加工海洋原油的常減壓裝置之電脫鹽系統(tǒng)

加工海洋原油的常減壓裝置之電脫鹽系統(tǒng)

惠瑞定期減壓裝置是世界上第一個(gè)大型處理高酸原油的處理廠。高劑量原油的加工原油比例高、高酸值高、高含鹽量高、脫鹽困難、腐蝕性強(qiáng)等特點(diǎn)。設(shè)備腐敗問題很多，可以借鑒的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)也很少。在生產(chǎn)過程中，必須采用可靠的工藝、干燥的防腐手段和高質(zhì)量材料，以確保設(shè)備安全運(yùn)行，并實(shí)現(xiàn)四年一遇的長期運(yùn)營目標(biāo)。本裝置所采用的電脫鹽設(shè)施和工藝具有規(guī)模大、技術(shù)水平先進(jìn)、工藝操作靈活等特點(diǎn),是國內(nèi)電脫鹽設(shè)施大型化以來的典型代表。經(jīng)過7個(gè)多月的實(shí)際應(yīng)用,系統(tǒng)運(yùn)行基本穩(wěn)定,脫鹽、脫水效果比較理想,配合“一脫四注”的工藝防腐手段及防腐在線監(jiān)測設(shè)施的應(yīng)用,很好的控制了裝置內(nèi)低溫位的腐蝕情況。但是,在實(shí)際應(yīng)用中我們也發(fā)現(xiàn)了一些制約脫鹽效果的潛在不利因素。希望本套電脫鹽系統(tǒng)的成功應(yīng)用,能為我國加工高酸、重質(zhì)原油保證脫鹽效果方面提供基礎(chǔ)性數(shù)據(jù),對未來高、低速電脫鹽工藝的組合應(yīng)用、電脫鹽設(shè)備的大型化開發(fā)提供可以借鑒的應(yīng)用實(shí)例。1電離鹽系統(tǒng)的組成1.1電鹽分離系統(tǒng)的流程1.1.1高效脫鹽+高速交直流電脫鹽法本裝置采用三級電脫鹽串聯(lián)操作,高、低速電脫鹽設(shè)施組合式應(yīng)用。其中A罐為高速電脫鹽,B/C罐為低速交直流電脫鹽,三個(gè)罐均設(shè)有副線可以切除。出于安全生產(chǎn)的考慮,三個(gè)罐的罐頂壓力采用高選的方式,并設(shè)有超壓時(shí)原油跳入閃蒸塔的流程。1.1.2a罐和b罐注水回注b罐本裝置電脫鹽切、注水流程比較靈活。設(shè)計(jì)推薦注水流程為C罐切水回注B罐,B罐切水回注A罐。同時(shí)A罐注水也可在脫前原油換熱器前,3個(gè)罐可分別單獨(dú)注水,或C罐切水回注A罐。根據(jù)原油性質(zhì)和脫鹽、脫水效果,靈活調(diào)節(jié)注水位置。工藝流程如圖1。1.1.3含油量超標(biāo)的污水處理廠的污水處理廠考慮到所加工的原油很容易造成電脫鹽排出的污水含油量超標(biāo),為防止含油量過高的污水排放到污水處理廠,對污水處理設(shè)備和生物細(xì)菌的存活造成威脅。電脫鹽系統(tǒng)還設(shè)有外排含鹽污水換熱、除油系統(tǒng)。1.1.4電脫鹽系統(tǒng)反沖洗工藝流程原油中不可避免的帶有大量雜質(zhì),如固體顆粒、油泥等,這些物質(zhì)會隨著脫鹽、脫水過程沉降、堆積在脫鹽罐底,因此本裝置電脫鹽系統(tǒng)還設(shè)有反沖洗流程。1.2電離鹽設(shè)備的技術(shù)設(shè)備1.3原油項(xiàng)目的主要類型1.4主要工藝操作條件2電鹽分離系統(tǒng)的操作和優(yōu)化過程中存在的問題2.1電離鹽系統(tǒng)的應(yīng)用效果經(jīng)過開工初期的操作優(yōu)化及設(shè)備性能的考察,脫鹽合格率可以穩(wěn)定到90%以上,脫水合格率80%以上,排水大部分時(shí)間合格。