一桩西采油厂桩西联合站原油稳定工艺研究

于朋朋

(中国石化石油工程设计有限公司 工艺配管所,山东 东营 257000)

一桩西采油厂桩西联合站原油稳定工艺研究

于朋朋

(中国石化石油工程设计有限公司 工艺配管所,山东 东营 257000)

通过对桩西联合站原油物性及组成特点的分析,从工艺特点和经济可行性方面对比了正压分馏稳定工艺和正、负压闪蒸工艺的区别,最终确定了正压分馏稳定工艺的原油稳定方法。并利用HYSYS软件对正压分馏塔操作参数进行优化。

原油稳定工艺;正压分馏;参数优化;HYSYS模拟

原油稳定的目的在于降低原油的蒸发损耗,合理利用油气资源,提高原油在储运过程中的安全性。原油稳定的方法主要有负压闪蒸稳定、正压闪蒸稳定及分馏稳定等[1]。稳定工艺的选择应根据进料原油的组成、物性,并综合考虑相关的工艺过程经比较后确定。正压分馏工艺利用精馏原理对净化原油进行稳定处理。优点是能比较彻底地拔出原油中的甲烷、乙烷,能使原油中的轻关键组分多拔出,重关键组分少拔出,稳定深度高,稳定质量好。缺点是设备多,流程复杂,能耗大,对设备过程的操作较严格,适合于稳定深度较高的场合[2]。桩西采油厂目前采用分馏稳定工艺,具有成熟的操作和管理经验。

1 原油稳定工艺方案选择

1.1 原油物性

经化验，桩西联合站原油在20、50、70 ℃时密度分别为891.2、871.1、857.5 kg/m3,运动黏度在50、70 ℃时分别为37.216、15.666 mm2/s，原油凝点为30 ℃，闭口闪点34 ℃，残炭含量4.00%，灰分含量0.026%，硫含量0.241%，氮含量0.318%，脱水前采油液含砂0.011%，沥青质含量0.61%，胶质含量21.56%，酸值0.528 mgKOH/g，含盐量246.69 mgNaCl/L,蜡含量18.35%，原油基属为中间基原油，属于中质、含酸、低硫原油。原油实沸点蒸馏曲线见图1。

图1 桩西联合站原油实沸点蒸馏曲线

1.2 原油稳定工艺选择

原油稳定的方法主要有负压闪蒸稳定、正压闪蒸稳定和分馏稳定法,稳定工艺的选择应根据进料原油的组成、物性,并综合考虑相关的工艺过程经比较后确定[3]。

1.2.1 负压闪蒸稳定

通过真空压缩机将油品中的轻组分抽出,降低油品的蒸气压。负压稳定一般适用于密度较大、油品中所含轻组分较少的原油。对于密度较小,轻组分含量较多的原油,原油气化量较大,气体压缩机抽吸耗功较多,原油田的压能不能利用,经济上不合理。其优点是闪蒸温度和闪蒸压力低,流程简单。

1.2.2 正压闪蒸稳定

利用原油田的压力能,通过加热蒸馏将原油中的轻组分蒸去,降低原油的蒸气压。优点是稳定深度较负压闪蒸大,但是由于操作温度较高,易产生析盐、结垢和腐蚀等现象。此工艺会使原油中重组分过多从塔顶蒸出,对原油品质影响较大。此工艺目前应用较少[4]。

1.2.3 分馏稳定

利用精馏原理对净化原油进行稳定处理。优点是能比较彻底地拔出原油中的甲烷、乙烷,少拔出重关键组分,稳定深度高,稳定质量好。缺点是设备多,流程复杂,能耗大,对设备过程的操作要求较严格,适合于稳定深度较高的场合[5]。

根据桩西联合站原油化验分析数据,原油中C1～C4含量为8.63%(质量分数),轻组分含量多,不适合采用负压闪蒸工艺。采用正压闪蒸使原油中重组分过多从塔顶蒸出,对原油品质影响较大,并且塔顶C4、C5轻组分收率低,也不推荐采用。采用分馏稳定工艺使原油中的轻关键组分多拔出,塔顶C4、C5组分收率高,塔底稳定原油重关键组分少拔出,得到的原油稳定深度高,稳定质量好,并且目前桩西联的原油稳定装置采用分馏工艺运行正常,因此推荐采用分馏稳定工艺。

2 桩西联合站正压分馏工艺流程

桩西联合站原油稳定工艺流程图[6]见图2。

脱水原油进换热器升温后进入稳定塔,原油在塔内部分汽化,汽化部分在塔上部进行精馏。塔顶气相产品内较重组分经水冷后从气体中冷凝分离出来,部分作为塔顶液相回流至塔内,其余轻油和以组分C1～C4为主的不凝气进下游分离器。塔底部分稳定原油经泵加压,再经加热炉加热后返回塔底,为塔提供分馏所需的热能,并使原油中的轻组分再次汽化。稳定原油出塔后与脱水后原油换热冷却后,再与电脱水前含水原油换热,输往净化油罐。

