油气集输 第六章原油稳定.ppt

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1、 原油稳定原油稳定n原油稳定的概念原油稳定的概念n原油稳定的必要性原油稳定的必要性n原油稳定的目的原油稳定的目的n稳定深度和原油蒸气压稳定深度和原油蒸气压n原油稳定的方法原油稳定的方法n塔器塔器n原油脱硫原油脱硫n储罐烃蒸气回收储罐烃蒸气回收原原油油稳稳定定装装置置原油稳定的概念原油稳定的概念 使净化原油中的溶解天然气组分汽使净化原油中的溶解天然气组分汽化，与原油分离，较彻底地脱除原油中化，与原油分离，较彻底地脱除原油中蒸气压高的溶解天然气组分，降低储存蒸气压高的溶解天然气组分，降低储存温度下原油蒸气压的过程称温度下原油蒸气压的过程称原油稳定原油稳定。原油稳定通常是原油矿场加工的最原油稳定通常

2、是原油矿场加工的最后工序，经稳定后的原油成为合格的商后工序，经稳定后的原油成为合格的商品原油。品原油。原油稳定的必要性原油稳定的必要性 采采用用有有稳稳定定装装置置的的全全密密闭闭流流程程可可使使油油气气蒸蒸发发损损耗耗由由1.52%降降低低为为0.290.5以以下下。若若流流程程不不密密闭闭，即即使使原原油油稳稳定定装装置置运运行行良良好好，油油田田油油气损耗率仍可高达气损耗率仍可高达1.3%。全密闭油气集输流程全密闭油气集输流程l一计量分离器；一计量分离器；2一加药泵；一加药泵；3一换热器；一换热器；4一三相分离器；一三相分离器；5一加热炉；一加热炉；6一电脱水器；一电脱水器；7一原油稳定

3、器；一原油稳定器；8一油罐；一油罐；9一外输泵一外输泵原油稳定的目的原油稳定的目的1.降降低低原原油油蒸蒸气气压压，满满足足原原油油储储存存、管管输输、铁铁路路、公路和水运的安全和环境规定；公路和水运的安全和环境规定；2.从原油中分出对人体有害的溶解杂质气体；从原油中分出对人体有害的溶解杂质气体；3.从原油稳定中追求最大利润；从原油稳定中追求最大利润；我国把降低油气损耗作为原油稳定的主要目的我国把降低油气损耗作为原油稳定的主要目的。稳定深度和原油蒸气压稳定深度和原油蒸气压 稳稳定定过过程程中中从从原原油油中中分分出出轻轻组组分分，使使原原油油蒸蒸气气压降低的程度称为压降低的程度称为稳定深度稳定

4、深度。可以用原油蒸气压表示原油中轻、重组分的比可以用原油蒸气压表示原油中轻、重组分的比例，即表示原油的组成。同样，可以用原油蒸气压例，即表示原油的组成。同样，可以用原油蒸气压来表示原油的稳定深度。来表示原油的稳定深度。油品蒸气压的获得可以用以下几种方法油品蒸气压的获得可以用以下几种方法:烃类蒸气压图烃类蒸气压图雷特蒸气压雷特蒸气压经验关系式经验关系式低温烃类蒸气压图低温烃类蒸气压图 1一氮；一氮；2一氧化碳；一氧化碳；3一氧；一氧；4一甲烷；一甲烷；5一乙一乙烯；烯；6一二氧化碳；一二氧化碳；7一一乙烷；乙烷；8一丙稀；一丙稀；9一丙一丙烷；烷；10一氟利昂一氟利昂12；11一氨；一氨；12一

5、异丁烷；一异丁烷；13一正丁烷；一正丁烷；14一氟利一氟利昂昂11；15一异戊烷；一异戊烷；16一正戊烷；一正戊烷；17一己烷；一己烷；18一庚烷；一庚烷；19一辛烷；一辛烷；20一壬烷。一壬烷。高温烃类蒸气压图高温烃类蒸气压图 1一二氧化碳；一二氧化碳；2一乙烷；一乙烷；3一氨；一氨；4-丙烷；丙烷；5一氟一氟利昂；利昂；6一异丁烷；一异丁烷；7一一正丁烷；正丁烷；8一氟利昂一氟利昂11；9一异戊烷；一异戊烷；10一正戊烷；一正戊烷；11一己烷；一己烷；12一庚烷；一庚烷；13一水；一水；14一辛烷；一辛烷；15一壬烷；一壬烷；16一癸烷；一癸烷；17一十一烷；一十一烷；18一十二烷。一十二

