电脱盐基本知识

电脱盐基本知识

从地下采出来的原油含有很多的水分和盐类,这些盐类大多以

式存在,还有、等形等微量金属与、这些酸性离子形成无机盐或

与烃类形成有机络合盐。原油中盐和水的存在给常减压装置及后续装置的平稳操作、设备腐蚀带来相当大的危害。

原油中的水分在换热流程中随着原油温度的升高逐渐被汽化,不仅带走了大量热量,降低了热量的有效传输,增加了塔顶冷却系统对水蒸气的冷却负荷,也就是增加了能耗,而且增加了流程压降,给换热器的安全运行造成危害,大量的水汽化甚至造成机泵抽空、换热器泄漏、分馏塔冲塔等安全事故。

原油含盐对加工危害极大。少量的盐类以晶体状悬浮在油中,大部分能够溶解在水中。首先这些盐类水解生成,严重腐蚀设备,或者在常压塔上部塔盘上结晶析出,堵塞塔盘,造成侧线分离不清;其次在炉管和换热设备中,盐类沉积在管壁上而结垢,影响传热,同时使炉管寿命缩短,压力降增大,严重时可使炉管或换热器堵塞,造成装置停工;第三是对后续装置的影响。金属钠对分子筛催化剂的晶格有破坏作用,催化裂化装置的进料要求含钠量小于

生炉管烧弯。

电脱盐是当前石油加工行业普遍接受并广泛应用的电化学石油处理技术。在世纪。重金属危害更大,它们很容易使催化剂中毒造成永久失活。渣油中所携带的盐类在延迟焦化装置的炉管里会迅速结焦,使炉管压降增加,加工量减小,甚至发年代以前,我国根本没有自己的电脱盐技术。当时,为了除去油中的水和盐,只有采取热沉降法。这种方法效率低,占用设备和场地非常大,而且脱水脱盐效果非常差。从世纪年代起,我国从国外引进了电脱盐设备,使我国石油加工水平提高了一大步,但是国外只卖设备,对先进的技术还是对我国进行封锁。因此我国电脱盐整体技术还是比较落后,原油脱后含盐指标还未能满足原油深度加工的技术要求。当时,国内各炼油厂电脱盐设备均为普通电力变压器,存在着不防爆、阻抗低、适应负载变化能力差等缺点,时常发生击穿、爆炸、火灾等事故。直到

技术、高速电脱盐技术。

为了减轻原油中的水和盐类的危害,电脱盐系统作为原油加工的第一道工序,它的重要性也逐渐提高,难度也越来越大。

一、电脱盐原理

原油中的环烷酸、胶质、沥青质是天然的乳化剂,随着原油的过度开采及采油技术越来越多的依靠油层注水和使用驱油剂(一种乳化剂),再加上原油从油田经过长途运输和多次泵的加压传送最后送到常减压装置,其中的水被均匀地分散在油中,和油滴过度混合形成牢固的乳化液。乳化液的状态分为油包水型和水包油型两种。其中,

水型。

的原油属于稳定的油包年,我国才自行设计、生产出第一套交流电脱盐设备,并在长岭炼油厂安装调试,开车成功。然后相继开发出交直流电脱盐

简单地说,原油电脱盐就是在电场、破乳剂、温度、注水、混合强度等因素的综合作用下,破坏原油乳化状态、实现油水分离的过程。由于原油中的大多数盐溶于水,这样盐类就会随水一起脱掉。

原油电脱盐是怎样实现的呢?

首先是打破原油的乳化状态,这需要破乳剂来实现。破乳剂是一种表面活性较强的化学混合物,主要组分是烷基酚醛树脂、环氧乙烷和环氧丙烷的共聚物。破乳剂实际上也算是一种乳化剂,它的破乳原理就是利用破乳剂相对于原油中的乳化剂的表面活性更强、表面张力更小的特点,使其能够破坏原有乳化液牢固的吸附膜,将水分夺过来,形成新的、不稳定的乳化液。

破乳剂一般在原油泵的入口加入,经过原油泵叶轮的高速旋转、管线运输的强力搅拌,逐渐渗透到乳化液的界面,发挥作用,破坏原有的乳化状态,为油水分离提供了先决条件。

现在有种新的破乳技术超声波破乳,即在混合阀后、脱盐罐前安装超声波发生器,对乳化液进行声波振荡,打破乳化膜,达到破乳的目的,现在这种技术尚未推广开。

其次是在电场的作用下进行油水分离。

原油经分配器进入脱盐罐内。原油中的水无规则地分布在油中,在外加电场作用下,微小水滴立即被电场感应极化,产生感生电荷,这些带电荷的偶极子之间彼此形成了不同强度的偶极电场。在外加电场和偶极电场的作用下,微小水滴趋向沿电力线方向定向排列。相邻水滴之间异性相吸,同性相斥,产生聚结力,在聚结力作用下,微小水滴的运动被加速。水滴的运动速度增加,可以帮助它冲破乳化膜的约束,增加水滴碰撞凝聚的机会。电场越强,水滴越大,水滴间间距越小,聚结力就越大,小水滴越容易互相碰撞合并成大水滴。

最后,由于水的密度比原油密度大,大水滴逐渐沉降到脱盐罐底部。大量的水滴聚结成水层,这就是我们所说的“脱盐罐的界位”。脱出的水从罐底流出,而原油密度较小,上升并从罐顶流走。这样,油和水就分离开来,油中的盐分被水带走,实现了电脱盐的目的。

二、电脱盐的一般工艺流程

各炼油企业新上和改造原有的电脱盐装置,其目的是为了去掉原油中的盐分和杂质,以利于原油的深度加工和防腐。因此,电脱盐

装置的设计和实施需根据各炼油厂进厂原油

的品质和处理量来决定,一般采用的是两级

电脱盐或三级电脱盐。图

级电脱盐装置的工艺流程图。

流程说明:破乳剂的水溶液用泵注入原

油入口,原油经换热后达到一定温度,和所图是典型的二电脱盐工艺流程图

加注水经静态混合器再经偏转球形混合阀进一步混合后,进入一级脱盐罐的油分布器,油水混合物在脱盐罐内通过弱电场和强电场,细小水珠聚集沉降从脱盐罐下部排出,排水与注水换热后排入含油污水系统中,脱水后的原油从脱盐罐顶部排出。

从一级脱盐罐顶部排出的原油与破乳剂、注水混合,经静态混合器和偏球形混合阀均匀后进入二级脱盐罐,二级脱盐罐脱出的水可以直接作为一级脱盐的洗涤水,或排入含油污水

系统,二级脱后原油送往初馏塔。

三、电脱盐的几种形式

电脱盐罐是电脱盐装置的主体设备,罐体形式一般采用卧式罐,罐体材料通常采用钢。罐体尺寸依据原油的处理量及原油在罐内强电场的停留时间确定,壁厚依据罐体的耐压指标确定,一般都在

等几种形式。

交流电脱盐

交流电脱盐罐的电极板是水平放置的。在极板间施加工频的交流高压电场,形成正负交变的电场。带正负电荷的偶极水滴在交变电场中产生振荡,当相邻水滴相反极性端互相吸引,碰撞使水滴复合增大,水滴聚结到一定程度时,由于油水密度差,水滴沉降速度超过原油上升速度,水滴便逐渐沉降下来,与原油分离,水滴沉降到脱盐罐底部排出。

交流电脱盐的极板一般有层,少数为以上。现在的电脱盐形式根据电场结构的不同可分为交流电脱盐、交直流电脱盐、高效电脱盐层,分为带电极板和接地极板。对于

层极板,上层带电,下层接地。层极板,是中间极板带电,其他两层接地;对于

交流电脱盐水平极板的特点:

