电脱盐工艺技术改造运行总结

炼　油　设　计

2002年7月　　　　　　　　　　　PETRO LE UM REFI NERY E NGI NEERI NG 　　　　　　　　　　　第32卷第7期

电脱盐工艺技术改造运行总结

李国梁　耿尉民　连喜增　万　辉

中国石化股份有限公司济南分公司(山东省济南市250101)

　　摘要:中国石化股份有限公司济南分公司南常减压装置2001年防腐改造中首次采用了国产高速电脱盐设备, 对电脱盐工艺进行了改造, 通过近1年的生产运行, 不断进行摸索调整, 适应了加工多品种原油的需要, 取得了较好的脱盐效果, 脱后原油含盐降到0. 62mg/L , 脱盐污水油含量降至50μg/g , 为后续加工装置降低能耗、减轻设备腐蚀、安全平稳生产创造了条件。

主题词:原油　电脱盐　国产的　改造　

近年来, 随着原油重质化、劣质化, 以及品种多、性质变化大, 脱盐效果及装置的腐蚀问题受到了各炼油厂的普遍重视。济南分公司南常减压装置于2001年3月进行了改造, 并在国内首次采用国产高速交直流电脱盐设备, 与原两级脱盐罐构成串联流程, 以期达到下列目的:①在不增大电脱盐容器体积的情况下实现原油加工能力的提高; ②脱后原油盐含量满足工艺指标要求; ③降低改造投资费用, 加强新设备、新技术的应用。1　原油种类与脱盐指标要求1. 1　原油加工量

频导纳式油水界面仪及双法兰差压变送器。该设

备有以下特点:①处理能力比传统电脱盐设备提高1. 8～2. 0倍; ②排出的污水含油较少; ③能大幅度降低电耗。2. 2　改造后工艺流程

新增加的高速交直流电脱盐罐作为一级, 其罐体尺寸为

装置改造按加工3. 5Mt/a 的临商和阿曼原油(1∶1) 设计, 改造后由于进口原油量不足, 又掺炼了部分胜利油(掺炼比为15%～30%) 。设计原油与实际加工原油性质存在较大差异(见表1) 。

系统投用后, 脱盐污水油含量较改造前大大减少, 对原油性质变化的适应能力也比较强。但由于胜利油极易乳化, 电脱盐罐的脱盐效果未达到设计值要求。此外, 电脱盐效果还受到掺炼胜利油比例变化的影响。自掺炼胜利原油以来, 脱后原油的盐含量最高为13. 68mg/L , 波动范围较大, 随着胜利油掺炼比例的增大, 电脱盐效果变差, 这成为困扰生产运行的一个难题。为此, 及时

　　收稿日期:2002-02-06。

作者简介:李国梁, 高级工程师,1984年毕业于石油大学(华东) , 现任中国石化股份有限公司济南分公司经理。

设计原油加工能力为3. 5Mt/a , 并为5Mt/a 加工能力做了预留, 目前实际加工量在2. 5～3Mt/a 。

1. 2　脱盐指标要求

脱后原油含盐量不大于3mg/L , 脱后原油水含量不大于0. 2%。脱盐污水油含量不大于200mg/L 。

2　设计改造方案和工艺流程2. 1　基本技术状况

此次改造引进了江苏三星化工有限公司长江

(扬中) 电脱盐设备公司的高速交直流电脱盐设备。内部四层电极板, 形成三个强电场和一个弱电场区域, 电极板间距分别为250mm ,250mm 和190mm , 原油入口采用新型双圆盘型分布器, 原

油向四周水平喷射进入强电场, 界面控制采用射

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对工艺流程进行了改造, 重点研究和完善了原油脱盐的工艺条件:油水混合强度、脱盐压力、破乳剂类型及注入量、界面、注水量及水质等, 为高速

