原油密閉處理工藝技術(shù)分析及研究

張建華(新疆油田公司百口泉采油廠，新疆 克拉瑪依 834000)

0 引言

近年來(lái)，隨著油田含水率的不斷上升，三次采油技術(shù)的使用范圍愈發(fā)廣泛，而地層原油的組成也變得更加復(fù)雜，這都給原油的脫水處理、加工等造成了極大的困擾。大部分油田在進(jìn)行稀油處理的過(guò)程中普遍采用對(duì)稀油原油直接加工的方式，目前的方式存在著消耗能源高，系統(tǒng)效率不高，缺乏自動(dòng)控制系統(tǒng)，穩(wěn)定性差等。上述問(wèn)題嚴(yán)重影響著稀油原油的處理效果[1-14]，為此筆者對(duì)稀油原油密閉處理工藝進(jìn)行了分析研究，特別是對(duì)端點(diǎn)加藥、原油加熱，電脫水器處理、原油穩(wěn)定、微負(fù)壓塔等進(jìn)行了分析優(yōu)化，給出了改進(jìn)方向，對(duì)于提高稀油原油密閉處理具有指導(dǎo)作用。

1 稀油原油處理端點(diǎn)加藥技術(shù)分析

筆者對(duì)稀油原油處理端點(diǎn)加藥技術(shù)進(jìn)行了分析研究，通過(guò)在系統(tǒng)的端點(diǎn)計(jì)量站采用自動(dòng)加藥裝置實(shí)現(xiàn)了向油氣輸運(yùn)管道內(nèi)加入相關(guān)藥劑，達(dá)到了出稀油原油進(jìn)行處理的目的。筆者通過(guò)對(duì)自動(dòng)端點(diǎn)加藥研究，設(shè)計(jì)了端點(diǎn)加藥裝置，解決了常規(guī)的加藥裝置在冬季加藥困難的問(wèn)題，解決了柱塞式藥泵存在的故障率高，修復(fù)困難的問(wèn)題。

自動(dòng)加藥技術(shù)配套設(shè)備的主要組成部分有存儲(chǔ)設(shè)備、計(jì)量設(shè)備、節(jié)流設(shè)備等組成，其工作流程為：系統(tǒng)內(nèi)的稀油原油首先進(jìn)過(guò)初步分離，隨后進(jìn)入存儲(chǔ)設(shè)備，對(duì)應(yīng)的藥劑通過(guò)計(jì)量設(shè)備后進(jìn)入節(jié)流設(shè)備，通過(guò)自動(dòng)加藥裝置里的節(jié)流設(shè)備完成加藥量的控制。

在稀油原油處理過(guò)程中，加藥設(shè)備及工藝為自動(dòng)化設(shè)備，可以精準(zhǔn)地控制稀油原油量與加藥量之間的比例關(guān)系，這樣稀油原油的控制回路就能夠被控制，通過(guò)使用該回路實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加藥的功能。具體實(shí)施過(guò)程中，筆者從進(jìn)液管道及脫水泵管道的出口進(jìn)行藥劑的加入，藥劑加入口即設(shè)計(jì)在此處。通過(guò)對(duì)稀油原油的液體數(shù)量、原油含水率或加藥的濃度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，同時(shí)通過(guò)加藥裝置對(duì)出口流量、含水率等進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)加藥量的調(diào)整。

2 稀油原油處理原油加熱技術(shù)分析

原油加熱技術(shù)在冬季或者溫度較低時(shí)運(yùn)用較多，當(dāng)溫度較低時(shí)，在稀油原油運(yùn)輸過(guò)程中極易產(chǎn)生結(jié)蠟的現(xiàn)象，這就阻礙了稀油原油的流動(dòng)，給稀油原油的運(yùn)輸造成極大困擾。原油加熱對(duì)破乳原油具有重要作用，是稀油原油處理過(guò)程中必不可少的環(huán)節(jié)。常用的原油破乳方法主要有加熱乳狀液的熱處理方式、加入破乳劑的化學(xué)方式、電場(chǎng)破乳法、 震動(dòng)破乳法、離心破乳法、過(guò)濾破乳法等，筆者重點(diǎn)對(duì)熱處理方式進(jìn)行了分析研究。常用的稀油原油加熱技術(shù)主要有水浴加熱技術(shù)、電磁加熱技術(shù)以及太陽(yáng)能加熱技術(shù)等。筆者對(duì)上述原油稀油加熱技術(shù)進(jìn)行了對(duì)比分析并給出了客觀評(píng)價(jià)，推薦了太陽(yáng)能加熱技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了稀油原油加熱技術(shù)的高效節(jié)能以及自動(dòng)化，效果良好。

