油氣田烴類污油成分分析及預處理

【摘 要】油氣田產出的污油直接對外銷售，經濟效益低且安全風險大。利用烴類污油生產高附加值的溶劑油，即能增加企業經濟效益，又可降低安全風險。本文通過對油氣田烴類污油的各組分和性質的分析，對其預處理工藝進行了分析，為烴類污油的工業化綜合回收利用提供實踐依據。

【關鍵詞】烴類污油；回收利用；溶劑油；環境影響分析

1 相關背景

國內油氣田每年產出烴類污油在幾十萬噸，這些低硫的污油被直接銷售給了其他煉油廠，售價僅為4000-6000元/噸，污油售價低廉。而溶劑油的市場售價為8000元/噸左右，與烴類污油的差價比達2000元/噸以上。以污油為原料生產出市場緊缺的、高附加值的溶劑油等產品，其經濟效益十分顯著。另外，烴類污油含有的丙烷、丁烷等易揮發性物質，往往存在運輸過程中的安全隱患。此外，烴類組分蒸發損失較大，加重了對環境的污染，而且在運輸過程中損失的組分主要是液化氣組分，降低了下游處理廠家的液化氣和輕質油產量，進而降低了下游廠家的經濟效益。

烴類污油由于輕質油含量高，雖然經濟價值很高，但國內專門針對污油的提煉裝置卻非常少。因此，研究利用污油生產出更高附加值的溶劑油產品，對于改善環境、提高企業經濟效益和社會效益，具有十分重要的戰略意義。

2 烴類污油成分分析

與國外研究文獻相比[1-2]，國內對烴類污油進行處理一般按照原油的成分考慮，造成生產操作條件不適合烴類污油處理，導致原料油氣化、油水乳化、脫后含鹽超標等一系列問題[3-4]。

2.1 烴類污油實驗

（1）閃點的測定。將試樣在連續攪拌下用很慢的恒定速率加熱。在規定的溫度間隔，同時中斷攪拌的情況下，將小火焰引入杯內，試驗火焰引起試樣上的蒸汽閃火時的最低溫度作為閃點。

（2）密度的測定采用密度計來測定樣品的密度。

（3）餾程的測定。測試步驟：①將裝有試樣的蒸餾燒瓶加熱，按要求調節加熱速度，掌握好開始加熱到初餾點之間的時間間隔；②觀察和記錄初餾點，如果沒有使用接受器導向裝置，則立即移動量簡，使冷凝管的尖端與量簡內壁接觸；③調整加熱，使從初餾點到5%或10%回收體積的時間是符合規定；繼續調整加熱，使從5%或10%回收體積到蒸餾燒瓶中5mL殘留物的冷凝平均速率是4mL/min～5mL/min；④如果觀察到分解點，則停止加熱；⑤從初餾點到蒸餾結束這個間隔內，觀察和記錄用于計算和報告試驗結果所需的所有數據；⑥當在蒸餾燒瓶中的殘留液體約為5mL時，進行加熱調整，使從蒸餾燒瓶中5ml液體殘留物到終餾點的時間符合規定的范圍；⑦按要求觀察和記錄終餾點或干點，并停止加熱；⑧在冷凝管繼續有液體滴入量筒時，每隔2min觀察一次冷凝液的體積，直至兩次連續觀察的體積一致為止；⑨待蒸餾燒瓶已冷卻后，將其內容物倒入5mL量筒，并將蒸餾燒瓶懸垂在5mL量筒上，讓蒸餾燒瓶排油，直至觀察到5mL量筒中液體體積沒有明顯的增加為止；⑩最大回收百分數和殘留百分數之和是總回收百分數，以100%減去總回收百分數得出損失百分數。

（4）水分的測定。將一定量的試樣與無水溶劑混合，通過蒸餾來測定其水分含量，以百分比來表示。

（5）機械雜質的測定。稱取一定量的試樣，溶于所用的溶劑中，用已恒重的濾器過濾，被留在濾器上的雜質即為機械雜質。

（6）運動粘度的測定。在某一恒定的溫度下，測定一定體積的液體在重力下流過一個標定好的玻璃毛細管粘度計的時間，粘度計的毛細管常數與流動時間的乘積，即為該溫度下測定液體的運動粘度。即：粘度=毛細管常數×流動時間。

（7）凝點的測定。將試樣裝在規定的試管內，并冷卻到預期的溫度時，將試管傾斜45°并保持1分鐘，觀察液面是否移動。液面不移動時的溫度即為試樣的凝點。

（8）預處理脫鹽破乳劑的評價。先將一定量的烴類污油預熱至50℃后，加入5%的蒸餾水攪拌1min，然后加入一定量的破乳劑，繼續攪拌1min，放到恒溫浴中，15min后再攪拌lmin，經過20min后，放入雙電極，并通入高壓（1kV）進行電破乳。分別取樣分析脫鹽脫水前后烴類污油的含鹽量，以考察脫鹽脫水效果的優劣。

