原油稳定

第三节  原油稳定设计
一、 原油稳定的目的和标准
原油是由碳氢化合物组成的复杂混合物,其元素组成主要为碳和氢,其中碳含量为83~87%,氢含量为11~14%,此外,原油中还含有硫、氮、氧及其他一些微量元素。碳氢组成的烃类化合物有分子量很小的气态轻烃,也有分子量为1500~2000的重烃。在常温常压下,含有一个碳原子到四个碳原子的正构烷烃是气体,这些轻烃从原油中挥发出来的同时还会夹带出大量的C5、C6等组份,造成原油的大量损失。
为了降低油气集输过程中的蒸发损耗,将原油中挥发性强的轻组份较完全的脱除出来,以降低原油在常温常压下的蒸汽压,这种在原油储存前将轻组份从原油中除去的工艺即原油稳定。原油稳定的深度是指对未稳定原油中挥发性最强组分C1~C4的分离程度,分出的愈多愈彻底,原油稳定的程度愈高。由于原油饱和蒸汽压主要取决于原油中易挥发组分的含量,所以原油稳定的深度通常可以用最高储存温度下原油的饱和蒸汽压来衡量。
从降低原油在储运过程中蒸发损耗的角度考虑,稳定原油饱和蒸汽压愈低愈好。但追求过
低的饱和蒸汽压,不仅在投资和能量损耗上造成很大的浪费,还会使稳定原油数量减少,原油中汽油馏分潜含量减少,原油的品质下降。因此,应根据综合经济效益来确定稳定原油的饱和蒸汽压。
我国现行行业标准《原油稳定设计技术规定》(SY/T0069-2000要求,国内各油田的原油稳定后的饱和蒸汽压,在其最高储存温度下的设计值不宜超过当地大气压的0.7倍,对于采用敞口贮运(如铁路、公路、水路等)的原油,其稳定后饱和蒸汽压可略低一些,但稳定装置对于C5和C5以上组份的收率(重量)一般不应超过未稳定原油在储运过程中的原油自然蒸发损耗率。
由于各国具体情况不同,对稳定原油饱和蒸汽压的要求不完全一致。国外一般是以雷特蒸汽压衡量。所谓雷特蒸汽压,是一个条件性的测定值,必须按照GB-257-64规定的操作步骤进行。测定时规定,在测定器中液体油品与蒸发空间的体积比为1:4,并在38℃时,测出油品蒸汽的最大压力,称为雷特饱和蒸汽压。稳定后原油的雷特蒸汽压应控制在10~12 lb/in2
对于我国海上原油稳定流程的设计,如果稳定原油储存在FPSO的油舱中,推荐采用国际
通用的雷特蒸汽压小于10~12 lb/in2,同时应根据不同的油品性质和储存温度综合考虑,但在最高设计储存条件下,原油的饱和蒸汽压不大于当地大气压,并适当考虑一定的设计余量及适应性;如果原油通过海底管线直接输送到平台上或陆地终端的油罐中储存的,推荐执行我国行业标准《原油稳定设计技术规定》(SY/T0069-2000,即稳定后的饱和蒸汽压在其最高储存温度下的设计值不宜超过当地大气压的0.7倍。
通过原油稳定,使原油的蒸汽压达到一定的要求,也是原油在运输和储存过程中的安全保障。
二、原油稳定的原理和工艺方法
原油稳定的方法基本上可以分为闪蒸法(一次平衡汽化可以在负压、常压、微正压下进行)和分馏法两类。采用哪种方法,应根据原油的性质、能耗、经济效益等因素综合考虑。原油稳定工艺设计的出发点即如何在能耗最小的情况下,达到最理想的稳定效果。衡量原油稳定效果的好坏,不能只看轻组分的脱除率,而是应从装置的投资和运行费用等多方面综合评价。
1.原油稳定的原理
原油稳定即从原油中脱除轻组分,从而降低原油蒸气压的过程,其目的是使原油在常温常压下储存时减少蒸发损失,保持稳定。因此,如何降低原油的蒸气压是原油稳定的核心问题。
各种纯烃的蒸气压与温度的关系,可由考克斯图(图2-3-24)查到。该图是以蒸气压的对数值与修正后的温度倒数值的关系图。考克斯图也适用于窄的石油馏分,利用它可查出各种烃类在某一温度下的蒸气压。
图2-3-24 考克斯图
原油是复杂的烃类混合物,其蒸气压除了与温度有关外,还与组成有关。图2-3-25为原油的蒸气压计算图,可以利用原油的雷特蒸气压求得任一温度下原油的真实蒸气压。
图2-3-25中,左边为真实蒸气压标尺,右边为温度标尺,中间为雷特蒸气压标尺。连接雷特蒸气压与温度参数,在真实蒸气压标尺上即可读出原油的真实蒸气压值。
2-3-25 原油蒸气压图