原油加熱設(shè)備的運(yùn)行管理能夠提高原油稀油處理質(zhì)量，提高工藝施工效率，。為此，在進(jìn)行稀油原油加熱處理過(guò)程中還要加強(qiáng)對(duì)加熱設(shè)備的運(yùn)行管理。筆者重點(diǎn)對(duì)原油稀油水浴加熱技術(shù)配套的設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行了分析并選定了最佳方案。原油稀油水浴加熱技術(shù)通過(guò)水將熱量進(jìn)行傳遞到原油中，其配套的設(shè)備主要有水套、生火筒、導(dǎo)管、過(guò)油盤(pán)等，其特點(diǎn)主要有種類(lèi)多、配置組合靈活、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能強(qiáng)大，使用范圍廣等。在應(yīng)用過(guò)程中使用燃料燃燒產(chǎn)生熱量，熱量以熱能的方式進(jìn)行傳遞，加熱水套中的水，隨著水溫的升高，水逐漸氣化，水蒸汽將能量傳遞給過(guò)油盤(pán)中的稀油原油，使稀油原油溫度升高。電磁加熱技術(shù)通過(guò)使用電線纏繞的方式將其繞在芯棒上，當(dāng)電流通過(guò)時(shí)，通過(guò)渦流效應(yīng)產(chǎn)生熱能，最終加熱流體。太陽(yáng)能加熱技術(shù)目前是最為環(huán)保和經(jīng)濟(jì)的加熱方式，該加熱方式通過(guò)收集太陽(yáng)能實(shí)現(xiàn)了稀油原油的加熱，在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)太陽(yáng)能集熱設(shè)備將太陽(yáng)光收集到傳熱管中，通過(guò)穿熱管將熱量傳遞給稀油原油，最終實(shí)現(xiàn)稀油原油加熱的目的。

在進(jìn)行稀油原油處理過(guò)程中，不可避免的會(huì)產(chǎn)生爐伴生氣，筆者對(duì)稀油原油爐伴生氣技術(shù)進(jìn)行了分析研究，給出了相關(guān)對(duì)策及處理方法。筆者通過(guò)設(shè)置導(dǎo)熱油爐，提升了爐伴生氣處理系統(tǒng)的性能和工作效率，實(shí)現(xiàn)了加熱蒸汽和凝結(jié)水的高效回收，重新對(duì)引入導(dǎo)熱油爐的處理系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。在供熱設(shè)備的優(yōu)化過(guò)程中，筆者重點(diǎn)考慮了爐伴生氣的處理和有效利用，對(duì)于可燃?xì)怏w較為純凈的伴生氣可以進(jìn)行收集二次利用，實(shí)現(xiàn)對(duì)稀油原油的加熱等。

3 稀油原油電脫水器處理技術(shù)分析

脫水處理是稀油原油處理工藝流程中的重要環(huán)節(jié)，而電脫水器是原油脫水處理工藝的核心關(guān)鍵設(shè)備，稀油原油電脫水處理技術(shù)的研究對(duì)于提高稀油原油處理效率具有重要意義。稀油原油電脫水處理器在使用過(guò)程中普遍存在著系統(tǒng)電場(chǎng)不穩(wěn)定，工作狀態(tài)不正常等問(wèn)題，其具體影響因素涉及面較廣，通常體現(xiàn)在脫水液體的溫度、原油的酸堿度、加藥的比例等。因此提高稀油原油電脫水器的工作穩(wěn)定性至關(guān)重要。

稀油原油電脫水器的工作機(jī)理主要體現(xiàn)在以下方面，稀油原油通過(guò)電脫水器后其含水率大大下降，這樣稀油原油的導(dǎo)電性能就會(huì)大大降低，存在的水仍然保持者較好的導(dǎo)電性能，在周?chē)姶艌?chǎng)作用下，稀油原油中的水滴就會(huì)發(fā)生碰撞。由于水的密度與油的密度不同，因此水在重力的作用下就會(huì)落到裝置的下部，經(jīng)過(guò)出口排出，而油則進(jìn)過(guò)上部的出口排出，實(shí)現(xiàn)了稀油原油的脫水處理。

影響原油脫水器工作效率的原因較多，主要體現(xiàn)在以下方面。首先是稀油原油溫度以及其酸堿度對(duì)設(shè)備的影響。溫度的大小會(huì)對(duì)稀油原油的液體狀態(tài)產(chǎn)生影響，當(dāng)溫度較低時(shí)液體粘度較高，當(dāng)溫度較高時(shí)液體粘度較低，當(dāng)粘度較低時(shí)稀油原油比較容易實(shí)現(xiàn)脫水處理，流體的流動(dòng)性能更好，更能實(shí)現(xiàn)油水的分離。酸堿度對(duì)脫水器的工作影響主要是堿性會(huì)對(duì)破乳產(chǎn)生影響，導(dǎo)致脫水效果不理想。

