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原油的脫鹽

103/06/10 瀏覽次數 27424
「Desalt」這個字由字面就可知道是「去除鹽分」的意思,它常出現在海水淡化這個領域的文章中,不難理解,海水含鹽,須經逆滲透等方法去除鹽分後才能變成生活用水。不過,在煉油工業也有脫鹽這個程序。原油怎麼會含鹽?為什麼煉油需要脫鹽?鹽分對煉油製程有什麼影響?煉油廠又是如何脫鹽呢?

石油是一種成分非常複雜的液態混合物,內含許多碳氫化合物及雜質,因為它是煉油原料,因此又把提煉前的石油稱為原油。

原油在煉製時要先經蒸餾工場分餾成燃料氣、粗液化石油氣、戊烷、輕石油腦、重石油腦、煤油、柴油、重油(燃料油)等初級產品,然後再經由不同的製程加以精煉,才能產生各種品質合格的油料。

原油中含有一些雜質,會在煉油過程中造成設備腐蝕、熱交換器積垢、觸媒活性衰退、產品品質降低等不良的影響,因此在煉製過程中須儘量去除。原油中的雜質分親油性(油溶性)及親水性(或稱非油溶性)兩類。硫化合物、氮化合物、有機金屬(如鎳、釩等)化合物等都是以化學鍵和原油中的碳氫物質結合,屬親油性雜質;水、鹽類、泥、砂、硫化鐵(FeS)、鐵銹等則是親水性雜質。雜質的含量因原油產地、來源的不同而異。

原油在進入主塔分餾前,須先經「脫鹽」程序把原油中的「鹽分及親水性雜質」脫除。原油蒸餾是煉油的第一道工序,脫鹽槽則是原油蒸餾工場的龍頭。

脫鹽槽雖只是附屬在蒸餾工場的一個原油前處理單元,但脫鹽的好壞除了直接影響蒸餾工場主塔頂部的腐蝕外,也會影響後續重油轉化製程,如重油加氫脫硫(RDS)與重油觸媒裂解(RFCC)使用的觸媒。而RDS、RFCC是現代煉油廠中相當重要的工場,尤其後者更是生產汽油,經濟效益最高的工場,因此目前煉油廠都相當重視脫鹽槽的操作。

下文先說明原油為什麼會含鹽?鹽的種類及其對蒸餾工場主塔塔頂設備的腐蝕作用,接著說明脫鹽的原理與流程。由於脫鹽槽內的高壓電場對原油乳化的破除相當重要,因此會介紹主要的電脫鹽技術,最後討論煉油廠目前在脫鹽過程遭遇的問題與要求。

原油中的鹽類

原油中為什麼含有鹽呢?原來是原油由地下採出時,伴隨著含各種鹽類的地下水,並夾雜著油泥一起以「乳化液」的形式流出,通常是油包水(W/‬O)型乳化液。原油中的鹽類大部分是溶在原油所含的鹽水滴中,鹽水滴的鹽濃度常高於海水,少數原油還會含有結晶鹽。不同原油所含的鹽類組成與濃度不盡相同。

雖然原油在油田已經過脫水處理,使原油的含水量降低至一定的程度,以符合管路輸送或出口的規範,但仍會含有一些鹽水。這些殘留的鹽水滴,因粒徑很小(水滴的直徑約10~100微米),呈乳化分散狀態,再加上原油的黏度,所以不易以靜置的重力沉降方式去除。

另外,在原油運輸過程中可能接觸到海水(如輸油管海水頂管作業、壓艙水等),因此送至煉油廠的原油,其鹽含量對煉油的設備或觸媒而言仍然偏高。若不做進一步的處理,這些鹽類除了直接造成蒸餾工場主塔頂部設備的嚴重腐蝕、換熱器積垢、加熱爐爐管結焦外,也會使後續工場(或稱二次加工)的觸媒活性衰退。因此,原油在進蒸餾工場分餾前一定要先做脫鹽處理,把鹽含量再予以降低。

