原油穩(wěn)定設(shè)計(jì)工藝研究

劉金菊(中油遼河工程有限公司,遼寧 盤錦 124010)

原油穩(wěn)定設(shè)計(jì)工藝研究

劉金菊(中油遼河工程有限公司,遼寧 盤錦 124010)

近年來(lái)，隨著人們對(duì)石油需求量的日益增加，石油業(yè)的發(fā)展也蒸蒸日上。但在原油生產(chǎn)運(yùn)輸過(guò)程中，原油蒸發(fā)問(wèn)題是不可避免的，這往往造成了大量原油的浪費(fèi)。若想減少原油蒸發(fā)浪費(fèi)，必須要采取有效的原油穩(wěn)定工藝措施。目前常用的原油穩(wěn)定方法主要有負(fù)壓閃蒸、正壓閃蒸以及分餾等，每種方法的特點(diǎn)和適用情況不同。本文主要針對(duì)原油穩(wěn)定設(shè)計(jì)工藝的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了研究，希望能給相關(guān)工作帶來(lái)一點(diǎn)微薄助益。

原油；原油穩(wěn)定設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)工藝；石油業(yè)

若原油不穩(wěn)定，則其在儲(chǔ)存及集輸過(guò)程中很容易因蒸發(fā)而發(fā)生損耗，這不僅浪費(fèi)了大量原油資源，同時(shí)還會(huì)對(duì)自然環(huán)境造成嚴(yán)重污染，以及給生產(chǎn)安全帶來(lái)很大隱患。因此，世界各國(guó)都對(duì)原油的穩(wěn)定性和蒸氣壓具有非常嚴(yán)格的規(guī)定。原油穩(wěn)定設(shè)計(jì)工藝是將輕質(zhì)組分從原油中分離出來(lái)，從而降低原油的蒸發(fā)損失的一種工藝，它是原油生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)之一。同時(shí)從原油中分離出來(lái)的輕質(zhì)組分經(jīng)回收加工后還可作為化工原料和清潔燃料。以下筆者就結(jié)合原油穩(wěn)定作業(yè)實(shí)際情況來(lái)談?wù)勗头€(wěn)定設(shè)計(jì)工藝的相關(guān)問(wèn)題。

1 原油穩(wěn)定界限

之所以要進(jìn)行原油穩(wěn)定設(shè)計(jì)，其主要目的是為了降低原油在儲(chǔ)存及集輸過(guò)程中所發(fā)生的蒸發(fā)損耗。在這方面，具體的措施是將原油中易氣化的輕質(zhì)組分分離出來(lái)，從而降低其的蒸氣壓，以減少蒸發(fā)。通常情況下而言，只要原油在最高儲(chǔ)存溫度下的蒸氣壓不高于當(dāng)?shù)卮髿鈮?，就能夠達(dá)到原油穩(wěn)定的要求。在這種情況下，原油的蒸發(fā)損耗量通常在0.2%以內(nèi)。只需要將原油中的C3以及大部分更輕質(zhì)組分和C4分離出來(lái)就能夠滿足這一要求[1]。另外在滿足上述要求的條件下，若想進(jìn)一步降低原油蒸發(fā)損耗，或者使其凝液得到更加合理的利用，還可以考慮在不影響原油質(zhì)量的前提下分離更多輕質(zhì)組分。不過(guò)需要注意的是，隨著分離量的增多，其能耗也會(huì)有所增加，最終原油產(chǎn)量會(huì)因此而減少。

2 原油穩(wěn)定方法的選擇

2.1 負(fù)壓閃蒸

負(fù)壓閃蒸是一種常用的原油穩(wěn)定方法，其是通過(guò)降低分離壓力來(lái)提高原油中輕重組分的相對(duì)揮發(fā)度，從而在不專門進(jìn)行加熱的條件下就能夠?qū)⒃椭械牟糠州p質(zhì)組分脫出，以降低其蒸氣壓，避免蒸發(fā)損耗。一般情況下，原油脫水后在進(jìn)入儲(chǔ)罐之時(shí)溫度是最高的，因此應(yīng)當(dāng)在脫水油進(jìn)罐之前就進(jìn)行負(fù)壓穩(wěn)定設(shè)置。再者由于原油無(wú)須再進(jìn)行加熱，所以只依靠脫水器壓力就能夠直接向負(fù)壓塔頂進(jìn)油[2]。通常塔頂氣在進(jìn)壓縮機(jī)前都具有冷凝液，因此還需設(shè)置除液器及排液泵等；不過(guò)如果采用的壓縮機(jī)是可帶液的螺桿式壓縮機(jī)，就可以不用設(shè)置這些設(shè)施。