為提高稀油原油脫水器的工作效率，筆者提出了控制溫度與酸堿度，優(yōu)化工藝流程等對(duì)策。通常，溫度高有助于流體的分離，但是在運(yùn)行過(guò)程中，油水的物性也會(huì)對(duì)工藝的實(shí)行產(chǎn)生影響，因此要按照相關(guān)工藝流程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，保證脫水器的脫水效果。通過(guò)對(duì)原有工藝流程進(jìn)行優(yōu)化，提升脫水效果；對(duì)于脫水設(shè)備安排專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行處理，避免后期發(fā)生液體混合的情況。另外，也可以通過(guò)調(diào)整加藥的比例和頻率，調(diào)整控制電脫水器的液面高度等進(jìn)行處理。

4 稀油原油穩(wěn)定處理與微負(fù)壓塔技術(shù)分析

稀油原油中含有部分輕質(zhì)烴組分，當(dāng)其進(jìn)入到空氣中時(shí)，不僅會(huì)產(chǎn)生環(huán)境的污染，更會(huì)產(chǎn)生安全隱患，給企業(yè)的正常生產(chǎn)帶來(lái)威脅。因此，稀油原油的穩(wěn)定處理在油氣生產(chǎn)、運(yùn)行、加工、存儲(chǔ)等環(huán)節(jié)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，筆者通過(guò)調(diào)研分析，認(rèn)為分餾法能夠?qū)崿F(xiàn)稀油原油的穩(wěn)定處理。稀油原油的穩(wěn)定處理具有重要意義，該技術(shù)能夠充分確保稀油原油在運(yùn)輸過(guò)程中的穩(wěn)定性、安全性、可靠性，降低稀油原油在輸運(yùn)過(guò)程中的成本，提高配套管道的使用時(shí)間與壽命，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

稀油原油穩(wěn)定工藝主要有以下幾類(lèi)，分別是負(fù)壓分離穩(wěn)定技術(shù)、加熱閃蒸穩(wěn)定技術(shù)、分餾穩(wěn)定技術(shù)、多級(jí)分離穩(wěn)定技術(shù)。其中，負(fù)壓分離穩(wěn)定技術(shù)利用微負(fù)壓塔進(jìn)行相關(guān)流體的處理，確保在工藝實(shí)施過(guò)程中稀油原油始終處于密閉狀態(tài)。該技術(shù)使用過(guò)程中，稀油原油首先經(jīng)過(guò)原油脫水器進(jìn)行脫水，隨后進(jìn)入微負(fù)壓塔，此時(shí)稀油原油的分離壓力降低，在負(fù)壓條件環(huán)境下實(shí)現(xiàn)對(duì)輕質(zhì)組分的脫離，去除危險(xiǎn)氣體，確保稀油原油的穩(wěn)定。通過(guò)采用微負(fù)壓塔對(duì)稀油原油進(jìn)行處理，能夠大大降低能耗，提高利潤(rùn)和效益。

加熱閃蒸穩(wěn)定技術(shù)主要將稀油原油進(jìn)行脫水處理后，進(jìn)行加熱閃蒸，實(shí)現(xiàn)原有的穩(wěn)定。在該技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，溫度和壓力呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，因此要重點(diǎn)關(guān)注稀油原油的組分與性質(zhì)。與微負(fù)壓塔處理工藝相比較，該技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中需要設(shè)備較為繁瑣，成本高，不是首選技術(shù)。分餾穩(wěn)定法通過(guò)將稀油原油液體分離工序、脫水器工作環(huán)節(jié)融入到分餾塔中，在設(shè)備內(nèi)部實(shí)現(xiàn)不同溫度條件下的分段氣化，最終實(shí)現(xiàn)不同組分的分離，提升了稀油原油的安全性能。分餾穩(wěn)定技術(shù)配套的設(shè)備主要有分餾塔、油氣分離裝置、閃蒸設(shè)備及壓縮設(shè)備等。在進(jìn)行稀油原油穩(wěn)定技術(shù)的實(shí)施過(guò)程中，要主要控制好設(shè)備的使用參數(shù)和操作流程，確保相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行。

5 結(jié)語(yǔ)

筆者通過(guò)對(duì)對(duì)稀油原油密閉處理工藝進(jìn)行分析研究，對(duì)端點(diǎn)加藥、原油加熱，電脫水器處理、原油穩(wěn)定、微負(fù)壓塔等進(jìn)行了分析優(yōu)化，給出了改進(jìn)方向。相關(guān)研究成果對(duì)于提高稀油原油密閉處理效率，提升處理效果具有重要的指導(dǎo)意義。