加工重劣质原油电脱盐技术优化

许广铎¹  韩永智²  万进³ 汤丹⁴  雷崇晖⁵

(广东石化有限责任公司 揭阳 515200)

摘  要：广东石化1000万吨常减压装置的电脱盐单元，在加工重质、劣质原油且掺炼比例频繁大幅调整的情况下，电脱盐罐内乳化层增厚、能耗上升及排水带油的问题显得尤为突出。为了改善这一状况，本装置采取了一系列优化措施：首先，将巴士拉重掺炼比例降低，以减少劣质原油对电脱盐效果的影响；其次，增加油溶性破乳剂的注入量；最后，上调油水界位，优化了油水分离的条件。这些措施的实施，有效降低了电脱盐罐的能耗，改善了排水颜色，并且确保了环保指标的达标。通过这些优化，不仅提高了电脱盐单元的运行效率，还减少了环境污染，对实际生产操作有一定指导意义。

关键词：电脱盐；劣质原油；油溶性破乳剂；能耗降低

广东石化有限责任公司作为国内外独树一帜的石化基地，具备加工全品类劣质重油的能力。鉴于原料的低质特性，电脱盐技术在此过程中的核心作用不言而喻。加工重劣质原油时，电脱盐装置能有效减少腐蚀介质，减轻设备腐蚀，因为原油中的无机盐在蒸馏过程中会生成氯化氢，导致设备腐蚀。其次，电脱盐对于满足产品质量和二次加工要求至关重要。此外，电脱盐还能提高传热效率，延长开工周期，减轻换热器、加热炉等设备的结垢、结焦和腐蚀问题。因此，电脱盐装置的运行效果在很大程度上影响着炼油企业的安全生产和经济效益。

本文通过DCS电流乳化层厚度趋势变化，对电脱盐罐操作异常的因素进行了分析，采取了一系列创新手段，降低了电脱盐罐排水含油量，对实际生产操作有一定指导意义。

1. 工艺简介

广东石化拥有1000万吨/年的常减压生产能力，电脱盐单元特别引入了中国石油华东设计院独立研发的三级电脱盐技术。这项技术巧妙地融合了智能响应控制的高频与高效交直流复合电场电脱盐技术，并在此基础上加入了超声波脱盐手段，进一步强化了脱盐效果。在电脱盐的一级罐中，配置了六台高效的超声波破乳器，这些破乳器能够显著促进乳化液的破乳过程。为了精确监控油水界位，该单元采用了射频导纳界位计LDIC1002，它能够测量整个罐体内的油水界位情况。此外，还配备了微波界位计以实现更为精细的测量：LDI1001A负责测量油水界位，LDI1001B专注于乳化层厚度的测量，而LDI1001C则用于精确测定电脱盐罐内部油泥的厚度。

脱盐罐罐体的中部，从上至下设有八个导淋阀，这些阀门用于观察罐内油水界面的实际位置以及监测罐内乳化层的变化情况。电脱盐单元的每一级脱盐罐都配备了一个顺序控制的反冲洗系统，该系统用于定期冲洗罐底积累的淤泥。

• 优化前遇到的问题

电脱盐罐内乳化层厚度开始上升，图2中绿色曲线是电脱盐罐内的乳化层厚度测量仪表LDI1001B显示，其数值从60.6开始逐渐上升到74.6，乳化层已经明显上升。与此同时，超声波破乳器的变压器电流也发生了变化，其中蓝色曲线2101-TR05显示的是一级电脱盐罐超声波破乳仪变压器的电流从10.73A增加到15.33A，而浅蓝色曲线2101-TR03是一级电脱盐罐另一组变压器的电流则从12.19A上升到16.10A。这些变化如图1所示。

