浅论600万吨/年常减压装置加工劣质原油优化操作

摘要：某炼厂600万吨/年常减压装置（以下简称Ⅱ常装置）经常加工重质劣质原油、老化油，含有高盐、高酸或者高硫的等劣质原油，不仅会造成装置操作困难、生产工艺的波动，还会造成设备的腐蚀，给安全生产带来隐患，严重时甚至会导致装置停工和人身伤亡事故。为了装置的安全生产和平稳运行，结合目前Ⅱ常装置加工工艺和防腐措施，对装置加工劣质原油进行优化操作。

Abstract：
A 6-million-ton/year atmospheric and vacuum unit often processes heavy and inferior crude oil， aging oil， and other inferior crude oils containing high salt， high acid， or high sulfur， which will not only cause the operation difficulty of the device and the fluctuation of the production process， but also cause the corrosion of the equipment， bring the hidden danger to the safety production， and even cause the shutdown of the device and the casualty accident in serious cases. In order to ensure the safe production and stable operation of the unit， combined with the current processing technology and anti-corrosion measures of Ⅱ constant device， the processing of inferior crude oil in the unit is optimized.

關键词：劣质原油;老化油;优化

Key words：
inferior crude oil;aging oil;optimization

中图分类号：TE986                                       文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）15-0155-03

1  概述

Ⅱ常装置设计加工原油600万吨/年，设计选用原料油为绥中36-1、曹妃甸和西江原油，年开工时间为8400小时，操作弹性60-110%，常压炉、减压炉、空气预热器、常压塔、减压塔和电脱盐罐均按原油加工能力800万吨/年设计。装置由换热部分、电脱盐部分、闪蒸部分、常压蒸馏部分、减压蒸馏和减粘裂化部分组成，以生产沥青为主要目的。Ⅱ常装置的设计是以曹妃甸原油为基准做物料平衡的，三期开车后，装置生产的常一、常二、常三和减一线供200万吨/年工业燃料油加氢装置为原料，减二线、减三线、减四线供210万吨/年原料加氢装置作为原料。减底渣油将供馏分油项目160万吨/年溶剂脱沥青装置作为原料。

2  加工问题

2月份和3月份Ⅱ常装置连续好几次加工秦皇岛重质劣质原油，遇到了以下问题：

2.1 电脱盐罐切水带油

由于装置加工劣质秦皇岛原油，原油性质很差，为老化乳化油，极易乳化，在电脱盐罐内形成乳化层，水位无法控制，油水界面很难建立起来，油水难分离或分离不好，并且劣质秦皇岛原油属于较重质原油，油水界面不清，水位无法控制，造成切水带油。（图1）

从表1中可以看出，装置加工劣质秦皇岛原油后，电脱盐切水含油很高，可以说是明油了，电导率、COD、氨氮和硫化物含量都很高了，并且从现场电脱盐罐切水看，电脱切水是黑的，带明油，给污水处理造成了很大压力。同时也说明劣质原油性质太差，电脱盐处理不了[1]。

2.2 电脱盐罐电流高

电脱盐罐电流高是因为劣质秦皇岛原油性质差，易乳化，在电脱盐罐内形成的乳化层过高，造成原油带水，并且劣质秦皇岛原油含盐量很高，在脱盐过程中没有脱出，也导致了电脱盐罐电流偏高。

从图2可以看出，装置加工劣质秦皇岛原油时，电脱盐罐的电流持续偏高，而且极不稳定。并且电脱盐罐电流高时，注水量就要相应的降低，增加了注水难度。

2.3 电脱盐罐注水困难

劣质秦皇岛原油性质差，易乳化，含盐高，在电脱盐电流不高的前提下，是可以注水的，但是由于电脱盐电流高，注入新鲜水以后，电脱盐罐的电流更高了，并且注入新鲜水后，水切不出来，还易造成脱后原油带水，影响闪蒸塔、常压塔。这就造成了电脱盐注不进水，电脱盐注不进水，脱后含盐就不会好，势必造成脱后含盐超标。

