油气集输概论第六章 原油稳定

第六章原油稳定原油稳定的目的原油稳定的方法原油稳定设备第一节概述原油中含有C1—C4的挥发性很强的轻组分，常温常压下是气体，从原油中挥发时会带走大量的戊、己烷等组分，造成原油的大量损失。将原油中挥发性强的轻组分脱出，降低原油在常温常压下的蒸汽压，这一工艺过程称原油稳定。原油稳定的目的：降低原油蒸汽压，减少集输、储存中的蒸发损耗。一般降到最高储存温度下饱和蒸汽压为当地大气压力的0.7倍。第二节原油稳定方法采用的方法：闪蒸法（常压、负压或正压）蒸馏法原油组成不同，处理过程的工艺条件不同，决定了原油稳定方法不同。原油稳定效果：轻组分的拔出率装置的投资和运行费用一、原油蒸气压的影响因素温度同一种原油的蒸气压随温度的升高而增大。组成相同温度下，轻烃含量高的原油蒸气压高。降低原油蒸气压：1、降低温度：受工艺条件限制，不易实现2、减少轻组分含量：切实可行二、闪蒸法原理：利用原油中轻重组分挥发度不同实现轻重组分的分离。在某一温度下，降低原油压力，轻组分由于饱和蒸气压高，率先挥发出来，重组分也有部分析出但数量少，气相中轻组分含量高，从而达到从原油中分离出轻组分的目的。未稳定原油的闪蒸分离过程的实质：是一次平衡汽化过程。闪蒸分离的原理流程原油组成、进料温度、轻组分拔出率的要求不同：负压、常压或微正压三种闪蒸方法。1、负压闪蒸原油稳定的闪蒸压力（绝对压力）比当地大气压低即在负压条件下闪蒸，以脱除其中易挥发的轻烃组分，这种方法称为原油负压稳定法，又称为负压闪蒸法。负压稳定的操作压力一般比当地大气压低0.03～0.05MPa；操作温度一般为50～80℃。负压闪蒸的典型工艺流程示意图1—电脱水器；2—原油稳定塔；3—真空压缩机；4—冷凝器；5—三相分离器；6—轻油泵；7—稳定原油罐；8—原油外输泵图负压稳定工艺流程示意图稳定工艺过程：未稳定原油一般在50～60°C温度下进入负压稳定塔。塔的顶部与压缩机进口相连，使塔的真空度保持在200～400毫米汞柱范围内。由于负压，原油中的轻组分挥发进入气相，经压缩机增压、脱除轻油和水后外输。稳定后的原油由塔底流出，经泵增压后输送至矿场油库，或进罐储存在经泵送至矿场油库。该法适用于密度较大的原油，因为较重的原油中所含的轻组分较少，负压闪蒸能得到较好的效果。否则，原油汽化量较大，利用气体压缩机抽吸耗功过多，经济上不合理。当每吨原油的预测脱气量在5m3左右时，适合采用此法。当原油中所轻组分较多时，采用加热闪蒸法，适当提高分离压力，在常压或微正压下操作。2、加热闪蒸加热闪蒸是在常压或微正压下进行。这种方法的闪蒸温度一般要比负压闪蒸法高，需要在原油脱水温度（或热处理温度）的基础上，再进行加热（或换热）升温才能满足闪蒸温度要求。由于稳定原油温度较高，应考虑与出塔合格原油换热以回收一部分热量。操作压力一般在0.12～0.40MPa内，操作温度则根据操作压力和未稳定原油的性质确定，一般为80～120℃，特殊情况在130℃以上。加热闪蒸稳定工艺流程1—脱水原油换热器；2—脱水原油加热器；3—稳定塔；4—塔顶冷凝器；5—冷凝液分离器；6—稳定气压缩机；7—液烃泵；8—塔三、分馏法稳定分馏法稳定：根据精馏原理脱除原油中的易挥发组分。