结构简单,安装方便,每层的结构相同。

电场强度均匀,可避免电极板之间的不均匀放电。

重量轻,对绝缘吊挂的要求低。

)缺点一:运行电流大,能耗较大。

)缺点二:运行效率较低,一般标准罐的处理量在

交直流电脱盐

交直流电脱盐罐内的极板分布为垂挂式正负相间,电场分布是自下而上分为交流弱电场、直流弱电场和直流强电场。交直流电脱盐极板安装示意图见图

图,电场分布见以下。

图交直流电脱盐极板安装示意图图交直流电脱盐的电场分布图

含水原油通过直流电场时,原油中的微小水滴在电场的作用下,同样产生偶极性,相互吸引复合,只是电场不交变。由于电极板为垂直布置,产生偶极化的水滴处在电场中的位置不平衡,或者在原油输送过程中,由于摩擦作用,水滴本身已带一定的正负电荷时,水滴产生了不平衡电场力使水滴向正负极板移动,即产生了“电泳”现象,而原油和水滴沉降是上下运动,这就大大增加了水滴复合的机率。电泳使更小的水滴在接触极板时带上相同电荷又迅速反向移动,这就是交直流电脱盐脱水率比交流电脱盐高的主要原

因之一。另外,直流电场垂直布置还有利于增加电场强度和改变电极距来取得合适的原油在电场中的停留时间和电场强度,从而提高脱盐脱水率。电极距的改变是因为垂直极板的上下厚度尺寸不一样形成的,极板是上厚下薄。这种变极距结构使电场形成梯度电场,原油在上升过程中先经过弱电场脱去粒度较大的水滴,再经强电场脱去粒度较小的水滴,这样可提高电脱盐的脱除率。

交直流电脱盐极板的特点:

存在三种形式的电场,原油经过三种电场后能使油水充分分离。

电场高度较大,并且可根据需要设计,设计范围较大。

电极板与电源的结合,可形成交流电场和直流电场。在具有交流电脱盐的基础上也具有直流电脱盐的优点。

)由于电源的独特设计,能源消耗较交流电脱盐有较大幅度下降。耗电量相当于交流电脱盐的

高速电脱盐

高速电脱盐采用水平电极,与专门设计的电源组合下,形成水平直流电场,同时也产生交流电场。油水乳化液在经过交流电场和直流电场后能够被充分分离。在这种设计的基础上,处理轻质原油理论上可提高处理量一倍,处理重质原油处理量比处理轻质油略微减少,但比同质的原油可提高

高速电脱盐的优点:

电脱盐罐的容量可最大限度地被利用。

电极板的面积能够最大限度地被利用。

技术合理的原油分配系统。

)水在电脱盐罐内能作最长时间的停留,使水中含油最低。

)能耗低,电消耗量比交直流电脱盐还低

四、电脱盐的主要设备

罐体

电脱盐的罐体一般选用

级的壁厚就超过

形的。

交流变压器

交流变压器是为电脱盐提供强电场的电源设备,

具有如下特点:

(防爆特性

根据石油化工企业生产的特殊要求,变压器设计

成永久防爆。

)安全性

根据电脱盐在实际操作中不稳定的情况,专为变

压器设计成带有电抗器,并具有

在短路时也具有较高的安全性。图

性曲线。阻抗,使变压器为变压器的特图倍。材质,罐体厚度较大,级的脱盐罐壁厚为以上。脱盐罐的外形绝大多数是卧式罐,少数采用立式或球变压器的特性曲线图

可调节性

变压器根据生产工艺要求,对不同的原油应采用不同强度的电场。因此,变压器的输出是不同的。在设计时选择了无载分级可调开关对二次输出电压进行调节,使输出电压从

分五档可调。

)适用性

变压器具有良好的环境适应性,对应用场所的要求非常低。

)可靠性

变压器和电抗器采用共轭整体铁芯结构,机械性能好,选择优良的硅钢芯片,损耗低,空载电流小,具有良好的节能特性。

整流箱

交直流电脱盐所使用的电源是在交流变压器的输出端加一个大功率的交直流整流箱,以得到直流电源。

在此基础上,又推出一种变流电脱盐变压器,即将交流变压器和整流箱安装在一个油箱里成一整体。

绝缘吊挂

电脱盐的绝缘吊挂是电脱盐电场结构中的重要部件,根据不同的电场结构和不同的原油品种,应选用不同型号和材质的绝缘吊挂。主要有四氟吊挂、四氟复合吊挂和陶瓷吊挂。其中应用最多的是四氟复合吊挂,它是用聚四氟乙烯和高分子材料复合加工而成,具有机械强度大,载重能力大,抗爬电能力大,绝缘性能好,吊挂长度可以不受限制加长等特点。

进油分配器

进油分配器是用来将原油乳化液在进入罐内后在轴向和径向均匀分配,使原油成层状平缓上升。分配器设在油水界面以下,以增加油水接触时间,并提供给原油附加的洗涤作用。分配器开孔分布于分配槽两侧,以保证热油在水中适当分散均匀,形成一定大小的油滴,在水中自由上浮。

五、电脱盐的主要控制点

影响脱盐效果的因素有很多,下面逐一说明。

破乳剂

由于各种原油中的胶质、沥青质的含量不同、分子结构不同,还有原油的粘度不同,水的含量、盐的含量、品种均不同,再加上原油运输途中的混合程度也有差异,这就造成乳化液的稳定程度不同。

要破坏不同原油的乳化状态,必须使破乳剂能够适应原油品种的变化。但破乳剂很难做到这一点,现在还没有真正能够作到广普性的破乳剂。所以进行破乳剂筛选工作是装置上经常进行的,也是必须进行的一项工作。评价破乳剂效果的标准不只是原油的脱盐率,还要考察原油脱水率的大小,也就是考察脱后含水的高低。

生产中是根据原油的盐含量和原油的乳化程度来确定加入量。流量控制一般采用玻璃板浮子流量计或计量泵,两种方法各有利弊。浮子流量计直观、易调节,但量不容易固定,经常离开设定值;计量泵流量比较稳定,但流量不直观,不容易控制破乳剂的注入量。

破乳剂一般只加注在原油泵入口,即相当于加在一级前。如果原油盐含量较高或者破乳

效果不好时,可将破乳剂同时加注在二级脱盐罐混合器前。

注水

电脱盐是用来脱水、脱盐的,为什么还要注水?实际上脱前注水是十分必要的。前面所述,电场中的水滴的间距减小,聚结力会急剧增加。注水后原油中的水浓度增加,相当于减小了水滴的间距,增加了水滴碰撞的机会。另一方面,注水可溶解悬浮在原油中的盐类,使其随水脱掉。

注水量一般控制在原油量的

这时就得继续增加注水量。

注水的水质也有要求。如果所注的水含盐量高,无疑增加了电脱盐的脱盐负担,影响脱盐效果。同样,注水的

水。超过这个范围,脱盐率会下降,这是因为大量的水会降低脱盐温度,增加原油脱后含水量。但是如果加工的原油非常重,盐含量非常高,值也影响着脱盐效果。破乳剂的适宜工作环境是弱碱态,如果注值过高或过低,都会影响破乳剂的破乳效果。

另外还要选择注水的位置。注水口一般都选择原油一次换热后电脱盐混合阀前。但是这会造成水和原油混合时间较短,使水不能充分溶解盐类。也有的装置将注水口安置在原油泵后原油换热前,这样可保证较好的混合程度,但是增加了换热负荷,甚至造成换热器憋压、泄漏,同时需要安装高压水泵才能打进原油里。

脱盐温度

脱盐温度是电脱盐过程中一个十分重要的参数,它直接影响脱盐效果。一般来说,脱盐温度最好控制在℃之间。保持较高的脱盐温度,一方面可以使原油粘度降低,减少水滴运动阻力,有利于水滴运动;另一方面可以降低油水界面的张力,水滴受热膨胀,使乳化膜减弱,有利于破乳和聚结。

温度过高会带来负面作用:一方面,温度升高,原油的电导率升高,电耗增加。另一方

离子,增加了脱盐难度。开始水解,释放出

再有,为提高脱盐温度,必然会使用高温位的油品与原油换热,降低了能量的利用率。面,温度升高至一定程度时,

表、表可以说明脱盐温度对油水密度差和水的沉降速度的影响。表沉降速度与温度的关系油水密度差随温度的变化

实际生产中,有的装置在脱前最后一组换热器上设置了三通合流阀,来保证适宜的脱盐温度。如果没有这个流程,一般采用调整换热负荷来控制温度,比如常一中的换热流程是先和脱后原油换热,再和脱前原油换热,如果脱盐温度较低,可以打开与脱后换热的一中的副线,以提高与脱前换热的一中的温度。

