常减压规程(2)

2020-03-26 19:32

常减压、减粘联合装置工艺操作规程

1、 工艺原理 1.1 原油的预处理

从地下开采出来的原油大多含有水和无机盐,原油中含水量不一致,当向地层注水提高采油率时,原油含水量迅速上升,有时高达10%-20%,原油中含盐量变化也较大,含盐量主要受地层结构及组成的影响,有的原油含盐量高达每升几百毫克,甚至更高。

原油从油井开采出来以后,一般都在油田进行初步脱水脱盐但脱水和脱盐的结果仍不能满足加工原油时对原油含水和含盐的要求,因此,在原油加工前,还要再次进行脱水脱盐。 1.1.1 原油含水含盐的危害性

原油含水和含盐给原油运输、贮存、加工、设备腐蚀、产品质量都带来了危害。

原油含水给运输和贮存增加负荷,增大动力消耗。

原有含水影响装置的正常操作,原油中的水即使只有1%,但是随着原油在加热过程中气化,由于其分子量只有18.因此其蒸发后的体积比同样重量的油大的多,是塔的气相负荷急剧增加,造成常减压装置操作波动,影响产品质量,严重时会造成塔内超压甚至发生冲塔事故。 水的汽化同时也造成系统的压力降增大,原油泵出口压力上升,增加了动力消耗,而且水的汽化潜热较大(2256.7NJ/t),原油换热过程中大量吸收热量,致使原油换后温度下降。

原油中所含有的无机盐类主要为氯化钠、氯化镁、氯化钙。在原油加

工过程中由于氯化镁、氯化钙水解产生强腐蚀性的氯化氢,尤其在溶于水形成盐酸后富腐蚀就更加严重,这种腐蚀常发生在塔顶冷凝冷却系统。另外,在加热炉管及换热设备中,由于水份蒸发使盐沉积下来而结垢,影响传热,同时使炉管寿命缩短,压力降增大,严重时可使炉管或换热器堵塞,造成装置停工。

原油加工后,无机盐类进入重油渣油中,将影响燃料油、沥青的产品质量并造成重油加工的催化剂中毒。

为了消除原油含水含盐对加工过程的危害,一般要求原油在加工前进行脱水脱盐,本装置采用二级电脱盐设备,脱后原油含水量要求小于0.1%,含盐量要求在3㎎/1-5㎎/1. 1.1.2 脱水脱盐原理

由于原油中的盐类,大部分是溶于所含水中的。因此脱盐脱水时同时进行的,原油脱盐的原理是将盐分用一定的淡水稀释,将悬浮在油中的盐分溶解洗掉,然后借助于盐水密度差,把水和盐脱除,它们的分离,基本符合球形粒子在静止流体中自由沉降斯托克斯定律。 原油中的水由于天然乳化剂(胶质、沥青质)的存在及开采、输送过程中的剧烈扰动,形成了高度分散的邮包水性乳状液,因此要加入适当的破乳剂来破坏油水界面的吸附膜,而与破乳剂形成一个较弱的吸附膜,并容易受到破坏。

在一定的压力和温度条件下,加入适当的破乳剂,使原油破乳的方法为化学脱水法,然而这种方法虽有效果,但毕竟不是快速的,为了提高破乳效果,常采用电化学脱水法。

电化学脱水法是在化学脱水法的基础上,引入高压电场(通常为交流电场),原油中水滴不断受到吸引、排斥和振荡的结果而变形,水滴表面的保护膜受力不均匀而遭到破坏,小水滴合成大水滴而沉降。 对于原油量较高的原油,原油中有固体结晶盐存在,结晶盐被油膜包围,是一种油包盐的分散体系,也可用破乳剂来破坏,所以处理含有结晶盐的原油时,一方面要加入淡水洗盐,同时也要加入破乳剂,提高脱盐效果。

