淺談脫鹽及電脫鹽技術(shù)的應(yīng)用

張佳民

摘 要：隨著石油資源的不斷開發(fā)，目前原油不但組分復(fù)雜，原油中各種有害于加工過程的雜質(zhì)也十分復(fù)雜。原油電脫鹽脫水是煉油廠重要的原油預(yù)處理措施。減低原油脫后含鹽已成為減緩后續(xù)設(shè)備腐蝕、為催化裂化裝置提供優(yōu)質(zhì)原料的重要手段之一。通過電脫鹽技術(shù)，實(shí)現(xiàn)深度脫鹽，保證了常壓蒸餾裝置和催化裂化裝置的高效、平穩(wěn)、長周期運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：原油含鹽;設(shè)備腐蝕;常壓裝置;電脫鹽

金屬在原油中的存在形態(tài)主要有兩類：一是油溶性的金屬化合物或有機(jī)鹽類;二是水溶性的堿金屬或堿土金屬鹽類。他們除少數(shù)以懸浮物結(jié)晶狀態(tài)存在于原油中外，主要溶解在水中并以乳化液的形態(tài)存在于原油中，原油中大約有90%的鈉鹽、10%的鈣鹽和鎂鹽是水溶性的。這些鹽和水的存在，不僅影響裝置的平穩(wěn)運(yùn)行和能耗，而且還會給設(shè)備的腐蝕、產(chǎn)品質(zhì)量以及下游裝置的生產(chǎn)優(yōu)化帶來嚴(yán)重的危害。

一、金屬鹽類在原油一次深加工過程影響

1、設(shè)備腐蝕

原油中的鹽水混合物是電解質(zhì)，在運(yùn)輸、加工中形成電化學(xué)腐蝕，同時在加熱到100℃以上后，水中的部分鹽會水解成HCL，HCL在有水存在的條件下生成鹽酸，造成塔頂部分管線的低溫腐蝕。當(dāng)塔頂油氣中硫含量較高時，腐蝕會加劇。原油中的氯離子主要以MgCl?、CaCl?、NaCl等鹽類存在，MgCl?、CaCl?一般在200℃開始水解生成HCL;溫度在300℃時，NaCl也開始水解反應(yīng)生成HCL。HCL溶于水中形成鹽酸，具有很強(qiáng)的腐蝕作用，造成常減壓裝置的初餾塔、常壓塔、減壓塔頂部系統(tǒng)的腐蝕。加工含硫原油時，含硫化合物分解會產(chǎn)生H?S，與金屬發(fā)生反應(yīng)生成FeS，F(xiàn)eS附于金屬表面形成一種保護(hù)膜。當(dāng)同時存在于HCL時，HCL與FeS反應(yīng)破壞保護(hù)膜，反應(yīng)生成的H?S會進(jìn)一步腐蝕金屬，從而極大的加劇了設(shè)備的腐蝕。

2、造成下游裝置催化劑中毒

原油中的鈉、鎳、鐵等金屬雜質(zhì)經(jīng)過常減壓蒸餾后主要集中在渣油中，這些金屬雜質(zhì)隨著渣油進(jìn)入下游加工裝置，會對下游裝置催化劑性能產(chǎn)生影響，如金屬鈉對催化裂化分子篩催化劑的晶格有破壞作用，鎳沉積在催化劑的載體上，促進(jìn)非選擇性裂化反應(yīng)，生成較多的氫和炭，鐵離子的鹽類會造成加氫催化劑床層壓降的升高。

3、增加能耗

原油中的水蒸發(fā)要消耗能量，以5.0Mt/a常壓蒸餾裝置為例，含水1%蒸發(fā)后帶至閃蒸塔頂所消耗的能量約為14000MJ/h，同時還要多耗循環(huán)水將蒸汽冷凝。

4、影響常壓系統(tǒng)的平穩(wěn)操作

原油中的水在換熱過程中，隨著溫度的升高會逐漸汽化，體積急劇增加，造成管路壓降增大，泵出口壓力升高，增加動力消耗，容易造成管路、換熱設(shè)備靜密封泄露，影響設(shè)備的長周期運(yùn)行，同時大量的水被汽化后增加了塔的氣相負(fù)荷，造成塔頂壓力升高，嚴(yán)重時會造成沖塔事故。

5、結(jié)垢和堵塞

原油經(jīng)過換熱器、管式加熱爐等設(shè)備，溫度升高水分蒸發(fā)，鹽類形成鹽垢沉積在管壁上和塔盤上，影響傳熱傳質(zhì)效果，嚴(yán)重時堵塞管道，增加管路壓降，降低塔板的分離效果，造成側(cè)線產(chǎn)品分離不佳，而在高溫部位會造成管路的結(jié)焦。