通俗来讲，就是根据轻重组分挥发度不同去除原油中的轻组分。精馏：挥发度不同的组分所组成的混合液，在精馏塔中同时多次地进行部分气化和部分冷凝，使其分离成几乎纯组分的过程。分馏法稳定的实质：多次平衡气化过程根据操作压力不同，分馏法可分为常压分馏和压力分馏。前者的操作压力为常压～50kPa（表压），需设塔顶气体压缩机和塔底泵，适用于密度较大的原油。压力分馏的操作压力在50～100kPa（表压）之间，一般可以不设塔顶气体压缩机和塔底泵，适用于密度较小的原油。根据精馏塔的结构和回流方式的不同，分馏法又可分为提馏稳定法、精馏稳定法和全塔分馏稳定法等三种。工程上常见提馏稳定法和全塔分馏稳定法两种。1、提馏稳定法提馏稳定法工艺流程如下页图所示。该稳定塔内只设提馏段。原油从稳定塔的顶部进塔后随即在塔顶闪蒸。闪蒸后的原油在沿着各层塔板流向塔底的过程中，通过与上升油气的多次接触，进行相间传质传热，使其中易挥发组分不断转入气相，将油气中的重组分不断冷凝下来，最后从塔底获得稳定原油。此法用于稳定原油质量要求高、对拔出气体纯度没有要求的原油稳定。提馏法原油稳定流程示意图1—换热器；2—稳定塔；3—压缩机；4—冷凝器；5—三相分离器；6—轻油泵；7—塔底油泵；8—重沸油泵；9—加热炉（器）2、全塔分馏稳定法全塔分馏法工艺流程如下图所示。该稳定塔内既有精馏段，亦有提馏段，塔顶有回流，塔底有再沸系统，亦称为完全精馏塔。原油经换热和加热后进入稳定塔中部，闪蒸出来的油气穿过精馏段的各层塔板从塔顶逸出，闪蒸后的原油沿着提馏段的各层塔板流到塔底。出塔油气和塔底原油的走向，分别与精馏法和提馏法相同。全塔分馏法原油稳定流程1—换热器；2—热介质换热器；3—稳定塔；4—压缩机；5—冷凝器；6—分离器；7—轻油泵；8—塔底油泵；9—重沸油泵；10—重沸加热炉（器）这种工艺虽然复杂，能耗高，但分离效率最高，稳定后的原油质量最好。全塔分馏法适用于含轻烃较多的原油，特别是凝析油，当每吨原油预测脱气量在10m3以上时，宜采用此法。四、稳定方法选择选择的依据：根据原油性质和稳定要求而定。稳定深度：指从未稳定原油中分出多少挥发性最强的组分（C1~C4）。通常用最高储存温度下原油的蒸气压来衡量原油稳定深度。我国对稳定原油的要求：稳定后原油的饱和蒸气压，在最高储存温度下应不超过当地大气压；控制C6组分脱出的质量不超过稳定前原油中C6总含量的5％。原油中，若含C4以下烃在5.5％以上，则适合于分馏稳定法。轻组分含量低的原油（C4以下烃含量在2.24％的原油），宜采用闪蒸分离。我国大部分原油的C1～C4烃含量为0.8～2％，因此多采用闪蒸分离稳定。国外广泛采用分馏稳定法。该法能比较彻底地拔出原油中的甲烷、乙烷和丙烷，稳定质量好。如原油中C1～C4的质量含量低于0.5％，一般不必进行稳定处理。五、原油稳定的其它方法多级分离稳定油罐烃蒸气回收油井流体高压气中压气低压气稳定原油去储罐高压分离器中压分离器低压分离器第三节原油稳定设备一、稳定器稳定器是原油稳定的主体设备。多级分离工艺：油气分离器闪蒸分离稳定：闪蒸分离稳定塔，闪蒸罐分馏法稳定：分馏塔二、压缩机采用闪蒸分离法时，须由压缩机将闪蒸汽及时抽出，以保证闪蒸汽化过程的连续进行。