原油中的鹽類有氯化物、碳酸鹽、硫酸鹽等,其中氯化物鹽類又稱為腐蝕性鹽類,碳酸鹽、硫酸鹽則是積垢性鹽類。

原油中的氯化物鹽類包括氯化鈉、氯化鎂及氯化鈣,比例一般約為15:3:2,但視不同來源的原油而異。其中,氯化鈉的含量最多,但比較不會起水解反應。氯化鎂的含量雖較少,卻最容易起水解反應生成氯化氫(HCl),氯化鈣則次之。

氯化鎂加熱至攝氏120度時就有顯著的水解作用,至345度時,分解程度達90 %,這時氯化鈣分解約10 %,氯化鈉則幾乎不起水解作用,也就是氯鹽水解的能力是氯化鎂>氯化鈣>氯化鈉。因此氯化鎂及氯化鈣,尤其是氯化鎂,是原油蒸餾塔中HCl的主要來源。

在原油蒸餾過程中,氯鹽受熱水解生成的氯化氫,上升至原油蒸餾塔頂部,溶入水蒸氣所冷凝析出的水中形成鹽酸,會腐蝕主塔頂部的冷凝器、管線與塔盤。尤其在水的初凝區,腐蝕特別嚴重,因此又稱為露點腐蝕。

造成蒸餾工場塔頂腐蝕的主要物質,除了氯化氫外,還有硫化氫(H2S)。隨著溫度的降低,原油中分離出的硫化氫也會溶於冷凝水中,解離生成H‭+‬、HS−‭ ‬及S−2而造成腐蝕。

H2S-H2O對鐵的腐蝕機制是使金屬表面受到電化學作用,而在金屬表面形成一層硫化鐵(FeS)的黑色薄膜。

但在有HCl及水的存在下,FeS保護膜可能因下列反應而被破壞剝落。

FeS‭ + ‬2HCl ←→ FeCl2‭ + ‬H2S
 
上列反應是可逆的,即在低溫及高pH時,FeCl2又會與H2S發生逆反應而放出HCl。

FeCl2可溶於水,會被溶液沖掉,裸露的金屬再被H2S腐蝕,生成的FeS黑色薄膜又再次被HCl破壞,如此反覆作用,更加重了設備的腐蝕。因此HCl與H2S有互相促進腐蝕速率的作用,在煉製高硫原油時,H2S - H2O對鐵的腐蝕會較嚴重。

積垢性鹽類如碳酸鹽,在隨著原油進入煉油裝置受熱後,因溶解度下降而析出,附著在熱交換器管壁及加熱爐管壁上形成積垢,影響換熱效率,增加壓差,造成操作的困擾。

雖然原油中的鹽類有氯鹽、碳酸鹽、硫酸鹽等,但由於氯鹽會造成原油蒸餾塔頂的腐蝕,因此通常測定原油鹽含量時僅會測量氯鹽的含量。換言之,一般所謂的鹽含量是指氯鹽的含量。氯鹽雖又分為氯化鈉、氯化鎂及氯化鈣,不過在測量氯鹽含量時是測量出總氯離子含量後,全部以「氯化鈉」來呈現。表示鹽含量的單位有ptb及ppm。ptb是每仟桶原油中含鹽的磅數(pounds per thousand barrels),ppm則是每公升原油中鹽的毫克數,兩者間的換算是:1‭ ‬ptb=2.85‭ ‬ppm。

脫鹽原理

脫鹽操作類似以水洗油。在原油中加入約5%乾淨的洗滌水,藉著混合設備把洗滌水打散成小水滴,除了可溶解結晶鹽外,並會與原油中的鹽水滴接觸,進而合併成較大的水滴,再靠重力沉降下來。如此可把原油中「親水性的雜質」,包括各種鹽類、水溶性雜質,以及親水性固體雜質帶至水層,隨著脫鹽汙水而排走。