6、影響產(chǎn)品質(zhì)量

原油中的鹽類經(jīng)常減壓蒸餾后主要集中在重油餾分和渣油中，會降低瀝青的延度，增加焦炭的灰分。

二、電脫鹽在原油一次加工過程的應(yīng)用

1、電脫鹽原理：

原油電脫鹽是在原油中注入一定量的洗滌水，經(jīng)充分混合，溶解殘留在原有中的鹽類同時稀釋原有鹽水，形成新的乳化液。然后在破乳劑、高壓電場的作用下，破壞原油乳化狀態(tài)、使微小水滴逐步聚集成較大水滴，借重力從油中沉降分離，達(dá)到脫鹽脫水的目的。由于原油中的大多數(shù)鹽溶于水，這樣鹽類就會隨水一起脫掉，脫水的過程也就是脫鹽的過程。

2、電脫鹽系統(tǒng)設(shè)備

原油電脫鹽的主要設(shè)備是電脫鹽罐。電脫鹽的形式有臥式、立式和球形等。國內(nèi)外煉油廠一般都采用臥式。臥式電脫鹽主要由外殼、電極板及原油分配器等組成。實(shí)踐證明：電極板層數(shù)過多和間距過小，不僅脫鹽效果不好，而且容易短路跳閘，電耗率也高。在使用交流電或直流電的時候，應(yīng)將電壓加在下層電極板上。這樣不僅在兩塊電極板之間形成一個強(qiáng)電場，而且在下層電極板與水面之間又可形成一個弱電場，這個弱電場能促進(jìn)已在強(qiáng)電場中初聚結(jié)的水滴在向下沉降的過程中進(jìn)一步聚結(jié)為更大的水滴，這對提高脫鹽效果是有重要作用的。

3、電脫鹽的正常操作

（1）電脫鹽日常操作維護(hù)與檢查：

①檢查脫鹽罐的界位、脫鹽罐的壓力、脫鹽溫度、混合壓差是否在工藝指標(biāo)內(nèi)，油水乳化情況以及設(shè)備、管線是否有泄露

②檢查電脫鹽送電情況，分析送電是否正常

③檢查注水情況是否正常，檢查脫鹽界位情況，儀表指示與現(xiàn)場是否一致

④檢查破乳劑的注入情況，檢查電脫鹽罐油水是否嚴(yán)重乳化

⑤檢查脫鹽各助劑容器的液位情況，以及各機(jī)泵的運(yùn)行情況，出口壓力是否正常等

（2）原油電脫鹽溫度的調(diào)整

電脫鹽溫度時電脫鹽操作的重要控制參數(shù)，他嚴(yán)重影響著電脫鹽的平穩(wěn)及原油的脫鹽效果，因此在日常操作中要加強(qiáng)控制。對電脫鹽溫度的調(diào)整應(yīng)當(dāng)緩慢進(jìn)行，如進(jìn)料溫度上升較快形成“突升”，那么電脫鹽罐下部的熱油密度變小，容易造成熱油置換電脫鹽罐上部重的冷油，形成“熱攪動”，因此對電脫鹽的溫度調(diào)整應(yīng)慢調(diào)、穩(wěn)調(diào)，以利于脫鹽的平穩(wěn)生產(chǎn)。

（3）脫鹽罐三相電流出現(xiàn)較大差異的原因

①變壓器的本相輸出不正常②極板金屬絲斷頭，被油沖浮在電場區(qū)③極板吊掛絕緣變差④脫鹽罐內(nèi)三相中某相導(dǎo)線、電器或電極上掛有雜物⑤加工重質(zhì)原油，且原油入口分配不均

（4）電流升高的原因

電流升高高時操作中常遇到的問題，歸納其原因有兩種，一種是加工原油性質(zhì)變化所致，另一種是電器問題造成的。在操作中要結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，進(jìn)行周密的分析，找出問題的關(guān)鍵所在，進(jìn)而采取相應(yīng)措施進(jìn)行解決。

三、結(jié)束語

由于我國很多煉化設(shè)備當(dāng)時不是按照目前原油的性質(zhì)設(shè)計(jì)的，這樣就使得我國石油煉化設(shè)備的腐蝕問題日趨嚴(yán)重，采取經(jīng)濟(jì)而有效的防腐措施已迫在眉睫。由于工藝管線設(shè)備所處的腐蝕環(huán)境可能相差較大，所以任何一種防腐措施都不能稱為解決腐蝕的萬能對策。只有將專業(yè)防腐蝕與防腐蝕綜合管理緊密結(jié)合形成一個完整的體系，并采取電脫鹽等優(yōu)化操作和綜合治理的防護(hù)技術(shù)，才可能實(shí)現(xiàn)煉油設(shè)備的長周期運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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中國石油呼和浩特石化公司（內(nèi)蒙古呼和浩特市）