脱硫净化水回用于原油电脱盐

邓春光，张林
武汉市石油化工厂设备研究所，湖北　武汉　430082

　　摘要：原油脱盐要消耗大量的新鲜水。采用炼油厂催化装置排出的脱硫净化水作为原油脱盐水，不仅可节约大量新鲜水，同时可降低脱硫净化水中油、氨氮、硫化物、挥发酚、COD浓度，减少污水处理费用。
　　关键词：原油加工；电脱盐；注水剂；污水回用
　　中图分类号：TE624.1
　　文献标识码：A
　　文章编号：1009-2455（2000）06-0012-03

Reuse of Desulfurized Ｐurified Water in Electric Desalting of Crude Oil
DENG Chun_guang?ZHANG Lin

　　Abstract：Desalting of crude oil consumes huge quantity of fresh water.The use of the desulfurized purified water discharged from the catalytic units of refineries for desalting water for crude oil not only saves large quantity of fresh water but reduces the contents of oil，NH₃-N，sulfides，volatile phenol and COD in desulfurized purified water and the cost for wastewater treatment.
　　_{Key words：}crude oil processing；electric desalting；water injecting agent；reuse of wastewater

概述

　　原油脱盐是通过向原油注入干净的洗涤水（一般采用新鲜水），经混合，使原油中的盐和盐水得到溶解和稀释，然后在电场和破乳剂作用下加速水滴聚结并沉降分离，实现原油脱盐。脱硫净化水是炼油厂催化装置塔顶冷凝冷却水经汽提装置脱油、脱硫、脱氨后得到的。催化装置塔顶冷凝冷却水中每升通常含有几千到一万毫克的硫化氢和氨，还含有数百毫克的酚和油等物质，经汽提塔处理后，这些物质的含量都有不同程度降低。
　　脱硫净化水作为电脱盐注水剂的应用在武汉石油化工厂是从1999年5月才开始的，在此之前一直使用新鲜水作为电脱盐注水剂，注水量为原油加工量的4％～7％。脱硫净化水作为电脱盐注水使用不但可提高水的重复利用率，而且可使污水水质得到改善，节约污水处理费用。

1　电脱盐工艺及流程

1.1　工艺条件
　　武汉石油化工厂常减压电脱盐装置年处理量为250×10⁴t，其主要运行工艺条件为：
　　脱盐浓度（℃）：　　100～140
　　注水量（％）：　　　一级：2～3　　　　　　二级：2～4
　　破乳剂用量（mg/L）?一级：8～15　　　　　二级：10～17
　　混合压降（MPa）　　 一级：0.046～0.057　二级：0.042～0.054　　　　
1.2　流程
　　电脱盐工艺流程如图1所示。

　　武汉石油化工厂常减压车间电脱盐装置采用了电脱盐与专利过滤脱盐相结合的技术。原油、破乳剂、注水通过一级混合阀混合后进入过滤脱盐罐破乳脱水。从过滤脱盐罐下部流入一级脱盐罐沉降脱水，污水从罐底排出，原油从上部出来与破乳剂、脱硫净化水经二级混合阀混合后进入电脱盐罐经电场破乳脱水，罐底污水一部分排出，一部分回注到一级混合阀前作为注水剂使用，原油从罐上部出来进入下一级脱盐罐进一步沉降脱水后送到原油蒸馏装置加工。

