利用HYSYS动态模拟解决油气分离的研究

原油以及天然气等伴生气已经成为世界上最有用的能源,原油在日常生活中被频繁使用。原油的提取不仅是为了商业用途,也是为了安全和环境原因,它还会引起腐蚀和其他问题,可能会导致设备在分离过程中损坏。因此在油气田开发过程中,油气储运行业也是其中必不可少的一部分,它涉及到原油油气分离,原油脱水,轻烃提炼,脱硫,原油外输等多方面。本文利用HYSYS软件所模拟的动态特征,可解决从装置中长期特征获得的动态特征等问题,可利用于实际生产中。
在本次软件应用中,首先规划出设备的大概框架。将提取的原油先送至三相分离器,将气、油、水分离。然后,混合器进入一个两相分离器以去除更多的气体。将油水从两相油水分离器中去除。通过脱水和脱盐可以将水和盐从油中溶解。对于气体分离,气体将被脱甲烷塔、脱乙烷塔、脱丙烷塔、脱丁烷塔除去,这些都将用于商业。温度和压力应该包括在这个模拟中。利用该模型可以获得一些有用的参数,为大部分单元操作的规模确定提供参考。虽然HYSYS模拟是一种简单的方法,但与我们考虑的油气分离方法相比,它提供了更准确的参数。
一、软件应用
在这一部分中,重点讨论了利用HYSYS对一个气油分离装置(GOSP)和气体处理装置进行模拟的过程。从井口提取的原油中含有气体、水和其他杂质,在运输前必须将其分离,以减少任何经济和腐蚀问题。在这个设计中,几乎所有的气体成分都被分离成不同的流,99.9%的甲烷,99.9%的乙烷,99.9%的丙烷,
99.9%的丁烷。最终的油品的里德蒸汽压等于29.77,这是稳定和安全的储存和运输的重要参数。下表1,2显示了原油的原始数据和伴生气的组成。
        表1 原油原始数据
原油流速(bbl/day)815000
含水(% vol)22.95
剩余水 (% vol)  6.5
伴生气(% wt)7.51
盐度(ppm)27250
          表2 伴生气成分
气体%
甲烷, C1 49
乙烷, C2 21.8
丙烷, C317
丁烷, C4 9
硫化氢  3.2流体的HYSYS模拟分析要求确定流体周围的热力学参数。这些热力学参数涉及流体的分离限制和流体之间的相互关系。对于涉及烃处理的HYSYS模拟,最合适的流体种类是Peng-Robinson流体。通过初始油气分离装置,Peng-Robinson流体包可以将所有的水从其他部件中分离出来。
电暖手套二、模拟分析
1.油气分离装置。流体的初始分离是由三相和两相分离器进行的。分离组的基本作用是通过三相分离器从初始原料中去除水分,以及从原油组分中分离气体。更重要的是,这是原油混合物性质稳定的第一步。为了使原油性质稳定,需要将流体中气体移除,从而使系统的压力保持在30KPa以下。(标准的行业规范)。
2.再压缩和脱水。离开三相分离器的气相与离开两相分离器的气相相结合。在这一点上,由于在两相分离器之前发生了压力降低,气流在210KPa。这个压力太低,因为进一步的压力降低将发生在冷却器到天然气处理装置之前。Hysys不会允许的天然气厂在如此低的压力下收敛,所以引进了一台压缩机,将压力提高到550KPa。从气体组成分析来看,有一小部分是水。这在天然气处理装置是不可接
受的,因为工作温度低于零度。任何水分的存在都会冻结管道和蒸馏塔,降低分离效率,增加维护成本。用乙二醇吸收器除去痕量的水分。乙二醇的最佳速率被计算为所有水都能被除去的最低速率。
3.天然气处理装置。离开吸收塔的贫气被冷却到﹣89℃,这刚好低于乙烷的沸点﹣88.6℃。这背后的策略是保持关键组分(甲烷)在气态,而其余的组分分离到接下来的蒸馏塔。根据所涉及的气体的热力学性质,煤气装置中随后的每一个蒸馏塔的原理都是按照同样的原理操作的。天然气装置的副产品是轻质油,随后混合到的油相中,油相较早地离开了两相分离器。这种原油混合物现在已经稳定下来,可以安全地运到炼油厂。
三、总结与建议
不锈钢钢锭HYSYS软件可以帮助油气储运工程师成功模拟出一套油气水分离流程并可以得到每一部分准确的参数,可用于实际生产中。通过HYSYS的模拟,结果表明,在进入分馏塔之前,几乎所有的水都先被除去。然后99.9%的甲烷,99.7%的乙烷,99.9%的丙烷和99.7%的丁烷也被回收了,这在经济方面是有好处的。里德蒸气压控制在29.77,低于30KPa。这些都是HYSYS 模拟的积极方面。然而,模拟仍然存在一些不足之处。例如,在脱乙烷中,如果顶产物相是蒸汽,它就不能使用converge功能。此外,加热器的面积太大,所以加热器应该分成两个加热器,以减少面积。这两个结果可能会造成巨大的经济代价。
除此之外本文没有对此项目的经济进行分析,只考虑了部分经济因素。在后面的软件使用中,要结合油田实际对设备运行的经济分析。可以适当多使用热交换器,可以加强热量交换节约经济因素,用来代替加热器压缩机等设备。最后,这个项目包含许多假设。由于无法到一些直接数据,使用这些假设数据可以帮助估计数据。如果数据是真实的数据,在经济分析就会更准确。
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利用HYSYS动态模拟解决油气分离的研究
陈硕思  中石化胜利油田分公司勘探开发研究院
舞蹈把杆【摘 要】原油在开采出来后不能直接用于商业用途,需要进行进一步加工处理,因此需要借助油气储运工程。本文旨在利用HYSYS软件设计一个合理的气油分离装置(GOSP)和气处理装置,将原油分离成纯净、经济、安全的产品,以供市场销售。本文详细介绍了利用HYSYS进行油气分离装置的设计。
设计出来的油气处理流程参数准确,可用于实际生产运行中,信息化的发展使得油气生产行业更加准确方便。
【关键词】油气储运;油气分离;HYSYS动态模拟;信息化
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本文发布于:2024-09-23 04:30:08,感谢您对本站的认可!

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标签:原油   分离   装置   模拟   经济   油气
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