另外,要尽可能的提高注水的温度,减少注水后脱盐温度降低的幅度。

界位

脱盐罐的界位同样是脱盐过程中的一个重要参数。界位是指脱盐罐底部的水层高度。界

位如果过高,水层就会进入电场,电导率增加,引起脱盐电流升高甚至跳闸。界位如果过低,水与油尚未分离清就被排走,易造成脱水带油。一般情况下界位控制

界位的测量调节仪表形式有射频导纳、差压式、内浮筒式以及短波式。普通配置是每罐安装射频导纳式和差压式。

生产中要经常检查界位指示是否正确,两种测量手段的偏差是否合理、正常。最好每隔一定时间,通过看样口对界位进行标定。从表

实状态。

乳化层的存在也干扰了界位的正确指示。乳化层的密度介于水和原油之间。因此,乳化层是处于水层上面,油层下面。由于乳化层和水的密度差更小,很容易造成界位假指示。

混合强度

原油注水后,为使水能够与油充分混合,需在注水点后安装混合装置。一般的混合装置包括静态混合器和偏转球形调节阀。静态混合器就是一段管道,内壁安装了几圈导向板,原油流经时,会破坏原来的流动状态,增加喘流效果。它的压降随原油炼量的大小而变化。偏转球形调节阀是可控制的,全开时混合强度最小,压降值越大混合强度越大。也有的装置是采用双座调节阀作为混合器。

提高混合效率,可以提高脱盐率,注水后水和油只有充分接触混合,才能把油中包含的水溶性盐溶于水中,而只有溶于水中的盐和被水润湿的固体不溶性盐才能被脱除。油水的混合强度越大,混合效果越好。所以,提高混合强度可以提高脱盐效果。

然而,混合强度越高,分散在原油中的水滴的直径越小,水滴在原油中的沉降速度越小,脱盐率将变小。如果过度混合,注入的水会和原油形成新的牢固的乳化液,难以脱除,并且脱水容易带油,所以混合强度应有一个最佳值。这个值需要摸索,而且原油品种更换后这个最佳值会发生变化,还得重新调整摸索。一般情况下,密度大的原油需要的混合强度要比小密度的原油低。

停留时间

原油在电场中的停留时间,影响着水滴的聚结。它是沉降时间的表述。停留时间过短,水滴没有充分沉降,会被原油携带出脱盐罐,进入初馏塔。停留时间过长,对脱盐效果没有大的帮助,只是增加电耗。一般所述的停留时间是指原油在强电场间的停留时间。最佳的停留时间是

就另当别论。

停留时间的计算公式:

强电场体积/每分钟原油的体积流量

对已有的脱盐罐,停留时间只随炼量变化而变化。

电场强度

电场强度对脱盐效率的影响非常大。

前面提过,水滴的聚结力和电场强度的平方成正比,提高电场强度,可提高小水滴的聚结力,有利于电脱盐。但是电场强度提高到一定程度,脱盐率便不再提高,只会增加电耗,甚至发生击穿现象,造成变压器跳闸。

现在脱盐罐采用的变压器普遍是全阻抗可调变压器,在变压器上有一个旋转档,可将变,这只是针对下进上出的脱盐罐的经验值。对于高速电脱盐,它的停留时间可以看出,油水密度差非常小,如果原油轻重发生变化,界位很容易发生波动,甚至出现假指示,这时要认真分析、判断界位的真

。生产中,如果压器的输出电压分成个不同的档位,最常见的档位是

脱盐效果变差,脱盐电流很高,可联系电工对档位进行调高,以摸索出适宜的电场强度。

,弱电场的电场强度在一般来说,强电场的电场强度是

之间。

六、电脱盐操作法

正常操作

内操岗位

电脱盐的盯岗重点是:电流是原油性质变化的重要指征之一,要勤观察电流的变化趋势;脱盐温度是否保持之间;注水量是否稳定控制在左右;贮水罐的液位是否过低;界位是否正常且两种测量方式的测量值之差是否发生变化;混合阀的开度是否发生大的变化等等。根据脱后含盐、含水量的分析数据进行相应的调整。

外操岗位

巡检重点:脱水是否带油;破乳剂罐的液位是否过低;破乳剂的注入量是否稳定在规定量上;各阀门、法兰是否有泄漏(尤其是高压电进罐法兰);定期手动检查界位指示是否良好;定期检查乳化层的实际位置等。

在线反冲洗

原油在开采、运输过程中会携带大量的杂质,包括固体杂质。虽经原油罐沉降,仍不免部分带入脱盐罐内,并沉降堆积于罐底。随着杂质的聚积高度逐渐升高,界位的零位也会升高,影响了水滴的沉降时间,同时过多的杂质会使排放水的含油量上升。因此要对电脱盐罐进行定期在线反冲洗以冲掉沉积的杂质,建议每月进行

反冲洗线安装在脱盐罐最底部,是一根或次。的管子,在其下半部分钻有很多小孔,或者在管线上安装了多组方向各异的朝下的喷嘴。反冲洗时向管内输入高压水,水通过这些小孔以很高的速度冲击、搅拌杂质,使其流动起来,然后通过罐底直排排出。

反冲洗的步骤和注意事项如下:

①反冲洗时不可同时冲洗两级,这样可保持一定的脱盐、脱水效果。

②停一级注水,内操逐渐降低一级界位。降低界位的目的是防止大量的水进入罐内,造成界位突升,电脱盐跳闸,甚至出现原油带水事故。但是不要将界位降的很低,这是因为如果界位很低后,高速水流形成的涡流容易造成顽固的乳化层。一般降到即可。

③打开反冲洗水阀门,将水引入罐内。一般反冲洗水是自注水线上引出,为了保证反冲洗水的压力,建议反冲洗水应自注水泵出口,注水换热器前引出。水量不可过大,避免引起界位波动,也会使搅起的杂质被原油带走。如果反冲洗水从脱盐罐一端进罐,水压会逐渐降低,造成反冲洗不均匀,影响效果,最好使水从两端进罐。

④打开罐底直排,排出沉积物。罐底直排和脱水线不同,罐底直排是罐的最底部的排水口,脱水是罐底部的脱水收集管(槽)中引出来的,而脱水收集管高于罐底。

即可。判断反冲洗效果的方法是观察直排放出来的水是否变清。

如果水已变清,关闭直排阀门,停掉反冲洗水。改正常注水流程。

重复以上步骤,进行二级反冲洗。

反冲洗过程中,内、外操要勤联系,一定要控制好界位。如果中途原油大幅变化或

其他不稳定因素出现如电流升高,可中断反冲洗。⑤一般反冲洗

非正常状态

常减压装置是炼厂的“龙头”装置,而电脱盐又是常减压装置的“龙头”处理单元,原油性质发生变化首先体现在电脱盐的各种参数上。例如:原油密度发生变化,会引起脱盐压力的变化,这是因为原油的气化率发生了变化。原油盐含量变化,会引起电流变化。原油含水量的变化可以从脱水量的大小上看出,或从界位控制阀的开度变化看出,因此电脱盐单元很容易发生波动。这时我们要认真分析,查找波动原因并作出相应的调整。

脱盐不正常的直观表征主要是:界位变化、电流电压变化、脱后盐、水含量变化、脱后带油。下面主要讨论脱盐过程的异常状态、原因及措施。

脱盐原油中含盐量太高

可能原因:

①混合压降太低,盐没有充分溶解于水中;

②注水量不足;

③操作温度太低;

④原油性质变化剧烈。

⑤原油处理量大,停留时间短。

处理原则:

①提高一级或两级混合压降;

提高一级或两级注水流量;

③提高脱前原油的温度;

④进行破乳剂筛选工作,更换破乳剂配方;

⑤联系调度,协调罐区调整,增加原油在原油罐里的沉降时间。

)脱后原油中含水量太高

可能原因:

①混合压降太大;

②注水量太大;

③脱前原油沉积物及水含量太高,油水分离不足;

④电场强度太低;

⑤破乳剂加入量不足或者应改变破乳剂的类型;