2.4 劣质原油含盐高、脱后原油含盐高

从表2可以看出，装置加工劣质秦皇岛原油后，脱前原油含盐量都比正常时期的含盐量高出了很多，正常情况下脱前原油含盐量为10mg/L，由于这次装置加工的劣质秦皇岛脱前原油含盐量太高，造成电脱盐油水难分离或分离不好，造成原油切水带油。

从表3中可以看出，装置加工劣质秦皇岛原油后，经过几天的掺炼，提高了破乳剂的注入量，二级脱后原油含盐量还是连续几天不合格，而且高出正常指标很多，一般都达到了30mg/L，严重时脱后含盐达到了60mg/L，电脱盐的运行工况不正常，脱后含盐很高，可是电脱盐却注不了新鲜水，说明这种劣质秦皇岛原油含盐量太高了，性质太差;

从表2-表3可以看出，脱前原油含盐和二级脱后原油含盐数据差不多，没有很明显的降低。说明电脱盐罐工况很差，没有真正起到脱盐的作用。并且脱后含水量也经常不合格，脱后原油带水进入闪蒸塔和常压塔，直接影响到常压塔的平稳操作。

2.5 脱后原油带水影响常压塔操作

脱后原油带水进入闪蒸塔、常压塔，由于水汽化吸收的热量增大，因此将增加加热炉的热负荷，脱后原油带水进入闪蒸塔、常压塔，由于预热后的水分变成了蒸汽，相同质量的水蒸气体积比油气体积大10倍左右，水蒸气进入塔内使塔内气相负荷大幅度增加，闪蒸塔和常压塔的进料温度将下降，闪蒸塔、常压塔底液位降低，塔顶压力上升，严重的时候还会造成冲塔，塔顶产品变黑，中段回流泵抽空，各侧线没有量，闪蒸塔、常压塔安全阀启跳，甚至塔底泵抽空[2]。

脱后原油带水经过换热器预热，温度逐渐升高，当水汽化后體积会变大，形成阻力，会造成电脱盐罐压力上升，原油流量下降，换热系统压力增大，严重时还会造成换热器憋漏。

脱后原油带水使常压塔顶回流罐V1202脱水量明显增大。正常情况下，常顶回流罐切水量约为13t/h左右，在加工劣质秦皇岛原油期间，切水量基本都在20t/h以上，有时候甚至达到满量程。

2.6 化轻干点容易不合格。

由于电脱盐效果差及劣质秦皇岛原油乳化，导致脱后原油带水进入闪蒸塔、常压塔，水蒸气进入塔内使塔内气相负荷大幅度增加，造成闪蒸塔、常压塔塔顶压力上升，油气分压降低，化轻干点不合格。

从表4可以看出，装置加工劣质秦皇岛原油后，化轻干点连续出现不合格样。这是由于脱后原油带水进入闪蒸塔、常压塔，常压塔顶压力波动，不稳定，时高时低，造成操作困难。而装置在加工秦皇岛原油时常顶温度本身控制较低，当脱后原油带水，常顶温度要平稳控制比较困难，秦皇岛原油本身性质就决定其化轻量较少，化轻罐置换困难，往往需要较长时间才能将其置换合格。因此，装置在加工劣质秦皇岛原油，脱后原油带水后，增加了装置的操作难度。

3  加工劣质原油的优化操作

3.1 首先要从源头控制劣质原油的加工量

劣质原油加工量越大，装置操作越困难，只有将劣质原油的加工量控制在合理范围内，装置后续操作才有效果，因此要从源头控制劣质原油的加工量。最好不要单炼，尽量与其它种类的原油一起掺炼。根据以往的经验，劣质原油掺炼量控制不超过200t/h为宜。一旦脱后原油带水进入闪蒸塔、常压塔，就会影响到闪蒸塔、常压塔的平稳操作，带水严重还会引起闪蒸塔、常压塔冲塔，所以一旦发现脱后原油带水多时，要及时联系调度和储运，紧急停止掺炼劣质原油[3]。

