加工海洋原油的常减压装置之电脱盐系统

加工海洋原油的常减压装置之电脱盐系统

惠瑞定期减压装置是世界上第一个大型处理高酸原油的处理厂。高剂量原油的加工原油比例高、高酸值高、高含盐量高、脱盐困难、腐蚀性强等特点。设备腐败问题很多，可以借鉴的相关经验也很少。在生产过程中，必须采用可靠的工艺、干燥的防腐手段和高质量材料，以确保设备安全运行，并实现四年一遇的长期运营目标。本装置所采用的电脱盐设施和工艺具有规模大、技术水平先进、工艺操作灵活等特点,是国内电脱盐设施大型化以来的典型代表。经过7个多月的实际应用,系统运行基本稳定,脱盐、脱水效果比较理想,配合“一脱四注”的工艺防腐手段及防腐在线监测设施的应用,很好的控制了装置内低温位的腐蚀情况。但是,在实际应用中我们也发现了一些制约脱盐效果的潜在不利因素。希望本套电脱盐系统的成功应用,能为我国加工高酸、重质原油保证脱盐效果方面提供基础性数据,对未来高、低速电脱盐工艺的组合应用、电脱盐设备的大型化开发提供可以借鉴的应用实例。1电离盐系统的组成1.1电盐分离系统的流程1.1.1高效脱盐+高速交直流电脱盐法本装置采用三级电脱盐串联操作,高、低速电脱盐设施组合式应用。其中A罐为高速电脱盐,B/C罐为低速交直流电脱盐,三个罐均设有副线可以切除。出于安全生产的考虑,三个罐的罐顶压力采用高选的方式,并设有超压时原油跳入闪蒸塔的流程。1.1.2a罐和b罐注水回注b罐本装置电脱盐切、注水流程比较灵活。设计推荐注水流程为C罐切水回注B罐,B罐切水回注A罐。同时A罐注水也可在脱前原油换热器前,3个罐可分别单独注水,或C罐切水回注A罐。根据原油性质和脱盐、脱水效果,灵活调节注水位置。工艺流程如图1。1.1.3含油量超标的污水处理厂的污水处理厂考虑到所加工的原油很容易造成电脱盐排出的污水含油量超标,为防止含油量过高的污水排放到污水处理厂,对污水处理设备和生物细菌的存活造成威胁。电脱盐系统还设有外排含盐污水换热、除油系统。1.1.4电脱盐系统反冲洗工艺流程原油中不可避免的带有大量杂质,如固体颗粒、油泥等,这些物质会随着脱盐、脱水过程沉降、堆积在脱盐罐底,因此本装置电脱盐系统还设有反冲洗流程。1.2电离盐设备的技术设备1.3原油项目的主要类型1.4主要工艺操作条件2电盐分离系统的操作和优化过程中存在的问题2.1电离盐系统的应用效果经过开工初期的操作优化及设备性能的考察,脱盐合格率可以稳定到90%以上,脱水合格率80%以上,排水大部分时间合格。3塔架腐蚀3.1减顶切水时间可以看出良好的脱盐效果保证了常顶腐蚀速率及切水pH一直在可控范围内。开工初期受脱盐效果不佳、注氨量靠经验值调节、注水量不足等因素影响,减顶切水pH和Fe离子部分时间超标;后期主要受原油酸值大小、减压炉出口温度控制高低的影响,分解产生的小分子有机酸会明显引起减顶切水pH和Fe离子浓度的变化。4破乳剂、水系统影响原油脱后含盐的因素很多,归结起来主要有原油处理量、原油品种、脱盐温度、罐内压力、混合压降、注水量、油水的界位、破乳剂注入量、乳化层厚度、电场强度、罐底沉积物等。由于本装置的助剂外包给纳尔科公司,实行脱盐、脱水、防腐效果的考核,在药剂使用效果良好、生产平稳的情况下,仅对原油进罐温度、注水量、注水流程等进行了调整与优化。4.1脱盐效果情况本套电脱盐设施厂家推荐的操作温度为135℃～140℃,实际生产过程中我们在130℃～150℃范围内考察了其脱盐效果情况。见图4的趋势情况,可以看出对于本装置所加工的重质海洋性原油比较适宜的操作温度应在136℃～146℃之间。4.2注水量的影响从图5的趋势可以看出,继续增加注水量对脱盐效果虽会有进一步的提升,但是注水量的增加会增加含盐污水的产生,增大能耗,污染环境。因此,本装置的注水量应维持在原油加工量的8%左右比较适宜。