3　脱硫净化水对原油电脱盐的影响

3.1　净化水pH值对原油破乳的影响
　　脱硫净化水是一种碱性水，金属含量低，但具有较高的氨氮含量。原油中胶质、沥青质等天然乳化剂形成的W/O型乳状液的稳定性与pH值有关。有研究表明^[1]，天然乳化剂与碱性水接触会使W/O型乳状液界面膜的强度降低，有利于破乳剂的破乳脱水。另一方面，脱硫净化水作为原油脱盐注水剂时，有部分氨化合物截留在原油中，可能会有一部分与原油中的环烷酸形成胺盐，它是一种乳化剂，每升几毫克的量就有较强的油水乳化能力，对原油破乳脱水不利。碱性环境有利于MgCl₂的水解，水解产生的Mg(OH)₂也易与原油中的环烷酸反应生成不利于原油破乳脱水的乳化剂。
　　从减少金属无机盐的水解和产生乳化剂的角度考虑，注水剂呈中性或微酸性应更好一些。通过脱硫净化水作为脱盐注水剂的工业应用，我们发现净化水pH值＞10时，脱盐罐中易出现油水界位油水乳化层增厚现象，且脱盐排水易带油，表明脱硫净化水的pH值较高时不适合作脱盐注水剂。
　　工业应用表明，只要控制脱硫净化水的硫化物含量小于100 mg/L、氨氮含量小于300 mg/L、pH≤9，脱硫净化水就可以作为较好的脱盐注水剂使用。
3.2　脱硫净化水对原油含盐分析的影响
　　在刚使用脱硫净化水作为注水剂时，我们发现在加工同一批原油时，在脱盐工艺操作稳定的情况下，脱盐的含盐分析结果有时会出现较大差别，差别较大的有6倍之多。造成这种现象的主要原因之一是：原油中本身含有一定的硫化氢，由于含盐分析时未采取措施消除其影响，使原油含盐分析结果偏高。采样及分析时停留在油样中的硫化氢最终含量的多少也就给含盐分析带来或多或少的影响。其次是注水中硫化物含量不同，部分硫化物留在原油中，对原油含盐分析产生直接影响。
　　油中盐含量分析是通过Cl^-与Ag⁺反应生成AgCl沉淀，测量补充消耗的Ag⁺所需电量，再根据法拉第定律求得样品盐含量。原油中的硫化物会对含盐分析造成干扰，特别是无机硫化物直接与Ag⁺反应，严重影响含盐分析结果。对照标准分析方法，在样品处理时加入１滴30％H₂O₂，以消除硫化物干扰。通过采取该措施后，原油含盐分析结果得到较大改善，也对我们判断原油脱盐效果提供了可靠依据。
3.3　注水与排水性质
　　当采用脱硫净化水作注水剂时，我们对注水和排水的pH值、含油、氨氮含量、硫化物含量、挥发酚含量、COD变化情况等进行了分析和统计，如表1、表2所示。
　　从表1可看出，由于脱硫净化水具有较高的氨氮含量，因而呈碱性。脱硫净化水与原油混合时，在破乳剂的作用下，脱硫净化水中的部分油进入原油，从而使脱盐排水中油含量下降约20％，说明采用脱硫净化水作脱盐注水剂有利于废油的回收利用。同时，从表１也可看到当注水中氨氮含量较高时，会有较多的氨氮化合物进入原油中。

　　从表2数据来看，脱硫净化水作为脱盐注水剂时，脱盐排水中硫化物含量较注水有所降低，说明一部分硫化物截留在原油中。这也正是脱硫净化水应用之初原油含盐分析结果出现异常的主要原因所在。所以在含盐分析时一定要加少量双氧水消除硫化物的影响。另外，从表2可知注水中大量挥发酚截留在原油中，截留到原油中的酚最终会带到汽油、柴油等产品中，当汽油、柴油碱洗后，挥发酚就转移到碱液中，当碱液经氧化脱臭处理后，若挥发酚含量太高则碱液会变红，影响废碱液的再次利用，所以要想办法回收挥发酚。表2中排水COD有所下降，表明注水中一部分有机物进入原油中，使排水水质较注水水质有一定改善。

3.4　脱盐脱水效果
　　使用脱硫净化水作为脱盐注水剂以来，通过统计，原油脱后含盐≯3.00 mg/L，脱后含水≯0.3％，脱后平均含盐量为2.17 mg/L，脱后平均含水量为0.18％，合格率大于90％，与使用新鲜水作为注水剂时效果相当，而且随着含硫污水处理装置处理能力的提高，脱硫净化水的质量将可以进一步得到保障，其作为电脱盐注水的应用效果也会更好。

4　效益分析

　　新鲜水的价格为0.40元／t，处理和排放脱硫净化水的费用为3元／t，对于250×10⁴ t原油处理量的脱盐装置，如果注水量为5％，则一年可节约费用250×5％×（3-0.4）＝32.5万元。采用脱硫净化水作为电脱盐注水，可使净化水中的污油得到一定回收再加工，也使水中硫化物、挥发酚、氨氮、ＣＯＤ含量有不同程度的降低。这不但减轻了污水处理厂的负担，降低污水处理成本，而且有利于节约水资源。所以将脱硫净化水作为电脱盐注水既有直接的经济效益，也是一种较好的有利于环境保护的手段。

参考文献：
　［1］?Strasser J Eet al.J Ｐrtrol Technol［j］，1968，（March）：303～312

作者简介：
　　邓春光，男，31岁，高级工程师，理学学士，1992年毕业于石油大学应用化学专业。现供职于中国石化集团武汉石油化工厂设备研究所。联系电话：（027）86515662－56544。
　　张林，男，２９岁，工程师，工学学士，现供职于中国石化集团武汉石油化工厂设备研究所。联系电话：27）86515662-56544。