油气集输-原油稳定.ppt
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1、第四章第四章 原油稳定原油稳定原油稳定的必要性和原理原油稳定的必要性和原理原油稳定工艺原油稳定工艺稳定工艺选择稳定工艺选择原油稳定设备原油稳定设备1第一节第一节 原油稳定的必要性和原理原油稳定的必要性和原理原油稳定的必要性原油稳定的必要性原油稳定原理原油稳定原理原油稳定达到的技术指标原油稳定达到的技术指标2一、原油稳定的必要性一、原油稳定的必要性在在常常温温常常压压下下,含含有有C1C4的的正正构构烷烷烃烃是是气气体体,这这些些轻轻烃烃从从原原油油中中挥挥发发出出来来时时会会带带走走大大量量戊戊烷烷、己己烷烷等等组组分分,造造成成原原油油的的大大量量损损失。失。国国内内调调查查表表明明:对对于
2、于未未经经稳稳定定的的原原油油直直接接进进常常压压储储罐罐,其其油油气气损损耗耗为为原原油油产产量量的的13%,其中储罐的蒸发其中储罐的蒸发损损耗耗约约占占40左右。左右。3原油稳定是为了降低油气集输中的原油蒸发原油稳定是为了降低油气集输中的原油蒸发损耗,采用合适的方法将原油中易挥发的轻组损耗,采用合适的方法将原油中易挥发的轻组分脱除,降低原油的蒸气压,使其原油在常压分脱除,降低原油的蒸气压,使其原油在常压稳定储存。稳定储存。被被脱脱除除的的轻轻烃烃可可做做为为石石油油化化工工的的重重要要原原料料和和工工业业与与民民用用燃燃料料。因因此此原原油油稳稳定定是是降降低低油油气气损损耗和耗和综综合利
3、用油气合利用油气资资源的重要措施之一。源的重要措施之一。一、原油稳定的必要性一、原油稳定的必要性4二、原油稳定原理二、原油稳定原理1.1.原油蒸气压与温度、组成的关系原油蒸气压与温度、组成的关系原油中所含轻组分愈多,挥发性愈强,原原油中所含轻组分愈多,挥发性愈强,原油的饱和蒸气压就愈高。油的饱和蒸气压就愈高。原油蒸气压随温度的升高而增加。原油蒸气压随温度的升高而增加。52.降低原油蒸气压的方法降低原油蒸气压的方法 降降低低原原油油蒸蒸气气压压的的有有效效方方法法是是脱脱除除C1C4组分,脱除方法主要有:组分,脱除方法主要有:闪蒸法,闪蒸法,一次平衡汽化(降压、加热)一次平衡汽化(降压、加热)分
4、馏法,多次平衡汽化(加热)分馏法,多次平衡汽化(加热)6三、原油稳定达到的技术指标三、原油稳定达到的技术指标我我国国规规定定,在在最最高高储储存存温温度度下下,稳稳定定后后原原油油的的蒸蒸汽汽压压(绝绝压压)不不超超过过当当地地大大气气压压。非非管管输输原原油油的的蒸蒸气气压压略略低低,以以减减少少蒸蒸发发损损耗耗。当当原原油油蒸蒸发发损损耗耗率率低低于于0.2%(重重),可可不不再再进进行行稳稳定。定。7第二节第二节 原油稳定工艺原油稳定工艺闪蒸分离法闪蒸分离法负压闪蒸负压闪蒸正压闪蒸正压闪蒸多级分离稳定多级分离稳定油罐烃蒸气回收油罐烃蒸气回收分馏稳定法分馏稳定法8一、闪蒸分离法一、闪蒸分离
5、法如如果果降降低低系系统统压压力力,或或加加热热提提高高系系统统温温度度,就就会会破破坏坏原原来来的的汽汽液液平平衡衡状状态态,产产生生一一次次汽汽化化过过程程,使使原原油油中中轻轻组组分分挥挥发发出出来来。闪闪蒸法就是利用蒸法就是利用这这一原理来一原理来实现实现原油原油稳稳定的。定的。91.负压闪蒸法负压闪蒸法负负压压闪闪蒸蒸分分离离原原理理流流程程如如图图4-2-1。进进料料油油温温一一般般为为脱脱水水温温度度,即即5080,塔塔的的操操作作压压力力为为0.06 0.08MPa(绝绝)左左右右。塔塔顶顶脱脱出出的的闪闪蒸蒸气气经经负负压压压压缩缩机机压压缩缩至至0.30.4MPa(绝绝)。
6、)。10图图4-2-1 负压闪负压闪蒸原理流程蒸原理流程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11负压闪蒸法的特点负压闪蒸法的特点工工艺艺流程流程简单简单,节节省省热热能;能;稳稳定定程程度度较较低低,负负压压压压缩缩机机及及其其控控制制系系统应统应力求可靠。力求可靠。负负压压闪闪蒸蒸法法适适用用于于密密度度较较大大的的原原油油,原油中原油中C1C4含量小于含量小于2%(重)。(重)。122.正压闪蒸法正压闪蒸法正正压压闪闪蒸蒸法法是是在在正正压压下下提提高高温温度度,使使原原油油中部分轻组分蒸发出来,达到稳定的目的