換言之,脫鹽包括3個步驟:注入洗滌水、油∕水混合、油∕水分離。其中油∕水混合是再次形成乳化,油∕水分離則是乳化的破除(解乳化)。油∕水混合一般是在脫鹽槽外藉著混合閥及靜態混合器,使注入的洗滌水均勻地分散在原油中,接著在脫鹽槽內進行油∕水分離。

因原油乳化液較難破除,因此混合所形成的乳化液進入脫鹽槽後,需再藉著電場、加熱、重力及解乳化劑使油∕水分開。在油∕水分離的過程中,包括了水滴的凝集、合併、沉降等現象。

由熱力學的觀點,乳化液是一不穩定的體系,那為什麼原油乳化液會較難破除呢?原因是原油中含有一些天然的界面活性物質,如柏油質(或稱瀝青質)、樹脂、環烷酸等,這些界面活性物質會聚積在水滴表面,並與原油中的蠟質及微細固體雜質在水滴表面形成一層界面膜。

這層界面膜具有黏彈性及機械強度,因而造成原油乳化液的穩定性。有些原油所形成的界面膜的機械強度較強,水滴間不易合併,因此乳化破除困難,通常柏油質含量愈高,界面膜的強度愈強。

為了提高原油乳化液的破除效果,脫鹽操作是同時採用加熱、高壓電場和添加解乳化劑3種方法,來加速小水滴凝聚結成大水滴以沉降下來,而讓原油與水能儘快分離。

根據斯托克斯定律(Stokes’law):原油與水的密度差愈大,原油的黏度愈小,水滴的沉降速度愈快;水滴的半徑愈大,愈有利於水滴的沉降。斯托克斯定律本是用於計算球形固體在液體中的沉降速度,因原油乳化液中的小水滴尺寸很小,沉降時不易產生內循環(internal circulation)及變形,其運動與球形固體類似,因此仍可用來計算原油中小水滴的沉降速度。

加熱 在斯托克斯定律中,小水滴的沉降速度與原油黏度的一次方成反比,而與水滴大小(半徑)的平方成正比,增加水滴的大小可以平方倍增加水滴的沉降速度。加熱可有效降低原油的黏度,但加熱有經濟的考量及操作壓力的限制,因此在降低原油黏度的同時,最好能增大水滴的半徑,以加速水滴的沉降。脫鹽槽內的電極所形成的高壓電場,可有效增進水滴的運動、接觸及合併,使水滴增大。

原油在脫鹽前須加熱至一定溫度(約攝氏120度),除了降低原油的黏度、增加水滴的沉降速率外,加熱也能增加界面膜物質在油相中的溶解度,使其再分散到油相中,而降低界面膜的機械強度,使水滴較容易合併。加熱也可使水滴的體積略微膨脹,進而使水滴表面的界面膜擴張、破裂,也有助於水滴間的合併。

電場 脫鹽槽內的高壓電場可使水滴形成橢圓狀的偶極體,兩端分別帶正、負電,使水滴間產生靜電引力,讓小水滴能相吸聚集,也會增加水滴的運動、接觸與碰撞機率,進而大幅增加水滴間的合併速率。

水滴在高壓電場中由原先的圓球狀變成橢圓狀的偶極體時,還可使水滴表面的界面膜擴張,界面膜較容易破裂,也有助於水滴間的合併。

依電場形式的不同,小水滴在高壓電場中所受的作用力除了偶極─偶極作用力外,還有電泳作用力及介電泳動作用力。這3種作用力都與電場強度的平方成正比。

解乳化劑 另外,在脫鹽操作時還會添加少量的原油解乳化劑來幫助水滴的凝聚及合併,以進一步加速乳化的破除。

原油解乳化劑的配方通常是各製造公司的祕密,其主要成分是高分子界面活性劑,具較強的界面活性,更容易吸附在水滴表面,滲入或置換原先已吸附在水滴表面的成膜物質,使界面膜的強度減弱,並改變油∕水的界面性質,增加水滴間的合併速率。它還能促進小水滴的凝集,以合併成大水滴而沉降。簡言之,原油解乳化劑是用來改變原油與水的界面性質,降低界面膜的強度及界面張力,促進水滴間的凝集與合併。

