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【摘 要】本文简述了几种技术：斜板除油、重力沉降、超声波分离及水利旋流等在洛阳石化电脱盐后污油水处理方面上的综合运用-电脱盐脱水截油装置的设计、建造及调试。
【关键词】脱水截油；污油水；斜板除油；重力沉降；超声波分离；水利旋流
文章编号：ISSN1006—656X（2013）09 -0195-01
一、背景
加工重质、劣质原油是降低原油采购成本的有效措施，常减压装置存在掺炼各种混合油比例高、原油性质不稳定、原油活罐运行的情况，增加了电脱盐系统脱盐难度，出现原油脱盐效果差、电脱盐切水含油量高的问题。
由于电脱盐污水含油量受原油性质、原油加工负荷、电脱盐脱盐效果、原油混合效果、原油乳化程度、电脱盐罐界位等因素影响。正常生产中用肉眼判断电脱盐污水含油情况，存在一定误差。另外，在原油性质大幅变化或操作波动，出现电脱盐污水含油量大时，在操作上没有手段进行控制。以洛阳石化为例：2011年电脱盐污水含油量合格率为70%，不合格的电脱盐污水含油量平均为39700mg/L，电脱盐污水含油量超标不仅增加常减压装置的加工损失率，并对环境保护带来一定的压力。
二、必要性和可行性分析
基于以上情况，广州天禾自动化有限公司和湖南石油化工职业技术学院联合相关技术力量，有针对性的对油品进行分析，提出了技改方案， 委托长岭设计院设计出了电脱盐脱水截油装置。该方案采用了包括重力沉降、斜板除油、超声波破乳、水力旋流等污油水分离技术的综合解决方案，电脱盐污油水分离设施处理能力满足常减压装置电脱盐污油水排量要求，即70t/h～90t/h之间，电脱排出污油水含油200PPm～20000PPm之间，经过处理后的污油水含油要求降至200ppm以下。装置经过调试稳定后，在电脱盐排出污油水来液量比较稳定的情况下，要求实现自动控制。装置的控制和运行都完全独立于其他系统或装置，当装置出现问题时或流程不稳定时，也不能影响其他系统或装置正常工作。
三、电脱盐脱水截油装置工作原理简介
电脱盐污油水分离设施通过对洛阳石化电脱盐后污油水油分进行分析，根据洛阳石化能够提供的0.6MPa稳定氮气管网，1.0MPa稳定蒸汽管网，0.4MPa压缩空气及自身的工艺条件，综合利用了自然沉降、超声波破乳、波纹斜板隔油、水利旋流器等多种现代比较成熟和先进的污油水分离技术，从而达到高效稳定的污油水处理效果。
（一）重力沉降
重力沉降是最简单的分离技术，让液体转入较大的沉降罐。仅有重力作用于油和水。装置的处理效果随着油类API值的减小变差，因而用来处理轻质油类效果最好。分离需要很长的时间，因而罐体体积很大。当油到达液面以后有很多撇油方法可以用来将其撇去。进水状况不同，最好的出水浓度为50-100ppm，显然不能满足现在的实际要求。
（二）斜板除油
在重力沉降罐内部倾斜的平板对油滴起到了表面聚结的作用，同时斜板隔油池也运用了浅层沉降原理，加快了沉降速度。聚结作用使小的油滴合并成为大的油滴；能较快地上浮到水面。
在进水相同时；波纹板隔油池最大的优点在于，较小的装置可以达到与较大的重力沉降罐相似的处理效果。这就大大节约了成本。为了改善设备的处理效果，现今的波纹板隔油池采用一系列的斜板；此装置使用的是不锈钢材料。
（三）超声波破乳
超声波原油破乳是基于超声波作用于性质不用的流体介质产生的“位移效应”来实现油水分离的。由于“位移效应”的存在，水离子将不断向波腹或波节方向运动、聚集并发生碰撞，生成直径较大的水滴，并在重力作用下与油分离。在驻波场中由于声压分布的不均匀性导致水粒子分布不均匀，从而更有利于原油中水粒子的碰撞，从而达到破乳的目的。超声波原油破乳主要是利用超声波的机械振动和热作用。
a、机械振动作用促使水粒子凝聚。当超声波通过有悬浮水粒子的原油介质时，
造成悬浮水粒子与原油介质一起振动。
