常壓電脫鹽脫后含鹽超標影響及解決對策

劉發亮，黃龍顯，李承峰，龔文

（中國石油寧夏石化公司，寧夏銀川 750026）

寧夏石化公司常壓裝置原油電脫鹽工藝是常壓蒸餾裝置中的預處理工藝，主要任務是初步脫除原油中的無機鹽、水和機械雜質。它不僅對本裝置的平穩操作、降低能耗和設備防腐起著十分重要的作用，還對下游裝置的原料性質、設備防腐防堵及產品質量和分布等都發揮著很重要的作用。自2021 年4 月以來，常壓電脫鹽脫后含鹽持續出現超標問題，原油樣脫后含鹽大于3 mg/L 以上頻繁出現，甚至出現10 mg/L 以上等嚴重超標情況，4 月中上旬主要原因為罐區降庫存（8×104m3以下），導致罐區換罐頻次增加（低于48 h），原油沉降時間不足，脫前原油含鹽、含水高或超標，進而引起脫后含鹽、含水上升并超標。但4 月下旬、5 月脫前含鹽基本穩定，增加換罐時間后，脫后含鹽仍持續出現超標問題。

1 脫后含鹽持續超標對裝置造成的影響

常壓電脫鹽持續超標導致常壓塔頂油氣系統腐蝕速率增大，導致油氣系統管線減薄[1-3]。由于常壓塔頂油氣系統腐蝕機理為鹽酸及（HCl+H2S+H2O）腐蝕，腐蝕速率隨著鹽酸濃度的升高而增大。常壓電脫鹽含鹽量持續超標將造成塔頂油氣系統的氯化銨鹽或鹽酸胺鹽沉積物增多，這些沉積物易從工藝流程或注入的洗滌水中吸收水分，在沉積物下可形成局部的鹽酸，形成一個腐蝕性很強的“鹽酸腐蝕環境”，會導致高的腐蝕速率，造成塔頂油氣系統管線的減薄。其化學反應機理如下：

Fe+2HCl=FeCl2+H2

Fe+H2S=FeS+H2

FeS+2Cl-=FeCl2+S2-

其次常壓裝置電脫鹽脫后含鹽高會對常壓塔頂油氣系統塔盤、換熱器及管線造成堵塞，使常壓塔頂壓力升高。堵塞主要是由于在塔頂處存在氣相HCl 和NH3，二者在分子狀態下即可快速反應生成NH4Cl，且NH4Cl極易結晶，就近附著在塔盤上造成塔盤堵塞或者隨介質流動附著在常壓塔頂油氣系統冷換設備、管道壁上，導致換熱器及管線堵塞。因電脫鹽裝置脫后含鹽的持續超標造成的冷換設備頻繁檢修清理不僅額外增加了檢修費用，而且嚴重影響常壓裝置長周期穩定運行。

2 解決脫后含鹽持續超標的具體措施

為了解決常壓裝置電脫鹽持續超標的問題，部門采取深度脫鹽解決方案，首先對電脫鹽一、二、三級靜態混合器和二級混合閥升級更新，更換了混合效率更高的高效靜態混合器，以確保脫后原油鹽含量連續穩定合格。電脫鹽靜態混合器主要由S 單元和X 單元組成，起混合作用的主要為X 單元，S 單元主要作用為導流，因此混合效率主要取決于X 單元的數量。X 單元中的葉片將流體進行不斷分割和剪切，更換后的高效XSX 型混合器比SXS 型混合型多一組X 型混合單元，混合效率有了明顯的提升，提高了原油、水、破乳劑的混合效率，增強洗鹽效果，能夠滿足電脫鹽系統深度脫鹽的技術指標要求。

其次在更換高效靜態混合器的基礎上，對三級電脫鹽混合壓差的數值進行優化調整，根據各級脫后含鹽數據和各級脫鹽率數據，結合總體脫鹽率確定各級混合壓差的優化數值。通過設定各級壓差對比后，一級混合壓差優化標定其較佳的壓差數值控制在120～130 kPa，建議控制在125～130 kPa。二級混合壓差優化標定其較佳的壓差數值控制在110～120 kPa，建議控制在115～120 kPa。三級混合壓差優化標定其較佳的壓差數值控制在100～110 kPa，建議控制在105～110 kPa。根據標定優化后的較佳混合壓差值設定一級混合壓差130 kPa，二級混合壓差120 kPa，三級混合壓差110 kPa后運行平穩。

表1 常壓電脫鹽脫后運行參數

3 效果評價

3.1 投用參數

常壓電脫鹽脫后運行參數見表1。

3.2 投用效果

常壓電脫鹽裝置在更換高效靜態混合器，并在最佳混合壓差的基礎上運行平穩，脫后含鹽率持續超標的問題再未出現。自2021 年10 月至2022 年5 月電脫鹽脫后含鹽合格率均達到100%，脫后含鹽平均值1.73 mg/L，最高2.6 mg/L，均小于工藝控制指標3 mg/L；常壓塔頂油氣系統管線腐蝕速率下降明顯，常壓塔頂注緩蝕劑后及常壓塔頂循環回流線腐蝕速率均在合格范圍內，腐蝕速率小于0.2 mm/a。

4 結語

通過對常壓電脫鹽裝置一、二、三級靜態混合器和二級混合閥升級更新，徹底解決了常壓電脫鹽脫后含鹽持續超標的問題。減少了設備及管線檢修維護次數及檢修維護費用，更好地保障了常壓裝置的安全平穩運行及長周期運行。