原油脫水處理工藝優(yōu)化策略探究

劉鑫

摘要：原油集輸即是指油田原油的收集與處理以及運(yùn)輸，原油中含有大量水以及溶解或懸浮于水中的泥沙類(lèi)機(jī)械雜質(zhì)與鹽等，這些物質(zhì)的存在提高了原油集輸與煉制的難度，不僅使原油液流體積流量增大，而且也使得設(shè)備與管路的有效利用率大大降低。因此，在原油集輸前就必須凈化處理原油中的水及雜質(zhì)等，為原油集輸創(chuàng)造更好的條件，也就是說(shuō)，脫水處理是提高原油集輸效率的必要措施。此項(xiàng)技術(shù)是利用各種生產(chǎn)設(shè)備處理原油，將所有的游離水以及乳化水分離開(kāi)來(lái)，以達(dá)到油水分離的目的。通常情況下，原油脫水過(guò)程中，一般使用加熱爐將原油加熱到一定溫度后實(shí)現(xiàn)油水分離，這種工藝的缺陷在于受到環(huán)境影響比較大，存在較大的安全隱患，并且實(shí)施過(guò)程中消耗的能源較大，還會(huì)出現(xiàn)比較嚴(yán)重的結(jié)垢現(xiàn)象。因此，從根本上改造此項(xiàng)技術(shù)具有非常深遠(yuǎn)的意義。

關(guān)鍵詞：集輸系統(tǒng)；脫水技術(shù)；安全隱患；優(yōu)化措施

原油脫水處理在原油集輸方面發(fā)揮著很大作用，為有效提高原油集輸系統(tǒng)的運(yùn)行效率，對(duì)原油脫水處理工藝的研究是相當(dāng)必要而有意義的，尤其是在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上對(duì)脫水工藝進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，這是值得原油集輸系統(tǒng)研究領(lǐng)域深入分析和探討的課題，為提高原油集輸效率提供有力可靠的基礎(chǔ)保障。

1 脫水處理工藝的基本原理

原油脫水過(guò)程中，主要工作原理是將破乳劑首先與原油混合在一起，此時(shí)會(huì)發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，水與原油之間存在的接觸膜會(huì)被損壞，接觸膜中的水分就會(huì)釋放出來(lái)，而由于水的密度要大于原油的密度，所以水處于原油的上方，就可以進(jìn)行水分的抽離。傳統(tǒng)的脫水技術(shù)，脫水過(guò)程中使用加熱爐將油水混合物進(jìn)行加熱，水分受熱隨之蒸發(fā)，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)油水分離的目標(biāo)。因?yàn)樵诖隧?xiàng)工藝過(guò)程中，加熱爐要使用大量的能源進(jìn)行加熱，而原油屬于易燃物，所以存在較大的安全隱患，并且在完成脫水處理之后，原油底部會(huì)出現(xiàn)較大的沉淀物，從而產(chǎn)生結(jié)垢現(xiàn)象，使得整個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)停滯的情況。由此可見(jiàn)，要想從根本上提高原油脫水處理工藝水平且確保安全性，就要盡可能地降低油水分離時(shí)的溫度，盡量在溫度不高時(shí)完成油水分離工作。因?yàn)橛退蛛x工作中會(huì)受到較多方面的因素影響，其不僅與原油的實(shí)際性質(zhì)有關(guān)系，同時(shí)還與處理過(guò)程中的技術(shù)水平有關(guān)系，例如破乳劑的質(zhì)量水平、投入量、設(shè)置時(shí)間以及沉降時(shí)間。

2 原油脫水處理工藝的優(yōu)化措施

溫度較低時(shí)進(jìn)行油水分離工作，即在不加熱或者微加熱的時(shí)候完成脫水目的，此項(xiàng)工藝最大的優(yōu)點(diǎn)是能夠有效節(jié)約能源，其具體的優(yōu)化方法為破乳劑的正確選擇與使用。凡是我國(guó)生產(chǎn)規(guī)模比較大的油田，都實(shí)現(xiàn)了脫水工藝水平的提高，而選擇最佳的破乳劑是最基礎(chǔ)的要求。原油脫水過(guò)程中必須使溫度達(dá)到一定的要求，這樣才能保證脫水效果達(dá)到最佳，如果溫度不達(dá)標(biāo)的話，原油脫水完成后是不能夠進(jìn)行集輸?shù)摹?/p>

2.1乳化油的油水反相點(diǎn)試驗(yàn)

含水稠油的油水反相點(diǎn)很大程度上影響著集輸管線壓降，低含水量的乳化油油包水體系在向含水量超過(guò)極限值的水包油體系轉(zhuǎn)變時(shí)的含水量即為乳化反相點(diǎn)，過(guò)反相點(diǎn)的乳化油粘度大大降低，減小了原油集輸系統(tǒng)的運(yùn)行壓力，這就是此項(xiàng)試驗(yàn)的必要性。要配制乳化油，首先要以油樣混合油的質(zhì)量比稱取水量和原油量，并在SOC恒溫下持續(xù)預(yù)熱30分鐘，然后將其放入高速混調(diào)器均勻攪拌，完成乳化油的配制。而用配制好的乳化油進(jìn)行試驗(yàn)，則發(fā)現(xiàn)該區(qū)塊含水稠油的粘度在含水率增高時(shí)隨之增大，并在含水率為76%時(shí)達(dá)到最大粘度，而乳化油在含水率超過(guò)76%時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)橛退泊骟w系，原油粘度降低而水則為連續(xù)相，也就是說(shuō)，該區(qū)塊稠油的含水反相點(diǎn)為76%。