原油的成分複雜,不同原油的組成各異,所形成界面膜的機械強度不同,乳化穩定性也不一樣。原油解乳化劑有一特性,對某些原油有效的解乳化劑,用於其他產地的原油未必有效。不同性質或不同類型的原油,所使用的解乳化劑配方不盡相同,很難找到一種解乳化劑配方可適用於所有的原油,因此「廣效性」的原油解乳化劑基本上至今是尚未實現的。

化學解乳化的原理是:會造成O/‬W型乳化液的乳化劑,就具有破除W/‬O型乳化液的能力;反之亦然。早期1920年代,就曾使用肥皂當做原油解乳化劑。化學解乳化的原則雖相當簡單,但原油解乳化劑配方的開發及篩選至今仍是靠試驗與經驗,有人用「black art」(魔術)來形容它。

原油解乳化劑的英文名稱除了demulsifier外,也稱為emulsion breaker、desalting chemical或desalting aid。它是脫鹽時添加的化學助劑,以幫助原油乳化的破除。不過在台灣中油公司慣稱它為「脫鹽劑」,大陸稱為破乳劑。

因原油解乳化劑的主成分也是界面活性劑,它是用來破除W‭/‬O型乳化液,注入量太高有時會引起水相的乳化問題,造成脫鹽槽的排水帶油。

原油在油田脫水時,通常已加過解乳化劑,仍有一些殘留在原油中,在煉油廠脫鹽時只要補加少量即可。煉油廠脫鹽用的解乳化劑的有效濃度一般是25 %,注入量是原油的3~12‭ ‬ppm,通常是6‭ ‬ppm。

原油解乳化劑的配方以油溶性居多,有些解乳化劑配方中還會添加一些沾溼劑,以加強脫鹽操作時對微細固體雜質的脫除效果。因沾溼劑的親水性較強,在油性解乳化劑的配方中不能添加太多,也有藥劑供應商建議把沾溼劑另外加在洗滌水中。

電場及加熱是以物理作用力來解乳化。脫鹽槽內的高壓電場可大幅增進水滴的合併,對原油的快速脫水、脫鹽相當重要。原油的比重愈重,黏度愈高,脫鹽的操作溫度也須較高。煉油廠中脫鹽的完整名稱是電脫鹽。

脫鹽的關鍵其實是在脫水,因原油的鹽分大多溶在原油所含的小水滴中,這些小鹽水滴若能儘速合併成大水滴,在脫鹽槽內沉降下來,鹽分隨之脫除。一般電脫鹽槽的脫水效率在95 %‭ ‬以上。

原則上,原油中可親水的雜質都可利用脫鹽操作去除。因此雖然脫鹽是以脫除原油中的鹽分、降低鹽含量為主,實際上也有降低原油中油泥、細砂、硫化鐵、鐵屑等微細固體雜質含量的作用。這些固體雜質顆粒不溶於原油,也不溶於水,但具親水性,因其表面被原油包覆而懸浮在原油中,而影響其在脫鹽操作中的脫除效果,使得固體雜質的脫除效率低於脫鹽效率。而原油中的親油性雜質大多無法藉脫鹽來去除,例如原油中的硫分須靠加氫處理來脫除。

脫鹽流程

原油由進料泵浦加壓後,經一連串的換熱器,使其溫度逐漸加熱至攝氏110~140度,同時注入3~6 %‭ ‬的洗滌水及約6‭ ‬ppm的解乳化劑。然後藉著混合閥開度的調整及靜態混合器的混合作用,把注入的洗滌水打散成小水滴,分散在原油中形成新的乳化液,再進入脫鹽槽內進行油水的分離。