由于大小不同的悬浮水粒子具有不同的相对振动速度，水粒子将相互碰撞、黏合使粒子的体积和质量均增大，最后沉降分离。
b、机械振动作用可使原油介质中的石蜡、胶质、沥青等天然乳化剂分散均匀，
增加其溶解度，降低油水界面膜的机械强度，有利于水相沉降分离。
c、 热作用可降低油水界面膜的强度和原油黏度。一方面，边界摩擦使油水分界
处的温度升高，有利于界面膜的破裂；另一方面，原油吸收部分声能转化成的热
能，可降低原油的黏度，有利于水粒子的重力沉降分离。
4、水利旋流
主要是通过水利旋流器的离心力作用，进行油水分离。
四、电脱盐污油水分离设施工艺流程：
1、经过电脱盐排出的污油水首先经过换热，然后进入分离器进行二级沉降分离。
2、经过分离器二级分离沉降后的高浓度污油水经过撇油管排入撇油槽，再经过撇油槽排入污油水缓冲罐。
3、经过分离器二级分离沉降后的低含油污水经过水利旋流器进行污油水进一步分离处理，低含油污水外排，高含油污水排入污油水缓冲罐。
4、高含油污水经过污油水缓冲罐，通过污油水循环泵打回原油输送泵入口或分离器污油水入口进行循环处理。
5、污油水分离器通过氮气系统进行惰气覆盖和保压，保证水利旋流器平稳运行。
6、定期对波纹斜板进行蒸汽吹洗；定期对分离器底部淤泥进行冲洗。
五、本方案优点
本方案充分结合几项技术特点，完全实现生产过程自动化，有独立的氮气吹扫、自冲洗系统。自2012年5月调试成功并运行，至今1年半的时间内，运行效果良好。
1、经过脱水截油装置后的污油水含油低于200ppm。
2、分离出来的原油经过污油回收管线回收。
3、整个装置调试稳定后，在电脱盐来液流量及压力基本稳定的情况下，不需人为干预。
4、无论装置出现怎样的运行状况，都不能影响厂区的正常生产。必要时装置可以完全被旁通，回复到改造前状态。
5、能耗低，整套装置只需要8台小功率超声波振动棒工作及两台小功率机泵能耗。水利旋流器的启动运行靠电脱盐后管内余压提供动力，属于余压利用节省能耗。
6、本装置布局设计合理，占地小。
7、操作简便，已经调试启动，全部实现自动化运行，不需要人为干预。
【关键词】脱水截油；污油水；斜板除油；重力沉降；超声波分离；水利旋流
文章编号：ISSN1006—656X（2013）09 -0195-01
一、背景
加工重质、劣质原油是降低原油采购成本的有效措施，常减压装置存在掺炼各种混合油比例高、原油性质不稳定、原油活罐运行的情况，增加了电脱盐系统脱盐难度，出现原油脱盐效果差、电脱盐切水含油量高的问题。
由于电脱盐污水含油量受原油性质、原油加工负荷、电脱盐脱盐效果、原油混合效果、原油乳化程度、电脱盐罐界位等因素影响。正常生产中用肉眼判断电脱盐污水含油情况，存在一定误差。另外，在原油性质大幅变化或操作波动，出现电脱盐污水含油量大时，在操作上没有手段进行控制。以洛阳石化为例：2011年电脱盐污水含油量合格率为70%，不合格的电脱盐污水含油量平均为39700mg/L，电脱盐污水含油量超标不仅增加常减压装置的加工损失率，并对环境保护带来一定的压力。
二、必要性和可行性分析
基于以上情况，广州天禾自动化有限公司和湖南石油化工职业技术学院联合相关技术力量，有针对性的对油品进行分析，提出了技改方案， 委托长岭设计院设计出了电脱盐脱水截油装置。该方案采用了包括重力沉降、斜板除油、超声波破乳、水力旋流等污油水分离技术的综合解决方案，电脱盐污油水分离设施处理能力满足常减压装置电脱盐污油水排量要求，即70t/h～90t/h之间，电脱排出污油水含油200PPm～20000PPm之间，经过处理后的污油水含油要求降至200ppm以下。装置经过调试稳定后，在电脱盐排出污油水来液量比较稳定的情况下，要求实现自动控制。装置的控制和运行都完全独立于其他系统或装置，当装置出现问题时或流程不稳定时，也不能影响其他系统或装置正常工作。
三、电脱盐脱水截油装置工作原理简介
