淺議油田聯(lián)合站原油脫水工藝運(yùn)行的影響因素

闞峰 （大慶油田有限責(zé)任公司海拉爾勘探開發(fā)指揮部，黑龍江 大慶 163000）

油井中的油氣混合物含有大量的雜質(zhì)，在很大程度上擴(kuò)大了流液體積，致使管路與設(shè)備的功能無(wú)法全面發(fā)揮，降低了利用效率，導(dǎo)致原油煉制、原油集輸作業(yè)無(wú)法實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)行。因此，必須采取有效措施對(duì)原油中的雜質(zhì)進(jìn)行去除，然后才能進(jìn)行集輸作業(yè)，煉制出與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求相符的商品原油。原油中的機(jī)械雜質(zhì)與鹽類，其存在形態(tài)多為水中懸浮，因此，脫水工藝對(duì)原油集輸而言，具有非常重要的意義。

1 脫水工藝的作業(yè)原理

1.1 破乳劑的化學(xué)作用

原油乳狀液主要有O/W、W/O兩種。這兩種乳狀液都存在天然乳化劑，這些乳化劑會(huì)與很多物質(zhì)結(jié)合在一起形成膜狀，覆蓋在乳狀液的液滴界面上。膜的厚度與機(jī)械強(qiáng)度呈正比，厚度越大，強(qiáng)度越大，滴液直徑反而會(huì)逐漸縮小，促使乳狀液形成良好的穩(wěn)定性。膜的特性直接影響著乳狀液的穩(wěn)定性，而膜的穩(wěn)定性主要取決于其表面的動(dòng)力學(xué)特性、界面粘度、界面張力梯度、彈性和溶解性等。

所謂破乳是指破乳劑以分子形態(tài)滲入到滴液內(nèi)，并代替天然乳化劑黏附于界面之上，對(duì)滴液的表面膜進(jìn)行破壞，致使膜內(nèi)的水含量得到有效釋放，水滴通過匯聚形成較大的體積，然后沉降到乳狀液的地步，水與油呈分離狀。

化學(xué)破乳具有非常復(fù)雜的機(jī)理，主要分為四方面。一是可以對(duì)水與油相接面的膜上電荷進(jìn)行中和，電荷無(wú)法對(duì)膜進(jìn)行有效保護(hù)，致使膜損壞；二是可以有效溶解乳化膜，致使乳化膜出現(xiàn)大面積損壞；三是擁有反相作用，可以對(duì)乳狀液的形態(tài)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，乳化膜在反相過程中會(huì)被溶解；四是有高于乳化劑的活性，其可以成分散狀態(tài)對(duì)水與油的相接面進(jìn)行破壞，取代乳化劑，構(gòu)建一個(gè)界面膜，該膜并不具備良好的穩(wěn)定性，易破裂，通過電場(chǎng)以及重力沉降的作用，將會(huì)致使水與油呈分離狀。

1.2 沉降脫水工藝

油水分離的方式有很多種，例如，超聲波脫水、電化學(xué)聯(lián)合脫水、化學(xué)脫水、電脫水以及熱沉降脫水等等，現(xiàn)階段，我國(guó)聯(lián)合站在原油處理過程中，普遍選用化學(xué)脫水方式。上述原油脫水方式具有一個(gè)相同的制約性，即脫水后需要留存大量的時(shí)間與空間，對(duì)分離狀態(tài)進(jìn)行穩(wěn)固。首先，利用破乳劑進(jìn)行破乳處理后，將其放置在沉降罐內(nèi)，利用油水密度間的差異性以及重力差異，對(duì)其進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間沉降，確保油水徹底分離。

2 化學(xué)破乳的障礙性因素

2.1 沉降時(shí)間

油水沉降是一個(gè)較為緩慢的過程，油水的分離遵循一定的規(guī)律。水滴沉降速度越慢，其直徑平方越小，而油水密度差越大，外相油粘度越大。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，含水量、乳化程度以及溫度將會(huì)直接影響著油的密度、水的密度、原油粘度以及水滴直徑，很難對(duì)其沉降時(shí)間進(jìn)行準(zhǔn)確把握。雖然油水的沉降時(shí)間在很大程度上取決于水層控制高度，但不能因此便通過大幅度降低控制高度，延長(zhǎng)沉降時(shí)間，以期可以取得良好沉降效果。

2.2 溫度

溫度與原油粘度呈反比，溫度越高，粘度越低，而水滴的沉降速度越快。原油的體積膨脹系數(shù)越大，油、水密度間的差值越大，在油相中，水滴易于下沉。沉降罐中的溫度較高時(shí)，水蒸氣便會(huì)上升到上層的無(wú)油空間，如果油田地區(qū)存在晝夜溫差大的情況，將會(huì)導(dǎo)致沉降罐內(nèi)外溫差較大，水蒸氣會(huì)出現(xiàn)冷凝，導(dǎo)致油層頂部存有水滴。因此，原油破乳的溫度控制在45度左右為最佳。

2.3 油水界面

油水界面的影響因素有三個(gè)，分別是界面過低，對(duì)乳化層的高度以及溢流口的含水量造成較大影響；二是界面過低，降低了脫出水水質(zhì)；三是界面過高。第一種因素的具體原因是由于水層較低，進(jìn)液壓力將會(huì)對(duì)油層造成一定程度的沖擊，致使油層混沌，雖然在微觀狀態(tài)下，油水已經(jīng)分離，但在物質(zhì)形態(tài)下，二者還處于結(jié)合狀態(tài)，如果無(wú)法在短時(shí)間對(duì)油水進(jìn)行有效分離，由于破乳劑的作用，將會(huì)出現(xiàn)乳化層；第二種因素的具體原因是由于界面過低，會(huì)加大污水的含油量，在進(jìn)行水洗油作業(yè)時(shí)，同樣會(huì)對(duì)污水進(jìn)行外排處理，致使大量的原油隨著污水一同排出沉降罐。除此之外，還存在很多聯(lián)合站長(zhǎng)期不對(duì)沉降罐進(jìn)行清潔處理的情況。第三種因素的具體原因是由于界面過高，在很大程度上縮減了沉浮時(shí)間，導(dǎo)致溢流口的水含量過大，與相關(guān)要求標(biāo)準(zhǔn)不符。

2.4 輕烴與抽氣回收工藝

原油中含有伴生氣時(shí)，采取有效的措施對(duì)其進(jìn)行回收處理，不僅可以有效避免工程現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)安全事故，還能有效提升聯(lián)合站的經(jīng)濟(jì)效益，因此，輕烴廠受到了聯(lián)合站的青睞。如果沉降罐中存有大量的氣體，將會(huì)導(dǎo)致沉降罐內(nèi)發(fā)生氣體沖擊問題，會(huì)對(duì)水與油之間的分層造成嚴(yán)重的不良影響，流液?jiǎn)适胶庑裕虼耍瑧?yīng)該對(duì)沉降罐的補(bǔ)氣與引氣作業(yè)給予高度重視。

3 結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)油田聯(lián)合站原油脫水工藝作業(yè)的障礙性因素進(jìn)行具體分析可知，要想確保原油脫水環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)運(yùn)行，必須采取有效措施，對(duì)各個(gè)障礙性因素進(jìn)行嚴(yán)格掌控，確保其處于最佳狀態(tài)，與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求相符。

[1]祁強(qiáng),李萍,張起凱,趙杉林.原油脫水新技術(shù)研究進(jìn)展[J].石化技術(shù)與應(yīng)用,2009(06).