哈薩克斯坦薩吉茲油田地面建設(shè)工程原油穩(wěn)定工藝研究

徐立偉

(中石化石油工程設(shè)計(jì)有限公司 油氣工藝設(shè)計(jì)所,山東濟(jì)南 257026)

1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

哈薩克斯坦Sagiz油區(qū)共開(kāi)發(fā)Ashikol.S、Sarykumak、Taskuduk、Shokat、Dulat 5個(gè)油田，總產(chǎn)能50×104t/a。新建AshikolS預(yù)處理站(含Dulat區(qū)塊)、Shokat計(jì)量混輸泵站、Sarykumak計(jì)量混輸泵站、Taskuduk中心處理站各1座，Ebity交接計(jì)量站1座。

開(kāi)發(fā)初期，各油田單井產(chǎn)液含水率均較低，各油田產(chǎn)出液通過(guò)集輸管線輸送至Taskuduk中心處理站，通過(guò)升溫、加藥、脫鹽、原油穩(wěn)定等處理工藝，處理后原油含水≤0.5%、含鹽量≤100mg/L、飽和蒸汽壓≤66.7kPa，外輸交油至肯阿輸油管線。

2 原油穩(wěn)定目的和方法

脫水處理后的凈化原油內(nèi)，含有大量在常溫常壓下為氣態(tài)的溶解氣(C1～C4)，使原油蒸氣壓很高，在儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中產(chǎn)生大量油蒸氣排入大氣，既浪費(fèi)能源又污染環(huán)境，因而對(duì)商品原油的蒸氣壓有嚴(yán)格的規(guī)定。使凈化原油內(nèi)的溶解天然氣組分汽化，與原油分離，較徹底地脫除原油內(nèi)蒸氣壓高的溶解天然氣組分，降低常溫常壓下原油蒸氣壓的過(guò)程稱(chēng)原油穩(wěn)定。原油穩(wěn)定的目的即降低原油的蒸發(fā)損耗，合理利用油氣資源，提高原油在儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中的安全性。

目前油田常用的原油穩(wěn)定的方法主要有負(fù)壓閃蒸、正壓閃蒸、分餾穩(wěn)定、大罐抽氣等。分餾穩(wěn)定法適合對(duì)于輕質(zhì)原油(如凝析油)的穩(wěn)定處理、流程及操作復(fù)雜，正壓閃蒸工藝閃蒸溫度和閃蒸壓力相對(duì)較高，流程及操作也較復(fù)雜，因此本工程不推薦使用分餾穩(wěn)定和正壓閃蒸工藝。

根據(jù)Taskuduk中心處理站的流程及油氣物性、操作條件、公用工程條件，綜合考慮采用負(fù)壓閃蒸和大罐抽氣工藝。

3 負(fù)壓閃蒸工藝

Taskuduk中心處理站原油穩(wěn)定采用負(fù)壓閃蒸工藝，其原理流程圖見(jiàn)圖1。

圖1 負(fù)壓閃蒸穩(wěn)定原理流程圖

負(fù)壓閃蒸的操作壓力與穩(wěn)定原油所達(dá)到的飽和蒸氣壓直接相關(guān)。操作壓力過(guò)高，達(dá)不到分離輕組分，提高閃點(diǎn)的要求；壓力過(guò)低，不僅會(huì)增加真空壓縮機(jī)的增壓能耗，而且C5～C6等較重的烴類(lèi)也會(huì)逸入氣相，使原油中C6的拔出率超過(guò)5%。根據(jù)HYSYS工藝模擬計(jì)算的結(jié)果，在0.05MPa(a)的操作壓力下，原油的進(jìn)塔溫度為60℃，穩(wěn)定后原油中的輕組分(C1～C8)的含量為3%，其飽和蒸汽壓為0.05MPa(a)。降低操作壓力，穩(wěn)定氣量大，穩(wěn)定氣中水蒸氣含量高，真空壓縮機(jī)的功率較大；提高操作壓力，穩(wěn)定后原油中的輕組分(C1～C8)的含量較高，不能滿(mǎn)足穩(wěn)定后的要求。因此，確定原油穩(wěn)定的操作壓力為0.05MPa(a)。

穩(wěn)定塔選用單溢流篩板塔，尺寸Ф1600/2400×25000，穩(wěn)定塔依靠液位高差將原油壓入儲(chǔ)罐。穩(wěn)定壓縮機(jī)選用濕式螺桿壓縮機(jī)。壓縮機(jī)設(shè)備配套主撬體、出口空冷器、出口三相分離器、PLC控制柜、變頻柜、輔助馬達(dá)配電中心等。

4 大罐抽氣工藝

Taskuduk中心處理站新建3座3000m3儲(chǔ)油罐，將這3座原油儲(chǔ)罐設(shè)置1套SD油罐氣回收裝置。SD油罐氣回收裝置能及時(shí)跟蹤油罐氣壓力的變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的循環(huán)啟停和轉(zhuǎn)速，并且具有補(bǔ)氣、報(bào)警等功能。該裝置的特點(diǎn)是撬裝化安裝、保護(hù)措施完善、流程簡(jiǎn)單、自動(dòng)化程度高、操作管理方便。

Taskuduk中心處理站原油穩(wěn)定大罐抽氣工藝原理流程圖 見(jiàn)附圖2。

圖2 大罐抽氣穩(wěn)定原理流程圖

根據(jù)HYSYS模擬計(jì)算結(jié)果，原油進(jìn)罐溫度70℃，罐頂操作壓力控制在700～1000Pa(g)，穩(wěn)定后原油中的輕組分(C1～C8)的含量<3%，飽和蒸汽壓為0.055MPa(a)。新建SD油罐氣回收裝置2臺(tái)，包括雙螺桿穩(wěn)定壓縮機(jī)2臺(tái)、空冷器1臺(tái)、三相分離器1臺(tái)，設(shè)備配套主撬體、出口空冷器、現(xiàn)場(chǎng)儀表、防爆PLC控制柜、變頻柜、輔助馬達(dá)配電中心。加熱爐選用2臺(tái)600kW水套加熱爐。

5 方案比選及推薦

采用負(fù)壓閃蒸工藝，裝置投資859.68萬(wàn)元，運(yùn)行成本56.88萬(wàn)元/a。優(yōu)點(diǎn)是：①調(diào)節(jié)余量大，容易控制，設(shè)備承壓能力高，本質(zhì)安全；②能耗低。缺點(diǎn)是工程投資高。

采用大罐抽氣工藝，裝置投資661.6萬(wàn)元，運(yùn)行成本219.18萬(wàn)元/a，優(yōu)點(diǎn)是①流程最簡(jiǎn)單，設(shè)備最少；②工程投資低。缺點(diǎn)是：①對(duì)大罐壓力控制要求高，一旦失控，會(huì)造成大罐抽癟等嚴(yán)重事故；②能耗大。

綜合考慮兩套工藝的優(yōu)缺點(diǎn)，原油穩(wěn)定工藝推薦負(fù)壓閃蒸工藝。