多年来,老化油处理一直是新疆油田公司面临的一个难题,通过近几年的努力,在常规生产的基础上,已着手开展了老化油回收及处理研究,通过老化油的性质研究和老化油掺入系统对生产的冲击来看,要想不污染处理系统又能经济有效处理老化油,必须对老化油的处理工艺进行特殊研究。
1 处理现状及存在问题
“老化油”回收掺入原油集输处理系统时,常对脱水系统造成冲击,老化油的掺入过量时,混油含水超标,必须重新处理,增加了原油脱水处理成本。
2 不同油品破乳试验
2.1 老化油破乳试验
老化油乳状液不易破乳。在120℃,加药浓度为500mg/L条件下,老化油乳状液的脱水率为88.16%。在现场温度90℃条件下,破乳剂浓度500mg/L时,脱水率只能达到69.74%。
2.2 老化油和混合采出液配比破乳试验
将含水为38%的老化油与含水为47.07%的混合稠油按1:20、2:20、3:20、4:20、5:20的比例混合,得到五种不同配比的乳状液,它们的含水分别为46.60%、46.24%、45.85%、45.53%、45.26%。在70℃和90℃条件下考察这五种乳化油的破乳效果。
通过试验表明,在70℃条件下,老化油的掺比达到1:5时,破乳剂浓度300mg/L时,脱水率都在90%以上,如果破乳剂降至150mg/L时,老化油的掺比小于1:10破乳效果不佳。
如果将温度提高到90℃,破乳剂加量在150mg/L的条件下,老化油的掺比能提高到1:5,但必须保证足够长的脱水时间。说明高温对老化油混合液有一定破乳效果。
3 老化油单独处理的可行性
上述研究表明,老化油乳状液单独采用热化学沉降脱水效果差。掺入处理系统将影响混合液的处理效果。实验室研究认为,在90℃时,150mg/L的条件下,老化油是掺入比例为1:5。而实际老化油的掺比达到1:10时已不能稳定运行,稍有其它因素干扰整个系统就会处于紊乱。因此,寻找单独处理技术有利于处理系统稳定运行。下面是老化油的离心试验。
表1:95℃条件下,老化油离心试验结果:
序号  | 转速(r/min)  | 转时(min)  | 水量(mL)  | 杂质量(mL)  | 
1  | 300  | 5  | 0.9  | 0  | 
2  | 900  | 5  | 1.6  | 微量  | 
3  | 1500  | 5  | 10  | 1.2  | 
4  | 1800  | 5  | 12  | 1.5  | 
备注  | 试验用油50mL,含水29%  | |||
表2:95℃条件下,加破乳剂后老化油离心试验结果
序号  | 破乳剂名称  | 加药浓度(mg/L)  | 转速(r/min)  | 转时(min)  | 水量 (mL)  | 油相含水 (%)  | 杂质量(mL)  | 
1  | 现场用  | 500  | 600  | 5  | 3.5  | /  | 微量  | 
2  | 现场用  | 300  | 1200  | 5  | 8  | /  | 0.4  | 
3  | 现场用  | 500  | 1500  | 5  | 14  | 0.66  | 1.2  | 
备注  | 试验用油50mL,含水29%  | ||||||
从表1可以看出,在不加破乳剂的条件下,单靠离心时脱水率只能达到80%以上,上部油相含水率仍然较高。从表2可以看出,加破乳剂后,脱水率明显提高。当破乳剂加到500mg/L,转速提高到1500r/min时,离心5min能使上部油相含水降低到0.66%。从室内试验可以看出,由于老化油中含有一定的杂质,单独的热化学沉降脱水效果不好,且不易使油相中的杂质脱出。热化学处理后再经机械离心的方法处理,可以将老化油处理合格。
4 热化学沉降+碟片式离心机脱水工艺现场试验
在完成室内评价和热化学沉降处理的基础上,利用碟片式离心机及配套工艺在现场对老化油进行了“热化学沉降+碟片式离心机”脱水工艺试验。试验油品为事故池老化油,离心机进油含水50%,破乳剂浓度大于200mg/L,加盐大于1000mg/L,进离心机油温95~98℃,试验结果见表3。
表3:老化油热化学+离心机脱水试验参数
运行时间  | 离心机进口油温(℃)  | 离心机进口原油含水(%)  | 离心机进口原油含水(%)  | 离心机出口水中含油(mg/L)  | |
11月7日  | 23:00  | 94  | 60  | 3.5  | 584  | 
1:00  | 93  | 60  | 5  | 165  | |
2:00  | 91  | 36  | 0.6  | 96  | |
3:00  | 92  | 53  | 3.2  | 683  | |
6:00  | 91  | 75  | 1.5  | 150  | |
11月9日  | 20:00  | 85  | 40  | 2  | 864  | 
23:00  | 86  | 95  | 10  | 628  | |
2:00  | 92  | 2  | 0.3  | 562  | |
3:00  | 92  | 40  | 1  | 426  | |
7:00  | 78  | 5  | 1.4  | 376  | |
通过现场试验表明,进入离心机原油含水递减梯度较大对脱水有影响,但原油加入破乳剂、盐水、提温后,经离心机处理后的水中明显含有渣和胶质物,破乳脱水效果较好,出油含水3.5%,出水平均含油547mg/L,说明采用热化学+机械离心处理工艺单独处理老化油是可行的。
5 老化油处理工艺方案优化
改进后的“热化学+机械离心”处理工艺可以通过水力旋流装置或预沉降罐对来液进行预处理,除去大部分游离水及其中的杂质,以降低热负荷及药剂用量。油相(油包水乳状液)进入后续热化学+机械离心的处理工艺进行处理。处理后的原油输入净化罐。
6 结论
(1)由于老化油中含有一定的杂质,单独的热化学沉降脱水效果不好,且不易使油相中的杂质脱出。同时,进入原油集输系统回产生阻塞污染等问题。
(2)通过室内外试验表明,热化学处理后经机械离心的方法可以将老化油处理合格,但需优选离心机和优化工艺。