用于高含水高含鹽原油的破乳劑的實驗室篩選與評價

吳 倩，戴澤青，葛圣才

(金浦新材料股份有限公司，江蘇 南京 210047)

隨著很多油田進入開發后期，強化采油措施的采用也是越來越普遍，開采過程中經常采取注水及加入化學驅油劑等措施，這使得原油的含鹽量含水量越來越高，且原油乳化現象日趨嚴重。即使在原油的儲運過程中添加原油預處理劑，進入煉廠的原油依然存在含鹽高、含水高及其他雜質多的情況。這對煉廠的常減壓蒸餾裝置或者是常減壓催化聯合裝置都會有巨大影響。

常減壓蒸餾是石油加工中第一道必不可少的工序，原油電脫鹽又是常減壓蒸餾裝置的第一道工序。通過電脫鹽，可以將原油中的鹽和水分脫除，從而緩解鹽在三塔頂水解后對設備的腐蝕，并為下游裝置提供優質原料。

電脫鹽操作的好壞，對裝置的安全生產都會產生影響。電脫鹽的最終脫鹽效果會對原油加工企業的經濟利潤以及產品質量、安全生產造成一定的影響。當前的高含鹽、高含水原油的脫鹽效果不非常理想，其普遍呈現最終產品含鹽、含水量超標，脫鹽罐內的乳化層過厚，乳化現象較為泛濫。同時，油水界面渾濁不清，導致脫水、脫鹽效果不理想，脫后原油的鹽水含量超標，電脫鹽排水中帶油嚴重。

如果經過脫鹽工序之后，原油當中仍然有較高的含鹽量，將使三塔頂腐蝕加劇，三頂Fe2+明顯上升，同時會對后續的多個加工設備造成一定的腐蝕影響，還導致原油換熱器結垢加熱爐結焦，從而嚴重影響企業的經濟利益。在脫水工序之后，原油中仍含較高水分時，將提高蒸餾環節的能源消耗。對此，有效的提升高含鹽高含水原油的脫鹽效果既能夠提升產品質量，還能夠保護相關設備的安全，而電脫鹽排水含油現象嚴重提了升污油回收以及環保的壓力[1-4]。

本文參考各大石化煉廠的常減壓裝置的操作條件，篩選并評價出了適用于高含水高含鹽原油的破乳劑，能有效提高原油的脫鹽率和脫水率。

1 實驗部分

1.1 實驗儀器及原料

1.1.1 實驗儀器

(1) DPY-2E破乳劑及電脫鹽性能測試儀，江蘇姜堰市分析儀器廠；(2) PHILIPS HR1704型攪拌機，飛利浦有限公司；(3) LC-6鹽含量測定儀，江蘇姜堰市分析儀器廠；(4) XW-80A旋渦混合器，上海醫科大學儀器廠；(5) 80-2離心機，上海手術器械廠；(6) 5mL具塞錐形試管。

1.1.2 實驗原料

脫前原油，某石化煉廠提供；破乳劑，自制；去離子水。

1.2 實驗步驟

本試驗確定以電場法進行篩選和評價，具體步驟如下：取油樣放入70～90℃的恒溫水浴中，保溫預熱1 h，倒入到高速混合器(PHILIPS HR1704型攪拌機)，加入一定量的水，通過控制攪拌速度和攪拌時間調節乳化強度，轉速從2000～15000 r/min，攪拌時間為3～9s。將混合好的油樣倒入電脫鹽罐中，再把預先配制好的破乳劑樣品分別加入電脫鹽罐。待破乳劑及電脫鹽性能測試儀溫度升到試驗溫度后，將電脫鹽罐放入加熱槽中蓋上蓋子，啟動預熱開關，聽到蜂鳴聲后取出上下震蕩20次。將震蕩后電脫鹽罐重新放入加熱槽并蓋上蓋子，打開電源啟動工作按扭，進行低、高壓脫鹽。聽到結束提示音后，關掉電源開關，取出電脫鹽器。將取出的電脫鹽罐水冷至約60～70℃，打開下端微型開關放出水，并記錄出水量，然后放出脫鹽后原油進行分析。

