环保水处理知识：电脱盐的含义与作用

电脱盐是原油进入蒸馏前的一道预处理工序 [4]，目的是去除原油中携带的盐分（如NaCl、MgCl2、CaCl2）和水分 [1] [5]，以防止设备腐蚀、降低能耗、提高下游催化剂性能 [5]。其原理是利用高压电场作用，结合破乳剂、加温和注水混合等措施，使原油中微小水滴聚结成大水滴，依靠油水密度差的重力沉降实现油水分离 [12]。

电脱盐工艺步骤一般包括向原油中注水以稀释和洗涤盐分、原油与注入的水及破乳剂充分混合、以及在电场作用下使水滴聚结后沉降分离 [9]。脱盐后原油含盐量要求通常不大于5mg/L（用于防腐）或不大于3mg/L（用于保护催化剂） [5]。

电脱盐技术的原理源于电场破乳。美国加州大学的Frederick Gardner Cottrell教授于1909年申请了第一个电场破乳原油脱水技术的专利，并成立了Petreco公司 [4] [10]。该公司于1911年安装了第一台电脱水器，并于1935年安装了第一台电脱盐器。卧式电脱水器在1961年以后基本得以定型 [4]。

随着技术进步，电脱盐技术经历了数代更迭：第一代为交流电脱盐技术；第二代为交直流电脱盐技术；第三代为高速电脱盐技术；第四代为智能响应电脱盐技术。第四代技术的“智能响应电脱盐电脱水装置及控制方法”于2017年获得国家优秀专利奖。第五代为针对重质、劣质原油的双频和交直流复合电场电脱盐技术 [6]。

进入21世纪，电脱盐技术持续向高效、智能化发展。2018年至2019年，全数字控制高频高压交流脉冲电源在山东京博石油化工有限公司应用，使电脱盐效率提高50%以上 [2]。同时，以斯伦贝谢旗下NATCO品牌为代表的技术提供商，持续推动双极电脱盐、动态电脱盐、双频电脱盐等技术的迭代和在重质原油项目中的应用 [22]。

电脱盐产生的污水处理技术也取得进展。2020年，沧州炼化投产了以旋流溶气气浮技术为核心的预处理设备 [8]。2024年至2025年，采用纯物理方法的电脱盐污水处理技术在沧州炼化、云南石化等地投产，实现了环保与经济效益的双赢 [18]。

电脱盐是原油进入常减压蒸馏装置前关键的预处理工序，旨在通过物理化学方法脱除原油中的盐分和水 [3-4] [9]。电脱盐的主要设备包括：电脱盐罐、防爆高阻抗变压器和混合设施，混合设施多用静态混合器与可调差压的混合阀串联来达到充分混合的目的 [3]。

原油电脱盐的主要工艺参数包括温度、注水量、破乳剂型号及注入量、油水混合强度、电脱盐界位等。脱盐温度一般为120～140℃。注水量一般控制在原油量的5%～8%。水溶性破乳剂的注入量在20～40 mg/l，油溶性破乳剂的注入量在3～25 mg/l。混合阀压差△P根据原油密度采用30～80kpa或50～130kpa。弱电场区的电场强度为0.3～0.4KV/cm，强电场区的电场强度为0.7～1.0KV/cm。原油在电场中的停留时间为2min左右比较合适 [9]。

电脱盐的工作原理基于斯托克斯定律，增大油水密度差和减小分散介质的粘度均有利于加大水滴的沉降速度。施加一定强度的电场，在电场作用下，微小水珠的运动速度加快，彼此迅速聚结起来形成大水滴。同时向原油注水，目的在于稀释原油中所含水的盐浓度和溶解油中结晶状的盐并增大水滴的直径 [12]。

电脱盐过程产生的废水需经处理，可采用电絮凝预处理，电絮凝以电场破乳、絮凝、气浮、氧化等耦合作用实现了电脱盐废水的高效破乳除油 [11]。应用微纳米气浮技术除油，可使来水除油率由80%提高到95%以上 [21]。