界位太高。

处理原则:

①降低混合压降;

②降低注水量;

③加强罐区脱水,电脱盐罐进行反冲洗;

④检查电气系统是否有运行问题或适当调高电压档位;

⑤提高破乳剂注入量或者改变破乳剂类型;

标定界位指示仪表。

脱水带油

可能原因

①混合压降太大;

②脱盐温度太低,破乳效果不好;

③破乳剂加入量不足或者应改变破乳剂的类型;

④界位太低。

处理原则:

①降低混合压降;

②调整换热流程或联系改变原油品种;

③提高破乳剂注入量或者改变破乳剂类型;

④标定界位指示仪表。

电压电流出现大的波动

可能原因:

①油/水界面控制阀运行不正常;

②破乳剂加入量不当或破乳剂类型不对;

③变压器套管,进线套管、或绝缘子出现电弧现象;

④混合压降太大;

⑤乳化层的存在;

原油发生大幅变化。

处理原则:

①检查控制阀,要作适当调校;

②调节破乳剂的注入量或改变破乳剂类型;

③如果套管或绝缘子脏污,其表面有可能在几分钟内断断续续地出现打火现象,若导致永久性的破坏,则电压势必降到一个非常低的数字,这时就必须更换套管或绝缘棒;

④降低混合压降;

⑤切除乳化层;

平稳原油量。

)送不上电

可能原因:

①有电器故障;

②极板短路。

处理原则:

①消除电器故障;

②极板故障,需要将电脱盐单元停工进行进罐处理。如果只单一变压器送不上电或电流高于其他变压器,也说明该变压器的输出端或绝缘棒附着着杂质,提高了导电性,造成短路。

)脱盐罐超压

问题现象:

①电脱盐罐压力指示上升、超程,压控前现场表指示压力升高;

②电脱盐罐安全阀启跳。

可能原因:

①原油控制阀突然开大或停风(风关阀);

②原油大量带水,水被加热、汽化;

③原油脱后换热系统操作不当造成憋压;

④原油脱后分支控制阀因故障关闭。

处理原则:

①迅速关小原油控制阀,若室内不能动作,可现场关小手阀;

②停原油注水,开大电脱盐切水;

③检查流程,排除憋压原因;

④打开原油脱后分支控制阀。如果一级罐压力迅速上升,而二级压力未有大的变化,此时要检查二级混合阀是否关闭。

)电脱盐罐电极棒击穿

事故现象:

①该电极变压器关不上电;

②电极处漏密封绝缘油或着火;

③原油喷出或着火。

可能原因:

①电极棒质量差或用久老化,绝缘耐压能力下降而击穿;

②电脱盐经常跳闸,送电频繁而反复受冲击而击穿,或电流经常大幅度变化而击穿;③电极棒附水滴或导电杂质而击穿。

处理原则:

①迅速停电(或电工停电)、灭火;

②切出该电脱盐罐,适当切水降低罐内压力至不再向外喷原油;

③电脱盐罐退油,处理后进行检修。

电脱盐罐变压器跳闸

可能原因:

①混合强度过大,乳化严重,造成原油带水,增加了导电能力引起跳闸;

②界位假指示,实际界位已进入电场;

③原油较重,破乳困难,水脱不出来;

④电器故障;

⑤原油中重金属含量高,导电率上升。

处理原则:

①首先现场检查界位是否正确。

②如果界位降下来后,依然投不上。检查乳化层的厚度,可以继续降低界位直至乳化层切出。

③如果原油降量后或更换原油品种后,变压器仍投不上,说明电器出现故障。电脱盐罐退油,处理后进行检修。

七、电脱盐单元的开停工

(一)电脱盐的开工

在封人孔前应首先确定电气设备的状态是否良好,因为绝缘棒、电极板都安装在设备内

部。

电气试验

①车间派人进罐检查,保证所有工具、破布、木板等杂物全部拿出罐外。

②电工进入脱盐罐对内部电器设备进行检查,确认没有问题后交付给车间。

③安排人员在脱盐罐周围站岗,以免闲杂人员误入有电危险区域。

④进行脱盐罐空载送电试验,电工控制柜送电。操作人员与现场人员保持联系,自依次打开各变压器开关。

⑤现场人员联合电工进行观察:送电瞬间是否罐内打火,变压器声音是否正常。内操记录每个变压器电流、电压的变化情况。

验收标准:

送电瞬间罐内没有出现打火现象(短路);

变压器送电后声音应该很轻微;

各变压器输出电压和设定档位基本一致,电流很小,应在

后进罐重新检查。

工艺、设备检查

①检查人孔、法兰是否紧好;

②压力表、温度计是否齐全;

③自控仪表是否投用;

④安全阀是否投用;

⑤管线进行试压;

破乳剂配好待用。

在电脱盐开工的试压过程、停工的蒸罐过程中,要严禁蒸汽长时间地加热脱盐罐。这是因为极板间的绝缘棒的材质一般是聚四氟乙烯,它不能长时间耐

投运

电脱盐单元投用的时间有的装置是在常减压开正常以后再开电脱盐,也有的装置是开工过程中途投用电脱盐,还有的装置是开工时即带着电脱盐打循环,笔者认为在开工中途投用电脱盐最好,因为这样可以尽快地利用电脱盐进行脱水脱盐,缓冲原油带水对蒸馏单元的冲击。但是,如果引原油时即投用电脱盐,这样原油没有经过加热直接进入脱盐罐,很容易形成乳化层,造成界位难以建立,脱后原油带水较多,会波及蒸馏单元的平稳操作。

①引油流程打好,原则是一级罐入口阀门关闭,出口打开;二级入口阀门打开,出口阀门关闭,使用副线进行原油循环。注水阀门、脱水阀门关闭;反冲洗阀门关闭;混合阀手动全开;退油线加好盲板;安全阀投用。℃以上的高温。以下。如果各项指标正常,停电、拉闸、开始封人孔。如果有某项指标不符合,则应断电

℃以上时,缓慢打开原油进一级罐阀

,副线不动。由于原油被分流,要注意控制好三塔底液位。

③打开脱盐罐放空线。同时将破乳剂注到原油泵入口线。

④密切注意脱盐罐顶压力。可以根据放空线的声音和是否冒出原油来判断罐内是否装满。

⑤待两罐装满后,关闭放空阀和一级入口阀。静置

,让界位稳定。

送电。由于刚开工,不好确定脱盐效果,可将电压档位定在中间档。②在原油的开路循环过程中,当原油温度升至

打开一级入口,二级出口阀门,慢慢关闭电脱盐副线阀,正式并入系统。

,投界位控制阀。时,投注水控制阀,注水量控制在原油量的待温度升至

现场通过看样口检查界位的正确性。也可等到此时,再送电。

联系化验分析原油含盐量、含水量,根据工艺卡片和化验数据进行调整。

(二)电脱盐的停工

(降温

降温目的:一是防止退油泵因水汽化抽空,二是避免油品罐因油温过热造成水汽化出现冒罐事故。

降温方法:

①打开电脱盐副线,关闭电脱盐出入口阀门,静置降温。这种方法的缺点是降温速度非常慢。

②脱前原油换热器热油端走副线,这样原油相当于不再换热

降温同时停止破乳剂的注入,变压器断电,停止注水。

)提前将退油线盲板拆除,扫通退油线。

降温完毕,打开副线阀,关闭出入口阀门,将电脱盐罐甩掉。

)改好退油流程。切除罐内界位。

开启退油泵。要注意泵出口压力,避免抽空。还要注意罐内压力,当罐内压力回零时可以向罐内充加蒸汽,避免泵抽空。

经常从看样口检查罐内还剩多少油。

待原油真正抽干后,停止蒸汽,打开放空。向罐内冲水以洗涤罐内存油,再开泵抽走。给汽扫通退油线。

再向罐内冲水,攒起一定的液位(不要过高),同时打开蒸汽,开始煮罐。注意罐内温度不能长时间超过

)煮罐

)打开人孔通风。。中间至少将水置换次。降温速度很快。可以根据电脱盐罐的容积估算置换成低温原油的时间,以确定停工时间(推荐)。后,停止蒸汽,打开罐底直排,将脏水放掉。

