于朋朋

(中國石化石油工程設(shè)計有限公司 工藝配管所,山東 東營 257000)

一樁西采油廠樁西聯(lián)合站原油穩(wěn)定工藝研究

于朋朋

(中國石化石油工程設(shè)計有限公司 工藝配管所,山東 東營 257000)

通過對樁西聯(lián)合站原油物性及組成特點(diǎn)的分析,從工藝特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)可行性方面對比了正壓分餾穩(wěn)定工藝和正、負(fù)壓閃蒸工藝的區(qū)別,最終確定了正壓分餾穩(wěn)定工藝的原油穩(wěn)定方法。并利用HYSYS軟件對正壓分餾塔操作參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。

原油穩(wěn)定工藝;正壓分餾;參數(shù)優(yōu)化;HYSYS模擬

原油穩(wěn)定的目的在于降低原油的蒸發(fā)損耗,合理利用油氣資源,提高原油在儲運(yùn)過程中的安全性。原油穩(wěn)定的方法主要有負(fù)壓閃蒸穩(wěn)定、正壓閃蒸穩(wěn)定及分餾穩(wěn)定等[1]。穩(wěn)定工藝的選擇應(yīng)根據(jù)進(jìn)料原油的組成、物性,并綜合考慮相關(guān)的工藝過程經(jīng)比較后確定。正壓分餾工藝?yán)镁s原理對凈化原油進(jìn)行穩(wěn)定處理。優(yōu)點(diǎn)是能比較徹底地拔出原油中的甲烷、乙烷,能使原油中的輕關(guān)鍵組分多拔出,重關(guān)鍵組分少拔出,穩(wěn)定深度高,穩(wěn)定質(zhì)量好。缺點(diǎn)是設(shè)備多,流程復(fù)雜,能耗大,對設(shè)備過程的操作較嚴(yán)格,適合于穩(wěn)定深度較高的場合[2]。樁西采油廠目前采用分餾穩(wěn)定工藝,具有成熟的操作和管理經(jīng)驗。

1 原油穩(wěn)定工藝方案選擇

1.1 原油物性

經(jīng)化驗，樁西聯(lián)合站原油在20、50、70 ℃時密度分別為891.2、871.1、857.5 kg/m3,運(yùn)動黏度在50、70 ℃時分別為37.216、15.666 mm2/s，原油凝點(diǎn)為30 ℃，閉口閃點(diǎn)34 ℃，殘?zhí)亢?.00%，灰分含量0.026%，硫含量0.241%，氮含量0.318%，脫水前采油液含砂0.011%，瀝青質(zhì)含量0.61%，膠質(zhì)含量21.56%，酸值0.528 mgKOH/g，含鹽量246.69 mgNaCl/L,蠟含量18.35%，原油基屬為中間基原油，屬于中質(zhì)、含酸、低硫原油。原油實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線見圖1。

圖1 樁西聯(lián)合站原油實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線

1.2 原油穩(wěn)定工藝選擇

原油穩(wěn)定的方法主要有負(fù)壓閃蒸穩(wěn)定、正壓閃蒸穩(wěn)定和分餾穩(wěn)定法,穩(wěn)定工藝的選擇應(yīng)根據(jù)進(jìn)料原油的組成、物性,并綜合考慮相關(guān)的工藝過程經(jīng)比較后確定[3]。

1.2.1 負(fù)壓閃蒸穩(wěn)定

通過真空壓縮機(jī)將油品中的輕組分抽出,降低油品的蒸氣壓。負(fù)壓穩(wěn)定一般適用于密度較大、油品中所含輕組分較少的原油。對于密度較小,輕組分含量較多的原油,原油氣化量較大,氣體壓縮機(jī)抽吸耗功較多,原油田的壓能不能利用,經(jīng)濟(jì)上不合理。其優(yōu)點(diǎn)是閃蒸溫度和閃蒸壓力低,流程簡單。