6、烷。烃类蒸气压经验关系式烃类蒸气压经验关系式原油稳定的方法原油稳定的方法 根根据据蒸蒸馏馏原原理理，可可采采用用闪闪蒸蒸法法和和分分馏馏法法脱脱除除原原油中的轻组分使其稳定。油中的轻组分使其稳定。另另外外，多多级级分分离离也也是是一一种种原原油油稳稳定定的的方方法法，多多级级分分离离实实质质上上是是利利用用若若干干次次减减压压闪闪蒸蒸使使原原油油达达到到一一定程度的稳定。定程度的稳定。闪蒸稳定闪蒸稳定 利利用用平平衡衡蒸蒸馏馏（闪闪蒸蒸）原原理理使使原原油油蒸蒸气气压压降低，称闪蒸稳定。降低，称闪蒸稳定。按按照照闪闪蒸蒸分分离离稳稳定定的的操操作作压压力力可可分分为为负负压压闪闪蒸蒸、正压闪蒸

7、正压闪蒸两类。两类。按按容容器器形形状状，立立式式容容器器常常称称闪闪蒸蒸塔塔、卧卧式式容容器器称称闪闪蒸蒸罐罐。闪闪蒸蒸容容器器实实质质上上是是一一种种气气液液分分离离器器，但在结构上侧重考虑使闪蒸尽量接近平衡汽化。但在结构上侧重考虑使闪蒸尽量接近平衡汽化。负压闪蒸与正压闪蒸的比较负压闪蒸与正压闪蒸的比较 1.采采用用负负压压闪闪蒸蒸时时，进进塔塔原原油油温温度度低低，耗耗热热少少，可可利利用用脱脱水水后后的的原原油油温温度度直直接接进进稳定塔。稳定塔。2.负负压压下下轻轻、重重组组分分的的分分离离效效果果好好于于正正压压下轻、重组分的分离效果。下轻、重组分的分离效果。分馏稳定分馏稳定 利用

8、精馏原理对净化原油进行稳定处理的利用精馏原理对净化原油进行稳定处理的过程称过程称分馏稳定分馏稳定。与前几种稳定方法相比，在。与前几种稳定方法相比，在符合稳定原油蒸气压要求的前提下，分馏稳定符合稳定原油蒸气压要求的前提下，分馏稳定所得的稳定原油密度小、数量多。所得的稳定原油密度小、数量多。分馏稳定原理流程分馏稳定原理流程1-进料换热器；进料换热器；2稳定塔；稳定塔；3一冷却器；一冷却器；4一分离器；一分离器；5一回流罐；一回流罐；6一回流泵；一回流泵；7一再沸炉；一再沸炉；8一塔底泵一塔底泵提馏稳定提馏稳定 分馏塔通常有两段，进料口以上部分称为精馏段，进料口分馏塔通常有两段，进料口以上部分称为精

9、馏段，进料口以下部分称为提馏段，这样的塔，称为以下部分称为提馏段，这样的塔，称为完全塔完全塔；只有其中一段；只有其中一段的塔称为的塔称为不完全塔不完全塔，使用不完全塔对原油进行稳定的方法称为，使用不完全塔对原油进行稳定的方法称为提馏法提馏法。可以使用只有提馏段，没有精馏段的塔对原油进行稳定。可以使用只有提馏段，没有精馏段的塔对原油进行稳定。这种塔的进料温度和这种塔的进料温度和 操作温度相对都较低，没有塔顶回流，因操作温度相对都较低，没有塔顶回流，因此能耗低，而且节省设备投资及建设费用。但由于提馏塔没有此能耗低，而且节省设备投资及建设费用。但由于提馏塔没有精馏段，塔顶产品质量没保障，塔底稳定原油