电脱盐基本知识

从地下采出来的原油含有很多的水分和盐类,这些盐类大多以

式存在,还有、等形等微量金属与、这些酸性离子形成无机盐或

与烃类形成有机络合盐。原油中盐和水的存在给常减压装置及后续装置的平稳操作、设备腐蚀带来相当大的危害。

原油中的水分在换热流程中随着原油温度的升高逐渐被汽化,不仅带走了大量热量,降低了热量的有效传输,增加了塔顶冷却系统对水蒸气的冷却负荷,也就是增加了能耗,而且增加了流程压降,给换热器的安全运行造成危害,大量的水汽化甚至造成机泵抽空、换热器泄漏、分馏塔冲塔等安全事故。

原油含盐对加工危害极大。少量的盐类以晶体状悬浮在油中,大部分能够溶解在水中。首先这些盐类水解生成,严重腐蚀设备,或者在常压塔上部塔盘上结晶析出,堵塞塔盘,造成侧线分离不清;其次在炉管和换热设备中,盐类沉积在管壁上而结垢,影响传热,同时使炉管寿命缩短,压力降增大,严重时可使炉管或换热器堵塞,造成装置停工;第三是对后续装置的影响。金属钠对分子筛催化剂的晶格有破坏作用,催化裂化装置的进料要求含钠量小于

生炉管烧弯。

电脱盐是当前石油加工行业普遍接受并广泛应用的电化学石油处理技术。在世纪。重金属危害更大,它们很容易使催化剂中毒造成永久失活。渣油中所携带的盐类在延迟焦化装置的炉管里会迅速结焦,使炉管压降增加,加工量减小,甚至发年代以前,我国根本没有自己的电脱盐技术。当时,为了除去油中的水和盐,只有采取热沉降法。这种方法效率低,占用设备和场地非常大,而且脱水脱盐效果非常差。从世纪年代起,我国从国外引进了电脱盐设备,使我国石油加工水平提高了一大步,但是国外只卖设备,对先进的技术还是对我国进行封锁。因此我国电脱盐整体技术还是比较落后,原油脱后含盐指标还未能满足原油深度加工的技术要求。当时,国内各炼油厂电脱盐设备均为普通电力变压器,存在着不防爆、阻抗低、适应负载变化能力差等缺点,时常发生击穿、爆炸、火灾等事故。直到

技术、高速电脱盐技术。

为了减轻原油中的水和盐类的危害,电脱盐系统作为原油加工的第一道工序,它的重要性也逐渐提高,难度也越来越大。

一、电脱盐原理

原油中的环烷酸、胶质、沥青质是天然的乳化剂,随着原油的过度开采及采油技术越来越多的依靠油层注水和使用驱油剂(一种乳化剂),再加上原油从油田经过长途运输和多次泵的加压传送最后送到常减压装置,其中的水被均匀地分散在油中,和油滴过度混合形成牢固的乳化液。乳化液的状态分为油包水型和水包油型两种。其中,

水型。

的原油属于稳定的油包年,我国才自行设计、生产出第一套交流电脱盐设备,并在长岭炼油厂安装调试,开车成功。然后相继开发出交直流电脱盐

简单地说,原油电脱盐就是在电场、破乳剂、温度、注水、混合强度等因素的综合作用下,破坏原油乳化状态、实现油水分离的过程。由于原油中的大多数盐溶于水,这样盐类就会随水一起脱掉。

原油电脱盐是怎样实现的呢?

首先是打破原油的乳化状态,这需要破乳剂来实现。破乳剂是一种表面活性较强的化学混合物,主要组分是烷基酚醛树脂、环氧乙烷和环氧丙烷的共聚物。破乳剂实际上也算是一种乳化剂,它的破乳原理就是利用破乳剂相对于原油中的乳化剂的表面活性更强、表面张力更小的特点,使其能够破坏原有乳化液牢固的吸附膜,将水分夺过来,形成新的、不稳定的乳化液。

破乳剂一般在原油泵的入口加入,经过原油泵叶轮的高速旋转、管线运输的强力搅拌,逐渐渗透到乳化液的界面,发挥作用,破坏原有的乳化状态,为油水分离提供了先决条件。

现在有种新的破乳技术超声波破乳,即在混合阀后、脱盐罐前安装超声波发生器,对乳化液进行声波振荡,打破乳化膜,达到破乳的目的,现在这种技术尚未推广开。

其次是在电场的作用下进行油水分离。

原油经分配器进入脱盐罐内。原油中的水无规则地分布在油中,在外加电场作用下,微小水滴立即被电场感应极化,产生感生电荷,这些带电荷的偶极子之间彼此形成了不同强度的偶极电场。在外加电场和偶极电场的作用下,微小水滴趋向沿电力线方向定向排列。相邻水滴之间异性相吸,同性相斥,产生聚结力,在聚结力作用下,微小水滴的运动被加速。水滴的运动速度增加,可以帮助它冲破乳化膜的约束,增加水滴碰撞凝聚的机会。电场越强,水滴越大,水滴间间距越小,聚结力就越大,小水滴越容易互相碰撞合并成大水滴。

最后,由于水的密度比原油密度大,大水滴逐渐沉降到脱盐罐底部。大量的水滴聚结成水层,这就是我们所说的“脱盐罐的界位”。脱出的水从罐底流出,而原油密度较小,上升并从罐顶流走。这样,油和水就分离开来,油中的盐分被水带走,实现了电脱盐的目的。

二、电脱盐的一般工艺流程

各炼油企业新上和改造原有的电脱盐装置,其目的是为了去掉原油中的盐分和杂质,以利于原油的深度加工和防腐。因此,电脱盐

装置的设计和实施需根据各炼油厂进厂原油

的品质和处理量来决定,一般采用的是两级

电脱盐或三级电脱盐。图

级电脱盐装置的工艺流程图。

流程说明:破乳剂的水溶液用泵注入原

油入口,原油经换热后达到一定温度,和所图是典型的二电脱盐工艺流程图

加注水经静态混合器再经偏转球形混合阀进一步混合后,进入一级脱盐罐的油分布器,油水混合物在脱盐罐内通过弱电场和强电场,细小水珠聚集沉降从脱盐罐下部排出,排水与注水换热后排入含油污水系统中,脱水后的原油从脱盐罐顶部排出。

从一级脱盐罐顶部排出的原油与破乳剂、注水混合,经静态混合器和偏球形混合阀均匀后进入二级脱盐罐,二级脱盐罐脱出的水可以直接作为一级脱盐的洗涤水,或排入含油污水

系统,二级脱后原油送往初馏塔。

三、电脱盐的几种形式

电脱盐罐是电脱盐装置的主体设备,罐体形式一般采用卧式罐,罐体材料通常采用钢。罐体尺寸依据原油的处理量及原油在罐内强电场的停留时间确定,壁厚依据罐体的耐压指标确定,一般都在

等几种形式。

交流电脱盐

交流电脱盐罐的电极板是水平放置的。在极板间施加工频的交流高压电场,形成正负交变的电场。带正负电荷的偶极水滴在交变电场中产生振荡,当相邻水滴相反极性端互相吸引,碰撞使水滴复合增大,水滴聚结到一定程度时,由于油水密度差,水滴沉降速度超过原油上升速度,水滴便逐渐沉降下来,与原油分离,水滴沉降到脱盐罐底部排出。

交流电脱盐的极板一般有层,少数为以上。现在的电脱盐形式根据电场结构的不同可分为交流电脱盐、交直流电脱盐、高效电脱盐层,分为带电极板和接地极板。对于

层极板,上层带电,下层接地。层极板,是中间极板带电,其他两层接地;对于

交流电脱盐水平极板的特点:

结构简单,安装方便,每层的结构相同。

电场强度均匀,可避免电极板之间的不均匀放电。

重量轻,对绝缘吊挂的要求低。

)缺点一:运行电流大,能耗较大。

)缺点二:运行效率较低,一般标准罐的处理量在

交直流电脱盐

交直流电脱盐罐内的极板分布为垂挂式正负相间,电场分布是自下而上分为交流弱电场、直流弱电场和直流强电场。交直流电脱盐极板安装示意图见图

图,电场分布见以下。

图交直流电脱盐极板安装示意图图交直流电脱盐的电场分布图

含水原油通过直流电场时,原油中的微小水滴在电场的作用下,同样产生偶极性,相互吸引复合,只是电场不交变。由于电极板为垂直布置,产生偶极化的水滴处在电场中的位置不平衡,或者在原油输送过程中,由于摩擦作用,水滴本身已带一定的正负电荷时,水滴产生了不平衡电场力使水滴向正负极板移动,即产生了“电泳”现象,而原油和水滴沉降是上下运动,这就大大增加了水滴复合的机率。电泳使更小的水滴在接触极板时带上相同电荷又迅速反向移动,这就是交直流电脱盐脱水率比交流电脱盐高的主要原

因之一。另外,直流电场垂直布置还有利于增加电场强度和改变电极距来取得合适的原油在电场中的停留时间和电场强度,从而提高脱盐脱水率。电极距的改变是因为垂直极板的上下厚度尺寸不一样形成的,极板是上厚下薄。这种变极距结构使电场形成梯度电场,原油在上升过程中先经过弱电场脱去粒度较大的水滴,再经强电场脱去粒度较小的水滴,这样可提高电脱盐的脱除率。

交直流电脱盐极板的特点:

存在三种形式的电场,原油经过三种电场后能使油水充分分离。

电场高度较大,并且可根据需要设计,设计范围较大。

电极板与电源的结合,可形成交流电场和直流电场。在具有交流电脱盐的基础上也具有直流电脱盐的优点。

)由于电源的独特设计,能源消耗较交流电脱盐有较大幅度下降。耗电量相当于交流电脱盐的

高速电脱盐

高速电脱盐采用水平电极,与专门设计的电源组合下,形成水平直流电场,同时也产生交流电场。油水乳化液在经过交流电场和直流电场后能够被充分分离。在这种设计的基础上,处理轻质原油理论上可提高处理量一倍,处理重质原油处理量比处理轻质油略微减少,但比同质的原油可提高

高速电脱盐的优点:

电脱盐罐的容量可最大限度地被利用。

电极板的面积能够最大限度地被利用。

技术合理的原油分配系统。

)水在电脱盐罐内能作最长时间的停留,使水中含油最低。

)能耗低,电消耗量比交直流电脱盐还低

四、电脱盐的主要设备

罐体

电脱盐的罐体一般选用

级的壁厚就超过

形的。

交流变压器

交流变压器是为电脱盐提供强电场的电源设备,

具有如下特点:

(防爆特性

根据石油化工企业生产的特殊要求,变压器设计

成永久防爆。

)安全性

根据电脱盐在实际操作中不稳定的情况,专为变

压器设计成带有电抗器,并具有

在短路时也具有较高的安全性。图

性曲线。阻抗,使变压器为变压器的特图倍。材质,罐体厚度较大,级的脱盐罐壁厚为以上。脱盐罐的外形绝大多数是卧式罐,少数采用立式或球变压器的特性曲线图

可调节性

变压器根据生产工艺要求,对不同的原油应采用不同强度的电场。因此,变压器的输出是不同的。在设计时选择了无载分级可调开关对二次输出电压进行调节,使输出电压从

分五档可调。

)适用性

变压器具有良好的环境适应性,对应用场所的要求非常低。

)可靠性

变压器和电抗器采用共轭整体铁芯结构,机械性能好,选择优良的硅钢芯片,损耗低,空载电流小,具有良好的节能特性。

整流箱

交直流电脱盐所使用的电源是在交流变压器的输出端加一个大功率的交直流整流箱,以得到直流电源。

在此基础上,又推出一种变流电脱盐变压器,即将交流变压器和整流箱安装在一个油箱里成一整体。

绝缘吊挂

电脱盐的绝缘吊挂是电脱盐电场结构中的重要部件,根据不同的电场结构和不同的原油品种,应选用不同型号和材质的绝缘吊挂。主要有四氟吊挂、四氟复合吊挂和陶瓷吊挂。其中应用最多的是四氟复合吊挂,它是用聚四氟乙烯和高分子材料复合加工而成,具有机械强度大,载重能力大,抗爬电能力大,绝缘性能好,吊挂长度可以不受限制加长等特点。

进油分配器

进油分配器是用来将原油乳化液在进入罐内后在轴向和径向均匀分配,使原油成层状平缓上升。分配器设在油水界面以下,以增加油水接触时间,并提供给原油附加的洗涤作用。分配器开孔分布于分配槽两侧,以保证热油在水中适当分散均匀,形成一定大小的油滴,在水中自由上浮。

五、电脱盐的主要控制点

影响脱盐效果的因素有很多,下面逐一说明。

破乳剂

由于各种原油中的胶质、沥青质的含量不同、分子结构不同,还有原油的粘度不同,水的含量、盐的含量、品种均不同,再加上原油运输途中的混合程度也有差异,这就造成乳化液的稳定程度不同。

要破坏不同原油的乳化状态,必须使破乳剂能够适应原油品种的变化。但破乳剂很难做到这一点,现在还没有真正能够作到广普性的破乳剂。所以进行破乳剂筛选工作是装置上经常进行的,也是必须进行的一项工作。评价破乳剂效果的标准不只是原油的脱盐率,还要考察原油脱水率的大小,也就是考察脱后含水的高低。

生产中是根据原油的盐含量和原油的乳化程度来确定加入量。流量控制一般采用玻璃板浮子流量计或计量泵,两种方法各有利弊。浮子流量计直观、易调节,但量不容易固定,经常离开设定值;计量泵流量比较稳定,但流量不直观,不容易控制破乳剂的注入量。

破乳剂一般只加注在原油泵入口,即相当于加在一级前。如果原油盐含量较高或者破乳

效果不好时,可将破乳剂同时加注在二级脱盐罐混合器前。

注水

电脱盐是用来脱水、脱盐的,为什么还要注水?实际上脱前注水是十分必要的。前面所述,电场中的水滴的间距减小,聚结力会急剧增加。注水后原油中的水浓度增加,相当于减小了水滴的间距,增加了水滴碰撞的机会。另一方面,注水可溶解悬浮在原油中的盐类,使其随水脱掉。

注水量一般控制在原油量的

这时就得继续增加注水量。

注水的水质也有要求。如果所注的水含盐量高,无疑增加了电脱盐的脱盐负担,影响脱盐效果。同样,注水的

水。超过这个范围,脱盐率会下降,这是因为大量的水会降低脱盐温度,增加原油脱后含水量。但是如果加工的原油非常重,盐含量非常高,值也影响着脱盐效果。破乳剂的适宜工作环境是弱碱态,如果注值过高或过低,都会影响破乳剂的破乳效果。

另外还要选择注水的位置。注水口一般都选择原油一次换热后电脱盐混合阀前。但是这会造成水和原油混合时间较短,使水不能充分溶解盐类。也有的装置将注水口安置在原油泵后原油换热前,这样可保证较好的混合程度,但是增加了换热负荷,甚至造成换热器憋压、泄漏,同时需要安装高压水泵才能打进原油里。

脱盐温度

脱盐温度是电脱盐过程中一个十分重要的参数,它直接影响脱盐效果。一般来说,脱盐温度最好控制在℃之间。保持较高的脱盐温度,一方面可以使原油粘度降低,减少水滴运动阻力,有利于水滴运动;另一方面可以降低油水界面的张力,水滴受热膨胀,使乳化膜减弱,有利于破乳和聚结。

温度过高会带来负面作用:一方面,温度升高,原油的电导率升高,电耗增加。另一方

离子,增加了脱盐难度。开始水解,释放出

再有,为提高脱盐温度,必然会使用高温位的油品与原油换热,降低了能量的利用率。面,温度升高至一定程度时,

表、表可以说明脱盐温度对油水密度差和水的沉降速度的影响。表沉降速度与温度的关系油水密度差随温度的变化

实际生产中,有的装置在脱前最后一组换热器上设置了三通合流阀,来保证适宜的脱盐温度。如果没有这个流程,一般采用调整换热负荷来控制温度,比如常一中的换热流程是先和脱后原油换热,再和脱前原油换热,如果脱盐温度较低,可以打开与脱后换热的一中的副线,以提高与脱前换热的一中的温度。