7、。中部分轻组分蒸发出来,达到稳定的目的。一一般般闪闪蒸蒸压压力力为为0.20.3MPa(绝绝),闪闪蒸蒸温温度度应应提提高高到到80120左左右右。原原理理流流程程图图如如图图4-2-2所所示示。可可利利用用脱脱水水后后的的温温度度不不加加热热或加热后进入稳定装置。或加热后进入稳定装置。13图图4-2-2 正正压闪压闪蒸原理流程蒸原理流程1换热器;换热器;2加热炉;加热炉;3闪蒸塔;闪蒸塔;4冷凝器;冷凝器;5三相分离器;三相分离器;6泵泵14正压闪蒸法的特点正压闪蒸法的特点可可脱脱出出较较多多的的轻轻组组分分,可可不不设设外外输输压压缩缩机机和进料泵;和进料泵;需要加热时,需要加热时,能耗能
8、耗较较高;高;适适用用于于原原油油中中C1C4含含量量大大于于2%(重重)的原油稳定。的原油稳定。153.多级分离稳定多级分离稳定 多多级级分分离离稳稳定定是是将将原原油油分分若若干干级级进进行行油油气气分分离离稳稳定定,每每一一级级的的油油和和气气都都接接近近于于平平衡衡状状态态。这这种种方方法法实实际际上上是是用用若若干干次次连连续续闪闪蒸蒸使使原原油油达达到到稳稳定定。其其典典型型流流程程见见图图4-2-3。这这是在国外采用较多的一种稳定工艺。是在国外采用较多的一种稳定工艺。16图图4-2-3 多级多级分离分离稳定稳定原理流程原理流程1-高压分离器;高压分离器;2-中压分离器;中压分离器
9、;3-低压分离器低压分离器17多级分离稳定的特点多级分离稳定的特点分离级数一般分离级数一般34级,末级分离压力一般级,末级分离压力一般不超过不超过0.05MPa;工艺简单,投资少;工艺简单,投资少;适用油井生产压力较高,有足够剩余能量适用油井生产压力较高,有足够剩余能量可利用的原油;可利用的原油;储储油油罐罐应应配配有有大大罐罐抽抽气气系系统统,降降低低油油气气损损耗。耗。184.油罐烃蒸气回收油罐烃蒸气回收 其其典典型型流流程程如如图图4-2-4。立立式式油油罐罐承承压压能能力力仅仅为为-0.502.5kPa,大大罐罐抽抽气气的的关关键键问问题题是是罐罐内内压压力力的的控控制制。为为确确保保
10、罐罐内内压压力力在在允允许许范范围围内内,需需配配置置适适宜宜的的压压缩缩机机和和实实用用的的控控制制仪仪表表,做做到到超超压压放放空空和和低低压压补补气气,以以确确保保安安全全可可靠靠。一一般般调调整整到到油油罐罐正正常常工工作作压压力力为为0.100.2kPa。19图图4-2-4 油罐烃蒸气回收油罐烃蒸气回收原理流程原理流程1-油罐;油罐;2,5-分离器;分离器;3-压缩机;压缩机;4-冷却器冷却器20油罐烃蒸气回收的特点油罐烃蒸气回收的特点大罐抽气工大罐抽气工艺简单艺简单,稳定深度稳定深度有限。有限。可可回回收收原原油油罐罐的的烃烃蒸蒸气气,降降低低蒸蒸发发损损耗耗,对对老老油油田田改改
11、造造,实实现现原原油油密密闭闭处处理理有有现现实意义。实意义。21二、分馏稳定法二、分馏稳定法 分分馏馏稳稳定定法法是是按按照照轻轻重重组组分分挥挥发发度度不不同同,用用精精馏馏原原理理将将原原油油中中的的C1C4脱脱除除,达达到到稳稳定定的的目目的的。分分馏馏稳稳定定法法的的典典型型流流程程见图见图4-2-5。22图图4-2-5 分分馏稳馏稳定法定法原理原理流程流程1换换热热器器;2稳稳定定塔塔;3冷冷凝凝器器;4三三相相分分离器;离器;5回流罐;回流罐;6泵泵;7重沸器重沸器23分馏稳定法的特点分馏稳定法的特点稳定效果好,稳定效果好,C1C4收率高;收率高;工艺流程复杂,控制要求高,能耗高