3.2 搞好劣质原油电脱盐罐操作

3.2.1 要控制好电脱盐界位

电脱盐油水界面的高低是电脱盐操作的一个重要参数，界面的高低对罐中电场的稳定和排水水质都有重要的影响。原油中大约80%较大的水滴都是在弱电场中脱出来的，所以保持油水界面稳定对保持弱电场的稳定有重要作用，界位的高低还决定了电脱盐切水的水质，油水界位过低时，就会造成切水带油;油水界位过高，则会造成电脱盐电脱盐电流偏高。

重质劣质原油由于含盐高，而且极易乳化，原油乳化后界位就不准了，这样极易造成电脱盐界位控制过高或者过低。水位无法控制，甚至油水界位建立不起来，水界位一建立，就会将乳化层逼入电场，界位过高则会造成电脱盐电流偏高，使电脱盐罐无法正常工作，水位建立不起来或者界位过低，油水不分离或者分离不好，则会造成电脱盐切水带油。

所以电脱盐罐油水界位的建立和油水界位的高低直接影响到电脱盐罐切水的含油量，油水界位的建立是建立在原油性质比较好的前提下的。

3.2.2 降低电脱盐混合强度

混合强度过高，会造成电脱盐机械乳化，脱水困难。因此通过适当降低电脱盐混合强度，减少劣质原油乳化程度。但是混合强度又不能降得过低，降得过低，油水未得到有效的接触，不利于脱盐。因此在加工劣质秦皇岛原油时，电脱盐罐一、二级混合强度一般控制在15-20kPa左右。

3.2.3 退乳化油

重质劣质原油极易乳化，原油乳化就会影响电脱盐的工况。乳化层过高，会造成电脱盐电流高、切水带油、脱后含盐高及原油带水等一系列问题，因此，去除电脱盐里的乳化油是改善电脱盐运行工况的有效手段之一。通过乳化油退油线向储运重污罐退油，来改善电脱盐运行工况。2月底和3月初Ⅱ常装置加工劣质秦皇岛原油时，电脱盐一、二级退乳化油各100吨后，电脱盐运行工况有所好转。

3.2.4 提高破乳剂注入量或者效果好的破乳剂

破乳剂时通过破坏原油乳化液中的油与水之间的液膜，达到破乳的作用。破乳剂不仅会影响脱盐率，而且还会影响电脱盐切水的含油量，因此破乳剂的浓度、注入量和破乳剂的型号都直接影响脱盐效果的好坏。由于劣质原油含盐高，并且极易乳化，因此在装置掺炼劣质乳化油时，要适当提高破乳剂的注入量。2月底和3月初Ⅱ常装置加工劣质秦皇岛原油时，破乳剂注入量到达了12-14ppm，高于平时的7-8ppm。

3.2.5 电脱盐停止注入非加氢型净化水，改注新鲜水

电脱盐注水是调节电脱盐操作的重要手段之一，通过向电脱盐罐注入一定量的水，去稀释原油中的含盐小水滴，并且溶解原油中的盐。注入电脱盐罐的水质，对脱盐有一定的影响，目前Ⅱ常装置电脱盐注水是三期的非加氢型净化水。

Ⅱ常装置加工劣质秦皇岛原油后，电脱盐运行工况较差，电流高，含盐高，增加水的注入量可以破坏原油乳化的稳定，对脱盐有利。当注水量增加时，脱盐率也会增加。但是由于注入非加氢净化水后，电脱盐电流更高了，并且会造成脱后原油带水，影响常压塔的平稳操作，所以电脱盐注水改注新鲜水，有利于电脱盐平稳运行。

