沉降罐中影響化學(xué)破乳的因素

鄭遠(yuǎn)春 馮艷梅

摘 要：長(zhǎng)慶油田原油處理工藝，無(wú)論是破乳劑現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用“端點(diǎn)加藥、管道破乳”，還是“末端加藥、大罐破乳”兩種破乳劑投加方式，原理都是原油破乳劑對(duì)原油進(jìn)行化學(xué)作用，破壞油水界面膜的穩(wěn)定，促使油水狀態(tài)的上的分離，再利用油水密度差異與重力作用，在沉降罐內(nèi)進(jìn)行沉降處理，從而實(shí)現(xiàn)原油與水完全分離的目的。

關(guān)鍵詞：破乳劑；集輸工藝；影響因素；沉降罐

中圖分類(lèi)號(hào)：TE3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-3520（2014）-01-0194-01

前言

長(zhǎng)慶油田的原油處理工藝，目前全部為化學(xué)脫水，即使用原油破乳劑對(duì)原油進(jìn)行破乳，再利用沉降罐的重力作用與油水密度的差異進(jìn)行油水分離。目前個(gè)別聯(lián)合站由于隨著原油產(chǎn)量的不斷提高，建站初期所設(shè)計(jì)的沉降罐的容積已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)生產(chǎn)，單純的依靠沉降罐對(duì)油水分離的處理能力已經(jīng)有限，先后投入使用了三相分離器進(jìn)行部分來(lái)液的油水分離處理以減輕沉降罐的運(yùn)行負(fù)荷。本文主要對(duì)沉降罐油水分離工藝中的影響因素作以探討。

一、沉降時(shí)間的影響

實(shí)際生產(chǎn)中，為了提高油水混合物在管道輸送過(guò)程中的流動(dòng)速度，主干線增壓點(diǎn)都進(jìn)行了增壓，毛油進(jìn)入聯(lián)合站，經(jīng)緩沖罐→產(chǎn)進(jìn)換熱器→沉降罐中心配液管，進(jìn)入沉降罐底部，配液管上的微小噴淋孔上會(huì)噴射出壓力較高的液柱，很大程度上攪動(dòng)沉降罐的底部水層，甚至在水層偏低，控制不合理的工況條件下，引起油層的波動(dòng)，水滴并非能在重力重用下順利沉降。

二、溫度的影響

溫度對(duì)原油破乳有一定的好處，隨著溫度的升高，原油中所含有的瀝青質(zhì)、膠質(zhì)、石蠟等在原油中的溶解增加，使水滴易于在互相碰撞并下沉，降低了原油的粘度，使水和油的密度差增大，也有利于水滴在油相中下沉。在現(xiàn)場(chǎng)使用過(guò)程中，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)因素，也并非溫度越高越好，溫度一般控制在40-50℃為適宜，而是應(yīng)該尋找現(xiàn)場(chǎng)操作更適合的溫度進(jìn)行操作控制。

結(jié)合目前吳起作業(yè)區(qū)的原油處理的集輸工藝，特提出以下幾點(diǎn)建議，供領(lǐng)導(dǎo)及相關(guān)技術(shù)人員參考：

（一）對(duì)沉降罐水層的合理控制

結(jié)合前期站內(nèi)運(yùn)行資料，水層高度的控制與溢流口含水與乳化層有很大程度關(guān)聯(lián)，3#沉降罐油水界面的理想狀態(tài)為5.5-6.0m.

水層過(guò)低：接近配液管高度，進(jìn)液壓力大，水洗過(guò)程不徹底，沉降罐內(nèi)由于下部進(jìn)液壓力對(duì)油層的攪動(dòng)與沖擊，油水界面處于一片混沌狀態(tài)，油層原油已經(jīng)有一定程度的破乳，油水微觀狀態(tài)已經(jīng)分離，但物質(zhì)形態(tài)還處于無(wú)法分離，取出該層段油層剖面樣，蒸其含水往往很高，但靜置數(shù)十分鐘時(shí)間，水自然分出，測(cè)其含水基本為凈化油水平。

水層過(guò)高：油包水乳狀液發(fā)生破裂，水滴的絮凝和沉降時(shí)間不足，來(lái)不及在重力的作用下聚結(jié)沉降入水層，會(huì)導(dǎo)致溢流口含水上升。

（二）保證各站點(diǎn)原油外輸溫度

管道破乳工藝，實(shí)現(xiàn)油水分離，破乳劑的化學(xué)作用是在管道中完成，為了保證管道破乳的徹底，減少沉降罐的運(yùn)行負(fù)荷，就要在原油外輸中具備一定的溫度，使破乳劑具有最大的反應(yīng)活性和擴(kuò)散速度。建議各轉(zhuǎn)油站外輸溫度與沉降罐運(yùn)行溫度在40℃以上。