12、;工艺流程复杂,控制要求高,能耗高;是应用最广泛的原油稳定方法,对于是应用最广泛的原油稳定方法,对于C1C4含量较多的原油,可采用分馏法进行原含量较多的原油,可采用分馏法进行原油稳定。油稳定。24第三节第三节 稳定工艺选择稳定工艺选择原油稳定工艺随原油性质、稳定要求、原油稳定工艺随原油性质、稳定要求、原油处理的工艺条件等因素而不同。稳定工原油处理的工艺条件等因素而不同。稳定工艺选择的核心问题是要提高装置建设的经济艺选择的核心问题是要提高装置建设的经济性。性。工艺方法的选择;工艺方法的选择;主要工艺参数的确定。主要工艺参数的确定。25一、工艺方法的选择一、工艺方法的选择稳定深度的确定稳定深度的确
13、定稳定工艺的选用稳定工艺的选用261.1.稳定深度的确定稳定深度的确定原原油油稳稳定定深深度度是是指指从从未未稳稳定定原原油油中中分分出出多多少少挥挥发发性性最最强强的的组组分分(C1C4),分分出出得得愈愈多多愈愈彻彻底底,则则原原油油稳稳定定的的深深度度愈愈高高。通通常常用用最最高高储储存存温温度度下下原原油油的的蒸蒸气气压压来来衡衡量量原原油油稳稳定的深度。定的深度。27从从降降低低原原油油在在储储运运过过程程中中蒸蒸发发损损耗耗的的角角度度,原原油油蒸蒸气气压压愈愈低低愈愈好好。但但追追求求过过低低的的蒸蒸气气压压,不不仅仅在在油油田田上上需需建建设设庞庞大大的的稳稳定定装装置置,消消
14、耗耗大大量量能能量量,而而且且使使稳稳定定原原油油数数量量减减少少、原原油油中中汽汽油油馏馏分分的的潜潜含含量量减减少少、原原油油的的品品质质下下降降。因因此此,应应根根据据综综合合经济经济效益来确定效益来确定稳稳定原油的蒸气定原油的蒸气压压。1.1.稳定深度的确定稳定深度的确定28稳定原油的饱和蒸气压,在最高储存温稳定原油的饱和蒸气压,在最高储存温度下的设计值不宜超过当地大气压度下的设计值不宜超过当地大气压0.7倍;倍;采用铁路及水路运输的原油,装卸过程采用铁路及水路运输的原油,装卸过程不能完全密闭,蒸气压应略低。但装置不能完全密闭,蒸气压应略低。但装置对对C5和和C5以上重组分的收率(重)
15、不超以上重组分的收率(重)不超过未稳定原油的自然蒸发损耗率。过未稳定原油的自然蒸发损耗率。1.稳定深度的确定稳定深度的确定292.稳定工艺的选用稳定工艺的选用 从从降降低低蒸蒸发发损损耗耗的的角角度度来来说说,稳稳定定程程度度越越高高越越好好,即即稳稳定定后后原原油油蒸蒸气气压压越越低低越越好好。但但稳稳定定程程度度高高,稳稳定定装装置置投投入入也也高高,能能量量消消耗耗大大,且且原原油油中中的的汽汽油油馏馏分分有有可可能能受受损损。因因此此应应根根据据综综合合效效益益来来确确定定稳稳定定程程度度。一一般般应应考考虑虑以下因素来以下因素来选择稳选择稳定工定工艺艺。30(1)原油性原油性质质及油
16、田具体条件及油田具体条件负压闪蒸法:负压闪蒸法:C1C42%(重);(重);正压闪蒸法:正压闪蒸法:C1C42%(重);(重);分馏稳定法:凝析油稳定、分离要求高,分馏稳定法:凝析油稳定、分离要求高,由技术经济分析确定;由技术经济分析确定;油田集油田集输压输压力高可采用多力高可采用多级级分离;分离;油油田田降降低低损损耗耗改改造造或或原原油油稳稳定定的的补补充充,可可采用采用油油罐罐烃蒸气回收烃蒸气回收。31(2)稳定工艺的)稳定工艺的能耗能耗 各各种种稳稳定定工工艺艺的的能能耗耗对对比比见见表表4-3-1。由由表表可可见见,分分馏馏法法能能耗耗最最高高,其其次次是是提提馏馏,加加热热闪闪蒸蒸
17、能能耗耗较较低低,而而负负压压脱脱气气能能耗耗最最低低,尤尤其是脱气量不大其是脱气量不大时时,动动力消耗也很低。力消耗也很低。32表表4-3-1 不同不同稳稳定工定工艺艺能耗能耗对对比比33(3)投投资资及拔出率及拔出率 对对于于相相同同处处理理能能力力的的装装置置,负负压压闪闪蒸蒸一一般般投投资资较较低低,分分馏馏法法较较高高,但但收收率率则则相相反反;分分馏馏法法拔拔出出率率可可达达46,负负法法脱脱气气则则一一般般为为0.50.8,加加热热闪闪蒸蒸可可获获得得稍稍高高的的拔拔出出率率。表表5-3-2给给出出了了负负压压与与分分馏馏的的比比较较,按按单单位位处处理理量量比比较较,分分馏馏法
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