2.2破乳劑的合理選擇及應(yīng)用

破乳劑類(lèi)型比較多，選擇最佳的破乳劑時(shí)需要從以下幾個(gè)方面入手：①使用在低溫環(huán)境下的破乳劑進(jìn)行脫水處理也能達(dá)到非常好的脫水效果。②適用于發(fā)生質(zhì)變后的脫水處理中，原油的性質(zhì)發(fā)生了根本性的變化，破乳劑必須要與發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)之后的原油狀態(tài)相適合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)脫水的目標(biāo)。使用破乳劑在進(jìn)行脫水過(guò)程中，因?yàn)槠湫再|(zhì)較為特殊，所以存在一些比較明顯的缺陷，其主要表現(xiàn)在脫水完成后的幾個(gè)小時(shí)才能體現(xiàn)出來(lái)，其有一定的滯后性，這是今后工藝改革的主要方向。

在使用破乳劑進(jìn)行原油脫水過(guò)程中，需要根據(jù)當(dāng)時(shí)的生產(chǎn)環(huán)境以及原油性質(zhì)制定最佳的脫水管理辦法，同時(shí)切實(shí)履行各項(xiàng)措施，實(shí)施人員應(yīng)該嚴(yán)格按照制定的方案使用破乳劑，在關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)重點(diǎn)處理，合理控制藥品的濃度與時(shí)機(jī)，比如使用端點(diǎn)加藥的方式，其能夠大大降低生產(chǎn)過(guò)程成本，同時(shí)還能夠提高工作效率，而最終原油質(zhì)量也能夠達(dá)到要求。

2.3單獨(dú)處理落地原油

單獨(dú)處理原油落地是所有油田必須要面對(duì)的一項(xiàng)重要工作，也是最易出現(xiàn)問(wèn)題的環(huán)節(jié)，油田管理人員必須要引起足夠的重視。原油開(kāi)采出來(lái)之后一般都是露天存放，所以比較容易受到大氣環(huán)境的污染，比如大量的泥沙或者一些較難分離出去的雜質(zhì)，而因?yàn)樵驮诼涞刂笕榛潭纫脖容^高，在實(shí)現(xiàn)脫水時(shí)存在比較高的難度。目前使用最廣泛的處理方法是直接處理，這種方法存在許多缺點(diǎn)，比如耗費(fèi)大量的人力、財(cái)力，對(duì)于脫水設(shè)備造成的損耗比較大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)較大規(guī)模的系統(tǒng)癱瘓，而低溫環(huán)境下還不能進(jìn)行修復(fù)。因此，要想在常溫環(huán)境下實(shí)現(xiàn)原有脫水，就必須從根本上解決落地原油存在的這些缺陷。

單獨(dú)處理落地原油是目前使用較為廣泛的方法，首先將所有原油使用容器收集起來(lái)，放在通風(fēng)處?kù)o置，完成初級(jí)沉降，然后再對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)募訜崽幚?。如果底部排水達(dá)到一定要求之后，再將其倒入到儲(chǔ)存罐中，與正常的原油充分混合，然后同時(shí)進(jìn)行脫水處理，這種方法最大的優(yōu)勢(shì)在于能夠快速完成脫水工作，并且避免損壞脫水系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)低溫脫水效果。

2.4 優(yōu)化脫水處理的流程

提高脫水工藝水平最直接的方式是提高工藝流程積水水平，其中優(yōu)化個(gè)流程的環(huán)節(jié)最為重要，主要從以下幾個(gè)方面入手：（1）優(yōu)化與分離脫水過(guò)程重要的是在進(jìn)行油水分離過(guò)程中，因此在本油田聯(lián)合站中可以進(jìn)行原油的輸送，同時(shí)進(jìn)行油水分離工作，且兩項(xiàng)工作可以獨(dú)立完成，所以其具備初步脫水處理的條件。（2）對(duì)于出現(xiàn)的不合理或者不科學(xué)的過(guò)程進(jìn)行改造，三相分離器是目前應(yīng)用最廣泛、性能最好的脫水設(shè)施。其主要優(yōu)勢(shì)在于在設(shè)備中加入適當(dāng)?shù)钠迫閯?，然后設(shè)備會(huì)自動(dòng)選擇最佳的處理溫度、最佳的破乳劑濃度以及最佳的沉降時(shí)間等等，徹底將原油中存在的油、氣、水分離開(kāi)來(lái)，然后將合格的原油輸送到儲(chǔ)存罐中，達(dá)標(biāo)后將原油輸送出去。（3）優(yōu)化流程的方式較多，但是應(yīng)用最廣泛的是再次嘉文沉降法以及電脫水法，因?yàn)檫@兩種成本比較低，且效果非常好。

3 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

石油在我國(guó)生產(chǎn)生活中占有非常重要的地位，在我國(guó)能源使用中所占比例非常大，且日常使用量也非常大。采油廠由來(lái)已久，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期發(fā)展，其各項(xiàng)生產(chǎn)以及運(yùn)輸技術(shù)已經(jīng)比較成熟，特別是作為主要技術(shù)組成部分的原油脫水技術(shù)。因?yàn)槠鋾?huì)直接影響原油的整個(gè)集輸系統(tǒng)，因?yàn)榇隧?xiàng)技術(shù)操作基礎(chǔ)比較低、節(jié)能極佳，能夠大大提高原油的利用率，進(jìn)而提升原油整個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，提高開(kāi)采效率。所以，提高此項(xiàng)技術(shù)的工藝水平和技術(shù)特點(diǎn)對(duì)于石油工業(yè)的發(fā)展具有非常深遠(yuǎn)的意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 鄭民君，趙幫穩(wěn)，陳新河，杜中科，閆二輪. 原油集輸脫水處理工藝的優(yōu)化[J].云南化工，2018（02）.

（作者單位：遼河油田曙光采油廠）