摘要:原油穩(wěn)定工藝是實現(xiàn)油氣密閉集輸、降低原油蒸發(fā)損耗、減少油氣損失的重要措施。原油穩(wěn)定工藝的目的是將原油中C1-C5輕組分脫除出來,減少在輸送與儲運過程中的損失。目前主要原油穩(wěn)定方法有負壓分離穩(wěn)定法、加熱閃蒸穩(wěn)定法、分餾穩(wěn)定法,其中負壓分離原油穩(wěn)定方法被廣泛應用于C1-C4含量<2%(重)的原油處理工藝中。
關鍵詞:負壓;原油穩(wěn)定;節(jié)能型;低溫分離
一、負壓原油穩(wěn)定工藝與分析
1.1常規(guī)負壓原油穩(wěn)定工藝流程
常規(guī)負壓原油穩(wěn)定工藝采用負壓原油穩(wěn)定塔進行負壓閃蒸,負壓由負壓壓縮機提供,閃蒸汽被抽出后經由壓縮機增壓進入冷卻系統(tǒng),冷卻后的閃蒸汽經分離器分離后,液態(tài)輕烴由分離器底部通過輕烴泵輸送至混合輕烴儲罐,氣相組分則需要進一步處理。工藝流程示意圖見圖1。
1.2常規(guī)負壓原油穩(wěn)定工藝存在的問題與分析
1.2.1原油穩(wěn)定負壓壓縮機使用壽命短
目前應用較多的負壓原油穩(wěn)定技術采用負壓穩(wěn)定塔閃蒸,穩(wěn)定塔頂部閃蒸氣通過負壓壓縮機抽出后冷凝分離處理,負壓是通過負壓壓縮機抽真空方式獲得。此工藝原油通過負壓閃蒸后,氣相組分主要為C1-C5輕烴和少量水蒸汽,含水原油閃蒸汽直接進入壓縮機機組后會對機組潤滑油密封系統(tǒng)造成嚴重破壞。由于負壓穩(wěn)定工藝多數(shù)選用負壓螺桿壓縮機,潤滑油采用噴油式方式注入潤滑件中給機組冷卻、潤滑、密封,含水輕烴進入壓縮機后,會對機組潤滑油造成稀釋、乳化、粘度降低、變質,此時機組軸封溫度升高,摩擦增大,降低了壓縮機使用壽命。
1.2.2原油穩(wěn)定能耗高
高溫含水原油閃蒸汽未經冷卻分離直接進入壓縮機,對壓縮機潤滑油系統(tǒng)造成破壞的同時,增大了壓縮機組的壓縮負荷。壓縮機和壓縮機冷卻系統(tǒng)都在高負荷情況下工作,造成了系統(tǒng)整體負荷的提高,故工藝總能耗較高。
1.2.3原油穩(wěn)定塔液位控制困難
目前原油穩(wěn)定塔原油液位控制設置較少,主要是由于原油穩(wěn)定塔設置壓差液位計等法蘭形式液位計時,法蘭與穩(wěn)定塔短接處原油常因低溫造成堵塞,而致使液位計發(fā)生堵塞,形成假液位。即使有通過優(yōu)化改造所增設的液位聯(lián)鎖控制也經常失靈,無法正常運行,而且會造成一定的破壞,存在一定的安全隱患。
二、負壓原油穩(wěn)定工藝技術研究
2.1節(jié)能型原油穩(wěn)定工藝研究
新工藝在原原油穩(wěn)定工藝基礎上,增加穩(wěn)定塔塔頂氣制冷劑輔助冷凝、分離設備,通過低溫冷凝、烴水分離等措施,將穩(wěn)定塔閃蒸汽中的輕質油、水與輕質組分分離,避免了烴水混合液進入壓縮機組,對機組潤滑油系統(tǒng)產生破壞,從根本上消除了壓縮機組潤滑油乳化變質的問題,提高壓縮機使用壽命;另一方面穩(wěn)定塔塔頂氣經冷凝分離后,氣質組分變貧,相應壓縮機負荷降低,總功率降低,可節(jié)能20%左右;儀控部分設置穩(wěn)定塔液位開關,與泵和安全設施進行聯(lián)鎖,液位開關解決了液位計低溫油堵塞問題。
2.2新工藝技術特點與優(yōu)勢
2.2.1抗乳化、防腐蝕提高負壓壓縮機使用壽命
本工藝關鍵技術是穩(wěn)定塔閃蒸汽經過兩級冷卻后溫度控制在12℃左右、水露點為90℃、輕露點小于85℃,在本工藝參數(shù)條件下,可以保證烴水混合液的析出,經由低溫分離器后可以將液相分出,氣相進入壓縮機后,避免了烴水液相與壓縮機潤滑油結合,而造成潤滑油乳化、變質問題,保護壓縮機油封系統(tǒng),從根本上解決了壓縮機摩擦損壞問題,同時避免了壓縮機內部的腐蝕。
2.2.2防低溫凍堵技術
本工藝的核心技術是穩(wěn)定塔閃蒸汽冷凝分離,低溫由制冷劑壓縮機橇提供,可以采用丙烷制冷或者氟利昂制冷工藝,但是并不是溫度越低分離效果越好,由于原油中含水量<5%,經過高溫負壓閃蒸后,一部分水蒸氣跟氣態(tài)烴一起閃蒸出來,此時如果制冷劑冷凝溫度低于0℃時,則會造成低溫換熱器的堵塞,堵塞后流程不暢通,則會造成原油穩(wěn)定塔原油冒頂。經工藝模擬和現(xiàn)場實踐,低溫分離溫度控制在8~10℃,南方天氣可控制在5℃,北方天氣可適當提高,防止冬季低溫凍堵。
2.2.3液位開關聯(lián)鎖控制技術
由于常規(guī)液位計會出現(xiàn)原油堵塞造成假液位問題,本工藝采用浮球液位開關控制技術,浮球式液位開關最大的特點是有一個帶桿的浮球,隨著液位的變化,浮球聯(lián)動的桿隨著變化,從而控制開關的閉合。此控制技術解決了假液位和堵塞問題,同時價格低廉,性價比高。控制工藝設置低液位開關、高液位開關、高高液位開關分別與開關閥和泵聯(lián)鎖,液位開關設置兩套,信號采用二選一,防止液位開關的損壞。
三、工程應用與實施效果
本工藝在中原油田采油六廠橋口聯(lián)合站、馬廠聯(lián)合站原油穩(wěn)定工程中應用,現(xiàn)場效果良好。自裝置2014年投產后,負壓螺桿壓縮機連續(xù)運轉3年內未出現(xiàn)損壞,負壓壓縮機噪音變小,未出現(xiàn)摩擦噪音和液積現(xiàn)象;原油穩(wěn)定塔液位控制良好,出現(xiàn)高液位后能夠迅速啟動外輸泵,低液位報警及連鎖應用情況良好;相比原工藝,能耗低,節(jié)能效率高達19.3%;裝置輕烴收率較高,輕烴收率可以根據(jù)原油組分狀況進行調整(調整進塔溫度)。
參考文獻:
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[2]羊東明,孟,等.塔河油田原油穩(wěn)定的負壓閃蒸工藝[J].油氣田地面工程,2000,19(2):23-24,37.
(作者單位:中油遼河工程有限公司)
作者簡介:易良英(1985.05.05),性別:女;籍貫:重慶;民族:漢;學歷:本科、學士;職稱:工程師;研究方向:油氣田地面工程建設。