稳定后的原油在储存温度(65 ℃)下的饱和蒸气压为65 kPa,符合原油稳定深度的要求。

图2 桩西联合站正压分馏原油稳定工艺流程

3 分馏稳定塔工艺参数选择

为提高原油稳定塔顶C4、C5轻组分收率(提高经济效益),减少塔底C5+重组分损失率(防止影响原油品质),降低能耗,对原油稳定塔操作参数进行HYSYS模拟(图3),得到最优操作参数。

图3 原油稳定工艺计算模型

3.1 分馏塔顶温度选择

表1为固定塔底温度152 ℃,塔顶温度的变化与塔顶C4、C5产品收率及C6、C7+损失率、塔底重沸器负荷的变化关系。可见随着塔顶温度的降低,塔顶C4产品收率增大,C5收率降低,C6、C7+塔顶损失率减少,重沸器负荷略有增大,因此要增大分馏塔回流量,降低塔顶温度。

3.2 分馏塔底温度选择

表2为固定塔顶温度65 ℃,塔底温度的变化与塔顶C4、C5产品收率及C6、C7+损失率、塔底重沸器负荷的变化关系。可见随着塔底温度的升高,塔顶C4、C5产品收率增大,C6、C7+塔顶损失率也相应增大,重沸器负荷变大,因此要适当提高分馏塔塔底温度。

表1 塔顶温度与塔顶产品关系

表2 塔底温度与塔顶产品关系

3.3 分馏塔压选择

表3为固定塔顶温度65 ℃、塔底温度160 ℃,塔顶压力的变化与塔顶C4、C5产品收率及C6、C7+损失率、塔底重沸器负荷的变化关系。可见随着塔操作压力的降低,塔顶C4、C5产品收率增大,C6、C7+塔顶损失率也相应增大,重沸器负荷略有增大,确定塔顶操作压力为0.2 MPa。

表3 塔顶压力与塔顶产品关系表

4 结束语

原油稳定装置是为了降低原油蒸发损耗而设，原油稳定装置效果的好坏不仅取决于本身拔出的轻烃的多少，而且与装置规模大小、工艺的选择、自动化程度、运行操作管理等都密切相关。对原油稳定装置的工艺原理及运行管理进行研究，可以较好地解决实际生产中遇到的问题，提高装置运行的稳定性，降低生产风险的发生，并有效地提高装置运行效率。

对分馏塔HYSYS工艺模拟结果进行了分析,表明随着分馏塔顶温度的降低,塔顶产品C4收率增大,C5收率降低,C6、C7+损失率降低,再沸器负荷略有增大;随着分馏塔顶温度的升高,塔顶产品C4、C5收率增大,C6、C7+损失率增大,再沸器负荷显著增大;随着塔压降低,塔顶产品C4、C5收率增大,C6、C7+损失率增加,重沸器负荷略有增大。

经工艺优化,确定稳定塔塔顶操作温度65 ℃,塔底操作温度162 ℃,塔顶操作压力0.2 MPa,节约了能耗,比较彻底地拔出原油中的甲烷、乙烷,降低了原油重关键组分损失,有明显的经济效益。

[1] 张力. 负压气提脱硫(稳定)工艺与正压气提脱硫(稳定)工艺的对比分析[J].山东化工, 2013,42(12):130-132, 135.

[2] 朱泽民. 负压原油稳定装置工艺参数与轻烃收率[J].油气田地面工程, 1998,17(1):35.

[3] 于修宝,陈云华,任茂勇,等. 浅析桩西油区轻烃的实际回收率[J].计量, 2004(7):24-27.

[4] 羊东明, 孟凡彬,王峰,等. 塔河油田原油稳定的负压闪蒸工艺[J].油气田地面工程, 2000,19(2): 23-24, 37.

[5] 诸林. 影响冷凝分离法轻烃回收液化率的因素及其应用[J].西南石油学院学报, 1997,19(1): 85-87.

[6] 刘立鑫, 李全鹏,申阳,等. 原油稳定工艺的探讨[J].研究与探索, 2011(1):71-73.

[责任编辑] 辛艳萍

2014-12-21

于朋朋(1982—),男,山东昌邑人,中国石化石油工程设计有限公司工艺配管所工程师,主要从事油气加工及化工工艺设计研究。

10.3969/j.issn.1673-5935.2015.01.010

TE868

A

1673-5935(2015)01- 0031- 03