电脱盐创造适宜的工作条件, 并总结出了加工混

合原油的脱盐措施。

表1　设计原油与实际加工原油的基本性质

项　目

品种

比例

) /kg ・密度(20℃m -3

凝点/℃

设计原油临商和阿曼50∶50

875. 0714. 637. 094. [1**********]. 3265(电导法)

8137. 50

实际加工原油时间

　2001-02(改造前) 　　2002-01(改造后) 　　2002-04(改造后) 　临商和阿曼86∶14

893. 12436. 9618. 225. [1**********]. 3562(电导法)

11519. 38

临商、胜利、阿曼

57∶29∶14

890. 21212. 47. 324. [1**********]. 80156(电量法)

7836. 25

临商、胜利、阿曼

80∶10∶10

900. 53438. 2218. 876. [1**********]. 5120. 4(电量法)

5018. 75

运动粘度/mm 2・s -1

　50℃　70℃残炭, %硫含量/μg ・g -1氮含量/μg ・g -1酸值/(mgK OH ) ・g -1盐含量/(mgNaCl ) ・L -1初馏点/℃300℃馏出量, %

3　采取的措施3. 1　流程改造

鉴于装置一直处于低负荷运转状态, 为提高脱盐效果, 将原电脱盐罐Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ改造成三级串联工艺流程, 即电脱盐罐Ⅰ, Ⅱ由并联改为串联, 其具体流程如图1。为确保正常生产, 制定了两个电脱盐罐“分别停运、单独处理”的实施方案, 于2002年1月底成功改造完毕, 投用正常

。

图1　电脱盐罐改造示意

粗实线为改造后的工艺流程

3. 2　混合强度控制

三个电脱盐罐混合元件均为静态混合器加偏转球形混合阀, 通过调节混合阀的压差获得不同

的混合强度, 以改善电脱盐效果。鉴于电脱盐脱盐污水不带油、脱后油含水合格而脱盐合格率低

的情况, 对混合差压进行调整, 大胆提高原油与

水、破乳剂的混合强度, 充分洗涤原油中的盐。经过反复调整摸索,2002年3月4日将罐Ⅰ, Ⅱ的差压均由开工初期的0. 05MPa 逐渐提至0. 15MPa , 罐Ⅲ差压由0. 025MPa 逐渐提至0. 095MPa 。脱盐及脱水情况有明显好转, 由此确定了最佳混合差压值:罐Ⅰ0. 15MPa ; 罐Ⅱ0. 15MPa ; 罐Ⅲ0. 095MPa 。3. 3　脱盐压力

开工后, 用脱前原油手控阀控制原油量, 脱后原油手控阀放开, 保证了生产安全平稳, 罐Ⅲ压力在0. 55MPa 左右, 电脱盐温度为125～135℃。但从日常分析数据判断, 当脱盐温度达到135℃以上时, 脱后含盐及含水超标。根据罐Ⅲ油水快速分离的特性,2002年1月30日通过脱后三路控制阀将电脱盐操作压力憋至0. 9MPa 以上, 脱盐效果进一步好转, 尤以一级脱盐率上升最为明显。3. 4　破乳剂类型及注入点

选用水溶性破乳剂, 注入点有三处:①破乳剂经稀释后在混合阀前注入; ②破乳剂经稀释后通过水抽子进原油注水管道; ③破乳剂直接在原油进装置流量计处注入。针对以上注入方式分别试验, 考察其对脱盐效果的影响, 发现注入方式②均匀且稳定, 最有利于脱盐。

在注入方式②的基础上, 打入稀释后的脱钙剂, 起到进一步降低脱盐电流的效果, 破乳剂和脱

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钙剂的注入量通常为25μg/g 和20μg/g , 根据原油性质和生产情况可灵活调节注入量。3. 5　界面控制

