脱水节点参数控制在孤六联合站的优化应用

摘 要：联合站原油脱水处理是油气集输系统的关键环节，孤岛采油厂集输注水大队通过对孤六联合站脱水节点参数进行优化控制，打断了站内处理液量的无效循环，降低了原料油含水，减少了热能和电能的消耗，取得了良好的经济效益和社会效益。

关键词：节点参数控制；联合站；优化应用

联合站是油田油气处理的一个重要环节，其主要任务是完成油气的收集、处理和合格产品（原油、天然气和污水）的输送，其中，油气的处理是其工作的重中之重。

油气的处理主要分为原油处理、天然气处理和污水处理三个方面，其中在原油处理方面，吨油单耗的控制上仍然存在着较大的节能降耗空间。为此，我们从集输行业的特点出发，通过对比分析和讨论研究，以“提高电脱水器运行效益”为切入点，提出了“优化脱水节点参数，降低吨油处理单耗”的创新管理思路，并选取孤六联合站进行了探索性试验。

一、过程分析

影响电脱水器脱水效果的主要因素有五个：

①处理量（Q）；②原料油含水（S）；③脱水温度（T）；④脱水器水位；⑤破乳剂的投加。

评价脱水器脱水效果的指标有两个：

（1）脱水器油出口含水即净化油含水。

（2）以及水出口即回掺污水的含油。

这五大影响因素和两大评价指标之间相互影响、相互制约。首先，我们围绕着这五大影响因素和两大评价指标进行了分析、调整和验证。

1.流量（Q）

2700÷（1-30%）÷0.93=4147 m3/d

而根据脱水器进口流量计计算出的实际处理液量为：

50m3/h×6×24h=7200 m3/d

理论处理量与实际处理量相差了约3000 m3/d，这说明在原油脱水环节每天约有3000 m3的液量在进行无效循环，这必然造成电能和热能的极大浪费。

原因分析：回掺污水含油量过高。

现场验证：通过对回掺污水进行取样化验，我们发现：脱水器回掺污水的平均含油高达50%～55%。同时，取出的油样油水分层很快，经过大约30min沉降后的油层中含水仅有4～5%。我们经过分析初步认定：脱水器内部未建立起水层或建立的水层高度低于脱水器的进液口，由此造成脱水器进液水洗作用不明显、回掺污水含油量过高。

2.水位

为验证脱水器内部水位对脱水效果的影响，我们再次进行了现场试验：根据实际化验的原料油含水，适当控制脱水器的底部放水，减小污水回掺量，使脱水器逐步建立起水位，强化其水洗作用。最终实验结果是：在保持一、二次罐液位平稳的前提下，回掺污水量约减少1300 m3/d，回掺污水含油也下降到了10%左右，但同时净化油含水存在0.8%～4%的波动，单台脱水器净化油甚至还出现了8%～9%的瞬间高含水。

回掺污水量控制不够理想和脱水器净化油含水出现瞬间高值，说明人工调节无法精准的控制水位，造成了脱水器水位和脱水效果的不稳定。为此，我们提出了“引进由界面仪、电动调节阀、执行器组成脱水器水位自动控制系统”的建议，以保证脱水器内部建立起稳定的水位，降低和减少脱水器净化油含水指标的波动。在水位自动控制系统投入使用之前，我们采用“根据原料油含水高低调控脱水器回掺污水比例”的方式稳定脱水器内部的水位。

3.原料油含水（S）

在脱水器内部建立稳定的水位，可以强化水洗效果，降低回掺污水含油和回掺量，但由于电脱水器排出的污水依然回掺到油站的二次沉降罐，对降低原料油含水没有发挥作用。为此，我们对脱水器污水回掺流程进行了分析。脱水器污水回掺一般有两套流程：

（1）污水回掺至二次沉降罐，其优点是可以充分利用回掺污水的剩余热量，提高原料油的油温，有利于油水分离。缺点是增加了二次沉降罐的进液含水量，升高了原料油含水。同时，增加了二次罐底水――提升池――提升泵――一次沉降罐的无效循环水量，造成了能量的浪费。

（2）污水回掺至一次沉降罐，其优点是可以降低原料油含水，减少提升泵的无效循环水量。缺点是降低了二次罐出口处的原料油油温。但考虑到孤六联合站已经投用了三相分水器，一次沉降罐的进液量由原来的21000 m3/d下降到了目前的10000 m3/d、含水由原来的94%下降到了目前的70%，降温幅度应该减小，大约是三相分水器投用之前的40%左右。

为此，我们将脱水回掺污水直接倒入一次沉降罐，结果显示：二次罐出口原料油温度仅降低了4℃，同时原料油平均含水也由原来的30%下降到了25%。

4.温度（T）

通过对孤六联合站原料油的粘温曲线进行分析，我们将脱水温度优化为：冬季66℃，夏季60℃，分别比现场脱水温度低6℃和12℃。

5.破乳剂

在做好上述工作的同时，我们对药剂投加流程也进行了改造：将破乳剂投加点由原来的分水器进口改至脱水泵进口，破乳剂经脱水泵――换热器――加热炉――脱水器的过程中，仍然有足够的反应时间，而且在这个过程中，油温不断升高，更加有利于破乳剂发挥作用，提高油水分离效果。

二、效益分析

（1）脱水器节点参数的优化，在保持换热器和加热炉供热量不变的情况下，提升脱水器进口处的原料油温度3℃左右。如果对脱水温度进行进一步的优化（夏季60℃、冬季66℃），每年可减少燃油消耗300多吨，直接经济效益117万元。

（3）脱水器污水回掺量的减少，使脱水器日处理液量由原来的7200 m3/d降至6000m3 /d，日减少脱水泵电量消耗200 KW.h，一年可节约电费4. 8万元。

经过分析计算，每年的综合经济效益为134.7万元。