打散的洗滌水滴除了使原油中的結晶鹽溶解外,並與原油中原有的鹽水滴合併成較大的水滴而藉重力沉降下來,如此可把原油中的鹽類及其他親水性雜質帶至脫鹽槽水層由底部排出。脫鹽槽內電極產生的高壓電場可促使乳化液儘速分離,使油水分開。脫鹽後的原油由脫鹽槽頂部集合管流出。

兩段脫鹽的流程是使兩個脫鹽槽串聯操作。乾淨的洗滌水先注入第二段脫鹽槽,第二段的排水再做為第一段的洗滌水,洗滌水與原油是逆向流動的。

一段脫鹽的標準是把原油中的鹽含量降至≦1.5‭ ‬ptb,兩段脫鹽則可把原油中的鹽含量降至1‭ ‬ptb以下。過去脫鹽槽的設計以兩段脫鹽居多,現已有一些煉油廠增設第三段脫鹽槽,以期把原油鹽含量降至1‭ ‬ppm(約0.3‭ ‬ptb)以下。

油田的電脫水與煉油廠的電脫鹽主要差異,在於電脫水不需油/水混合裝置,只需油/水分離。脫鹽槽頂部設置1個、2個或3個變壓器,目前大多數是3個。

脫鹽的流程相當簡單,但影響脫鹽結果的因素相當多,大致可分為3類:不可控制的變數、可控制的變數、應變的變數。

可控制的變數是指在實際操作中可調節的「參數」,其中脫鹽槽的操作溫度、洗滌水品質與操作電壓(電場強度)在有些工場是可以調整的,有些工場則不易(或不能)調整。因此這3項變數同時歸類為可控制變數及不可控制變數或應變的變數。

原油品質是影響脫鹽結果的一項重要因素,煉油廠平日所煉的原油不僅與脫鹽槽原設計的原油不同,且因分散油源的政策及降低購油成本的考量,有時原油變異頗大,現場能調整的脫鹽操作變數實際並不多,且幅度有限。因此,若能針對不同原油篩選出合適且有效的解乳化劑,對改善脫鹽相當重要。尤其是對一些乳化嚴重、較難脫鹽的原油,若能篩選出有效的解乳化劑,再搭配操作變數的調整,就可降低脫鹽槽內乳化層的厚度,避免電極的跳俥,改善原油脫鹽的效果及減少排水的含油量。

油槽區的良好管理,如原油儲槽適切的攪拌、靜置、放水、油槽切換等,對降低脫鹽操作的擾動有很大的幫助。回收廢油(slop oil)的品質、預處理及摻煉方式,對脫鹽操作也有很大的影響。

原油即使經過良好的脫鹽處理,也不可能百分之百脫除鹽分,殘餘的氯鹽在蒸餾工場主塔內水解後產生的HCl仍會腐蝕蒸餾工場主塔頂部設備,於是蒸餾工場還有注鹼、注中和胺、注防蝕劑、注水(塔頂水洗)等防制塔頂腐蝕的措施。脫鹽把原油中的鹽分直接脫除,從根本減少HCl的產生,是降低塔頂HCl腐蝕最治本的方法。若脫鹽效率不佳,其他防制腐蝕的措施是事倍而功半的。

電脫鹽技術

製造商在電脫鹽技術上的差異,主要展現在電極的構造、電場類型、進料的位置(原油與水混合後進入脫鹽槽的位置)。目前電脫鹽技術大致可分為4種:傳統交流電脫鹽技術、高速電脫鹽技術、交直流電脫鹽技術、平流電脫鹽技術。

傳統交流電脫鹽技術 傳統交流電脫鹽技術採用水平電極板和交流電場,舊型的是兩層電極板,新型的則是三層電極板。電極板一般由鐵管或鐵棒組成柵欄狀,固定在金屬框架上。

以美國Cameron Petreco低速型交流電脫鹽槽為例,它是兩層水平電極板的交流電脫鹽槽,通常下層電極板接電,上層電極板接地,兩層電極板之間的電場是強電場,下層電極板與油水界面之間則形成了一個弱電場。