罐Ⅲ采用了射频导纳式油水界面仪及双法兰差压变送器共同进行油水界面的控制, 罐Ⅰ, Ⅱ界面控制仍采用原射频导纳界面仪。根据差压变送器测量较为灵敏的特点, 可及时对原油性质的变化作出反应, 及时迅速调整, 优化操作。根据经验, 操作中, 控制最低看窗清水, 中间看窗见油。罐Ⅰ, Ⅱ界位在40%左右, 罐Ⅲ界位在35%左右比较合适。3. 6　注水方式及水质

装置设计电脱盐注水为软化水单注流程。通过注软化水和净化污水与软化水混用的对比试验, 注水使用软化水或混合水对电脱盐效果影响不大, 对电脱盐排水油含量影响也不大。3. 7　增加脱水后处理措施

电脱盐罐脱盐污水经与注水换热冷却至80℃左右, 全部进装置外地下井, 送往处理厂。在

01-0501-0702-0102-0202-0302-0402-05

装置总外排污水中, 其比例占到90%以上。所

以, 控制及降低脱盐污水油含量对清洁生产具有十分重要的意义。为此, 改造期间, 又增加了油水分离回收措施:增加一台水冷却器、一台密闭罐。即脱盐污水经水冷器冷却至60℃以下进入密闭罐进行油水分离, 分离出的污油间断经泵送至初馏塔回炼, 污水进污水处理厂, 气相并入初馏塔及常压塔的顶瓦斯线压缩机入口加收轻烃。此系统的投用更好的降低了脱盐污水中的油含量, 同时减少了易挥发组分对大气的污染。此措施适宜于在电脱盐罐发生乳化、切水污油量较大时投用。4　运行效果4. 1　脱　盐

应用高速电脱盐后, 工艺流程的改造和操作参数的调整与脱盐效果的关系见表2、表3(取2001年6月至2002年5月化验室日常分析全部

数据的平均值) 。

表2　电脱盐操作参数及分析数据

加工量/

-1

[***********]3277608403

0. 050. 070. 0940. 0940. 150. 150. 15

压差/MPa

　罐Ⅰ　　罐Ⅱ　　罐Ⅲ　

0. 0220. 0500. 0940. 0940. 150. 150. 15

0. 0250. 0600. 0850. 0850. 0950. 0950. 095

压力/

MPa 0. 550. 550. 950. 950. 950. 950. 95流程一级脱盐

走向率, %Ⅲ→Ⅰ, ⅡⅢ→Ⅰ, ⅡⅢ→Ⅰ, Ⅱ56. 2Ⅲ→Ⅰ→Ⅱ68. 7Ⅲ→Ⅰ→Ⅱ67. 3Ⅲ→Ⅰ→Ⅱ62. 5Ⅲ→Ⅰ→Ⅱ56. 4

总脱盐率, %含水合格脱盐合格污水油含率, %率, %量/mg ・L -1

190190

83. 687. 487. 289. 983. 3

989810098. 9100

4. 32780. 692. 5100

[1**********]0

　　注:由于原油含盐分析方法在2001年12月之前一直沿用电导法, 后改为电量法, 故对2001年12月之前的分析数据未做统计。

表3　原油中的盐含量对比

项　目脱前

脱后

2001-12

2002-01

2002-02

2002-03

2002-04

mg/L

2002-05

平均值　范围　平均值　范围　平均值　范围　平均值　范围　平均值　范围　平均值　范围　55. 446. 0～16740. 7112. 2～10740. 887. 17～132. 531. 116. 99～101. 025. 55. 18～56. 9922. 88. 2～54. 5513. 684. 0～20. 3513. 551. 72～393. 980. 72～15. 12. 710. 62～12. 752. 21. 0～6. 492. 54. 0～2. 99

