石油人在北京 发表于 2013-4-28 20:51:38

原油脱盐流程中洗盐水量计算探讨

原油电脱盐工艺是油田地面工程中常用的原油
净化处理流程,即在电脱盐装置人口处注入新鲜洗
盐水,从而脱除含水原油中的盐分,满足相关指标
要求。但是,洗盐水量的确定受工艺流程、初始盐
含量等影响,因此洗盐水量的确定成为影响电脱盐
工艺的关键因素。目前,国内大部分油田产出水盐
含量不高,大部分油田设施中均未设脱盐处理装置,
因此,洗盐水的注入量计算在现有各种设计手册和
标准中均没有完整的介绍。
北阿扎德干油田是中国石油在伊朗以买回合同
模式开发的大型油田,示例计算以油田开发一期为
例,原油处理规模为11 925m /d,设有OGM(集油、
计量功能),CPF(脱水、脱盐、稳定功能)。出矿
原油的含水率、盐含量等各项指标均通过CPF的电
脱水、脱盐装置处理实现,根据相关要求,出矿原
油含水率低于O.1% ,盐含量低于28.5mg/L(国内
炼油厂通常要求原油盐含量不高于50mg/L o通过
北阿扎德干油田地面开发工程设计中洗盐水量的工
艺计算,探讨脱盐工艺中洗盐水循环计算方法及其
他相关事项。
1 电脱盐工艺流程
原油电脱盐、电脱水工艺共分两种工艺流程,
见图1、图2。根据原油盐含量及净化原油含水率、
盐含量指标要求不同,确定不同的脱盐工艺。
图1为一级电脱盐流程,即洗盐水直接注入
电脱盐装置进口,通过电脱盐装置进行脱水,脱除
后的产出水进入水处理系统,不在进行循环。该流
程主要适用于原油盐含量和含水率不高,同时,处
理后原油含水、含盐指标不太严格的工况。
图2为二级电脱盐流程,即洗盐水在二级电
脱盐装置进口注入,二级电脱盐装置底部分离出的
产出水通过增压回掺至一级电脱盐装置进口,降低
初始原油盐含量。该流程使洗盐水得到循环使用,
大大节省了总的洗盐水量,更适用于原油盐含量和
含水率高,处理后原油含水、含盐指标苛刻的工况。
水张国强,男,工程师。2003年毕业于河北工业大学化工工艺专业,获工学学士学位;现在中国石油集团工程设计公司北京分公司
, 从事油气集输与
储运工作。地址:北京市海淀区上地信息路8号CPE大厦,100085。E-mail:cpebj—zhgq@163_c0m
张国强等:原油脱盐流程中洗盐水量计算探讨 2012年5月
圜,—、
洗盐水 产出水去水处理设施
图1 一级电脱盐流程
图2
2 计算方法
洗盐水循环泵房
二级电脱盐流程
计算过程包括:一是脱盐前后水量质量平衡计
算;二是脱盐前后盐量质量平衡计算;三是脱盐装
置产出水中盐含量与出口油中水的盐含量平衡计
算。其中:
电脱盐系统,指包含一级脱盐装置和二级脱盐
装置在内的流程上直接相关联的上下游设备在内的
工艺系统;洗盐水pH值,为保证原油电脱(水)
盐装置处于最佳的脱水效率,需要通过调整洗盐水
pH值调节电脱盐(水)器内原油酸度;洗盐水氧含
量,游离氧在高温条件下对设备材料产生腐蚀,因
此,应控制洗盐水氧含量。
2.1 一级电脱盐流程洗盐水量计算
2.1.1 水平衡计算
电脱盐装置的进出口水量要达到质量平衡,计
算式为:
= l+ 一Q』× 1 (1)
l— D't2
式中: ——洗盐水注入量,为达到脱盐脱水效果
掺入的低盐含量的水量(不考虑75%洗盐水效率),
nl。/d;aw —— 电脱盐装置水相出口的水量,m /d;
— — 处理油量,即电脱盐装置/脱盐装置的处理
原油量,m /d;01——处理液量,即进入电脱盐装
置/脱盐装置的含水液量,m /d; 】——电脱盐装置
进口含水率,电脱盐装置进口原油中含水的体积百
分比,按20%考虑; ,—— 电脱盐装置油相出口
含水率,电脱盐装置出口原油中含水的体积百分比,
一级电脱盐装置油相出口含水率按0.5%考虑,二级
电脱盐装置油相出口(即净化原油出口)含水率按
0.1%考虑。
2.1.2 盐平衡计算
电脱盐装置的进出口盐量要达到质量平衡,计
算式为:
: —
Qwl X

S3+ Qo x

S2_

Ql xlYtl X S1

式中: ——装置进El原油盐含量,进口处原油中
盐量与进El处水量的比值,按265 000mg/L考虑;
岛——净化原油盐含量,净化原油中盐量与处理后
的液量的比值,按28.5mg/L考虑; ——水相出口
盐含量,电脱盐装置水相出口盐量与出口水量的比
值,mg/L;K——洗盐水矿化度,CPF能够提供的
洗盐水的初始盐含量,按450mg/L考虑(饮用水标
准)。
2.1.3 脱盐装置产出水中盐含量计算
依据脱盐装置出口水相出口盐含量与油相出口
中水中盐含量平衡原理,计算式为:

3= ;a=Q / (3)
,2
式中:Q——洗盐水注入总量,考虑掺水效率后的
洗盐水注人量,m /d;A——洗盐水效率,洗盐水
与原油均匀混合程度不能达到100%,即洗盐水注入
量需要考虑有效混合效率,按75%考虑。
根据以上计算步骤,一级电脱盐流程中需要的
洗盐水总量(考虑掺水效率)37 474m /d。
2.2 二级电脱盐流程洗盐水量计算
二级电脱盐流程洗盐水量计算需要按照一级电
脱盐流程洗盐水量计算步骤,分别进行一级电脱盐
装置进出口平衡计算和二级电脱盐装置进出口平衡
计算,然后进行公式叠加,即可获得洗盐水量。
根据以上计算步骤,示例中二级电脱盐流程中
需要的洗盐水量见表1、表2。
根据以上计算步骤,二级电脱盐流程中需要的
洗盐水总量(考虑掺水效率)667m。/d。
3 应注意的事项
一是,洗盐水盐含量。洗盐水盐含量的确定直
接影响洗盐水注入量,根据相关手册确定,一般二
级电脱盐流程中合理的洗盐水量为原油处理量的
3%~10%。因此,通过计算如果洗盐水量超过此经
验值,则需要降低洗盐水的盐含量来降低注入量。
二是,洗盐水pH 值及氧含量。电脱盐的过程
即为电脱水过程,根据国内电脱水经验及规范要求

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