場應用“端點加藥、管道破乳”，還是“末端加藥、大罐破乳”兩種破乳劑投加方式，原理都是原油破乳劑對原油進行化學作用，破壞油水界面膜的穩定，促使油水狀態的上的分離，再利用油水密度差異與重力作用，在沉降罐內進行沉降處理，從而實現原油與水完全分離的目的。

關鍵詞：破乳劑；集輸工藝；影響因素；沉降罐

中圖分類號：TE3 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2014）-01-0194-01

前言

長慶油田的原油處理工藝，目前全部為化學脫水，即使用原油破乳劑對原油進行破乳，再利用沉降罐的重力作用與油水密度的差異進行油水分離。目前個別聯合站由于隨著原油產量的不斷提高，建站初期所設計的沉降罐的容積已經無法適應生產，單純的依靠沉降罐對油水分離的處理能力已經有限，先后投入使用了三相分離器進行部分來液的油水分離處理以減輕沉降罐的運行負荷。本文主要對沉降罐油水分離工藝中的影響因素作以探討。

一、沉降時間的影響

實際生產中，為了提高油水混合物在管道輸送過程中的流動速度，主干線增壓點都進行了增壓，毛油進入聯合站，經緩沖罐→產進換熱器→沉降罐中心配液管，進入沉降罐底部，配液管上的微小噴淋孔上會噴射出壓力較高的液柱，很大程度上攪動沉降罐的底部水層，甚至在水層偏低，控制不合理的工況條件下，引起油層的波動，水滴并非能在重力重用下順利沉降。

二、溫度的影響

溫度對原油破乳有一定的好處，隨著溫度的升高，原油中所含有的瀝青質、膠質、石蠟等在原油中的溶解增加，使水滴易于在互相碰撞并下沉，降低了原油的粘度，使水和油的密度差增大，也有利于水滴在油相中下沉。在現場使用過程中，結合現場因素，也并非溫度越高越好，溫度一般控制在40-50℃為適宜，而是應該尋找現場操作更適合的溫度進行操作控制。

結合目前吳起作業區的原油處理的集輸工藝，特提出以下幾點建議，供領導及相關技術人員參考：

（一）對沉降罐水層的合理控制

結合前期站內運行資料，水層高度的控制與溢流口含水與乳化層有很大程度關聯，3#沉降罐油水界面的理想狀態為5.5-6.0m.

水層過低：接近配液管高度，進液壓力大，水洗過程不徹底，沉降罐內由于下部進液壓力對油層的攪動與沖擊，油水界面處于一片混沌狀態，油層原油已經有一定程度的破乳，油水微觀狀態已經分離，但物質形態還處于無法分離，取出該層段油層剖面樣，蒸其含水往往很高，但靜置數十分鐘時間，水自然分出，測其含水基本為凈化油水平。

水層過高：油包水乳狀液發生破裂，水滴的絮凝和沉降時間不足，來不及在重力的作用下聚結沉降入水層，會導致溢流口含水上升。

（二）保證各站點原油外輸溫度

管道破乳工藝，實現油水分離，破乳劑的化學作用是在管道中完成，為了保證管道破乳的徹底，減少沉降罐的運行負荷，就要在原油外輸中具備一定的溫度，使破乳劑具有最大的反應活性和擴散速度。建議各轉油站外輸溫度與沉降罐運行溫度在40℃以上。

三、油水界面的影響

沉降罐油水界面的控制水平對溢流口含水、乳化層、脫出污水水質量各個方面都有很大程度的關系，但現場工作人員往往忽視此關鍵問題，而造成一些不必要的問題。

（一）油水界面過低的影響

油水界面過低對溢流口含水及乳化層的影響，水層高低過低帶來影響：配液管高度若接近水層，進液壓力大，水洗過程不徹底，水直接打入油層，而且下部的噴射壓力直接影響水滴的下沉，沉降罐內部下向上的液流，自上向下的沉降，是一個動態的平衡，打破了就出現波動。過低時，沉降罐內由于下部進液壓力對油層的攪動與沖擊，油水界面處于一片混沌狀態，油層原油已經有一定程度的破乳，油水微觀狀態已經分離，但物質形態還處于無法分離，取出該層段油層剖面樣，蒸其含水往往很高，但靜置數十分鐘時間，水自然分出，測其含水基本為凈化油水平。

1、油水界面過低對沉降罐脫出水水質影響。首先，油水界面過低會導致污水含油升高，在水洗油的過程中，污水外排也在進行中，部分原油來不及上升到油層中去，已隨污水排出沉降罐。其次，沉降罐在多年運行過程中，原油成分中所含的粘土質，瀝青質等成分隨地層開采出原油進入沉降罐脫水處理過程中，長年累月不斷積累存留在罐底，根據原油自身物性的不同，所含成分的高低，數年后得到很大程度的積聚，嚴重者可形成數米后的“泥墊”，嚴重者已達1m多厚，用取樣器通過取樣口向沉降罐底部自由下沉發現無法下沉至實際罐底。

2、油水界面過高的影響。水層過高情況：最主要的是沉降時間嚴重不足，會引起溢流口含水的超標，其次是對破乳劑浪費，加藥濃度過大。

四、現場工況條件的影響

聯合站的工況條件，集輸工藝也往往是影響原油脫水是否平穩的很重要因素。

（一）進液量大小對沉降罐平穩運行的影響

經過管道中化學破乳的油水混合物進入到溢流沉降罐，要想排出游離水滴，就需要穩定的油水層分布，一定的沉降時間.所以來液的平穩均衡是沉降罐運行的一個很重要的影響因素.沉降罐的運行，卸油臺的來液量過大的波動，污水池水進入沉降罐的來液量或沉降罐脫水量的不平穩，以及在倒油操作過程中倒罐泵排量的過大，都會破壞沉降罐的動態平衡，降低沉降罐原油的沉降時間.反映就為剖面含水波動較大，嚴重時會導致溢流口含水嚴重超標。

五、結論

要保證熱化學沉降脫水工藝高效運行，原油破乳劑需要具備可靠的質量之外，聯合站集輸系統的硬件條件與集輸工藝水平也是至關重要的一個方面，片面強調某一方面因素都是不科學的，只有把這兩個方面的諸多影響因素綜合起來，并將各個影響因素協調的控制在最佳狀態，才能確保集輸系統的平穩運行。

（一）原油破乳劑在聯合站應用過程中，熱化學脫水效果如何，影響因素有沉降時間、沉降罐溫度、油水界面控制、現場具體的公況條件等，在解決問題時要綜合衡量各方面因素。

（二）平穩操作和嚴格管理，也是影響脫水效果的因素之一。操作的關鍵是控制四個平穩：即藥劑投加平穩，處理量平穩，溫度平穩和油水界面平穩。