原油與水混合後的乳化液由脫鹽槽底部進入進料分配器,乳化液再經由分配器上的小孔平均分散在脫鹽槽內水平截面上,而後緩緩上升,先進入弱電場區,再通過下層極板進入強電場區。在弱電場區,原油的含水量變化很大,由下往上含水量逐漸減少,原油中大部分的水在這區脫除。弱電場對原油的脫水、脫鹽很重要,在強電場區,再進一步脫除原油中剩餘的微量水滴。

在電場的作用下,油水混合液中的小水滴合併成大水滴而沉降,經油水界面的乳化層進入電脫鹽槽底部的水相,然後從槽底排出。而通過電場的原油,經脫鹽槽頂部的集合器流出。在傳統交流電脫鹽槽中,原油流動的方向與水滴沉降的方向相反。

舊型兩層電極板的交流電脫鹽槽也有上下層都接電的。三層電極板有三層都接電的,有上下層接電的,也有僅在中間層通電的,標準型是三層都接電。三層電極板都接電的電脫鹽槽,最上層的電極板與頂部槽壁間又形成了一個弱電場,因此有兩個強電場、兩個弱電場。三層電極板的電脫鹽槽脫水、脫鹽的效率較佳,相同的原油處理量(煉量),三層電極板的交流電脫鹽槽在長度上較舊型兩層電極板的脫鹽槽明顯短了許多。

高速電脫鹽技術 以美國Petreco公司開發,商標名是Bilectric的脫鹽槽為例,電場形式仍是交流電場,有三層水平電極板,原油直接進入電極板間的強電場。其進料分配器是採用一特殊高效分配形式的噴頭,讓原油沿水平方向以薄片狀向四周噴出。由於原油直接進入強電場,使得小水滴間的電合併力大幅增加,可提高小水滴間的合併速度及油水分離的速度,因此大幅提升單位體積脫鹽槽的原油處理能力。另外,由於採油相進料不會攪動水層及乳化層,也不會與沉降的水滴逆向接觸,因此排水品質較佳。

交直流電脫鹽技術 交直流電脫鹽技術則採用垂直電極板,電極板沿脫鹽槽軸向垂直懸掛排列,正、負電極板交互配置。在垂直電極板之間是直流強電場,電極板底部與油水界面之間形成交流弱電場,因此稱為交直流,這弱電場是一不均勻電場。在直流電場中,促使水滴運動與合併的作用力除了偶極作用力外,還有電泳作用力,且電泳作用力是主導的作用力。水滴偶極體在直流電場中的運動較在交流電場佳,但直流電場對原油含水量的承受能力較交流電場差。

至於油水的混合、原油進出脫鹽槽的方式、脫鹽槽的排水等,基本上與傳統交流電脫鹽槽相同。原油乳化液先經交流弱電場區脫除部分水後,再進入直流強電場區。

Cameron Natco的Dual Polatity就是一交直流電脫鹽槽。Natco還發展出electro‭-‬dynamic desalter(EDD)技術,EDD脫鹽槽在電場部分仍是交直流,但把一部分乾淨的洗滌水由脫鹽槽頂部加入,與原油逆向接觸。操作時,變壓器的輸出電壓會做周期式的改變,在每一周期中,電壓先上升至約35‭ ‬KV,把頂部加入的洗滌水做電分散,或稱為電混合。接著電壓下降時,分散的水滴進行合併及沉降。

一般脫鹽槽在每段的操作中,洗滌水只有在進脫鹽槽前藉混合裝置與原油混合,也就是僅一次混合、分散。而EDD技術可讓洗滌水在脫鹽槽內部做多次的分散混合,增加洗滌水與原油的接觸,進而提高脫鹽效率。