另外,要尽可能的提高注水的温度,减少注水后脱盐温度降低的幅度。

界位

脱盐罐的界位同样是脱盐过程中的一个重要参数。界位是指脱盐罐底部的水层高度。界

位如果过高,水层就会进入电场,电导率增加,引起脱盐电流升高甚至跳闸。界位如果过低,水与油尚未分离清就被排走,易造成脱水带油。一般情况下界位控制

界位的测量调节仪表形式有射频导纳、差压式、内浮筒式以及短波式。普通配置是每罐安装射频导纳式和差压式。

生产中要经常检查界位指示是否正确,两种测量手段的偏差是否合理、正常。最好每隔一定时间,通过看样口对界位进行标定。从表

实状态。

乳化层的存在也干扰了界位的正确指示。乳化层的密度介于水和原油之间。因此,乳化层是处于水层上面,油层下面。由于乳化层和水的密度差更小,很容易造成界位假指示。

混合强度

原油注水后,为使水能够与油充分混合,需在注水点后安装混合装置。一般的混合装置包括静态混合器和偏转球形调节阀。静态混合器就是一段管道,内壁安装了几圈导向板,原油流经时,会破坏原来的流动状态,增加喘流效果。它的压降随原油炼量的大小而变化。偏转球形调节阀是可控制的,全开时混合强度最小,压降值越大混合强度越大。也有的装置是采用双座调节阀作为混合器。

提高混合效率,可以提高脱盐率,注水后水和油只有充分接触混合,才能把油中包含的水溶性盐溶于水中,而只有溶于水中的盐和被水润湿的固体不溶性盐才能被脱除。油水的混合强度越大,混合效果越好。所以,提高混合强度可以提高脱盐效果。

然而,混合强度越高,分散在原油中的水滴的直径越小,水滴在原油中的沉降速度越小,脱盐率将变小。如果过度混合,注入的水会和原油形成新的牢固的乳化液,难以脱除,并且脱水容易带油,所以混合强度应有一个最佳值。这个值需要摸索,而且原油品种更换后这个最佳值会发生变化,还得重新调整摸索。一般情况下,密度大的原油需要的混合强度要比小密度的原油低。

停留时间

原油在电场中的停留时间,影响着水滴的聚结。它是沉降时间的表述。停留时间过短,水滴没有充分沉降,会被原油携带出脱盐罐,进入初馏塔。停留时间过长,对脱盐效果没有大的帮助,只是增加电耗。一般所述的停留时间是指原油在强电场间的停留时间。最佳的停留时间是

就另当别论。

停留时间的计算公式:

强电场体积/每分钟原油的体积流量

对已有的脱盐罐,停留时间只随炼量变化而变化。

电场强度

电场强度对脱盐效率的影响非常大。

前面提过,水滴的聚结力和电场强度的平方成正比,提高电场强度,可提高小水滴的聚结力,有利于电脱盐。但是电场强度提高到一定程度,脱盐率便不再提高,只会增加电耗,甚至发生击穿现象,造成变压器跳闸。

现在脱盐罐采用的变压器普遍是全阻抗可调变压器,在变压器上有一个旋转档,可将变,这只是针对下进上出的脱盐罐的经验值。对于高速电脱盐,它的停留时间可以看出,油水密度差非常小,如果原油轻重发生变化,界位很容易发生波动,甚至出现假指示,这时要认真分析、判断界位的真

。生产中,如果压器的输出电压分成个不同的档位,最常见的档位是

脱盐效果变差,脱盐电流很高,可联系电工对档位进行调高,以摸索出适宜的电场强度。

,弱电场的电场强度在一般来说,强电场的电场强度是

之间。

六、电脱盐操作法

正常操作

内操岗位

电脱盐的盯岗重点是:电流是原油性质变化的重要指征之一,要勤观察电流的变化趋势;脱盐温度是否保持之间;注水量是否稳定控制在左右;贮水罐的液位是否过低;界位是否正常且两种测量方式的测量值之差是否发生变化;混合阀的开度是否发生大的变化等等。根据脱后含盐、含水量的分析数据进行相应的调整。

外操岗位

巡检重点:脱水是否带油;破乳剂罐的液位是否过低;破乳剂的注入量是否稳定在规定量上;各阀门、法兰是否有泄漏(尤其是高压电进罐法兰);定期手动检查界位指示是否良好;定期检查乳化层的实际位置等。

在线反冲洗

原油在开采、运输过程中会携带大量的杂质,包括固体杂质。虽经原油罐沉降,仍不免部分带入脱盐罐内,并沉降堆积于罐底。随着杂质的聚积高度逐渐升高,界位的零位也会升高,影响了水滴的沉降时间,同时过多的杂质会使排放水的含油量上升。因此要对电脱盐罐进行定期在线反冲洗以冲掉沉积的杂质,建议每月进行

反冲洗线安装在脱盐罐最底部,是一根或次。的管子,在其下半部分钻有很多小孔,或者在管线上安装了多组方向各异的朝下的喷嘴。反冲洗时向管内输入高压水,水通过这些小孔以很高的速度冲击、搅拌杂质,使其流动起来,然后通过罐底直排排出。

反冲洗的步骤和注意事项如下:

①反冲洗时不可同时冲洗两级,这样可保持一定的脱盐、脱水效果。

②停一级注水,内操逐渐降低一级界位。降低界位的目的是防止大量的水进入罐内,造成界位突升,电脱盐跳闸,甚至出现原油带水事故。但是不要将界位降的很低,这是因为如果界位很低后,高速水流形成的涡流容易造成顽固的乳化层。一般降到即可。

③打开反冲洗水阀门,将水引入罐内。一般反冲洗水是自注水线上引出,为了保证反冲洗水的压力,建议反冲洗水应自注水泵出口,注水换热器前引出。水量不可过大,避免引起界位波动,也会使搅起的杂质被原油带走。如果反冲洗水从脱盐罐一端进罐,水压会逐渐降低,造成反冲洗不均匀,影响效果,最好使水从两端进罐。

④打开罐底直排,排出沉积物。罐底直排和脱水线不同,罐底直排是罐的最底部的排水口,脱水是罐底部的脱水收集管(槽)中引出来的,而脱水收集管高于罐底。

即可。判断反冲洗效果的方法是观察直排放出来的水是否变清。

如果水已变清,关闭直排阀门,停掉反冲洗水。改正常注水流程。

重复以上步骤,进行二级反冲洗。

反冲洗过程中,内、外操要勤联系,一定要控制好界位。如果中途原油大幅变化或

其他不稳定因素出现如电流升高,可中断反冲洗。⑤一般反冲洗

非正常状态

常减压装置是炼厂的“龙头”装置,而电脱盐又是常减压装置的“龙头”处理单元,原油性质发生变化首先体现在电脱盐的各种参数上。例如:原油密度发生变化,会引起脱盐压力的变化,这是因为原油的气化率发生了变化。原油盐含量变化,会引起电流变化。原油含水量的变化可以从脱水量的大小上看出,或从界位控制阀的开度变化看出,因此电脱盐单元很容易发生波动。这时我们要认真分析,查找波动原因并作出相应的调整。

脱盐不正常的直观表征主要是:界位变化、电流电压变化、脱后盐、水含量变化、脱后带油。下面主要讨论脱盐过程的异常状态、原因及措施。

脱盐原油中含盐量太高

可能原因:

①混合压降太低,盐没有充分溶解于水中;

②注水量不足;

③操作温度太低;

④原油性质变化剧烈。

⑤原油处理量大,停留时间短。

处理原则:

①提高一级或两级混合压降;

提高一级或两级注水流量;

③提高脱前原油的温度;

④进行破乳剂筛选工作,更换破乳剂配方;

⑤联系调度,协调罐区调整,增加原油在原油罐里的沉降时间。

)脱后原油中含水量太高

可能原因:

①混合压降太大;

②注水量太大;

③脱前原油沉积物及水含量太高,油水分离不足;

④电场强度太低;

⑤破乳剂加入量不足或者应改变破乳剂的类型;

界位太高。

处理原则:

