控制原油电脱盐装置排水中FeS含量技术研究

2007年1O月炼油技术与工程PETROLEUMREFINERYENGINEERING第37卷第1O期控制原油电脱盐装置排水中FeS含量技术研究娄世松，顾平范洪波。曹云风1．辽宁石油化工大学(辽宁省抚顺市113001)2．北京科技大学(北京市100083)3．洛阳新普石化设备开发有限公司(河南省洛阳市471003)摘要：为解决油田和炼油厂的电脱水／脱盐器排水中出现的颗粒状FeS问题，研制了复合型破乳剂，在破乳剂用量10t~s／g，电场强度800V／cm，温度120℃，注水量5％条件下，排水中FeS降低了99％以上，排水含油降低了60％。同时单级原油脱后盐浓度小于3ms／L的技术指标，电耗0．05kW·h／t，排水油质量分数20g／g。关键词：炼油厂电脱盐FeS复合型破乳剂近年来一些油田联合站的电脱水器放水中出现黑水，取样观察发现：有一层黑色颗粒状物质，悬浮在原油和水相之间，原油和水中也有，这种黑色颗粒状物质中含有大量FeS，细微的FeS粉末稳定了油水过渡层，采出液中的各种化学品也增强了油水过渡层的稳定性J。由于油田外输原油中含有大量FeS，在炼油厂电脱盐中也存在类似问题，造成电脱水器电场不稳，电流偏高，尤其是给炼油厂含油污水的处理造成了极大的困难。根据胶态颗粒稳定的乳状液的化学破乳原理，采用使胶态颗粒变为亲油性而使其转到油相的方法，来降低电脱盐／脱水器排水中FeS颗粒含量，同时也防止油水过渡层的生成，从而解决电脱盐／脱水器脱出的大量FeS颗粒，给含油污水处理带来困难的问题。1试验设备及原理1．1试验设备交直流高压电源(6—12kV)和高压脉冲电源(0—1MHz)；根据电脱盐原理设计制造的进行温度、电场强度、破乳剂、注水量等工艺条件试验的静态试验装置；Zeta电位测定仪。1．2试验原理和方法根据胶态颗粒稳定的乳状液的化学破乳原理，在聚醚型非离子破乳剂中加入破坏胶体稳定的纳米净水剂制成复合型破乳剂，在一定条件下对原油电脱盐装置排水中FeS颗粒含量进行考察。1．2．1破胶剂静态试验方法取原油50mL注入100mL具塞量筒中，加水10mL，加破胶剂‘(质量分数1％)0．15mL，将量筒置于50℃恒温水浴中，使油水充分混合，然后静置量筒，观察脱水情况，比较破胶剂对排水中FeS颗粒含量的影响。1．2．2脱盐工艺条件试验方法取原油50mL，加入适量的破乳剂、水，升温至需要的温度，然后混合，加电场，达到一定的停留时间后，取脱后含水测水中FeS颗粒含量，测取脱后原油，分析含水量、含盐量。2结果与讨论2．1电脱盐排水分析某炼油厂3．5Mt／a电脱盐装置在每周一次的反冲洗前后，排水均为黑色，经分析在现场取出的黑色含油污水中按4：1的比例加入浓盐酸后，很快释放出类似Hs气味的气体，水色也随之变成透明的淡黄色，这表明含油污水中的黑色物质是FeS颗粒，分析结果见表1。收稿日期：2007—05—14；修改稿收到日期：2007—08—08。作者简介：娄世松，研究员，博士后，长期从事石油化工腐蚀与防护技术研究。E—mail：bjlss1964@163．corn维普资讯http://www.cqvip.com第10期娄世松等．控制原油电脱盐装置排水中FeS含量技术研究一23一表1排水中FeS含量Table1FeScontentindischargewaterg／g．．塑一童喜邕要立-三．．0l2黔塑坚．一-一．_塑墨苎曼—塑．从表1可以看出，该电脱盐装置排水FeS含量持续较高，尤其是反冲洗前后最高。含油污水多为黑色不透明状，其油含量测定值并不高，说明污水中黑色物质既不溶于水也不溶于油。测定仪测定反冲洗后第一天的黑色含油污水中悬浮颗粒在40℃下的Zeta电位，测试结果为一13．1mV。用激光粒度分析仪测定悬浮FeS颗粒的粒径分布，其粒径分布主要在0．4—40m，有小于0．4m的颗粒，平均粒径为8．24m。2．2破胶剂的选择反冲洗后第一天的FeS质量分数为325Ixg／g，悬浮颗粒在40℃下的Zeta电位为一13．1mV，说明FeS颗粒带负电，加入相反电荷物质可以破坏胶体的稳定。取反冲洗后第一天的黑色含油污水，选取几种常用的聚合铝、聚合铁、硫酸铝和纳米净水剂作为破胶剂进行试验，结果见表2。表2破胶剂试验情况Table2Testresultsofdiferentcolloidalbreaker毽融裁繇台瓷钦：碡穗鼹|i镪潦球锵宅，雌t、|谶IFeS201840嗡捧霞|由表2可以看出，纳米净水剂可以将FeS颗粒有效分离。这种无机高分子絮凝剂中的最有效成分是一种被称为Al的羟基铝聚合态，其组成较复杂，以具有纳米尺寸的A1，O(OH)(碱化度60％～80％)的形态絮凝效果最好，而纳米净水剂含A1，0(OH)等成分，能与水体中的Fes悬浮物和胶体等迅速发生吸附架桥、卷扫及夹杂