Rohöl ist ein hochkomplexes Gemisch aus Kohlenwasserstoffen, das verschiedene organische und anorganische Verunreinigungen (z. B. Wasser und anorganische Salze) enthält. Ein übermäßiger Salzgehalt im Rohöl führt zu höheren Korrosionsraten in den Raffinerieanlagen und wirkt sich nachteilig auf die verwendeten Katalysatoren aus. Daher muss das Salz vor der Raffination aus dem Rohöl entfernt werden, was als Entsalzung bezeichnet wird.
Entsalzungstechniken sind in der Praxis bereits etabliert, aber eine kontinuierliche Überwachung des Salzgehalts im Rohöl ist für die Prozesssteuerung und Kostenreduzierung unabdingbar.
Diese Process Application Note befasst sich mit der Überwachung des Salzgehalts in Rohöl unter Verwendung des ADI 2045TI Ex proof Analyzers von Metrohm Process Analytics, der besonders für die Probenahme und Analyse in ATEX-Bereichen geeignet ist. Diese Online-Analyselösung gewährleistet eine sichere Arbeitsumgebung für das Bedienpersonal, vermeidet Korrosion durch überschüssiges Salz im Rohöl und erhöht die Rentabilität des Entsalzungsprozesses.
Rohöl wird aus Bohrlöchern gefördert, die Wasser, Gase und anorganische Salze (in gelöster oder suspendierter Form) enthalten. Diese Salze können Verschmutzungen und Korrosion an den Wärmetauschern und den Destillationsaufsätzen verursachen. Darüber hinaus beeinträchtigen sie die Katalysatoren im nachgeschalteten Umwandlungsprozess.
Zur Entfernung von Salzen aus Rohöl gibt es zwei Methoden: chemische und elektrostatische Trennung. Die am häufigsten angewandte Methode ist die elektrische Entsalzung [1]. Bei beiden Methoden wird heißes Wasser als Extraktionsmittel verwendet.
Nach einer Vorerwärmung auf 115 - 150 °C wird das ölige Ausgangsprodukt mit Wasser vermengt, um die Salze auszuwaschen. Das Wasser muss durch das Hinzufügen von Demulgatoren zur Aufbrechung der Emulsion in einer Abscheidevorrichtung vom Öl getrennt werden. Darüber hinaus wird durch den Einsatz elektrostatischer Gitter ein Hochspannungsfeld auf den Absetzbehälter gelegt, um die salzigen Wasserteile zu binden. (Abbildung 1b). Das Waschwasser (Salzlösung) mit gelösten Kohlenwasserstoffen, freiem Öl, gelösten Salzen und festen Schwebeteilchen wird anschließend in einer Aufbereitungsanlage weiter behandelt. Es finden in der Industrie Bemühungen statt, den Wassergehalt des entsalzten Rohöls auf unter 0,3 % zu senken.
Traditionell kann der Entsalzungsprozess (Abbildung 1a) durch eine pH-Analyse im Labor überwacht werden. Mit dieser Methode lässt sich die Geschwindigkeit der Phasentrennung zwischen den beiden Phasen (Wasser und Öl) bestimmen. Diese Methode liefert jedoch keine zeitnahen und kontinuierlichen Ergebnisse und erfordert Bedienereingriff, um die Ergebnisse der Laboranalyse in den Prozess umzusetzen. Die Online-Prozessanalyse ermöglicht eine ständige Überwachung der Rohölqualität ohne lange Wartezeiten im Labor und liefert genaue und repräsentative Ergebnisse direkt an den Kontrollraum.
Die Prüfung von Rohöl und raffinierten Ölprodukten ist komplex und erfordert eine präzise und zuverlässige Analyse, um die gesetzlichen Anforderungen zu erfüllen. Metrohm Process Analytics arbeitet aktiv in internationalen Standardisierungsgremien mit, um die Methodenentwicklung voranzutreiben. Der ADI 2045TI Ex proof Analyzer (Abbildung 2) kann den Chloridgehalt im Rohöl nach der Entsalzung gemäß den ASTM D3230-Testverfahren überwachen.
Das analytische Messverfahren erfolgt auf Grundlage der Norm ASTM D3230 zur Leitfähigkeitdetektion. (Abbildung 2).
| Bestandteile | Bereich (mg/kg) |
|---|---|
| Chlorid | 0–500 |
Die Überwachung des Chloridgehalts im Rohöl vor und nach dem Entsalzungsprozess ist notwendig, um die Effizienz des Prozesses zu überprüfen und Korrosionsprobleme im nachgeschalteten Bereich zu vermeiden. Da sich der Entnahmepunkt der Proben in einem Gefahrenbereich befindet, ist die ADI 2045 Ex Proof Analyseeinheit so konzipiert, dass sie die Richtlinie 94/9/EG (ATEX95) erfüllt. Es sind keine Genehmigungen zu Arbeiten mit offener Flamme erforderlich und die Analyseeinheit kann per Fernsteuerung bedient werden.
Andere Messtechniken können für minderwertigere Rohöle angewandt werden, wie die Standardmessmethode für Salze in Rohöl (Potentiometrische Methode) gemäß ASTM D6470. Als zusätzlicher Parameter kann das Karl-Fischer-Verfahren zur Messung des Feuchtigkeits-/Wassergehalts in der Entsalzungsanlage angewandt werden.
- ASTM D3230: Standardtestmethode für Salze in Rohöl (elektrometrische Methode)
- ASTM D6470: Standardtestmethode für Salz in Rohöl (Potentiometrische Methode)
- Für die Wartung ist keine «Heißarbeitsgenehmigung» notwendig, und das Analysegerät kann aus der Ferne gesteuert werden
- Sichere Produktion durch nahezu «Echtzeit»-Überwachung und keine Exposition des Bedieners gegenüber chemischen Reagenzien
- Höhere und schnellere Investitionsrentabilität (ROI)
- Mehr Einsparungen pro Messung, wodurch die Ergebnisse kostengünstiger werden
- Höherer Produktdurchsatz, Reproduzierbarkeit, Produktionsraten und Rentabilität
- Al-Otaibi, M. B.; Elkamel, A.; Nassehi, V.; Abdul-Wahab, S. A. A Computational Intelligence Based Approach for the Analysis and Optimization of a Crude Oil Desalting and Dehydration Process. Energy Fuels 2005, 19 (6),2526–2534.
https://doi.org/10.1021/ef050132j.
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