10、收率比较低。精馏段，塔顶产品质量没保障，塔底稳定原油收率比较低。提馏塔的原油进口一般设在塔高的提馏塔的原油进口一般设在塔高的23处，在进料板以上处，在进料板以上部分也可设置少数塔板和捕雾器，但没有塔顶液相回流，因而部分也可设置少数塔板和捕雾器，但没有塔顶液相回流，因而塔顶产品为进料板上的闪蒸气和提馏段向上流动的气体。塔顶产品为进料板上的闪蒸气和提馏段向上流动的气体。稳定方法选择稳定方法选择 稳定方法的选择原则是：在满足商品原油质量要求稳定方法的选择原则是：在满足商品原油质量要求前提下，使油气田获得最高经济效益。具体应考虑的因前提下，使油气田获得最高经济效益。具体应考虑的因素有：素有：原油组成、

11、轻组分原油组成、轻组分C1-C4的含量，或气油比；的含量，或气油比；原油处理规模，规模愈大分馏稳定装置的经济性愈好；原油处理规模，规模愈大分馏稳定装置的经济性愈好；稳定单元上下游工艺条件和要求；稳定单元上下游工艺条件和要求；市场因素，市场对各种产品需求的预测和价格走向等。市场因素，市场对各种产品需求的预测和价格走向等。因而，稳定方法的选择是综合寻优问题。因而，稳定方法的选择是综合寻优问题。各种稳定方法适用条件各种稳定方法适用条件 我国建议，我国建议，原油中原油中C1-C4质量分数低于质量分数低于0.5时，时，一般不需进行稳定处理；一般不需进行稳定处理；C1-C4的质量分数低于的质量分数低于2.

12、5、无需加热进行原油稳定时，宜采用负压闪蒸；无需加热进行原油稳定时，宜采用负压闪蒸；C1-C4的质量分数高于的质量分数高于2.5，可采用正压闪蒸，有废热可利，可采用正压闪蒸，有废热可利用时也可采用分馏稳定。我国大部分原油的用时也可采用分馏稳定。我国大部分原油的C1-C4的质的质量分数在量分数在0.82.0范围内，因而负压闪蒸法在我国范围内，因而负压闪蒸法在我国得到广泛使用。得到广泛使用。前苏联则推荐，轻质原油前苏联则推荐，轻质原油(含含C1-C4烷烃烷烃5.5以上以上)适合采用分馏法稳定，而轻组分含量低的原油适合采用分馏法稳定，而轻组分含量低的原油(C1-C4的的质量分数质量分数2.24以下以

13、下)宜采用闪蒸分离。宜采用闪蒸分离。稳定设备稳定设备塔器塔器 按照塔内两种物料的传质接触方式的不同，塔按照塔内两种物料的传质接触方式的不同，塔可以分为两类：板式塔和填料塔。闪蒸稳定和分馏可以分为两类：板式塔和填料塔。闪蒸稳定和分馏稳定所用的塔都是板式塔。板式塔的塔内设有若干稳定所用的塔都是板式塔。板式塔的塔内设有若干层塔板，塔板的布置形式有两种：层塔板，塔板的布置形式有两种：悬挂式和折流式悬挂式和折流式。按塔板类型的不同，板式塔又分为泡罩塔、筛板塔按塔板类型的不同，板式塔又分为泡罩塔、筛板塔和浮阀塔三种。和浮阀塔三种。常用于闪蒸稳定的塔器为常用于闪蒸稳定的塔器为筛板塔筛板塔，常用于分馏稳定的塔

14、器为常用于分馏稳定的塔器为浮阀塔浮阀塔。原油脱硫原油脱硫 由于由于H2S毒性很大又极具腐蚀性，必须限定商品毒性很大又极具腐蚀性，必须限定商品原油内溶解的原油内溶解的H2S的质量浓度，根据各国的国情不同的质量浓度，根据各国的国情不同H2S的质量浓度常限定在的质量浓度常限定在1060 mgkg范围内。范围内。原油脱硫的方法原油脱硫的方法气提法：采用分馏塔或提馏塔，气提法：采用分馏塔或提馏塔，塔底注入冷天然气、热天然气或经再沸炉加热的原油塔底注入冷天然气、热天然气或经再沸炉加热的原油蒸气，对原油进行脱硫的方法。蒸气，对原油进行脱硫的方法。气提法脱硫的原理：气体向上流动过程中与向下气提法脱硫的原理：气