2.2 實驗結果與討論

（1）烴類污油性質：烴類污油外觀為黃色，具有的較好流動性。

（2）烴類的組成與含量：根據GB/T17930-2006， 測定烴類污油成分為碳原子數位C6-C23的烴類混合物，主要集中在C6-C11，不含有大于C24的烴類，說明該烴類污油是介于汽油和柴油的高品質烴類污油。

（3）烴類污油中不溶性懸浮物的成分：從現場采集的烴類污油開始呈渾濁態，靜置一段時間后在容器底部會出現一層絮狀沉淀，該絮狀物既不溶于水，也不溶于油。稍微攪動后便分散于烴類污油中，靜置后又分開。絮狀物中碳氧元素含量總和為87.31%，說明該絮狀物的主要成分為有機物，應該是來自鉆井液；鐵含量為5.81%說明其中含有少量鐵屑或鐵銹；硅和鈣含量分別為1.01%和2.64%說明其中含有少量的泥沙和碳酸鈣。

（4）含水量：采用GB/T260—1977（1988）方法測試了烴類污油中的水分含量。該烴類污油中水分為2.9%，若不進行精餾前除去，將對裝置的穩定性產生較大的影響，并可能縮短設備的使用壽命。

（5）雜質過濾：實驗中，隨著過濾材料孔徑的減小，雜質去除率和透光率都呈現逐漸升高的趨勢，但當過濾材料由慢速定量濾紙（孔徑1-3μm）變為0.45μm濾膜時，雜質去除率減小的速度變慢。當過濾材料為0.45μm濾膜時，過濾后烴類污油的透光率由原來的46.2%增長為80.9%，而且比較幾種過濾方式得到的濾油，隨著過濾材料孔徑的減小，其透明度也逐漸增大。

（6）破乳劑的選擇及其用量：測試結果表明，隨著各種破乳劑用量的增加，其脫鹽效果呈現先增大后減小的趨勢，并在使用量為35ppm左右時達到最大值。而在這五種破乳劑中，HS-P01的效果最好，當其用量為35ppm時，其脫鹽率達到91%。因此，在后續的試驗中選用HS-P01破乳劑，并將其用量定為35ppm。

（7）溫度的影響：實驗中采用不同溫度下電脫鹽脫水試驗，結果表明，隨著操作溫度的升高，經過處理后的烴類污油中含水量和含鹽量都逐漸減小，其中最適宜溫度應該為80-100℃。為使操作條件下烴類污油不氣化，電脫鹽溫度選擇80℃左右。

（8）電場強度的影響：當電場強度逐漸增大時，烴類污油中所含水分和含鹽量也隨之下降，特別是在當電場強度由600V/cm 降至800V/cm時其變化更加明顯。當電場強度大于800V/cm時，污油中中水分和含鹽量隨著電場強度的增加沒有明顯變化，結合能耗和其他綜合因素，電場強度選擇為800-900V/cm。

（9）注水量的影響：當注水量在7%以下時，隨著注水量的增大，處理后的烴類污油幾乎不含水，電脫鹽脫水后烴類污油的含鹽量逐漸降低，脫鹽率增大；當注水量超過7%后，含水量開始逐漸增大，脫鹽后烴類污油的含鹽量降至2mgNaCl/L以下。因此，注水量應選擇7%-9%為宜。

3 結論

通過對油氣田污油組分和性質進行分析，實驗結果：烴類污油的餾程為59～302℃，成分為碳原子數位C6-C23的烴類混合物，主要集中在C6-C11，烴類污油中水分為2.9%。工業上雜質過濾時宜采用3μm以下的濾網或濾芯作過濾處理。烴類污油電脫鹽脫水預處理較佳工藝條件為：破乳劑：HS-P01；破乳劑用量：35ppm；電場強度：800V/cm；溫度：80℃；注水的質量分數：7%；停留時間：30min。

【參考文獻】

[1]Ole-Morten Midtgard. Electrostatic field theory and circuit analysis in the design of coalesces with pulsed dc voltage [J].Chemical Engineering Journal.2009：168-175.

[2]秦曉霞，李自力，王帥華.國外污油處理技術新進展[J].油氣儲運，2009，28（2）：14-15.

[3]劉乃瑞，田小麗，沙宇，張立希.天然氣凝析油的評價及處理探討[J].石油與天然氣化工，2009，38（1）.

[4]安建川，梁光川.天然氣 凝析油處理工藝研究[J].內蒙古石油，2007（2）：93-94.

[責任編輯：周娜]