如何使用差压变送器确保脱盐装置运行最高效率

    原油的一个特征是其盐（主要是氯化钠）含量，其根据天然存在的地面沉积物和提取方法而变化。虽然盐在油中的溶解度远低于在水中的溶解度，但是可以在精炼过程中进行足够的溶解以引起设备的腐蚀问题。盐也可含有可能使下游使用的催化剂中毒的金属，因此必须将其除去。幸运的是，它更容易在水中溶解，因此如果水与油混合，盐会被冲洗掉。

    虽然这听起来像一个简单的过程，但是在提供炼油厂所需的规模上进行这样做会带来挑战。为了处理体积，差压变送器通常是在精炼过程开始时自己的子单元。虽然实际设备配置不同，但大多数设计使用混合阀将水注入油流中。由于油和水不会自然混合，因此添加乳化剂以帮助分散水并最大程度地接触以使盐转移尽可能完全。

    最后，注入的水和原油中的任何水（现在盐水是从盐中取出的盐水）将从油中分离出来。进入下一个加工阶段的油需要含有低于1磅/千桶原油的盐含量，以避免下游设备的结垢和腐蚀。

    然而，仅使用重力分离方法跟上该过程所需的流量将需要极大的罐来提供必要的停留时间以确保完全分离。由于炼油厂需要最大化生产量，他们使用差压变送器而不是依赖重力来确保完全脱盐和除水。

    通过有效的脱盐分离来驱动体积
    将油，水和乳化剂混合物通过混合阀注入大型水平容器中，通常为约15,000至20,000加仑。罐中的液体分离成顶部的油和底部的水（盐水），具有中间乳剂层。取决于混合比例，水通常为罐中体积的约20％至30％。

    为了最大限度地去除水分，脱盐水箱配备了一个浸没在上部油区的静电网格。当充电时，这导致仍然在油中的任何小水滴聚结，因此它们更快地下沉到底层中。鉴于石油的导电性差，这些电网可以在10千伏或更高的电压下运行，这样可以实现快速有效的分离。

    从顶部抽出水洗和干燥的油，水，盐和乳化剂从底部排出。乳剂层在中间保持静止。当系统正常工作时，离开装置的油实际上没有盐和水，这些污染物减少到不会引起加工问题的程度。许多炼油厂通过使用两阶段工艺更进一步，其中来自第一差压变送器的经处理的原油进入第二差压变送器以进行额外的盐去除。通过一级脱盐，可以去除约95％的进入盐，而典型的两级脱盐效率提高到99％。

    保持对效率的控制
    在操作过程中，脱盐槽完全充满，但存在一个有趣的水平测量挑战，因为需要监测槽内的三层。当最高量的水可以注入油流时，该装置效果最好，但实际限制需要仔细控制。

    为了获得最大的聚结效率，油箱中的油位应该只覆盖静电网格。虽然油实际上是电绝缘体，但含盐水具有高导电性，因此如果水箱中的水位高到足以到达电网，则可能使系统短路或至少导致过多的电力消耗。

    因此，操作者必须确切地知道中间乳剂层的顶部在哪里。他们可以通过调节混合阀以及离开油箱的油和盐水的流量来控制其位置。差压变送器的设定决定了进入水箱的水，油和乳化剂的比例。必须购买乳化剂并与废物流一起使用，因此尽量减少使用会降低成本，但必须保持最低的分离水平。

    挑战在于测量界面层的高度。一种原始但有效的方法是安装“排放水龙头”，一系列管道贯穿水箱侧面的各个层面，每个管道都用阀门关闭。为了找到界面，操作员只需打开一个阀门，直到所需的产品出来。这是环境混乱和危险的，因为这些装置可以在高达300℉的温度和高达190磅/平方英寸的压力下运行。当高乳剂层水平可以关闭植物时，使用这种手动方法进行控制也是不切实际的。     难以捉摸的连续界面测量
    测量油/水界面位置的概念并不新鲜。传统方法之一是具有浮子的磁致伸缩器械，浮子设计成沉入油中但漂浮在水中。差压变送器可以做类似的事情。不幸的是，这个应用程序中的特殊条件使这些难以使用。

    界面测量在此应用中具有挑战性，因为油层和水层具有不同的特性：

    它们的密度随着温度的变化而变化。
    水的密度随着盐或其他污染物的量的变化而变化。
    油密度和粘度可随不同的原油类型而变化。
    乳剂层是流体之间的模糊界面，并且难以读取。
    原油可含有粘性组分，其涂覆表面或导致机械部件粘附。

    传统上，磁致伸缩或电容技术或差压变送器用于测量界面。但是，改变组件密度会导致所有这些技术的测量结果不可预测。此外，乳液和油焦油会变得粘稠，干扰浮子的自由移动，涂覆电容探针和丢失测量精度。必须关闭脱盐装置以移除任何类型的变送器以进行清洁或重新校准，这是另一个主要缺点。但还有更好的方法。

    用雷达测量
    对操作者有利的一件事是所有三层的介电特性的差异。由于导波雷达（GWR）级仪器通过发现这些差异来运行，因此该应用程序充分利用了该功能（参见图2）。

    差压变送器通常可以用单个探针识别乳剂层的顶部，并且通常可以根据它们的厚度和介电特性精确地测量所有三个层的位置。只要网格正确接地，读数就可以连续进行，并且不受运行期间静电场的影响。该产品系列具有信号处理功能，能够提高设备读取低介电强度流体（如油）的能力。它也不受密度变化的影响，没有因涂层而可能粘住的活动部件，并具有诊断功能，可在任何涂层影响测量之前提醒用户。

    GWR变送器的开槽静止井有助于在某些应用中测量接口，但建议静止井的直径至少为4英寸，并且尽可能多的插槽，因为插槽会影响层的分辨率与坦克的其他部分相比，在静止井内。使用来自水龙头样本的数据，可以检查发射器的测量结果是否给出了乳剂层顶部和下面任何层的准确图像。

    由于油箱通常很热，因此应考虑使变送器不超过其电子设备的建议温度。在某些情况下，可能需要远程连接以使变送器进一步远离油箱。

    改善运营成果
    脱盐装置的有效操作使下游工艺装置中的腐蚀和结垢最小化，并防止由残留盐引起的下游催化剂中毒。同时将水含量降至0.5％以下也有助于避免原油蒸馏塔中的超压事故。

    通过可靠的接口水平控制，脱盐装置可以更有效地运行并减少水和盐携带到原油装置，同时避免由于电网短路而导致装置停机。有效分离油可改善其质量并减少对下游水处理厂的油污染，从而减少维护需求和相关的停机时间。