3塔架腐蝕3.1減頂切水時(shí)間可以看出良好的脫鹽效果保證了常頂腐蝕速率及切水pH一直在可控范圍內(nèi)。開工初期受脫鹽效果不佳、注氨量靠經(jīng)驗(yàn)值調(diào)節(jié)、注水量不足等因素影響,減頂切水pH和Fe離子部分時(shí)間超標(biāo);后期主要受原油酸值大小、減壓爐出口溫度控制高低的影響,分解產(chǎn)生的小分子有機(jī)酸會明顯引起減頂切水pH和Fe離子濃度的變化。4破乳劑、水系統(tǒng)影響原油脫后含鹽的因素很多,歸結(jié)起來主要有原油處理量、原油品種、脫鹽溫度、罐內(nèi)壓力、混合壓降、注水量、油水的界位、破乳劑注入量、乳化層厚度、電場強(qiáng)度、罐底沉積物等。由于本裝置的助劑外包給納爾科公司,實(shí)行脫鹽、脫水、防腐效果的考核,在藥劑使用效果良好、生產(chǎn)平穩(wěn)的情況下,僅對原油進(jìn)罐溫度、注水量、注水流程等進(jìn)行了調(diào)整與優(yōu)化。4.1脫鹽效果情況本套電脫鹽設(shè)施廠家推薦的操作溫度為135℃～140℃,實(shí)際生產(chǎn)過程中我們在130℃～150℃范圍內(nèi)考察了其脫鹽效果情況。見圖4的趨勢情況,可以看出對于本裝置所加工的重質(zhì)海洋性原油比較適宜的操作溫度應(yīng)在136℃～146℃之間。4.2注水量的影響從圖5的趨勢可以看出,繼續(xù)增加注水量對脫鹽效果雖會有進(jìn)一步的提升,但是注水量的增加會增加含鹽污水的產(chǎn)生,增大能耗,污染環(huán)境。因此,本裝置的注水量應(yīng)維持在原油加工量的8%左右比較適宜。5.3可以提高脫前換熱器的鹽垢效果經(jīng)實(shí)際應(yīng)用效果檢驗(yàn),采用一級注水在脫前換熱器前,二級注水為三級切水的注水流程優(yōu)于切水逐級回注的設(shè)計(jì)流程,脫鹽效果提升明顯。原因可能是:(1)洗滌水與原油的混合更為充分,有利于鹽份與水的接觸;(2)注水經(jīng)過進(jìn)一步換熱溫度升高,溶解度增大,同等水量下能洗滌出更多的鹽份;(3)新鮮的凈化水相比切水所含雜質(zhì)、鹽份更少。因此考慮到混合及溫度的影響,注水點(diǎn)前移后除了脫鹽效果得到提升外,還可以對脫前換熱器起到?jīng)_刷鹽垢的作用。針對本裝置的注水點(diǎn)選擇應(yīng)選擇前移,保證混合的充分。5電鹽開采系統(tǒng)的運(yùn)營問題和建議5.1穩(wěn)定原料性質(zhì)開工至今本裝置已經(jīng)煉制的原油品種高達(dá)13種之多,由于設(shè)計(jì)用蓬萊原油的產(chǎn)量不足,進(jìn)料將會一直處于幾種原油混合的狀態(tài)。受所進(jìn)原油種類、數(shù)量限制,原油配比經(jīng)常需要調(diào)整。由于沒有原油在線調(diào)合系統(tǒng),原油混合也不夠均勻。原料性質(zhì)的不穩(wěn)定,對于平穩(wěn)操作、摸索規(guī)律,優(yōu)化生產(chǎn)等帶了極大的不便,電脫鹽系統(tǒng)的應(yīng)用效果也大打折扣。因此應(yīng)考慮從以下方面入手以穩(wěn)定原料性質(zhì):(1)充分了解裝置對原油的適應(yīng)性,嚴(yán)格遵守設(shè)計(jì)對原油的設(shè)防指標(biāo),從源頭抓起,盡最大可能調(diào)配適合裝置加工的原油進(jìn)廠;(2)規(guī)范原油評價(jià),加強(qiáng)對生產(chǎn)的指導(dǎo)和調(diào)整,同時(shí)加強(qiáng)技術(shù)數(shù)據(jù)的收集、分析和總結(jié),積累加工不同品種原油的經(jīng)驗(yàn);(3)增設(shè)原油在線調(diào)合系統(tǒng),精確控制混合原油比例,保證原油混合均勻。