对于同一种原油而言,其蒸气压随温度的升高而增大;在同一温度下,轻组分含量越高的原油其蒸气压也越高。因此,要降低原油的蒸气压,可以从降低原油的温度和减少原油中的轻组分含量来实现。但降低温度的方法受到工艺条件的限制,不容易在油气集输和处理的整个工艺系统中实现。因此,比较切实的方法是减少原油中的轻组分含量,尽可能地脱除C1~C4组分。
由考克斯图可知,在同一温度下,分子量越小的组分蒸气压越高,分子量越大的组分蒸气压越低,也就是说轻组分比重组分更容易从液相中挥发出来。分馏法就是通过把原油加热到一定温度,利用蒸馏原理,使汽液两相经过多次平衡分离,使其中易挥发的轻组分尽可能的转移到气相,难以挥发的重组分保留在液相来实现原油稳定的。
在某一温度下,如果降低压力,也会破坏原来的汽液平衡状态,使原油中一部分组分会发出来,此时,轻组分由于饱和蒸气压高率先挥发出来,而重组分挥发出来的数量相对少得多,这样也达到了从原油稳定的目的,此即闪蒸法所利用的原理。
闪蒸法和分馏法都是利用轻重组分挥发度不同来实现从原油中分离出C1~C4组分,从而达到降低原油蒸气压的目的。由于稳定要求、原油组成和工艺系统不同,这两类方法的工艺参数、设备选型、流程安排也各有不同。
2.闪蒸分离法
一般情况下,原油稳定装置的流程在原油脱水后。进装置的未稳定原油为经过加热脱水之后的原油。由于原油组成、进料温度和轻组分拔出率的要求不同,闪蒸分离稳定的操作压力又分为负压闪蒸法、正压闪蒸法和多级分离法。
1)负压闪蒸法
负压闪蒸分离法是国内陆上油田采用最为普遍的原油稳定方法,一般适用于密度较大的原油。因为重质原油中轻组分含量较低,在负压条件下闪蒸能得到较好的效果。原油脱水后,一般在0.06~0.08MpaA,55~65℃进行负压闪蒸。稳定塔塔顶气体被负压压缩机抽出并压缩至0.35MpaA左右,再经冷凝器部分冷凝,然后进三相分离器分出未凝气、烃液和水。其原理流程图如图2-3-26。
失踪时刻
图2-3-26 负压闪蒸法原理流程图
对于脱水温度较低,要求轻烃拔出率高的工况,则可以采用加热负压闪蒸工艺。但是与不加热的负压流程相比,投资和能耗均有所增加。
2)正压闪蒸分离法
对于原油中轻组分含量高,汽化量较大,利用气体压缩机抽吸塔顶气体耗能过多,在经济上不合理。此时可采用加热促进闪蒸分离,适当提高分离压力,在常压或微正压下操作。原理流程图如图2-3-27。
图2-3-27 正压闪蒸法原理流程图
由于加热闪蒸分离是在常压或微正压条件下进行的,因而其闪蒸温度也相应提高。一般情况下,分离压力为0.3MpaA时,闪蒸温度应提高到120℃左右。此时稳定塔塔底出来的稳定原油温度也比较高,这部分热量可以回收,一般用来加热进料原油。
抗体酶这种方法的工艺特点是:
剧本杀成社交新潮流● 闪蒸出的气体可利用闪蒸塔的压力外输,能省掉外输压缩机;
稳定原油可以与进站原油和脱水原油换热,降低能耗;
负压闪蒸和加热闪蒸均属一次平衡汽化过程,并不能使未稳定原油中轻、重组分彻底分离,
即汽相中含有C爱西特5以上的重组分,与之平衡的液相中也含有少量的C1~C4的轻组分。由于负压下原油中轻、重组分的相对挥发度差别较大,两者易于分离,因而负压闪蒸分离的效果优于加热闪蒸。而且,加热闪蒸工艺需对未稳定的原油加热使之部分汽化,其能耗也比较高。
分词系统闪蒸法的缺点是:
装置运行中原油容易发泡,雾沫夹带现象严重,有时会造成跑油冲塔事故;
轻烃的回收率低;
负压闪蒸工艺安全性差,采用这种方法时,应确保真空管路和设备的严密性,防治空气窜入造成潜在的不安全因素。
主持与播音
3)多级分离
多级分离稳定是将原油分若干级进行油气分离稳定,每一级的油和气都接近于平衡状态,这种方法实际上是用若干次连续闪蒸使原油达到稳定,其典型流程图见图2-3-28。
图2-3-28 多级分离法原理流程图
采用这种方法的前提是井口来的油气有足够高的压力,亦即这一方法适用于高压油田,可以充分利用地层能量来实现原油稳定。这种工艺一般要求二到四段分离,每级分离器内的压力都不同。由于海上平台对重量和空间的要求限制了塔类设备的应用,因此海上的原油稳定多采用多级分离工艺。

本文发布于:2024-09-21 10:39:37,感谢您对本站的认可!

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