2.2 正壓閃蒸

正壓閃蒸是一種利用提高溫度的方式來(lái)使原油達(dá)到穩(wěn)定的原油穩(wěn)定方法。一般情況下，根據(jù)原油性質(zhì)的不同，在常壓下需要將其加熱到90-150攝氏度。并且如果壓力越高，則需加熱的溫度也要提高。采用較高閃蒸壓力或通入水蒸氣能夠在一定程度上降低加熱溫度。另外采用伴生氣代替水蒸氣的防水也可以起到降低分壓的效果，不過(guò)需注意伴生氣不能在進(jìn)壓縮機(jī)前冷凝，因?yàn)檫@樣會(huì)增加壓縮機(jī)的負(fù)荷[3]。在整個(gè)加熱過(guò)程中，需要設(shè)置加熱爐和換熱器，以及原油進(jìn)出還需設(shè)置泵。通過(guò)壓縮機(jī)可以將經(jīng)換熱和分離后的閃蒸出氣增壓送出。若適當(dāng)?shù)貙㈤W蒸壓力提高，則可以不用設(shè)置壓縮機(jī)和穩(wěn)定原油泵。另外閃蒸氣的熱也要與來(lái)油進(jìn)行換熱回收。

2.3 分餾

通過(guò)分餾法進(jìn)行原油穩(wěn)定具有較強(qiáng)的靈活性，因?yàn)槠淇梢愿鶕?jù)具體要求的不同還進(jìn)行不同的變型。一般情況下，如果要求穩(wěn)定原油中盡量減少某類輕質(zhì)組分，則可以采取塔頂進(jìn)料和加熱的提餾法；如果要求限制塔項(xiàng)氣中的某類重質(zhì)組分的含量，則可以采取有提餾的分餾塔；如果要求塔頂限制C6的拔出率，則可以采取設(shè)置側(cè)線抽水設(shè)施的方法。若原油組分和含水具有較大的波動(dòng)，則會(huì)導(dǎo)致塔的運(yùn)行工況不符合實(shí)際設(shè)計(jì)，這點(diǎn)需要特別注意。一般可以采用閃蒸加分餾法或簡(jiǎn)化分餾法來(lái)減少波動(dòng)。

3 能耗分析

3.1 負(fù)壓閃蒸能耗

由于負(fù)壓閃蒸可以不用設(shè)置泵，并且也無(wú)須專門進(jìn)行加熱，所以其間能耗主要是來(lái)自于壓縮動(dòng)力與閃蒸氣帶走的熱。假設(shè)進(jìn)氣壓力為0.05MPa，閃蒸氣耗動(dòng)力為42kwh/t。壓縮比為5，那么每噸閃蒸氣可帶走約15立方米的燃料氣熱量，能耗約為1068MJ，價(jià)值人民幣約12.8元。

3.2 正壓閃蒸能耗

正壓閃蒸的能耗主要是來(lái)自于泵和壓縮機(jī)的動(dòng)力以及燃料。泵是用來(lái)進(jìn)行原油增壓的，原油量以及加熱、換熱的阻力決定著其總能耗。一般情況下，拔出率越高，則能耗越低。在具體應(yīng)用時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際需求合理選擇。

3.3 分餾能耗

上文說(shuō)過(guò)，分餾方法能夠變型成多種類型，并且根本不同的要求，其具體設(shè)計(jì)存在一定的差異，因此能耗也各不相同。一般情況下，若為回流的分餾塔，則能耗會(huì)有所增加；若塔側(cè)和塔底都使用泵，則還會(huì)增加泵的動(dòng)力能耗。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，原油穩(wěn)定設(shè)計(jì)的目的是為了降低原油在儲(chǔ)存及集輸過(guò)程中所發(fā)生的蒸發(fā)損耗，目前常用的原油穩(wěn)定方法主要有負(fù)壓閃蒸、正壓閃蒸以及分餾等，而根據(jù)原油組分及具體設(shè)計(jì)的不同，每種方法的能耗也有所不同，在實(shí)際作業(yè)之時(shí)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合各種方法的特點(diǎn)和實(shí)際用途而合理進(jìn)行選擇。

[1]萬(wàn)力利.原油穩(wěn)定設(shè)計(jì)工藝研究[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2011，16:154.

[2]李海榮，鄭利輝.原油穩(wěn)定塔工藝流程中的配管設(shè)計(jì)[J].石油規(guī)劃設(shè)計(jì)，2013，05:24-26.

[3]李京子，楊充，趙玉君，劉子兵，徐偉，葛濤.長(zhǎng)慶油田原油穩(wěn)定工藝及節(jié)能研究[J].石化技術(shù)，2015，09:13-14.

劉金菊（1981-），女 山東省臨邑人 工程師 工程碩士主要從事油氣田地面工程工作