常減壓蒸餾裝置電脫鹽系統研究

牟志強

摘 要：介紹了原油含鹽的種類、存在方式及鹽類在煉油生產過程中對裝置的危害，闡述了蒸餾裝置脫水脫鹽的基本原理和重要作用，并對影響電脫鹽脫鹽效率的因素進行了分析。

關鍵詞：原油；電脫鹽；影響因素

近年來，國內大部分油田都進入了開采后期，開采的原油越來越重，這些重質原油的密度較大，使得油與水難以沉降分離。為了提高原油的采出率，各大油田相繼應用了三次采油技術，使用了多種化學藥劑，煉油企業面臨加工劣質原油的趨勢，增加了原油脫鹽脫水的難度。

常減壓蒸餾裝置是煉油廠的龍頭裝置，而電脫鹽是常減壓蒸餾的第一道工序。原油經過換熱后，與水、破乳劑混合，進入電脫鹽，水溶解原油中所含鹽后，在高壓電場作用下，原油中所含水發生極化、碰撞，形成大水滴，由于原油與水的比重不同，水滴向下運動，匯聚在罐底，經排水管，排出電脫鹽，同時也將原油中所含鹽份脫除。原油的脫鹽指標主要有：①脫后原油鹽含量≯3mg/L；②脫后原油水含量（質量分數）≯0.3%；③電脫鹽切水油含量≯150mg/L。

1 原油中鹽的來源

原油中所含的金屬鹽類，可分為兩種類型，一類是油溶性的金屬化合物或無機鹽類，它們以溶解狀態存在于原油中；另一類是水溶性的堿金屬或堿土金屬鹽類，它們除極少數以懸浮結晶態存在于原油中外，大部分溶解在水中并以乳化液的形式存在于原油中，這些金屬化合物或鹽類對原油加工的全過程和產品質量有重要的影響。

不同原油的鹽分組成不同，甚至有相當大的差別。通常認為以水溶性無機鹽形式富集在原油中的主要是鈉、鎂、鈣的氯化物（氯化鈉約占75%，氯化鎂約占15%，氯化鈣約占10%）。總體而言，原油中約有90%的鈉鹽、約10%的鈣鹽和鎂鹽是水溶性的，其余一小部分為不溶于水的鹽類。在不溶于水的鹽中，鈉、鎂鹽的含量較低，而鈣鹽含量較高。

2 原油脫水脫鹽的重要作用

2.1 降低設備腐蝕

原油所含水中溶解的鹽類有氯化鈉、氯化鎂和氯化鈣等，這些鹽類在原油蒸餾過程中會發生水解反應生成氯化氫。氯化氫隨揮發油氣進入分餾塔塔頂及后面的冷暖系統，遇到冷凝水便溶于水中形成鹽酸，這是造成常減壓裝置初餾塔、常壓塔和減壓塔塔頂及其冷凝冷卻系統設備腐蝕的重要原因。加工含硫原油時，蒸餾裝置的塔頂及其冷凝冷卻系統硫化氫含量將急劇上升，如果氯化氫水溶液中同時有硫化氫存在，設備腐蝕將加劇。

2.2 滿足產品質量和后續加工要求

當前，原油脫鹽不僅是為了防止腐蝕的需要，更重要的是為了減少常減壓裝置為下游裝置提供的原料油中的金屬離子。原油中所含的鹽類經蒸餾后進入后續加工裝置可加速催化裂化、催化重整等裝置的催化劑失活。

2.3 提高傳熱效率，延長裝置開工周期

脫鹽脫水后的原油水含量減少，可保證塔的平穩操作和降低裝置的熱負荷，良好的脫鹽操作，可減輕和消除換熱器、加熱爐等設備的結垢、結焦，提高裝置開工周期。

3 影響電脫鹽效果的因素

3.1 破乳劑類型

在原油電脫鹽過程中，破乳劑的作用是非常巨大的，并且隨著原油中的雜質不斷增多，對于電脫鹽的要求也在不斷的提高，所以在對破乳劑的研究和選擇上，研究者經過了多年的努力和實踐，研究出各種多功能的破乳劑。其中具有代表性的有： 油質性破乳劑；改性聚醚破乳劑等。破乳劑通過破壞原油乳化液中油與水間的液膜達到其破乳作用，目前生產的破乳劑都有一定的選擇性，因此對每一種原油必須進行破乳劑篩選。破乳劑不僅影響脫鹽率，而且影響脫鹽排水中的含油量。由于破乳劑是通過到達油水乳化液的界面，破壞其乳化膜而達到破乳作用的，因此破乳劑的濃度、注入量、注入點、其與原油的混合等都直接影響脫鹽效果的好壞。

3.2 工藝操作條件

工藝操作條件主要是指電脫鹽罐的操作溫度和操作壓力。操作溫度升高會導致原油的粘度降低，但當溫度升高至超過120℃后，原油中的氯化鎂、氯化鈣開始水解，導致電導率增大，電耗增加，電場強度下降，破乳作用急劇下降；溫度過低會導致原油不能使水、鹽脫離，影響脫鹽效率，一般情況下，溫度應該控制在120～130℃。電脫鹽罐需要在一定的壓力下運行，所以為了防止水氣化，導致混合物攪動，影響水的正常沉降分離，在具體的操作過程中，要根據加熱的溫度來最終確定罐內的壓力，一般情況下將壓力控制在0.8～2MPa。

3.3 注水量和注水水質對電脫鹽系統的影響

注水的目的是為了洗滌和稀釋原油中的含鹽水滴，并在脫鹽罐中將含鹽水分離出去。原油中增加注水量，可以提高水滴間的凝聚力，以利于水滴的聚結脫出。電脫鹽系統對注水水質（即鹽、氧及酸堿性物質的含量）均有一定的要求，鹽含量增高將增加脫后原油的鹽含量或增大注水量；氧含量增高會在脫鹽溫度下造成腐蝕；含酸堿性物質會改變原油乳化液的pH值，并與乳化液中的有機酸等物質形成具有表面活性的乳化劑，加劇乳化現象和排水帶油現象。電脫鹽的注水量一般控制在原油加工量的3～5%。

通過做好脫鹽設備的維護工作，不斷優化該 系統工藝操作條件，提高電脫鹽系統的運行水平。根據國外先進經驗，原油增加在罐區的沉降時間，或加注原油預處理劑，可將原油中水和泥沙等雜質大部分脫除，改善的電脫鹽的操作，延長電脫鹽開工周期。由于原油性質變化較大，要不斷提高研發技術，采用更加高效、環保、節能的脫鹽技術對于產品可持續發展具有重要影響。

參考文獻：

[1]賀德剛.常減壓蒸餾裝置電脫鹽系統工藝操作的優化[J].技術研究，2015（1）.