超声波原油破乳技术实现多领域拓展

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2008年12月16日，原油超声破乳—脉冲电脱盐组合技术工业应用项目在洛阳顺利通过集团公司组织的技术鉴定，与会专家一致认为，“该技术具有创新性和自主知识产权，整体技术达到国际先进水平”。

    该项技术是由中国石化齐鲁分公司研究院和洛阳石化工程公司、洛阳分公司共同承担的科研项目，经过前期试验、联合攻关和工业应用试验，取得了圆满成功，使超声波原油破乳技术实现了新跨越。该组合技术不仅成功解决了洛阳分公司现有装置加工塔河原油存在的问题，而且对其将来加工不同种类的劣质原油进行了一定的技术储备，能够有效降低重质原油加工带来的装置腐蚀、结垢、催化剂中毒等多种不利影响，也为国内其他石化企业尝试实施“加工劣质原油、降本增效”的战略，提供了最为关键的电脱盐技术支持。

    课题源起：

    物理方法解决化学问题

    所谓超声波原油破乳技术，就是利用超声波使油和水的乳化结构产生机械振荡，来解决原油电脱盐过程中油和水的乳化问题。该技术不受原油的性质的影响，具有能耗低和无污染的特点。这大大突破了以前“原油破乳只能添加破乳剂”的传统做法，“省时省钱省力”，受到业界的高度关注。

    该课题最早由齐鲁石化研究院院长达建文博士提出。原油破乳脱盐量是制约炼油厂正常生产的难题之一，一次偶然的机会，达建文在参加学术研讨会与其他代表交流时，突然产生了利用超声波进行原油破乳的设想。在他的推动下，齐鲁石化研究院经过多次试验和专家论证后立项研究，并于1999年正式成立了“超声波原油破乳研究课题组”。

    紧张的研究工作随之展开，课题组人员从开始对超声波知识的积累到自行设计制造出原油破乳小试装置，从零开始，步步为营，历经了艰辛的科研创新阶段。2001年完成小试，2003年在齐鲁分公司胜利炼油厂的常电脱盐装置进行工业应用试验，取得良好效果。试验不但节省了破乳剂和电耗，而且脱后原油含盐和含水量大幅下降，保证了稳定生产，年增效益达950万元。该技术于2006年3月通过中国石化科技开发部组织的技术鉴定，被专家称为“原油破乳史上的一场革命”，并获2006年度中国石化技术发明二等奖。

    强强联合：

    实现原油破乳脱盐新飞跃

    为了做好技术的推广应用，为集团公司相关企业解决生产难题，齐鲁分公司研究院课题组研究人员开始了广泛的市场开发调查。他们了解到洛阳石化工程公司开发的脉冲电脱盐技术，具有脱盐效率高、节省运行电耗、破乳剂用量少的特点。“能否将两项成功技术组合应用，实现‘强强联合’，使其在炼油生产中发挥出更大的作用呢？”这成为课题组人员重点思考的问题。

    经过技术交流和协商，齐鲁分公司研究院、洛阳石化工程公司和洛阳分公司三方一拍即合，展开全方位合作。通过将超声波破乳和脉冲电瞬间高压电场破乳协同作用，提高电脱盐装置脱盐效果。在中国石化科技开发部的组织下，于2006年12月16日在洛阳分公司联合一车间原油电脱盐装置进行了原油超声破乳—脉冲电脱盐组合工程技术的工业应用试验。

    由于该组合技术是首次进行工业化应用试验，结合洛阳分公司边生产边进行试验的特点，双方商定在塔河原油加工流程中应用该技术。塔河原油加工装置相对独立，同时，塔河中质原油具有密度高、黏度大、含盐不易脱落的特点，脱盐问题比较突出。该技术如果能够在塔河中质原油脱盐中得到满意结果，对其他品种的原油将具有更好的适应性。

    试验结果表明：针对塔河中质、长庆管输等不同性质原油，电脱盐装置运行平稳，在停注原油破乳剂的条件下，装置脱盐效果明显提高，达到深度脱盐指标，污水中含油量降低50%，节电68%以上，取得了圆满成功。装置负责人表示：“该技术既省了破乳剂，又减少了油排放，设备电耗还很低，为加工劣质原油提供了一套新型、高效的电脱盐技术，从而有效降低了重质原油加工给装置带来的腐蚀、结垢、催化剂中毒等诸多不利影响，为今后加工劣质原油提供了有力的电脱盐技术支持，效果非常好！”

    回顾试验过程，齐鲁分公司研究院超声波原油破乳课题组组长苟社全感慨地说：“最后的成功是拼出来的。”此言不虚，在工业应用开始阶段，面对设计、安装、调试中出现的诸多问题，技术人员顶着三伏天烈日的炙烤奔忙在试验现场。有一回，现场设计出现纰漏，在自动化控制系统方面不够完善，给设备安装带来困难。苟社全及时与相关人员协商解决办法，重新布线进行整改，从而为后期试验顺利进行奠定了基础。在试验调试阶段，有关技术人员山东、河南来回跑，跟踪记录操作参数，分析试验结果，随时解决试验中出现的问题。凭借坚忍不拔的毅力，他们克服了重重困难，迎来了最后的胜利。

    2009年1月7日，中国石化科技开发部第二期《简报》以“超声破乳—脉冲电脱盐组合技术研发成功”为题对该技术进行了介绍，旨在中国石化范围内推广应用。

    乘胜追击：

    深入研究拓展新应用

    课题组研究人员并没有陶醉于洛阳试验的喜悦中，他们密切跟踪国内外超声波研究的热点，继续深入研究化学和物理作用的破乳机理。2008年，齐鲁分公司研究院与清华大学化工系合作进行了超声波强化原油破乳与化学反应机理的探索性研究，实现了该技术理论研究的进一步突破，为工作的进一步深化探明了方向。

    双方通过对超声波作用于原油的宏观认识和微观分析，逐渐深入到超声波作用于原油的馏分油组成改变、单体烃的化学反应转化率等研究，由浅入深地解释了超声原油破乳的化学作用机理，初步揭示了超声波化学作用的内在规律，探索性研究了油品改质，建立了超声波破乳和超声波催化的化学机理初级化模型，将超声波强化原油破乳研究上升至较深层面。

    同时，他们再接再厉，沿着“深入研究、工业推广、全面探索”的良性循环轨道，将研究工作拓展到原油开采的上游，与胜利油田合作，研究原油采油方式和添加助剂对原油品质及后加工的影响。该课题已在集团公司立项，现已取得初步进展，有望获得满意结果。

    据不完全统计，齐鲁分公司炼油厂每年产生10万吨左右的污油。随着下一步胜利高硫高酸原油加工量的增加，势必造成污油量增加，污油脱水处理后回炼的问题将更加突出。为此，今年课题组承担了“超声波污油脱水工业试验”项目的研究，通过设计一个污油处理超声波作用装置，达到脱后污油含水小于1％的目标，提高了炼油厂电脱盐装置的运行水平，有效降低加工损失率。

    2009年3月中旬，该院原油破乳组又在中原油田一个联合站，进行了超声波罐式破乳先导性试验，为即将在炼油厂进行的超声波污油脱水工业试验提供技术参考。

    据专家分析，倘若此项技术在国内多家炼化企业推广应用，其潜在的经济效益将不可估量，其降低电脱盐污水含油量和COD的独特作用，对于石化企业今后的节能减排更具现实意义。
作者： 王宾  王永军 　 2009-06-05