控制原油电脱盐装置排水中FeS含量技术研究.pdf
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1、2 0 0 7年 1 O月 炼油技术与工程 P E T R O L E U M R E F I N E R Y E N G I N E E R I N G 第 3 7 卷第 1 O 期 控制原油 电脱盐装置排水中 F e S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 1 1 3 0 0 1 ) 2 北京科技大学( 北京市 1 0 0 0 8 3) 3 洛阳新普石化设备开发有限公司 ( 河南省洛阳市 4 7 1 0 0 3 ) 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 F e S 问题, 研制了复合型破乳剂 , 在破乳剂 用量 1
2、 0 t s g , 电场强度8 0 0 V c m , 温度 1 2 0, 注水量 5 条件下 , 排水中 F e S 降低了9 9 以上, 排水含油降低了 6 0 。同时单级原油脱后盐浓度小于3 m s L的技术指标, 电耗 0 0 5 k W h t , 排水油质量分数 2 0 g g 。 关键词 : 炼油厂 电脱盐F e S 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 F e S , 细微 的 F e S粉末 稳定了油水过渡层, 采出液中的
3、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 F e S , 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 F e S 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 F e S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 ( 61 2 k V) 和高压 脉冲电 源(
4、 01 MH z ) ; 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; Z e t a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 F e S颗粒 含 量 进 行 考察。 1 2 1 破胶剂静态试验方法 取原油 5 0 mL注入 1 0 0 m L具塞量筒 中, 加水 1 0 m L , 加破胶剂 ( 质量分数 1 ) 0 1 5 m L, 将量筒 置于5 0恒温水浴中, 使
5、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 F e S 颗粒含量 的影响。 1 2 2 脱盐工艺条件试验方法 取原油 5 0 m L, 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 F e S 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 5 M t 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 H s气味的气体, 水色也
6、随之变 成透明的淡黄色 , 这表明含 油污水 中的黑色物质 是 F e S颗粒 , 分析结果见表 1 。 收稿 日 期 : 2 0 0 7 0 5 1 4 ; 修改稿收到 日 期: 2 0 0 7 0 8 0 8 。 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 ma i l : b j l s s 1 9 6 4 1 6 3 c o rn 维普资讯 第 1 0 期 娄世松等 控制原油电脱盐装置排水中 F e S 含量技术研究 一 2 3一 表 1 排水中 F e S含量 T a b l e 1 F e S c o n t e n t i n d i s
7、c h a r g e w a t e r g 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 F e S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 4 0下的 Z e t a电位 , 测试结果为 一 1 3 1 m V 。用激光粒度分析仪测定悬浮 F e S颗 粒的粒径分布, 其粒径分布主要在0 4 4 0 m, 有小于 0 4 m 的颗粒 , 平均粒径为 8 2 4
8、m。 2 2 破胶剂的选择 反冲洗后第一 天的 F e S质 量分数 为 3 2 5 Ix g g , 悬浮颗粒在 4 0下的 Z e t a电位为 一1 3 1 mV, 说 明 F e S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 T a b l e 2 T e s t r e s u l t s o f d i ff e r e n t c o l l o i d a l b r e a k e r 毽融裁繇台 瓷 钦 :
9、碡穗鼹 | i 镪 潦球 锵 宅 , 雌 t 、 |谶 I F e S 2 0 1 8 4 0 嗡 捧霞 | 由表 2可以看 出, 纳米净水剂可以将 F e S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 A l 的羟基铝 聚合态 , 其组 成 较复杂 , 以具有纳米尺寸的 A 1 , O ( O H) ( 碱化 度 6 0 8 0 )的形态絮凝效果最好, 而纳米净 水剂含 A 1 , 0 ( O H) 等成分, 能与水体中的 F e s 悬浮物和胶体等迅速发生吸附架桥、 卷扫及夹杂 等作用, 最终生成网状 A 1 ( O H) , 沉淀或漂浮。 2 3 破乳剂筛选 原油电
10、脱盐工艺条件包括破乳剂评选、 破乳 剂注量、 脱盐温度、 电场强度、 注水量、 混合强度 等, 在诸多因素中, 正确地选择合适的破乳剂是整 个研究工作的基础 。破乳剂试验情况见表 3 。 表 3 破乳剂试验情况 T abl e 3 T e s t r e s u l t s o f d i ff e r e n t d e mu l s if i e r s 由试验结果可 以看出 , 咪唑啉聚醚类表面活 性剂 J L 一 1破乳性能明显优于其它破乳剂 , 因此在 研制复合型破乳剂和工艺条件试验中重点考察该 破乳剂 。 2 4 复合型破乳剂试验 复合型破乳剂组成: 纳米净水剂 2 , 咪唑啉 聚
11、醚类表面活性剂 4 8 , 甲醇 5 0 。将上述计量 的咪唑啉聚醚类表面活性剂、 溶剂加温至 6 0 混合均匀, 在 5 0 0 r m in转速下混合, 冷却至 3 0 , 最后加入纳米净水剂, 控制反应温度不高于 3 5, 在 1 5 0 0 r m in 转速下混合 2 0 m in即可。 采用制备的复合型破乳剂在 5 0 条件下, 对大庆输到抚顺的原油进行试验, 其结果见表4 。 表 4 使用各种破乳剂 F e S含量试验结果 T ab l e 4 F e S c o n t e n t i n d i s c h arg e w a t e r f o r d i ff e r e
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