5.2外排帶油發(fā)垢電脫鹽注水采用焦化裝置污水汽提后的凈化水。但此凈化水中含有焦粉,一方面容易引起含鹽污水外排帶油發(fā)黑,另一方面也容易造成換熱器結(jié)垢,降低注水換后溫度(從85℃左右降至55℃左右),增加設(shè)備拆卸、清理的工作量。目前,雖然已加裝了一組過濾器,但從實(shí)際應(yīng)用效果來看并不理想。因此未來應(yīng)考慮增設(shè)水質(zhì)凈化設(shè)施或沉降、過濾池,用以改善電脫鹽注水水質(zhì)。5.3a罐和高速電脫鹽沖擊下的罐容環(huán)境高速電脫鹽罐的脫鹽效果較差,部分時(shí)間甚至處于零脫除狀態(tài),造成此種情況的原因可能是:(1)進(jìn)料性質(zhì)與設(shè)計(jì)油種相差較大,高速電脫鹽高效噴頭的分配效果與原油的API度有直接關(guān)系,一般來說,一種噴頭只能針對一定范圍API度的原油發(fā)揮最佳效能;(2)原油在電場中的停留時(shí)間不夠,罐容可能設(shè)計(jì)不足;(3)A罐泥沙等罐底沉積雜質(zhì)多。在切換不同原油時(shí),高速電脫鹽往往出現(xiàn)操作上的波動,切水短時(shí)間發(fā)黑,這也說明高速電脫鹽設(shè)備對油品的適應(yīng)性不如低速電脫鹽對油品的適應(yīng)性強(qiáng)。針對上述問題,建議采取以下措施:(1)聯(lián)合電脫鹽生產(chǎn)廠家根據(jù)混煉油性質(zhì),在A罐停工檢修期間,對高速電脫鹽高效噴頭進(jìn)行改造;(2)將A罐切除后對罐底沉積物進(jìn)行徹底清理;(3)日常操作中加強(qiáng)反沖洗的頻次和沖洗效果;(4)在原油進(jìn)裝置前考慮增設(shè)一套易于罐底清淤的原油低溫預(yù)處理設(shè)施,將固體雜質(zhì)、金屬離子的脫出負(fù)荷前移,降低泥沙堵塞換熱器管束和結(jié)垢的風(fēng)險(xiǎn),減少對裝置內(nèi)脫鹽系統(tǒng)的沖擊,保證脫后含鹽及排水的達(dá)標(biāo),避免頻繁維修、組織清垢等大量工作。5.4破乳劑的篩選(1)定期開展系統(tǒng)標(biāo)定,考察各影響因素對電脫鹽系統(tǒng)脫鹽效果的貢獻(xiàn),為繼續(xù)深入優(yōu)化操作、應(yīng)對復(fù)雜情況積累經(jīng)驗(yàn);(2)堅(jiān)持新型、高效、廣譜性破乳劑的篩選工作,以適應(yīng)原油性質(zhì)的頻繁變化,特別應(yīng)將加工高硫原油的破乳劑篩選工作提上日程;(3)通過設(shè)立考察課題,指定人員跟蹤、收集,根據(jù)完成情況獎勵的模式,提高裝置管理水平,挖掘裝置節(jié)能降耗潛能,提高人員參與熱情與技能水平。6社區(qū)可實(shí)現(xiàn)高注水量、下注水電管、反滲透;(1)基于原油混煉的普遍狀況,設(shè)置原油調(diào)和系統(tǒng),充分做好原油的評價(jià)、篩選工作;(2)針對高酸、重質(zhì)、高含鹽的海洋性原油,電脫鹽系統(tǒng)的操作應(yīng)采取高入罐溫度(140℃左右);高注水量(加工量的8%左右);注水位置前移(移到換熱器前);充分利用含鹽污水除油設(shè)施;注重脫金屬劑、阻垢劑、反向破乳劑等輔助藥劑的使用;(3)使用焦