电脱盐是炼油厂常减压蒸馏装置前必不可少的原油预处理工序，通过电场破乳和重力沉降实现油水分离，从而达到脱盐脱水的目的。炼油厂多采用二级脱盐工艺 [3]。

电脱盐技术不断迭代，从早期的交流电脱盐，发展到交直流、高速电脱盐，乃至智能响应、双频复合电场等先进技术 [6]。例如，山东京博石油化工有限公司于2018-2019年对其重油衍生新材料车间的电脱盐罐进行了基于全数字控制高频高压交流脉冲电源的改造，提升了脱盐效率 [2]；大榭石化对高酸重质原油电脱盐罐实施高频电脱盐技术改造后，脱盐率提高，能耗与药剂消耗降低 [17]；国际公司如斯伦贝谢旗下的NATCO品牌，其双极、动态、双频电脱盐技术在全球多个重质原油项目中成功应用，有效降低了原油的含水含盐量并节约了能耗 [22]。

电脱盐过程产生的含油废水（黑水）处理是重要的环保应用环节 [7]。针对此问题，业界开发并应用了多种除油技术 [16]。例如，沧州炼化于2020年投产了以旋流溶气气浮技术为核心的撬装设备，用于处理电脱盐排水，稳定控制了出水含油量 [8]；惠州石化于2024年成功投运了基于低压高频脉磁电场的电化学除油工业示范装置，能高效处理高含油电脱盐黑水 [13]；齐鲁石化与石油化工科学研究院也在2025年完成了新型油水分离材料的工业试验 [15]。电化学除油工艺因其效果稳定、费用低等优势，展现出良好的应用前景 [16]。

在实际工业应用中，为优化脱盐效果并实现节能环保，需精细控制操作参数。关键可调参数包括温度（通常为120～140℃）、注水量（一般为原油量的5%～8%）、破乳剂类型（分水溶性与油溶性，需通过评价试验选择）及注入量、混合强度等 [14] [19]。为减少新鲜水消耗和污水排放，注水多采用污水汽提后的净化水循环利用，即二级脱盐切水作为一级注水，一级切水外排处理 [14]。

电脱盐能有效降低原油中的盐和水含量，减少设备腐蚀（如HCl腐蚀）、降低能耗、防止催化剂中毒，保障炼油装置安全长周期运行 [5]。

技术升级如高频电脱盐技术可提高脱盐率（例如使脱盐率提高6.24%）、降低切水含油和COD，实现节能减排（电耗节省约20%），并带来经济效益（如年直接经济效益167万元以上） [17]。

电脱盐污水单独处理可减少对含油/含盐污水处理系统的冲击，提升环保效益 [8] [18]。

脱盐后原油含盐量超标可能导致塔顶腐蚀风险（如H2S-HCl-H2O腐蚀），需优化操作以确保达标 [20]。

在控制系统与智能化研究领域，针对原油重质化、劣质化趋势，高效、智能化电脱盐控制系统的研发成为一个重要课题。2017年，当时国内电脱盐控制技术以二、三代占绝大多数，第四代技术只停留在试验阶段 [23]。

针对电脱盐废水处理，2023年的研究采用电絮凝技术，通过电场破乳、絮凝、气浮、氧化等耦合作用实现高效破乳除油 [11]。茂名石化在电脱盐废水装置预处理单元应用微纳米气浮技术，使除油率由80%提高到95%以上 [21]。沧州炼化则将聚结压力除油器与旋流溶气气浮技术结合应用于电脱盐装置，实现了高效、快速除油 [8]。

国际先进技术方面，斯伦贝谢旗下NATCO公司拥有双极电脱盐、动态电脱盐、双频电脱盐等技术。2000年以来，NATCO电脱技术在科威特、加拿大、哥伦比亚、委内瑞拉等国家超过40个重质原油项目中均有成功应用。例如在科威特2015年新建的电脱系统中，应用NATCO技术后出口含盐量达到2-3 PTB [22]。

在新技术与设备方面，研究涉及动态超声原油脱盐技术以及开孔板式电聚结器(ЭКПЭ)的应用 [1]。北京石油化工学院研制了新型全数字控制高频高压交流脉冲原油电脱水(盐)电源装置，其应用使电脱盐效率相比传统设备提高50%以上 [2]。电脱盐技术已发展至第五代，包括智能响应电脱盐技术和双频和交直流复合电场电脱盐技术 [6]。

行业发展趋势上，随着政策推进与技术升级，电脱设备正朝着高效、低能耗、智能化方向发展。2025年，五部门联合印发《关于开展石化化工行业老旧装置摸底评估的通知》，要求对运行超过20年的石化装置进行评估和更新，这将拉动电脱设备市场需求。新一代电脱设备通过优化电场分布、采用高频脉冲技术等创新手段，以支持石化行业老旧装置更新和碳中和目标 [24]。