1.2.2 正壓閃蒸穩(wěn)定

利用原油田的壓力能,通過加熱蒸餾將原油中的輕組分蒸去,降低原油的蒸氣壓。優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定深度較負(fù)壓閃蒸大,但是由于操作溫度較高,易產(chǎn)生析鹽、結(jié)垢和腐蝕等現(xiàn)象。此工藝會使原油中重組分過多從塔頂蒸出,對原油品質(zhì)影響較大。此工藝目前應(yīng)用較少[4]。

1.2.3 分餾穩(wěn)定

利用精餾原理對凈化原油進(jìn)行穩(wěn)定處理。優(yōu)點(diǎn)是能比較徹底地拔出原油中的甲烷、乙烷,少拔出重關(guān)鍵組分,穩(wěn)定深度高,穩(wěn)定質(zhì)量好。缺點(diǎn)是設(shè)備多,流程復(fù)雜,能耗大,對設(shè)備過程的操作要求較嚴(yán)格,適合于穩(wěn)定深度較高的場合[5]。

根據(jù)樁西聯(lián)合站原油化驗分析數(shù)據(jù),原油中C1～C4含量為8.63%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)),輕組分含量多,不適合采用負(fù)壓閃蒸工藝。采用正壓閃蒸使原油中重組分過多從塔頂蒸出,對原油品質(zhì)影響較大,并且塔頂C4、C5輕組分收率低,也不推薦采用。采用分餾穩(wěn)定工藝使原油中的輕關(guān)鍵組分多拔出,塔頂C4、C5組分收率高,塔底穩(wěn)定原油重關(guān)鍵組分少拔出,得到的原油穩(wěn)定深度高,穩(wěn)定質(zhì)量好,并且目前樁西聯(lián)的原油穩(wěn)定裝置采用分餾工藝運(yùn)行正常,因此推薦采用分餾穩(wěn)定工藝。

2 樁西聯(lián)合站正壓分餾工藝流程

樁西聯(lián)合站原油穩(wěn)定工藝流程圖[6]見圖2。

脫水原油進(jìn)換熱器升溫后進(jìn)入穩(wěn)定塔,原油在塔內(nèi)部分汽化,汽化部分在塔上部進(jìn)行精餾。塔頂氣相產(chǎn)品內(nèi)較重組分經(jīng)水冷后從氣體中冷凝分離出來,部分作為塔頂液相回流至塔內(nèi),其余輕油和以組分C1～C4為主的不凝氣進(jìn)下游分離器。塔底部分穩(wěn)定原油經(jīng)泵加壓,再經(jīng)加熱爐加熱后返回塔底,為塔提供分餾所需的熱能,并使原油中的輕組分再次汽化。穩(wěn)定原油出塔后與脫水后原油換熱冷卻后,再與電脫水前含水原油換熱,輸往凈化油罐。

穩(wěn)定后的原油在儲存溫度(65 ℃)下的飽和蒸氣壓為65 kPa,符合原油穩(wěn)定深度的要求。

圖2 樁西聯(lián)合站正壓分餾原油穩(wěn)定工藝流程

3 分餾穩(wěn)定塔工藝參數(shù)選擇

為提高原油穩(wěn)定塔頂C4、C5輕組分收率(提高經(jīng)濟(jì)效益),減少塔底C5+重組分損失率(防止影響原油品質(zhì)),降低能耗,對原油穩(wěn)定塔操作參數(shù)進(jìn)行HYSYS模擬(圖3),得到最優(yōu)操作參數(shù)。

圖3 原油穩(wěn)定工藝計算模型

3.1 分餾塔頂溫度選擇

表1為固定塔底溫度152 ℃,塔頂溫度的變化與塔頂C4、C5產(chǎn)品收率及C6、C7+損失率、塔底重沸器負(fù)荷的變化關(guān)系?？梢婋S著塔頂溫度的降低,塔頂C4產(chǎn)品收率增大,C5收率降低,C6、C7+塔頂損失率減少,重沸器負(fù)荷略有增大,因此要增大分餾塔回流量,降低塔頂溫度。

