常减压装置电脱盐单元切水异常原因分析

孙艳

（中国石油乌鲁木齐石化公司研究院，新疆乌鲁木齐830019）

近几年来，受国际油价下跌影响，油田为增加效益，采用各种办法增效，加入各类助剂提高原油采收率，原油品质较以往相比发生了较大变化。原油性质变差给下游炼厂生产装置提出诸多挑战性难题［1-2］，包括原油乳化严重、破乳困难、脱盐罐电流居高不下、脱后含盐合格率低等问题。

某公司第3套常减压装置主要加工管输混合原油，近年来电脱盐单元间歇性出现切水异常的问题，近期出现频次增加，表现为电脱盐切水带油，水中有大量黑色悬浮物，COD明显偏高，严重冲击下游供排水厂污水处理装置正常运行。

1 问题现状

近期原油原油性质波动较大，原油含水经常超标，含水最高达6%。常压电脱盐单元效率下降，脱后含盐不合格，电脱盐切水中含有大量黑色悬浮物，因电脱盐单元严重乳化，脱后原油大量带水，装置被迫降加工量处理。更为突出的是下游污水处理装置受到严重冲击，电化学除油设施出水开始大量携带黑色污水。

2 电脱盐切水黑色悬浮物分析

为判断黑色悬浮物成分，从装置现场取样，对黑色悬浮物进行过滤，开展灼烧实验。收集第3套常减压装置加工的原油水洗杂质进行过滤、灼烧，并与油泥过滤灼烧状态对比。实验结果见表1。

表1 3种样品灼烧实验数据

根据灼烧实验结果，电脱盐切水中的黑渣基本为有机物，550℃减量均在90%以上。通过对灼烧后酸不溶物金属分析，发现第3套常减压装置电脱盐切水中金属铁含量异常超高，第3套常减压装置加工的原油的铁含量在10 mg/kg左右，因此，此种异常高的铁含量不是来自于原油，而是原油中混入的不明污油［3］。对比油泥酸不容物实验金属含量数据，钙含量，铁含量均较高，因此，原油中异常的铁含量极有可能是原油中混入了回收污油类物质。这些回收油的特点是含有少量的水，大量机械杂质，大量存活细菌及表面活性剂等，菌落周围黏附有油珠和机械杂质颗粒从而构成松散聚集体。在电脱盐单元过程中，随着破乳的进行，这些物质容易积聚在油水界面的原油或乳化液中，因密度大于原油接近于水，在流体流动过程中一经扰动容易进入水相随电脱盐切水排出。

3种样品黑色悬浮物质经过550℃、950℃灼烧后，呈土褐色，外观类似。

3 原油性质变化的影响

针对现场出现的问题，首先对原油性质变化情况进行了分析，虽然造成电脱盐切水异常的原因有多种，但原油品质恶化，极有可能是电脱盐单元切水异常的重要原因。装置在电脱盐单元乳化期间加工的原油性质见表2。

表2电脱盐切水异常期间管输混合原油性质

从1～3月份管输原油关键性质可以看出，自2月17日开始原油含水开始出现超标情况，机械杂质含量呈升高趋势，金属钙含量有升高趋势，说明原油性质发生了变化。为了找到造成管输混合原油性质变化的原因，对可能输往该公司的不同区块原油性质进行了跟踪监测，结果见表3。

表3管输原油不同区块性质

根据不同区块原油监控数据，可以看出除区块6外，其它区块原油机械杂质均超标，其中区块3超标6倍以上。区块8除机械杂质超标外，水含量、酸值、灰分、金属铁含量均异常偏高，可能是造成管输混合原油性质变化的主要原因。由于管输原油采用各种区块混输的方式，部分区块原油机械杂质超指标3～5倍以上。机械杂质中的粘土颗粒类物质［4］具有较强极性，是天然的表面活性剂，会吸附包括油田压裂液在内的各类助剂，这类助剂一般为有机大分子物质，对COD贡献较大。

4 采取的措施

4.1 加强上游原油性质管理

针对区块8原油性质明显异常，联系油田公司对区块8的原油不进入管道输送，考察下游运行效果。停输前后原油性质对比情况见表4。供排水厂污油处理单元电除油水质对比分析结果见表5。

表4区块8原油停输前后原油性质对比

表5污水处理单元电除油装置进出口水质分析对比

根据对比，停输前，管输混合原油机械杂质均较高，停输后，均检测不到机械杂质。停输后，原油灰分、残炭、氯盐含量均呈降低趋势，上游电脱盐单元来水水质好转，电除油进出口的石油类、COD均明显下降。说明区块8原油中极有可能混入了油田回收油、老化油等。此类物质的乳化作用极强，导致原油在油田企业出厂时无法达到含水指标要求，虽然油田会将此部分油与水含量低的原油混合后外输，但由于部分油水含量未达标，在装置连续生产过程中就会出现装置间歇含水超标的情况，与装置生产状况吻合。此部分原油由于富含了大量表面活性剂，装置加工时极易乳化导致切水带油等问题发生。

4.2 对电脱盐废水进行预处理，加注反向破乳剂

电脱盐切水中的黑色悬浮物主要是原油中含有的机械杂质，经过电脱盐工艺过程洗入水中，具有较强的吸附作用，会吸附油类及各类助剂，形成稳定的乳化体系。水中悬浮物多，造成油水密度差变小，油、水、粘土颗粒、药剂混合程度高，形成水包油型稳定体系［5］，粘土颗粒与油互相黏附，难以自然沉降分离。需要加入反向破乳剂破坏水中油滴的稳定状态，使之聚集并上浮，使水质澄清。

5 结束语

电脱盐切水灼烧实验表明，水中悬浮物主要为有机物，少量的机械杂质与油、水形成了稳定的乳化体系，造成电脱盐单元切水中大量浮渣类物质。原油性质变化导致了电脱盐切水异常。个别区块原油混入了回收油等杂质，导致管输原油品质降低，回收油中大量的助剂、机械杂质是导致原油乳化的根本原因。通过加强原油品质管控，对电脱盐切水添加助剂等措施，可缓解电脱盐切水不正常状况，保证下游污水处理单元正常运行。