原油脫鹽流程中洗鹽水量計算探討

石油人在北京

原油電脫鹽工藝是油田地面工程中常用的原油
凈化處理流程，即在電脫鹽裝置人口處注入新鮮洗
鹽水，從而脫除含水原油中的鹽分，滿足相關指標
要求。但是，洗鹽水量的確定受工藝流程、初始鹽
含量等影響，因此洗鹽水量的確定成為影響電脫鹽
工藝的關鍵因素。目前，國內大部分油田產出水鹽
含量不高，大部分油田設施中均未設脫鹽處理裝置，
因此，洗鹽水的注入量計算在現有各種設計手冊和
標準中均沒有完整的介紹。
北阿扎德干油田是中國石油在伊朗以買回合同
模式開發的大型油田，示例計算以油田開發一期為
例，原油處理規模為11 925m ／d，設有OGM(集油、
計量功能)，CPF(脫水、脫鹽、穩定功能)。出礦
原油的含水率、鹽含量等各項指標均通過CPF的電
脫水、脫鹽裝置處理實現，根據相關要求，出礦原
油含水率低于O．1％ ，鹽含量低于28．5mg／L(國內
煉油廠通常要求原油鹽含量不高于50mg／L o通過
北阿扎德干油田地面開發工程設計中洗鹽水量的工
藝計算，探討脫鹽工藝中洗鹽水循環計算方法及其
他相關事項。
1 電脫鹽工藝流程
原油電脫鹽、電脫水工藝共分兩種工藝流程，
見圖1、圖2。根據原油鹽含量及凈化原油含水率、
鹽含量指標要求不同，確定不同的脫鹽工藝。
圖1為一級電脫鹽流程，即洗鹽水直接注入
電脫鹽裝置進口，通過電脫鹽裝置進行脫水，脫除
后的產出水進入水處理系統，不在進行循環。該流
程主要適用于原油鹽含量和含水率不高，同時，處
理后原油含水、含鹽指標不太嚴格的工況。
圖2為二級電脫鹽流程，即洗鹽水在二級電
脫鹽裝置進口注入，二級電脫鹽裝置底部分離出的
產出水通過增壓回摻至一級電脫鹽裝置進口，降低
初始原油鹽含量。該流程使洗鹽水得到循環使用，
大大節省了總的洗鹽水量，更適用于原油鹽含量和
含水率高，處理后原油含水、含鹽指標苛刻的工況。
水張國強，男，工程師。2003年畢業于河北工業大學化工工藝專業，獲工學學士學位；現在中國石油集團工程設計公司北京分公司
， 從事油氣集輸與
儲運工作。地址：北京市海淀區上地信息路8號CPE大廈，100085。E-mail：cpebj—zhgq@163_c0m
張國強等：原油脫鹽流程中洗鹽水量計算探討 2012年5月
圜，—、
洗鹽水 產出水去水處理設施
圖1 一級電脫鹽流程
圖2
2 計算方法
洗鹽水循環泵房
二級電脫鹽流程
計算過程包括：一是脫鹽前后水量質量平衡計
算；二是脫鹽前后鹽量質量平衡計算；三是脫鹽裝
置產出水中鹽含量與出口油中水的鹽含量平衡計
算。其中：
電脫鹽系統，指包含一級脫鹽裝置和二級脫鹽
裝置在內的流程上直接相關聯的上下游設備在內的
工藝系統；洗鹽水pH值，為保證原油電脫(水)
鹽裝置處于最佳的脫水效率，需要通過調整洗鹽水
pH值調節電脫鹽(水)器內原油酸度；洗鹽水氧含
量，游離氧在高溫條件下對設備材料產生腐蝕，因
此，應控制洗鹽水氧含量。
2．1 一級電脫鹽流程洗鹽水量計算
2．1．1 水平衡計算
電脫鹽裝置的進出口水量要達到質量平衡，計
算式為：
= l+ 一Q』× 1 (1)
l— D't2
式中： ——洗鹽水注入量，為達到脫鹽脫水效果
摻入的低鹽含量的水量(不考慮75％洗鹽水效率)，
nl。／d；aw —— 電脫鹽裝置水相出口的水量，m ／d；
— — 處理油量，即電脫鹽裝置／脫鹽裝置的處理
原油量，m ／d；01——處理液量，即進入電脫鹽裝
置／脫鹽裝置的含水液量，m ／d； 】——電脫鹽裝置
進口含水率，電脫鹽裝置進口原油中含水的體積百
分比，按20％考慮； ，—— 電脫鹽裝置油相出口
含水率，電脫鹽裝置出口原油中含水的體積百分比，
一級電脫鹽裝置油相出口含水率按0．5％考慮，二級
電脫鹽裝置油相出口(即凈化原油出口)含水率按
0．1％考慮。
2．1．2 鹽平衡計算
電脫鹽裝置的進出口鹽量要達到質量平衡，計
算式為：
： —
Qwl X
—
S3+ Qo x
—
S2_
一
Ql xlYtl X S1
㈦
式中： ——裝置進El原油鹽含量，進口處原油中
鹽量與進El處水量的比值，按265 000mg／L考慮；
島——凈化原油鹽含量，凈化原油中鹽量與處理后
的液量的比值，按28．5mg／L考慮； ——水相出口
鹽含量，電脫鹽裝置水相出口鹽量與出口水量的比
值，mg／L；K——洗鹽水礦化度，CPF能夠提供的
洗鹽水的初始鹽含量，按450mg／L考慮(飲用水標
準)。
2．1．3 脫鹽裝置產出水中鹽含量計算
依據脫鹽裝置出口水相出口鹽含量與油相出口
中水中鹽含量平衡原理，計算式為：
．
3= ；a=Q ／ (3)
，2
式中：Q——洗鹽水注入總量，考慮摻水效率后的
洗鹽水注人量，m ／d；A——洗鹽水效率，洗鹽水
與原油均勻混合程度不能達到100％，即洗鹽水注入
量需要考慮有效混合效率，按75％考慮。
根據以上計算步驟，一級電脫鹽流程中需要的
洗鹽水總量(考慮摻水效率)37 474m ／d。
2．2 二級電脫鹽流程洗鹽水量計算
二級電脫鹽流程洗鹽水量計算需要按照一級電
脫鹽流程洗鹽水量計算步驟，分別進行一級電脫鹽
裝置進出口平衡計算和二級電脫鹽裝置進出口平衡
計算，然后進行公式疊加，即可獲得洗鹽水量。
根據以上計算步驟，示例中二級電脫鹽流程中
需要的洗鹽水量見表1、表2。
根據以上計算步驟，二級電脫鹽流程中需要的
洗鹽水總量(考慮摻水效率)667m。／d。
3 應注意的事項
一是，洗鹽水鹽含量。洗鹽水鹽含量的確定直
接影響洗鹽水注入量，根據相關手冊確定，一般二
級電脫鹽流程中合理的洗鹽水量為原油處理量的
3％～10％。因此，通過計算如果洗鹽水量超過此經
驗值，則需要降低洗鹽水的鹽含量來降低注入量。
二是，洗鹽水pH 值及氧含量。電脫鹽的過程
即為電脫水過程，根據國內電脫水經驗及規范要求