电脱盐污油水分离设施通过对洛阳石化电脱盐后污油水油分进行分析，根据洛阳石化能够提供的0.6MPa稳定氮气管网，1.0MPa稳定蒸汽管网，0.4MPa压缩空气及自身的工艺条件，综合利用了自然沉降、超声波破乳、波纹斜板隔油、水利旋流器等多种现代比较成熟和先进的污油水分离技术，从而达到高效稳定的污油水处理效果。
（一）重力沉降
重力沉降是最简单的分离技术，让液体转入较大的沉降罐。仅有重力作用于油和水。装置的处理效果随着油类API值的减小变差，因而用来处理轻质油类效果最好。分离需要很长的时间，因而罐体体积很大。当油到达液面以后有很多撇油方法可以用来将其撇去。进水状况不同，最好的出水浓度为50-100ppm，显然不能满足现在的实际要求。
（二）斜板除油
在重力沉降罐内部倾斜的平板对油滴起到了表面聚结的作用，同时斜板隔油池也运用了浅层沉降原理，加快了沉降速度。聚结作用使小的油滴合并成为大的油滴；能较快地上浮到水面。
在进水相同时；波纹板隔油池最大的优点在于，较小的装置可以达到与较大的重力沉降罐相似的处理效果。这就大大节约了成本。为了改善设备的处理效果，现今的波纹板隔油池采用一系列的斜板；此装置使用的是不锈钢材料。
（三）超声波破乳
超声波原油破乳是基于超声波作用于性质不用的流体介质产生的“位移效应”来实现油水分离的。由于“位移效应”的存在，水离子将不断向波腹或波节方向运动、聚集并发生碰撞，生成直径较大的水滴，并在重力作用下与油分离。在驻波场中由于声压分布的不均匀性导致水粒子分布不均匀，从而更有利于原油中水粒子的碰撞，从而达到破乳的目的。超声波原油破乳主要是利用超声波的机械振动和热作用。
a、机械振动作用促使水粒子凝聚。当超声波通过有悬浮水粒子的原油介质时，
造成悬浮水粒子与原油介质一起振动。
由于大小不同的悬浮水粒子具有不同的相对振动速度，水粒子将相互碰撞、黏合使粒子的体积和质量均增大，最后沉降分离。
b、机械振动作用可使原油介质中的石蜡、胶质、沥青等天然乳化剂分散均匀，
增加其溶解度，降低油水界面膜的机械强度，有利于水相沉降分离。
c、 热作用可降低油水界面膜的强度和原油黏度。一方面，边界摩擦使油水分界
处的温度升高，有利于界面膜的破裂；另一方面，原油吸收部分声能转化成的热
能，可降低原油的黏度，有利于水粒子的重力沉降分离。
4、水利旋流
主要是通过水利旋流器的离心力作用，进行油水分离。
四、电脱盐污油水分离设施工艺流程：
1、经过电脱盐排出的污油水首先经过换热，然后进入分离器进行二级沉降分离。
2、经过分离器二级分离沉降后的高浓度污油水经过撇油管排入撇油槽，再经过撇油槽排入污油水缓冲罐。
3、经过分离器二级分离沉降后的低含油污水经过水利旋流器进行污油水进一步分离处理，低含油污水外排，高含油污水排入污油水缓冲罐。
4、高含油污水经过污油水缓冲罐，通过污油水循环泵打回原油输送泵入口或分离器污油水入口进行循环处理。
5、污油水分离器通过氮气系统进行惰气覆盖和保压，保证水利旋流器平稳运行。
6、定期对波纹斜板进行蒸汽吹洗；定期对分离器底部淤泥进行冲洗。
五、本方案优点
本方案充分结合几项技术特点，完全实现生产过程自动化，有独立的氮气吹扫、自冲洗系统。自2012年5月调试成功并运行，至今1年半的时间内，运行效果良好。
1、经过脱水截油装置后的污油水含油低于200ppm。
2、分离出来的原油经过污油回收管线回收。
3、整个装置调试稳定后，在电脱盐来液流量及压力基本稳定的情况下，不需人为干预。
4、无论装置出现怎样的运行状况，都不能影响厂区的正常生产。必要时装置可以完全被旁通，回复到改造前状态。
5、能耗低，整套装置只需要8台小功率超声波振动棒工作及两台小功率机泵能耗。水利旋流器的启动运行靠电脱盐后管内余压提供动力，属于余压利用节省能耗。
6、本装置布局设计合理，占地小。
7、操作简便，已经调试启动，全部实现自动化运行，不需要人为干预。