常減壓蒸餾裝置電脫鹽反沖洗系統的增效設計

昌興文 劉統華 劉曉燕

摘 要： 本設計改進了電脫鹽反沖洗系統，通過在電脫鹽罐底部，即水沖洗分布管與進水管之間增設一段或多段隔板裝置，其總長與進水管長度相當，在電脫鹽運行過程中， 能夠有效地解決開啟水沖洗系統時形成沖洗水流攪動而影響油水界位波動的問題。

關 鍵 詞：原油；常減壓；電脫鹽；反沖洗

中圖分類號：TE 969 文獻標識碼： A 文章編號： 1671-0460（2016）08-1876-03

Abstract： The electric desalting backwash system was improved in this design. In the bottom of the electric desalter， one or several baffles with the same length with inlet pipeline of flushing water were added between the water distribution pipe and inlet pipe， which could effectively solve the water-oil interface fluctuation problem affected by flushing water agitation when opening the water flushing system.

Key words： crude； atmospheric and vacuum distillation unit； electrical desalting； backwash

原油中的鹽和水會引起設備和管線的腐蝕和結垢、能耗增加以及催化劑失活等問題。電脫鹽是常減壓蒸餾的第一道工序，為提高電脫鹽脫水效果，大部分研究致力于供電電源種類、電極形式和工藝條件優化[1-3]等方面，同時開發了一些新的電脫鹽技術。但無論采用何種方式，在正常運行一段時間后，必須對電脫鹽罐進行反沖洗。在電脫鹽的操作過程中，會有大量的固體物質沉積在電脫鹽罐的底部，這些固體物質的主要成分是泥沙。在電脫鹽設備運行過程中，必須保持油水界位的相對穩定，否則不斷沉積的沉積物將抬高油水界位，如果界位過高，達到高壓電場區域將導致電極板間短路或擊穿，危及電脫水電脫鹽設備的平穩運行，造成脫鹽效果變差影響后續工藝，還可能造成排水帶油等問題。對于反沖洗系統的改進多集中于反沖洗水管結構方面，而并沒有關注開啟水沖洗系統時，形成的沖洗水流攪動會導致油水界位波動。作為電脫鹽系統的重要組成部分，反沖洗效果的好壞直接影響到運行周期。

1 設計基礎

常見的水沖洗系統采用在罐體底部設計兩排沖洗管，沖洗管上設計噴嘴，噴嘴方向沿罐體切線方向，用于沖洗泥沙。進行水沖洗時，由于雙排水沖洗同時對底部進行泥沙沖洗，形成罐體底部水流對沖，這就導致了罐內油水界面不穩定，引起脫鹽脫水效率降低，嚴重時還能危及電脫鹽設備的平穩運行。另外，每次水沖洗的沖洗水浪費嚴重，而且人工操作強度大。目前，對于電脫鹽反沖洗系統的研究報道很少，少數的研究成果以專利的形式進行了公開（表1）。

遼河石化公司對南蒸餾裝置電脫鹽的反沖洗系統進行了增效改造[11]，將反沖洗管結構由常規設計改成CN 201088875中所描述的結構形式，見圖1。通過設置四路反沖洗管路，分段按區域控制，同時合理地調整反沖洗噴頭的方位、沖洗水的壓力和流速，有效避免了泥沙沉積，保證了電脫鹽的有效容積，脫鹽率由原來的15%提高到70%以上，解決了裝置后路腐蝕、后續產品加工等一系列問題。

從上面的一系列專利成果來看，目前電脫鹽反沖洗系統的改進主要集中于反沖洗管結構的改變，解決反沖洗過程中的沖洗水分布不合理和沖刷死區等問題，但多數沒有涉及反沖洗過程中油水界面波動的問題。

CN 102049400使用在線自動水沖洗裝置時，原油注水不停止，反沖洗系統與接口控制器連接進行整體自動控制，有效地控制了罐體內油水界面的穩定，防止沖洗時罐內界面不清、大幅波動，提高了在反沖洗這段時間內的脫鹽脫水效率，同時保證了對電脫鹽罐內泥沙進行反沖洗的效果，確保了安全有效的生產。整個反沖洗過程由在線自動控制程序自動控制進行，在提高效率、安全生產的同時，降低了工人操作的強度，節約了水資源。但采用這種方式的反沖洗系統比較復雜，投資也較高。對一些已有的電脫鹽設備進行改造，實施也存在一定的局限性。

2 反沖洗系統的增效設計

2.1 總體思路

為了克服現有技術的不足， 本設計改進了電脫鹽反沖洗系統，可在電脫鹽脫水運行過程中，通過在電脫鹽罐底部，水沖洗分布管與水沖洗進水管之間增設一段或多段隔板裝置，其總長與進水管長度相當，從而能夠有效的解決在電脫鹽運行過程中開啟水沖洗系統時形成沖洗水流攪動而影響油水界位波動的問題。

2.2 技術方案

水沖洗分布管分為中心水沖洗分布管4和遠端水沖洗分布管3。電脫鹽罐體1的底部中軸線上的兩側有兩排中心水沖洗分布管4，兩排的中心水沖洗分布管4中間有隔板6，隔板6焊接在隔板支撐5上；反沖洗進水管2連接遠端水沖洗分布管3和中心水沖洗分布管4，反沖洗進水管2固定連接電脫水電脫鹽罐體1兩端的支撐板上；隔板支撐5采用方鋼管或圓鋼管垂直焊接在電脫鹽罐體1底部中軸線上；隔板6在中心水沖洗分布管4上部、反沖洗進水管2下部的空間位置，隔板6覆蓋中心水沖洗分布管4；隔板6的結構是由弧形鋼板組成，可為一段到多段不等（圖2）。

本設計可以有效地控制電脫鹽罐體內油水界面的穩定，防止沖洗時罐內界面不清、大幅波動，提高在反沖洗時間段內的脫鹽脫水效率，同時達到對電脫鹽脫水罐內泥沙進行反沖洗的效果，確保安全有效的生產。在提高效率、安全生產的同時，降低了工人操作的強度，節約了水資源。本設計的另一個優勢在于對已有的電脫鹽設備進行改造，實施簡單易行。

3 結束語

電脫鹽罐內油水界位的相對穩定，對于電脫鹽系統的穩定運行和脫鹽效果具有至關重要的影響。目前電脫鹽反沖洗系統的改進，多集中于反沖洗水管結構方面，而并沒有關注反沖洗會導致油水界位波動。通過在電脫鹽罐底部，即水沖洗分布管與進水管之間增設一段或多段隔板裝置，在電脫鹽運行過程中，能夠有效地解決開啟水沖洗系統時形成沖洗水流攪動而影響油水界位波動的問題。反沖洗對電脫鹽油水界位波動的影響，必將成為反沖洗系統設計的一個關注點，更加完善的反沖洗系統會隨之被開發出來。

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