3.2 分餾塔底溫度選擇

表2為固定塔頂溫度65 ℃,塔底溫度的變化與塔頂C4、C5產(chǎn)品收率及C6、C7+損失率、塔底重沸器負(fù)荷的變化關(guān)系。可見隨著塔底溫度的升高,塔頂C4、C5產(chǎn)品收率增大,C6、C7+塔頂損失率也相應(yīng)增大,重沸器負(fù)荷變大,因此要適當(dāng)提高分餾塔塔底溫度。

表1 塔頂溫度與塔頂產(chǎn)品關(guān)系

表2 塔底溫度與塔頂產(chǎn)品關(guān)系

3.3 分餾塔壓選擇

表3為固定塔頂溫度65 ℃、塔底溫度160 ℃,塔頂壓力的變化與塔頂C4、C5產(chǎn)品收率及C6、C7+損失率、塔底重沸器負(fù)荷的變化關(guān)系?？梢婋S著塔操作壓力的降低,塔頂C4、C5產(chǎn)品收率增大,C6、C7+塔頂損失率也相應(yīng)增大,重沸器負(fù)荷略有增大,確定塔頂操作壓力為0.2 MPa。

表3 塔頂壓力與塔頂產(chǎn)品關(guān)系表

4 結(jié)束語

原油穩(wěn)定裝置是為了降低原油蒸發(fā)損耗而設(shè)，原油穩(wěn)定裝置效果的好壞不僅取決于本身拔出的輕烴的多少，而且與裝置規(guī)模大小、工藝的選擇、自動化程度、運(yùn)行操作管理等都密切相關(guān)。對原油穩(wěn)定裝置的工藝原理及運(yùn)行管理進(jìn)行研究，可以較好地解決實(shí)際生產(chǎn)中遇到的問題，提高裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性，降低生產(chǎn)風(fēng)險的發(fā)生，并有效地提高裝置運(yùn)行效率。

對分餾塔HYSYS工藝模擬結(jié)果進(jìn)行了分析,表明隨著分餾塔頂溫度的降低,塔頂產(chǎn)品C4收率增大,C5收率降低,C6、C7+損失率降低,再沸器負(fù)荷略有增大;隨著分餾塔頂溫度的升高,塔頂產(chǎn)品C4、C5收率增大,C6、C7+損失率增大,再沸器負(fù)荷顯著增大;隨著塔壓降低,塔頂產(chǎn)品C4、C5收率增大,C6、C7+損失率增加,重沸器負(fù)荷略有增大。

經(jīng)工藝優(yōu)化,確定穩(wěn)定塔塔頂操作溫度65 ℃,塔底操作溫度162 ℃,塔頂操作壓力0.2 MPa,節(jié)約了能耗,比較徹底地拔出原油中的甲烷、乙烷,降低了原油重關(guān)鍵組分損失,有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

[1] 張力. 負(fù)壓氣提脫硫(穩(wěn)定)工藝與正壓氣提脫硫(穩(wěn)定)工藝的對比分析[J].山東化工, 2013,42(12):130-132, 135.

[2] 朱澤民. 負(fù)壓原油穩(wěn)定裝置工藝參數(shù)與輕烴收率[J].油氣田地面工程, 1998,17(1):35.

[3] 于修寶,陳云華,任茂勇,等. 淺析樁西油區(qū)輕烴的實(shí)際回收率[J].計量, 2004(7):24-27.

[4] 羊東明, 孟凡彬,王峰,等. 塔河油田原油穩(wěn)定的負(fù)壓閃蒸工藝[J].油氣田地面工程, 2000,19(2): 23-24, 37.

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[責(zé)任編輯] 辛艷萍

2014-12-21

于朋朋(1982—),男,山東昌邑人,中國石化石油工程設(shè)計有限公司工藝配管所工程師,主要從事油氣加工及化工工藝設(shè)計研究。

10.3969/j.issn.1673-5935.2015.01.010

TE868

A

1673-5935(2015)01- 0031- 03