15、体向上流动过程中与向下流动的原油在塔板上逆流接触，由于气相内流动的原油在塔板上逆流接触，由于气相内H2S的分的分压很低、液相内压很低、液相内H2S含量高，产生浓度差促使含量高，产生浓度差促使H2S进进入气相，从而降低原油内溶解的入气相，从而降低原油内溶解的H2S含量。含量。储罐烃蒸气回收原理流程储罐烃蒸气回收原理流程 1一放空回压阀；一放空回压阀；2一控制发讯器；一控制发讯器；3一一抽气管线；抽气管线；4一原油罐；一原油罐；5一涤气器；一涤气器；6一压缩机；一压缩机；7一卸载阀；一卸载阀；8一销售气计量一销售气计量管线；管线；9一凝析液回收管线一凝析液回收管线 当罐内气体压力约当罐内气体压力约

16、0.45 kPa时，控制器发时，控制器发出信号启动压缩机，从出信号启动压缩机，从储罐内抽出油蒸气经压储罐内抽出油蒸气经压缩后进入气体管网；约缩后进入气体管网；约0.11 kPa时，关闭压缩时，关闭压缩机。机。为防止储罐压力超为防止储罐压力超高，设置放空回压阀。高，设置放空回压阀。储罐压力过低时应储罐压力过低时应能从气网向储罐补气。能从气网向储罐补气。负压闪蒸原理流程负压闪蒸原理流程1电脱水器；电脱水器；2稳定塔；稳定塔；3负压压缩机；负压压缩机；4冷凝器；冷凝器；5三相分离器；三相分离器；6泵。泵。50700.050.07MPa2040左右左右0.30.4 MPa 负压闪蒸稳定塔的关键参数负压

17、闪蒸稳定塔的关键参数 负压稳定塔的关键参数是操作压力、温度和负压稳定塔的关键参数是操作压力、温度和汽化率。汽化率。汽化率汽化率是指气相流量是指气相流量(mol或质量流量或质量流量)与进料流量之比，也称气相产品收率或稳定装置与进料流量之比，也称气相产品收率或稳定装置的拔出率。汽化率的大小取决于原油内溶解的的拔出率。汽化率的大小取决于原油内溶解的C1C4的含量和要求的原油蒸气压的高低。一定的含量和要求的原油蒸气压的高低。一定的操作压力和温度条件下，原油的汽化率是一定的操作压力和温度条件下，原油的汽化率是一定的。的。大庆原油操作条件与汽化率的关系大庆原油操作条件与汽化率的关系 由图可见，操作温度由图

18、可见，操作温度和压力对汽化率的影响十和压力对汽化率的影响十分显著。温度愈高、真空分显著。温度愈高、真空度愈大，汽化率愈大。度愈大，汽化率愈大。从另一个角度来看，从另一个角度来看，要达到规定的原油蒸气压，要达到规定的原油蒸气压，需要的操作压力与闪蒸温需要的操作压力与闪蒸温度有关。闪蒸压力的确定度有关。闪蒸压力的确定除了要考虑温度以外，还除了要考虑温度以外，还受压缩机入口所能达到的受压缩机入口所能达到的真空度的制约。真空度的制约。某些油田负压闪蒸稳定装置的操作参数某些油田负压闪蒸稳定装置的操作参数 装置名称 生产能力(104ta-1)温度 绝对压力MPa 压缩机型号 大庆杏三联 350 5060

19、0.050.06 3MX-6(美)大庆喇一联 350 60 0.05 200H165(美)中原文一联 150 60 0.066 LG25-30(上海)河南江河 210 70 0.07 H204(英)江苏真武 60 60 0.07 ZG-I5(蚌埠)辽河欢二联 100 6570 0.07 P-5(北一通)正压闪蒸原理流程正压闪蒸原理流程1一进料换热器；一进料换热器；2一加热炉；一加热炉；3一稳定塔；一稳定塔；4一水冷器；一水冷器；5一三相分离器；一三相分离器；6一泵一泵0.2 MPa左右左右(表表)80120 若离气体处理厂较近不凝气可直接送往处理厂，否若离气体处理厂较近不凝气可直接送往处理厂，