5.3可以提高脱前换热器的盐垢效果经实际应用效果检验,采用一级注水在脱前换热器前,二级注水为三级切水的注水流程优于切水逐级回注的设计流程,脱盐效果提升明显。原因可能是:(1)洗涤水与原油的混合更为充分,有利于盐份与水的接触;(2)注水经过进一步换热温度升高,溶解度增大,同等水量下能洗涤出更多的盐份;(3)新鲜的净化水相比切水所含杂质、盐份更少。因此考虑到混合及温度的影响,注水点前移后除了脱盐效果得到提升外,还可以对脱前换热器起到冲刷盐垢的作用。针对本装置的注水点选择应选择前移,保证混合的充分。5电盐开采系统的运营问题和建议5.1稳定原料性质开工至今本装置已经炼制的原油品种高达13种之多,由于设计用蓬莱原油的产量不足,进料将会一直处于几种原油混合的状态。受所进原油种类、数量限制,原油配比经常需要调整。由于没有原油在线调合系统,原油混合也不够均匀。原料性质的不稳定,对于平稳操作、摸索规律,优化生产等带了极大的不便,电脱盐系统的应用效果也大打折扣。因此应考虑从以下方面入手以稳定原料性质:(1)充分了解装置对原油的适应性,严格遵守设计对原油的设防指标,从源头抓起,尽最大可能调配适合装置加工的原油进厂;(2)规范原油评价,加强对生产的指导和调整,同时加强技术数据的收集、分析和总结,积累加工不同品种原油的经验;(3)增设原油在线调合系统,精确控制混合原油比例,保证原油混合均匀。5.2外排带油发垢电脱盐注水采用焦化装置污水汽提后的净化水。但此净化水中含有焦粉,一方面容易引起含盐污水外排带油发黑,另一方面也容易造成换热器结垢,降低注水换后温度(从85℃左右降至55℃左右),增加设备拆卸、清理的工作量。目前,虽然已加装了一组过滤器,但从实际应用效果来看并不理想。因此未来应考虑增设水质净化设施或沉降、过滤池,用以改善电脱盐注水水质。5.3a罐和高速电脱盐冲击下的罐容环境高速电脱盐罐的脱盐效果较差,部分时间甚至处于零脱除状态,造成此种情况的原因可能是:(1)进料性质与设计油种相差较大,高速电脱盐高效喷头的分配效果与原油的API度有直接关系,一般来说,一种喷头只能针对一定范围API度的原油发挥最佳效能;(2)原油在电场中的停留时间不够,罐容可能设计不足;(3)A罐泥沙等罐底沉积杂质多。在切换不同原油时,高速电脱盐往往出现操作上的波动,切水短时间发黑,这也说明高速电脱盐设备对油品的适应性不如低速电脱盐对油品的适应性强。针对上述问题,建议采取以下措施:(1)联合电脱盐生产厂家根据混炼油性质,在A罐停工检修期间,对高速电脱盐高效喷头进行改造;(2)将A罐切除后对罐底沉积物进行彻底清理;(3)日常操作中加强反冲洗的频次和冲洗效果;(4)在原油进装置前考虑增设一套易于罐底清淤的原油低温预处理设施,将固体杂质、金属离子的脱出负荷前移,降低泥沙堵塞换热器管束和结垢的风险,减少对装置内脱盐系统的冲击,保证脱后含盐及排水的达标,避免频繁维修、组织清垢等大量工作。5.4破乳剂的筛选(1)定期开展系统标定,考察各影响因素对电脱盐系统脱盐效果的贡献,为继续深入优化操作、应对复杂情况积累经验;(2)坚持新型、高效、广谱性破乳剂的筛选工作,以适应原油性质的频繁变化,特别应将加工高硫原油的破乳剂筛选工作提上日程;(3)通过设立考察课题,指定人员跟踪、收集,根据完成情况奖励的模式,提高装置管理水平,挖掘装置节能降耗潜能,提高人员参与热情与技能水平。6社区可实现高注水量、下注水电管、反渗透;(1)基于原油混炼的普遍状况,设置原油调和系统,充分做好原油的评价、筛选工作;(2)针对高酸、重质、高含盐的海洋性原油,电脱盐系统的操作应采取高入罐温度(140℃左右);高注水量(加工量的8%左右);注水位置前移(移到换热器前);充分利用含盐污水除油设施;注重脱金属剂、阻垢剂、反向破乳剂等辅助药剂的使用;(3)使用焦