3.2.6 稳定常压塔操作

由于劣质脱后原油含盐高、含水高，进入常压塔，影响常压塔的稳定操作，因此要从常压塔脱盐和控制脱后原油带水对常压塔的影响两个方面着手来稳定常压塔的操作。

①提高常顶循进M-101流量和注水比例，提高除盐脱氯效率。

Ⅱ常装置在加工劣质秦皇岛原油期间，将常顶循进M-101的流量提至60t/h，注水比例提至3%，除盐脱氯罐操作压力控制不小于0.6MPa，有效的提高了除盐脱氯效果。

②控制脱后原油带水对常压塔的影响。

当脱后原油带水进入闪蒸塔、常压塔时，及时降低原油处理量，避免过多的水进入闪蒸塔、常压塔，同时降低回流量，适当提高塔顶温度，减少塔顶负荷。塔顶压力上升后，要及时增开空冷，同时降低塔底吹汽或者暂停塔底吹汽，将不合格产品改进污油罐，密切注意回流罐界位，防止回流带水。

3.2.7 工艺防腐

由于劣质脱后原油含盐高，这些盐类会在原油蒸馏过程中受热分解或者水解，产生氯化氢和硫化氢，还有有机酸等腐蚀介质，使设备及管线造成腐蚀。HCl在有水的条件下，还会对金属产生应力腐蚀开裂，特别是对奥氏体不锈钢。

因此装置工艺防腐的重要措施是以电脱盐为基础的“一脱四注”工艺。即电脱盐脱盐、塔顶注碱、注中和胺、注缓蚀剂、注水。塔顶注碱和注中和胺是低温部位防腐的重要措施，它能中和盐酸、硫化氢，调整冷凝系统的pH值，控制塔顶冷凝水pH值为6-7。塔顶注缓蚀剂能吸附在金属表面上形成保护膜，是腐蚀介质不能和金属表明接触，因此具有保护作用。塔顶注水可以使露点前移，保护设备，还可以洗涤注氨生成的结垢。

3.2.8 提高化验分析频次，密切关注化验数据

在掺炼劣质原油时，要及时分析油品数据，提前落实好各项操作调节措施;需要密切关注参数變化，对不合格的产品数据和重要的化验数据，要及时提高化验分析频次。在原油性质发生变化时，应当及时关注电脱盐罐运行情况。

4  结论

由于装置加工劣质原油，原油性质很差，为老化乳化油，极易乳化，在生成操作及设备防腐上所出现的一系列问题，装置也采取了很多措施，进行了操作调整，有效改善了电脱盐运行工况等问题，通过严格控制劣质原油的掺炼比例，提高破乳剂等操作，将劣质原油的影响降至最低。

①加工劣质原油时，要加强关注，带罐前提前降低电脱盐罐的注水量，降低混合强度。

②控制好初始带罐量，加强关注原油进装置密度、稳定及电脱盐各参数变化情况，提前控制好油水界面。

③分多次调节带罐量，掺炼劣质原油不宜过多。

④外操加强观测电脱实际界位和电脱切水情况，适时提高破乳剂注入量。

⑤关注塔顶防腐数据，及时调整防腐药剂注入量。

⑥电脱盐停止注入非加氢型净化水，改注新鲜水。

⑦一旦原油乳化，电脱盐要及时退乳化油，同时要防止脱后原油带水影响常压塔操作。

参考文献：

[1]牛鲁娜，刘小辉.原油氯化物的起因、危害及控制研究进展[J].专论与综述，2015（5）.

[2]张战军，吴世逵，于洪颖.原油中氯的来源、危害及其防护措施[J].广东石油化工学院学报，2013（4）.

[3]刘建锟，杨涛，方向晨，蒋立敬.高氯原油加工问题分析及对策[J].现代化工，2014（11）.

作者简介：金掖农（1978-），男，浙江宁波人，大专，助理工程师，主要从事石油炼制工作。