1.1.3影响原油脱水脱盐的因素 1.1.3.1温度

脱水脱盐过程中要在一定的温度条件下进行,温度升高,可以降低原油的密度和粘度,在一定范围内就意味着增加油水的密度差,减少水滴阻力,有利于水滴运动。国内几种原油的脱水脱盐温度一般控制在120℃-135℃之间。原油脱盐脱水温度不应太高,一是有可能使油水两相的密度差反而减少,二是原油的导电率随温度的上升而增加,温度过高不但不会提高脱水脱盐效果,而且可能由于电流过大,造成变压器跳闸而不能正常送电。 1.1.3.2压力

在原有脱水脱盐时,维持一定的压力是很有必要的,目的是为了防止原油的轻组分和水份的汽化,引起油层搅动,影响水滴的沉降分离,压力与原油轻组分含量和加热温宿有关,必须保证压力大于该温度下水的饱和蒸汽压,一般采用1.0MPa-1.6MPa。 1.1.3.3注水量及注水量位置

原油中的盐类不仅溶解于原油中的水相,还会分散于油中,如果不能使含于原油中的盐溶解于水。则不能将盐从原油中脱除,原油电脱盐脱水过程中加入淡水,目的是洗去原油中的结晶盐。促进乳状液破乳。加强脱盐效果,注水量与原油性质和电场梯度有关,原油中含盐多时,应当多注水,以便使盐充分溶解,来提高脱盐效果,但水是良好导体,注水过多就会在电极间出现短路,破坏电场平稳操作。

淡水注入位置,可在原油泵入口处或在加热器入口处,也可在电脱盐灌入口处,一方面要考虑混合良好提高洗盐效果,另一方面要防止过度混合,形成牢固的乳状液,影响脱水脱盐效果。 1.1.3.4破乳剂

注入量一般在100PPm左右,注入位置可与淡水同时注入,也可单独注入。

1.1.3.5电场梯度和原油在电场内的停留时间

原油电脱盐脱水效率主要取决于电场梯度的大小和原油在电场中的停留时间。

从破乳化效果考虑,应维持较大的电场梯度较好,但在实际操作中电场梯度大,会使原油中的水滴串联起来造成电极短路,这种情况尤其在原油含水含盐较多时更为严重,在实际操作中,电场梯度选择的低些,对原油含盐含水量变化的适应能力较强,目前电场强度一般控制在700V/㎝-1000 V/㎝。

原油脱水脱盐的效率还与原油在强电场内的停留时间有关,所谓的强电场是指下层电极以上的电场,这里的电场梯度称为强电场强度。实

践表明,原油在电场内停留时间一定时,脱盐效率随电场梯度的增加而提高。在同一电场梯度下,脱盐效率随停留时间的延长而提高,但是脱盐效率的提高只有在停留时间小于2分钟,电场梯度小于1500 V/㎝的条件下才较显著,超出此范围,随着停留时间的延长和电场强度的提高,单位原有的耗电量就会上升。 1.1.3.6电脱盐罐的结构

(1)采用卧式灌和水平电极板,增加了电极板面积,提高了其原油处理量,降低了耗电量。

(2)电极板由多层减少到二、三层,加大极板间距离和极板尺寸,降低电场梯度和原油在电场中的停留时间,有利于扩大处理量。 (3)选用下大上小的极板间距离,原油先经过间距大、电场梯度小的极板脱水,然后由下而上,通过电极梯度大的极板,使顽固的乳化液在苛刻的条件下破乳。

(4)电极板加长加宽,消除边壁效应,增大电场水平截面积,这样使极板于器壁形成边壁电场,提高脱水脱盐效果。

(5)原油进出口管采用与电极等长的筛孔管,使喷出的含水原油能均匀的进入电场,从而保证了电场的平稳,提高脱水脱盐效果。 (6)针对瓷质绝缘吊挂易损坏的缺点,改用聚四氟乙烯吊挂电极板,减少吊挂的直径和长度,有耐用、轻便、好换、安全等优点。 1.2简单蒸馏与精馏原理

原油蒸馏是原油加工的第一步,因此,也称为初馏,原油初馏是将原油分流成各种石油馏分,这些馏分再经加工精制后,即得各种石油产


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