①降低混合压降;

②降低注水量;

③加强罐区脱水,电脱盐罐进行反冲洗;

④检查电气系统是否有运行问题或适当调高电压档位;

⑤提高破乳剂注入量或者改变破乳剂类型;

标定界位指示仪表。

脱水带油

可能原因

①混合压降太大;

②脱盐温度太低,破乳效果不好;

③破乳剂加入量不足或者应改变破乳剂的类型;

④界位太低。

处理原则:

①降低混合压降;

②调整换热流程或联系改变原油品种;

③提高破乳剂注入量或者改变破乳剂类型;

④标定界位指示仪表。

电压电流出现大的波动

可能原因:

①油/水界面控制阀运行不正常;

②破乳剂加入量不当或破乳剂类型不对;

③变压器套管,进线套管、或绝缘子出现电弧现象;

④混合压降太大;

⑤乳化层的存在;

原油发生大幅变化。

处理原则:

①检查控制阀,要作适当调校;

②调节破乳剂的注入量或改变破乳剂类型;

③如果套管或绝缘子脏污,其表面有可能在几分钟内断断续续地出现打火现象,若导致永久性的破坏,则电压势必降到一个非常低的数字,这时就必须更换套管或绝缘棒;

④降低混合压降;

⑤切除乳化层;

平稳原油量。

)送不上电

可能原因:

①有电器故障;

②极板短路。

处理原则:

①消除电器故障;

②极板故障,需要将电脱盐单元停工进行进罐处理。如果只单一变压器送不上电或电流高于其他变压器,也说明该变压器的输出端或绝缘棒附着着杂质,提高了导电性,造成短路。

)脱盐罐超压

问题现象:

①电脱盐罐压力指示上升、超程,压控前现场表指示压力升高;

②电脱盐罐安全阀启跳。

可能原因:

①原油控制阀突然开大或停风(风关阀);

②原油大量带水,水被加热、汽化;

③原油脱后换热系统操作不当造成憋压;

④原油脱后分支控制阀因故障关闭。

处理原则:

①迅速关小原油控制阀,若室内不能动作,可现场关小手阀;

②停原油注水,开大电脱盐切水;

③检查流程,排除憋压原因;

④打开原油脱后分支控制阀。如果一级罐压力迅速上升,而二级压力未有大的变化,此时要检查二级混合阀是否关闭。

)电脱盐罐电极棒击穿

事故现象:

①该电极变压器关不上电;

②电极处漏密封绝缘油或着火;

③原油喷出或着火。

可能原因:

①电极棒质量差或用久老化,绝缘耐压能力下降而击穿;

②电脱盐经常跳闸,送电频繁而反复受冲击而击穿,或电流经常大幅度变化而击穿;③电极棒附水滴或导电杂质而击穿。

处理原则:

①迅速停电(或电工停电)、灭火;

②切出该电脱盐罐,适当切水降低罐内压力至不再向外喷原油;

③电脱盐罐退油,处理后进行检修。

电脱盐罐变压器跳闸

可能原因:

①混合强度过大,乳化严重,造成原油带水,增加了导电能力引起跳闸;

②界位假指示,实际界位已进入电场;

③原油较重,破乳困难,水脱不出来;

④电器故障;

⑤原油中重金属含量高,导电率上升。

处理原则:

①首先现场检查界位是否正确。

②如果界位降下来后,依然投不上。检查乳化层的厚度,可以继续降低界位直至乳化层切出。

③如果原油降量后或更换原油品种后,变压器仍投不上,说明电器出现故障。电脱盐罐退油,处理后进行检修。

七、电脱盐单元的开停工

(一)电脱盐的开工

在封人孔前应首先确定电气设备的状态是否良好,因为绝缘棒、电极板都安装在设备内

部。

电气试验

①车间派人进罐检查,保证所有工具、破布、木板等杂物全部拿出罐外。

②电工进入脱盐罐对内部电器设备进行检查,确认没有问题后交付给车间。

③安排人员在脱盐罐周围站岗,以免闲杂人员误入有电危险区域。

④进行脱盐罐空载送电试验,电工控制柜送电。操作人员与现场人员保持联系,自依次打开各变压器开关。

⑤现场人员联合电工进行观察:送电瞬间是否罐内打火,变压器声音是否正常。内操记录每个变压器电流、电压的变化情况。

验收标准:

送电瞬间罐内没有出现打火现象(短路);

变压器送电后声音应该很轻微;

各变压器输出电压和设定档位基本一致,电流很小,应在

后进罐重新检查。

工艺、设备检查

①检查人孔、法兰是否紧好;

②压力表、温度计是否齐全;

③自控仪表是否投用;

④安全阀是否投用;

⑤管线进行试压;

破乳剂配好待用。

在电脱盐开工的试压过程、停工的蒸罐过程中,要严禁蒸汽长时间地加热脱盐罐。这是因为极板间的绝缘棒的材质一般是聚四氟乙烯,它不能长时间耐

投运

电脱盐单元投用的时间有的装置是在常减压开正常以后再开电脱盐,也有的装置是开工过程中途投用电脱盐,还有的装置是开工时即带着电脱盐打循环,笔者认为在开工中途投用电脱盐最好,因为这样可以尽快地利用电脱盐进行脱水脱盐,缓冲原油带水对蒸馏单元的冲击。但是,如果引原油时即投用电脱盐,这样原油没有经过加热直接进入脱盐罐,很容易形成乳化层,造成界位难以建立,脱后原油带水较多,会波及蒸馏单元的平稳操作。

①引油流程打好,原则是一级罐入口阀门关闭,出口打开;二级入口阀门打开,出口阀门关闭,使用副线进行原油循环。注水阀门、脱水阀门关闭;反冲洗阀门关闭;混合阀手动全开;退油线加好盲板;安全阀投用。℃以上的高温。以下。如果各项指标正常,停电、拉闸、开始封人孔。如果有某项指标不符合,则应断电

℃以上时,缓慢打开原油进一级罐阀

,副线不动。由于原油被分流,要注意控制好三塔底液位。

③打开脱盐罐放空线。同时将破乳剂注到原油泵入口线。

④密切注意脱盐罐顶压力。可以根据放空线的声音和是否冒出原油来判断罐内是否装满。

⑤待两罐装满后,关闭放空阀和一级入口阀。静置

,让界位稳定。

送电。由于刚开工,不好确定脱盐效果,可将电压档位定在中间档。②在原油的开路循环过程中,当原油温度升至

打开一级入口,二级出口阀门,慢慢关闭电脱盐副线阀,正式并入系统。

,投界位控制阀。时,投注水控制阀,注水量控制在原油量的待温度升至

现场通过看样口检查界位的正确性。也可等到此时,再送电。

联系化验分析原油含盐量、含水量,根据工艺卡片和化验数据进行调整。

(二)电脱盐的停工

(降温

降温目的:一是防止退油泵因水汽化抽空,二是避免油品罐因油温过热造成水汽化出现冒罐事故。

降温方法:

①打开电脱盐副线,关闭电脱盐出入口阀门,静置降温。这种方法的缺点是降温速度非常慢。

②脱前原油换热器热油端走副线,这样原油相当于不再换热

降温同时停止破乳剂的注入,变压器断电,停止注水。

)提前将退油线盲板拆除,扫通退油线。

降温完毕,打开副线阀,关闭出入口阀门,将电脱盐罐甩掉。

)改好退油流程。切除罐内界位。

开启退油泵。要注意泵出口压力,避免抽空。还要注意罐内压力,当罐内压力回零时可以向罐内充加蒸汽,避免泵抽空。

经常从看样口检查罐内还剩多少油。

待原油真正抽干后,停止蒸汽,打开放空。向罐内冲水以洗涤罐内存油,再开泵抽走。给汽扫通退油线。

再向罐内冲水,攒起一定的液位(不要过高),同时打开蒸汽,开始煮罐。注意罐内温度不能长时间超过

)煮罐

)打开人孔通风。。中间至少将水置换次。降温速度很快。可以根据电脱盐罐的容积估算置换成低温原油的时间,以确定停工时间(推荐)。后,停止蒸汽,打开罐底直排,将脏水放掉。


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