20、否则在塔顶与水冷器间设置压缩机。则在塔顶与水冷器间设置压缩机。悬挂式悬挂式 折流式折流式1-捕雾器；捕雾器；2-环形挡板；环形挡板；3-进油管；进油管；4-升气孔；升气孔；5、6-气体通道；气体通道；7-塔板；塔板；8-出油管。出油管。塔板的布置形式塔板的布置形式筛板塔筛板塔 在塔板上钻有许多小直径筛孔，具有这种塔在塔板上钻有许多小直径筛孔，具有这种塔板的塔器称板的塔器称筛板塔筛板塔。工作时，气体以较高速度通。工作时，气体以较高速度通过小孔，与流经塔板的液体相接触。筛板塔是应过小孔，与流经塔板的液体相接触。筛板塔是应用最广的板式塔之一。用最广的板式塔之一。塔板上的筛孔以一定排列方式布置，直径约

21、塔板上的筛孔以一定排列方式布置，直径约38 mm，板厚为孔径的，板厚为孔径的0.40.8倍。筛板塔具倍。筛板塔具有结构简单，造价低，生产能力有结构简单，造价低，生产能力(塔单位横截面积塔单位横截面积的气、液通过量的气、液通过量)大，塔板效率高，压降小的特点。大，塔板效率高，压降小的特点。浮阀塔浮阀塔 浮阀塔也是应用最广板式塔之一。浮阀塔也是应用最广板式塔之一。塔板上开有正三角形排列的孔，孔的上方安置有可上下浮塔板上开有正三角形排列的孔，孔的上方安置有可上下浮动的阀片。阀片可随上升气量的变化而自动调节开启度。在低动的阀片。阀片可随上升气量的变化而自动调节开启度。在低气量时，开度小；气量大时，阀片

22、自动上升，开度增大。因此，气量时，开度小；气量大时，阀片自动上升，开度增大。因此，气量变化时，通过阀片周边流道进入液体层的气速较稳定，气气量变化时，通过阀片周边流道进入液体层的气速较稳定，气体水平进入液层也强化了气液接触传质。体水平进入液层也强化了气液接触传质。阀有轻、重之分，重阀的质量为阀有轻、重之分，重阀的质量为33 g，轻阀，轻阀25 g。重阀。重阀需要较高的气体压力才能打开，关闭迅速，阀的泄漏少、效率需要较高的气体压力才能打开，关闭迅速，阀的泄漏少、效率高。为增加塔的操作弹性，同一层塔板上可布置质量不同的浮高。为增加塔的操作弹性，同一层塔板上可布置质量不同的浮阀。阀。浮阀塔是处于泡罩塔

23、和筛板塔之间的一种塔型。价格比泡浮阀塔是处于泡罩塔和筛板塔之间的一种塔型。价格比泡罩塔低，生产能力比泡罩塔大。浮阀塔有一个最大的缺点罩塔低，生产能力比泡罩塔大。浮阀塔有一个最大的缺点阀是活动部件，使用中容易松脱和卡住，从而造成工作失常。阀是活动部件，使用中容易松脱和卡住，从而造成工作失常。浮阀的布置形式浮阀的布置形式 塔板上的浮阀有顺排和叉排两种布置方式，建塔板上的浮阀有顺排和叉排两种布置方式，建议采用叉排。叉排时相邻浮阀吹出的气体使液层搅议采用叉排。叉排时相邻浮阀吹出的气体使液层搅拌和鼓泡均匀，有利于传质传热，同时气体夹带雾拌和鼓泡均匀，有利于传质传热，同时气体夹带雾沫量也较小。沫量也较小。顺排顺排 叉排叉排浮阀塔板浮阀塔板F1型浮阀型浮阀十字架型浮阀十字架型浮阀HTV（Half Tube Valve）型浮阀）型浮阀