三、油水界面的影響

沉降罐油水界面的控制水平對(duì)溢流口含水、乳化層、脫出污水水質(zhì)量各個(gè)方面都有很大程度的關(guān)系，但現(xiàn)場(chǎng)工作人員往往忽視此關(guān)鍵問(wèn)題，而造成一些不必要的問(wèn)題。

（一）油水界面過(guò)低的影響

油水界面過(guò)低對(duì)溢流口含水及乳化層的影響，水層高低過(guò)低帶來(lái)影響：配液管高度若接近水層，進(jìn)液壓力大，水洗過(guò)程不徹底，水直接打入油層，而且下部的噴射壓力直接影響水滴的下沉，沉降罐內(nèi)部下向上的液流，自上向下的沉降，是一個(gè)動(dòng)態(tài)的平衡，打破了就出現(xiàn)波動(dòng)。過(guò)低時(shí)，沉降罐內(nèi)由于下部進(jìn)液壓力對(duì)油層的攪動(dòng)與沖擊，油水界面處于一片混沌狀態(tài)，油層原油已經(jīng)有一定程度的破乳，油水微觀狀態(tài)已經(jīng)分離，但物質(zhì)形態(tài)還處于無(wú)法分離，取出該層段油層剖面樣，蒸其含水往往很高，但靜置數(shù)十分鐘時(shí)間，水自然分出，測(cè)其含水基本為凈化油水平。

1、油水界面過(guò)低對(duì)沉降罐脫出水水質(zhì)影響。首先，油水界面過(guò)低會(huì)導(dǎo)致污水含油升高，在水洗油的過(guò)程中，污水外排也在進(jìn)行中，部分原油來(lái)不及上升到油層中去，已隨污水排出沉降罐。其次，沉降罐在多年運(yùn)行過(guò)程中，原油成分中所含的粘土質(zhì)，瀝青質(zhì)等成分隨地層開(kāi)采出原油進(jìn)入沉降罐脫水處理過(guò)程中，長(zhǎng)年累月不斷積累存留在罐底，根據(jù)原油自身物性的不同，所含成分的高低，數(shù)年后得到很大程度的積聚，嚴(yán)重者可形成數(shù)米后的“泥墊”，嚴(yán)重者已達(dá)1m多厚，用取樣器通過(guò)取樣口向沉降罐底部自由下沉發(fā)現(xiàn)無(wú)法下沉至實(shí)際罐底。

2、油水界面過(guò)高的影響。水層過(guò)高情況：最主要的是沉降時(shí)間嚴(yán)重不足，會(huì)引起溢流口含水的超標(biāo)，其次是對(duì)破乳劑浪費(fèi)，加藥濃度過(guò)大。

四、現(xiàn)場(chǎng)工況條件的影響

聯(lián)合站的工況條件，集輸工藝也往往是影響原油脫水是否平穩(wěn)的很重要因素。

（一）進(jìn)液量大小對(duì)沉降罐平穩(wěn)運(yùn)行的影響

經(jīng)過(guò)管道中化學(xué)破乳的油水混合物進(jìn)入到溢流沉降罐，要想排出游離水滴，就需要穩(wěn)定的油水層分布，一定的沉降時(shí)間.所以來(lái)液的平穩(wěn)均衡是沉降罐運(yùn)行的一個(gè)很重要的影響因素.沉降罐的運(yùn)行，卸油臺(tái)的來(lái)液量過(guò)大的波動(dòng)，污水池水進(jìn)入沉降罐的來(lái)液量或沉降罐脫水量的不平穩(wěn)，以及在倒油操作過(guò)程中倒罐泵排量的過(guò)大，都會(huì)破壞沉降罐的動(dòng)態(tài)平衡，降低沉降罐原油的沉降時(shí)間.反映就為剖面含水波動(dòng)較大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致溢流口含水嚴(yán)重超標(biāo)。

五、結(jié)論

要保證熱化學(xué)沉降脫水工藝高效運(yùn)行，原油破乳劑需要具備可靠的質(zhì)量之外，聯(lián)合站集輸系統(tǒng)的硬件條件與集輸工藝水平也是至關(guān)重要的一個(gè)方面，片面強(qiáng)調(diào)某一方面因素都是不科學(xué)的，只有把這兩個(gè)方面的諸多影響因素綜合起來(lái)，并將各個(gè)影響因素協(xié)調(diào)的控制在最佳狀態(tài)，才能確保集輸系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。

（一）原油破乳劑在聯(lián)合站應(yīng)用過(guò)程中，熱化學(xué)脫水效果如何，影響因素有沉降時(shí)間、沉降罐溫度、油水界面控制、現(xiàn)場(chǎng)具體的公況條件等，在解決問(wèn)題時(shí)要綜合衡量各方面因素。

（二）平穩(wěn)操作和嚴(yán)格管理，也是影響脫水效果的因素之一。操作的關(guān)鍵是控制四個(gè)平穩(wěn)：即藥劑投加平穩(wěn)，處理量平穩(wěn)，溫度平穩(wěn)和油水界面平穩(wěn)。