原油脱盐流程中洗盐水量计算探讨

石油人在北京

原油电脱盐工艺是油田地面工程中常用的原油
净化处理流程，即在电脱盐装置人口处注入新鲜洗
盐水，从而脱除含水原油中的盐分，满足相关指标
要求。但是，洗盐水量的确定受工艺流程、初始盐
含量等影响，因此洗盐水量的确定成为影响电脱盐
工艺的关键因素。目前，国内大部分油田产出水盐
含量不高，大部分油田设施中均未设脱盐处理装置，
因此，洗盐水的注入量计算在现有各种设计手册和
标准中均没有完整的介绍。
北阿扎德干油田是中国石油在伊朗以买回合同
模式开发的大型油田，示例计算以油田开发一期为
例，原油处理规模为11 925m ／d，设有OGM(集油、
计量功能)，CPF(脱水、脱盐、稳定功能)。出矿
原油的含水率、盐含量等各项指标均通过CPF的电
脱水、脱盐装置处理实现，根据相关要求，出矿原
油含水率低于O．1％ ，盐含量低于28．5mg／L(国内
炼油厂通常要求原油盐含量不高于50mg／L o通过
北阿扎德干油田地面开发工程设计中洗盐水量的工
艺计算，探讨脱盐工艺中洗盐水循环计算方法及其
他相关事项。
1 电脱盐工艺流程
原油电脱盐、电脱水工艺共分两种工艺流程，
见图1、图2。根据原油盐含量及净化原油含水率、
盐含量指标要求不同，确定不同的脱盐工艺。
图1为一级电脱盐流程，即洗盐水直接注入
电脱盐装置进口，通过电脱盐装置进行脱水，脱除
后的产出水进入水处理系统，不在进行循环。该流
程主要适用于原油盐含量和含水率不高，同时，处
理后原油含水、含盐指标不太严格的工况。
图2为二级电脱盐流程，即洗盐水在二级电
脱盐装置进口注入，二级电脱盐装置底部分离出的
产出水通过增压回掺至一级电脱盐装置进口，降低
初始原油盐含量。该流程使洗盐水得到循环使用，
大大节省了总的洗盐水量，更适用于原油盐含量和
含水率高，处理后原油含水、含盐指标苛刻的工况。
水张国强，男，工程师。2003年毕业于河北工业大学化工工艺专业，获工学学士学位；现在中国石油集团工程设计公司北京分公司
， 从事油气集输与
储运工作。地址：北京市海淀区上地信息路8号CPE大厦，100085。E-mail：cpebj—zhgq@163_c0m
张国强等：原油脱盐流程中洗盐水量计算探讨 2012年5月
圜，—、
洗盐水 产出水去水处理设施
图1 一级电脱盐流程
图2
2 计算方法
洗盐水循环泵房
二级电脱盐流程
计算过程包括：一是脱盐前后水量质量平衡计
算；二是脱盐前后盐量质量平衡计算；三是脱盐装
置产出水中盐含量与出口油中水的盐含量平衡计
算。其中：
电脱盐系统，指包含一级脱盐装置和二级脱盐
装置在内的流程上直接相关联的上下游设备在内的
工艺系统；洗盐水pH值，为保证原油电脱(水)
盐装置处于最佳的脱水效率，需要通过调整洗盐水
pH值调节电脱盐(水)器内原油酸度；洗盐水氧含
量，游离氧在高温条件下对设备材料产生腐蚀，因
此，应控制洗盐水氧含量。
2．1 一级电脱盐流程洗盐水量计算
2．1．1 水平衡计算
电脱盐装置的进出口水量要达到质量平衡，计
算式为：
= l+ 一Q』× 1 (1)
l— D't2
式中： ——洗盐水注入量，为达到脱盐脱水效果
掺入的低盐含量的水量(不考虑75％洗盐水效率)，
nl。／d；aw —— 电脱盐装置水相出口的水量，m ／d；
— — 处理油量，即电脱盐装置／脱盐装置的处理
原油量，m ／d；01——处理液量，即进入电脱盐装
置／脱盐装置的含水液量，m ／d； 】——电脱盐装置
进口含水率，电脱盐装置进口原油中含水的体积百
分比，按20％考虑； ，—— 电脱盐装置油相出口
含水率，电脱盐装置出口原油中含水的体积百分比，
一级电脱盐装置油相出口含水率按0．5％考虑，二级
电脱盐装置油相出口(即净化原油出口)含水率按
0．1％考虑。
2．1．2 盐平衡计算
电脱盐装置的进出口盐量要达到质量平衡，计
算式为：
： —
Qwl X
—
S3+ Qo x
—
S2_
一
Ql xlYtl X S1
㈦
式中： ——装置进El原油盐含量，进口处原油中
盐量与进El处水量的比值，按265 000mg／L考虑；
岛——净化原油盐含量，净化原油中盐量与处理后
的液量的比值，按28．5mg／L考虑； ——水相出口
盐含量，电脱盐装置水相出口盐量与出口水量的比
值，mg／L；K——洗盐水矿化度，CPF能够提供的
洗盐水的初始盐含量，按450mg／L考虑(饮用水标
准)。
2．1．3 脱盐装置产出水中盐含量计算
依据脱盐装置出口水相出口盐含量与油相出口
中水中盐含量平衡原理，计算式为：
．
3= ；a=Q ／ (3)
，2
式中：Q——洗盐水注入总量，考虑掺水效率后的
洗盐水注人量，m ／d；A——洗盐水效率，洗盐水
与原油均匀混合程度不能达到100％，即洗盐水注入
量需要考虑有效混合效率，按75％考虑。
根据以上计算步骤，一级电脱盐流程中需要的
洗盐水总量(考虑掺水效率)37 474m ／d。
2．2 二级电脱盐流程洗盐水量计算
二级电脱盐流程洗盐水量计算需要按照一级电
脱盐流程洗盐水量计算步骤，分别进行一级电脱盐
装置进出口平衡计算和二级电脱盐装置进出口平衡
计算，然后进行公式叠加，即可获得洗盐水量。
根据以上计算步骤，示例中二级电脱盐流程中
需要的洗盐水量见表1、表2。
根据以上计算步骤，二级电脱盐流程中需要的
洗盐水总量(考虑掺水效率)667m。／d。
3 应注意的事项
一是，洗盐水盐含量。洗盐水盐含量的确定直
接影响洗盐水注入量，根据相关手册确定，一般二
级电脱盐流程中合理的洗盐水量为原油处理量的
3％～10％。因此，通过计算如果洗盐水量超过此经
验值，则需要降低洗盐水的盐含量来降低注入量。
二是，洗盐水pH 值及氧含量。电脱盐的过程
即为电脱水过程，根据国内电脱水经验及规范要求