　　由表2、表3可以看出:①通过技术改造, 调整操作参数后, 脱盐率及脱盐合格率逐步提高, 2002年4月后能够较好的满足工艺指标要求, 一

比较理想的效果。4. 2　对后序装置的影响4. 2. 1　对直馏汽油氮含量的影响

级脱盐率明显提高, 均能达到总脱盐率的70%以上, 证明了高速电脱盐罐有良好的脱盐性能; ②电脱盐外污水含油指标全部达到了工艺标准要求。污水处理厂回收的污油量比去年同期有了大幅度的下降。说明高速电脱盐罐原油从油相进入后, 不引起水层扰动, 水层静止时间延长, 排水达到了

电脱盐效果好坏, 对直馏汽油氮含量有直接影响, 随着电脱盐效果的提高, 汽油氮含量下降, 确保了重整装置的运行平稳。4. 2. 2　对催化裂化原料的影响

催化裂化装置的原料自2001年12月钠含量随电脱盐状况的好转呈持续下降趋势。并且由于

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脱后含盐高造成的催化裂化分馏塔塔盘结盐问题也得到了缓解。5　结束语脱盐合格率满足工艺指标要求。脱盐污水油含量

在50μg/g 以下, 直馏汽油氮含量由开工时的5. 25μg/g 下降到2μg/g 以下, 催化裂化原料钠离子含量由最高时的11μg/g 下降到1μg/g 左右, 为后序加工装置降低能耗, 减轻设备腐蚀, 安全、平稳生产提供了保障。

(编辑　苏德中)

电脱盐工艺经过上述调整及改造, 取得了非常明显的进步, 脱后含盐最低降到0. 62mg/L , 电

OPERATING SUMMAR Y ON E L ECTRIC DESAL TING

PROCESS REVAMPING

Li G uoliang , G en Weimin , Lian X izeng , Wan Hui

Jinan Company , China Petrochemical Corporation (Jinan , Shandong 250101)

Abstract Domestic high speed electric desalting equipment was first adopted in the anti 2corrosion revam ping of atm ospheric and vacuum distillation unit in 2001in Jinan C om pany and the electric desalting process has been re 2vam ped. Through the research and adjustments during one year operating , the unit has met the requirement of pro 2cessing various kinds of crude , g ood desalting effect has been obtained. Salt content in desalted crude has been de 2

μcreased to 0. 62mg/L and oil content in desalter brine has been decreased to 50g/g.

K eyw ords crude , electric desalting , domestic , revam ping

美国催化剂年会反映的催化剂新技术

　　2002年6月3～4日在美国宾夕法尼亚州S pring H ouse 举行的第6届催化剂年会(CatC on2002) 上, 交流了几种催化剂新技术。

S tone 2Webster 公司发布了一项低温反应技术“, 催化

G T L 费托合成使用改进了的钴催化剂取代铁催化剂。G T L 正在引起新的兴趣, 以解决州政府对天然气火炬排放

愈益严格的限制, 并把扔掉的天然气变成财富。这项催化剂技术可促进设计大厂, 提高经济效益。

(史瑞生　供稿)

裂化FCC 催化裂解制C 2和C 3”。在催化裂化过程基础上, 开发了专门设计的双沸石催化剂, 从重质石蜡基原油增产高价值的丙烯。中国缺乏天然气和液化石油气原料, 特别适于采用此技术。

Hypeion 催化剂国际公司阐述了纳米技术的新发展,

捷克炼油厂新建重油催化裂化装置投产

　　捷克共和国K ralupy 炼油厂新建的重油催化裂化装置于6月初投产。产品分布、油浆质量、催化剂消耗等全部达到了保证指标。该厂原油加工能力3. 40Mt/a 。重油催化裂化加工能力1. 40Mt/a , 采用UOP 公司的Optimix 进料分配系统、VSS 提升管分离器、高效汽提段和UOP 再生器技术———高效烧焦罐和取热器。

(史瑞生　供稿)

用作催化剂材料。这类材料作固定床反应器的催化剂载体, 对金属的承载更强, 减少了贵金属的消耗, 可降低操作费用。

南非Sas ol 公司介绍了其技术研发情况。低硫原料