1.3 電脫鹽條件的選擇

參考國內各大煉廠的常減壓裝置的操作條件，電脫鹽的溫度為110～140℃，注水量為4%～8%，電脫鹽過程為二脫或三脫，破乳劑的加注根據所用破乳劑的不同，有不同的加入量和加入次數。電脫鹽過程的溫度不同脫鹽效果也不同，但是操作溫度受裝置設計和能源負荷的影響，不能一味追求高溫。根據各原油性質的不同合理選擇注水量，含鹽量高的原油最好進行三脫。破乳劑的種類和加注量根據破乳效果進行調整。

2 結果與討論

按以下操作條件進行實驗室靜態電脫鹽試驗，電脫鹽的溫度為110、120、130、140℃，注水量為6%，電脫鹽過程為三脫，破乳劑僅在一脫過程中加入，加劑量為10ppm或16ppm[5]。然后將電脫鹽之后的原油進行鹽含量分析[6]。

2.1 不同溫度時電脫鹽評價實驗

根據各大煉廠的實際電脫鹽溫度，考察在110、120、130、140℃時的脫鹽脫水的不同(表1～4)。本實驗所用原油的脫前鹽含量為498.7mgNaCl/L，脫前原油含水為4.1%。

表1 電脫鹽實驗結果(110℃)Table 1 Result of the third electrycal desalting test(110℃)

表2 電脫鹽實驗結果(120℃)Table 2 Result of the third electrycal desalting test(120℃)

表3 電脫鹽實驗結果(130℃)Table 3 Result of the third electrycal desalting test(130℃)

表4 電脫鹽實驗結果(140℃)Table 4 Result of the third electrycal desalting test(140℃)

2.2 實驗室三次電脫鹽評價實驗

根據2.1的實驗結果，選擇電脫鹽溫度為130℃，在此溫度下脫鹽效果最好。

2.2.1 一次電脫鹽實驗

原油脫前鹽含量498.7 mgNaCl/L，脫前原油含水為4.1%。

注水量：6%(wt)；油水混合時間：6s；恒溫：130℃；弱電場：

350V/cm，3min；強電場：850V/cm，2min；沉降：15min。結果見表5。

表5 電脫鹽實驗結果Table 5 Result of the first electrycal desalting test

2.2.2 二次電脫鹽實驗

取2.2.1中加入破乳劑后的各脫后原油進行第二次電脫鹽實驗。

注水量：6%(wt)；油水混合時間：6s；恒溫：130℃；弱電場：350V/cm，3min；強電場：850V/cm，2min；沉降：15min。結果見表6。

表6 電脫鹽實驗結果Table 6 Result of the second electrycal desalting test

2.2.3 三次電脫鹽實驗

取2.2.2中加入破乳劑后的各脫后原油進行第三次電脫鹽實驗。

注水量：6%(wt)；油水混合時間：6s；恒溫：130℃；弱電場：350V/cm，3min；強電場：850V/cm，2min；沉降：15min。結果見表7。

表7 電脫鹽實驗結果Table 7 Result of the third electrycal desalting test

表7(續)

2.3 實驗室電脫鹽評價實驗結果討論

2.3.1 破乳劑的選用及加劑量的影響

根據實驗可知道，對于高含鹽高含水的原油，在選用破乳劑時，既要考慮脫水效果又要考慮脫鹽率，必須選用破乳效果好脫鹽率高的破乳劑。適當加大破乳劑的加劑量可以提高破乳效果，增加出水量。但是在針對高含鹽量的原油，脫后原油的鹽含量的減少量跟破乳劑的增加量并不成正比。特別是在三脫過程中，破乳劑加劑量帶來的脫后鹽含量的差別很小。

2.3.2 電脫鹽溫度的影響

根據文獻記載及本文實驗結果，電脫鹽裝置的溫度，對脫鹽率有一定影響，可以適當的提高電脫鹽的溫度，但是電脫鹽溫度并不是越高越好，過高的電脫鹽溫度也會引起乳化。

3 結論

(1)高含鹽高含水的原油普遍存在一脫或二脫后原油鹽含量高的問題，增加電脫鹽的次數可以有效的提高脫鹽率。

(2)電脫鹽過程需要根據原油性質選擇適當的溫度，適當的提高電脫鹽溫度可以調高脫鹽率，但是電脫鹽溫度并不是越高越好，過高的電脫鹽溫度也會引起乳化。

(3)本單位的破乳劑BK-01、NS-87D、0502A、0503A等針對高含鹽高含水的原油，經過三次脫鹽后原油鹽含量被有效的降低，并且出水清澈，界面齊整。