另外,EDD脫鹽槽的電極板材質是複合材料,以環氧樹脂為基材,內嵌石墨等導電材料,來改善直流電場對原油含水量的承受能力,也更適用於高導電度原油的脫鹽。

平流電脫鹽技術 平流電脫鹽技術是大陸在90年代所開發的。其電極是圓筒狀結構,有單層或多層,又稱為鼠籠式電極,採交流電場。原油是從脫鹽槽兩側的一端(非底部)經分配器進入槽內,沿水平方向流動通過電場,再從槽的另一端流出。從原油中沉降分離出來的水,則進入槽底的水包。由於電極是圓筒狀,電場可施加到脫鹽槽內全部空間,而原油流動方向與水滴沉降方向垂直,可降低原油流動對水滴沉降的影響。

根據文獻資料,鼠籠式電極所產生的電場強度非常不均勻,影響脫水與脫鹽的效果,且耗電量高。這技術較適合於油田的脫水,或煉油廠含水較高原油的預脫水與預脫鹽。

近年來油價居高不下,原油成本占煉油原料總成本的85~90%以上,煉油廠為了降低購油成本,不僅原油種類變得更多樣複雜,有時還會購買一些較廉價的劣質原油。原油價格愈高,劣質原油與一般原油的價差也愈大,但其雜質也較多。重質/劣質原油的加工是世界煉油技術進一步發展的重點,例如高酸原油的煉製。2008年,高酸原油的產量就已占全球原油總產量的5%,且每年還以0.3%‭ ‬的速度增長。

在煉製含酸原油時,首先蒸餾工場就會遇到乳化較嚴重、脫鹽困難及新增環烷酸腐蝕的問題。蒸餾工場發生環烷酸腐蝕的位置是在高溫的部位,如加熱爐爐管、加熱爐出口管線、主塔的進料段、主塔底部等處,與傳統氯化物鹽類引起的主塔頂部腐蝕不同。

另一方面,把重油轉化為輕質油料已是現代煉油廠最主要的獲利來源,煉油廠為了提高利潤,必須提升其重油轉化能力,以增加每桶原油的產品價值。

鈉離子、鈣離子等鹼金屬、鹼土金屬對RFCC及RDS的觸媒活性有害,微細固體雜質,如FeS,也會影響RDS媒床差壓。為保護後續RDS、RFCC等重油製程的觸媒,現今的脫鹽已不能只著眼於降低蒸餾工場主塔頂部的腐蝕,還要為後續重油製程改善其進料品質。通常要求原油脫鹽後的鹽含量至少需降至1‭ ‬ptb‭ ‬或3‭ ‬ppm以下,有些煉油廠還設有重油脫鹽槽,把常壓塔底油再做一次脫鹽處理後,做為後續RDS、RFCC工場的進料。

高酸原油除了有脫鹽困難及環烷酸腐蝕的問題外,其鈣含量通常也較高,且是油溶性的有機鈣,如環烷酸鈣、脂肪酸鈣等。鈣除了會使RFCC觸媒中毒、活性降低外,還會與H2S反應形成固態的硫化鈣沉積在RDS反應器媒床的空隙,造成媒床差壓上升。目前已發展出的脫鈣劑,可在脫鹽操作時添加,與原油中的有機鈣起螯合或置換作用,形成水溶性的化合物,使有機鈣離子由油相轉至水相,並隨著脫鹽汙水排走而達到脫鈣的目的。

除了脫鈣外,它對原油中其他親油性的Mg、Fe、Na等金屬雜質也有脫除效果,因此也稱為「脫金屬劑」。

另外,為了符合更嚴格的環保規定,須注意脫鹽槽排水的品質。脫鹽排水的含油量一般至少需在200‭ ‬wppm以下,也有煉油廠訂定更嚴格的標準。

脫鹽的流程相當簡單,但因影響脫鹽的因素很多,加上原油的種類繁多且成分複雜,要維持良好又平穩的脫鹽操作並不容易。另外,改善脫鹽所產生的實質效益顯現在後續的設備及下游的工場,使得其經濟效益分析較複雜,不易做精確的計算。
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