图1 DCS电流乳化层厚度趋势图

Fig.1 DCS Current and Emulsified Layer Thickness Trend Chart

一级电脱盐罐的电量消耗在原油掺炼比例变化最明显的13日增加至最高的14474，采取优化措施后逐渐下降，如图1所示。

图2 一级电脱盐罐耗电量

Fig.2 Electricity consumption of primary electric desalter

分析图1可知，红色曲线表示的射频导纳界位计LDIC1002的读数从24.9上升至26.4。经现场核实油水界面观察窗，发现原本3级观察窗为乳化液，4级观察窗为油的情况，变为3级和4级观察窗均为乳化液，而2级观察窗则为黑水。同时，电脱盐罐的排水采样中发现含有油分，样本如图3所示。

图3 电脱盐罐排水优化前样本

Fig.3 Sample before electro-desalting tank optimization

3. 电脱盐罐操作异常的因素分析

基于电脱盐罐各项操作条件的综合分析，可发现操作温度、电场强度、注水量、破乳剂注入量、原油在电场中的停留时间以及原油和注水的混合强度均未发生变化。唯一发生显著变化的是原油的性质，这是由于掺炼比例的改变所导致的。因此，可判断电脱盐罐内乳化层厚度增加、超声波破乳器变压器电流上升以及电脱盐罐排水带油的现象，均是由掺炼比例调整过大所引起的。

 具体原因分析如下，一联合常减压原油掺炼比例一直按照生产计划的安排做不同的调整，12月11日重质原油巴士拉重的比例由21%开始增加，12日增加到27%，13日增加到最高的34%，较轻的巴士拉中的掺炼比例由10日的19%降到11日的17%，12日的11%至13日停止掺炼，13日由于巴士拉重和冷湖相加的比例达到了73%，根据以往加工冷湖原油的经验，冷湖原油也是容易造成乳化层升高，脱水带油的原油品种，因此这两种原油掺炼比例过大后，加重了这一趋势，具体原油掺炼比例变化如表1所示。

表1 原油掺炼比例

Table 1: Operating Parameters of Tail Gas Treatment System

	卡斯塔娜	巴士拉重	巴士拉中	冷湖	奥瑞特	API	密度
12.10	18	22	19	42		22.9	912.4
12.11	22	21	17	39		22.7	913.5
12.12	11	27	11	40	11	23.1	911.1
12.13	4	34	/	39	24	23.2	910.6
12.14	3	32	/	39	26	23.2	910.6
12.15	3	30	/	39	28	23.3	910.4
12.16	3	31	/	39	27	23.3	910.4

因此判断电脱盐罐内乳化层厚度增加，电脱盐罐能耗增加，电脱盐排水带油的原因是巴士拉掺炼比例过高。

4. 采取的优化措施

1.改变原油的掺炼比例，将巴士拉重的掺炼比例34%逐渐降至30%，增加奥瑞特的掺炼比例，由24%增加到28%，具体见表1。

2.减小一级电脱盐罐前的油水混合强度，将一级罐的混合压差由25kpa降为21kpa。

3.加大破乳剂的注入量，将油溶性破乳剂的注入量由9.8g/t提高至10.1g/t.

4.提高油水界位，根据现场看窗检查确认油水界位实际位置和乳化层变化情况，与DCS上油水界位仪表指示对比，将油水界位由22.6%提高至27.4%。

采取上述措施后，一级电脱盐罐的耗电量下降，具体见图2。

电脱盐罐排水不带油，颜色正常，如图4所示。

图4 电脱盐罐排水优化后复采样本

Fig.4 Re-sampling after optimization of water drainage from the electric desalting tank

5. 结论

通过对广东石化1000万吨常减压装置的电脱盐单元进行优化，针对加工重质、劣质原油且掺炼比例频繁大幅调整导致的问题，采取了降低巴士拉重掺炼比例、增加油溶性破乳剂注入量、上调油水界位等措施。实施优化措施后，电脱盐罐的能耗降低，排水颜色恢复正常，环保指标达到标准。这些结果表明，通过调整原油掺炼比例和优化电脱盐操作参数，可以有效改善电脱盐罐的性能，降低能耗，并确保环保指标的达标，对实际生产操作具有重要的指导意义。

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