原油處理工藝流程優(yōu)化研究.pdf

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1、原油處理工藝流程優(yōu)化研究董菁張國棟徐屹(中國石油集團工程設(shè)計有限責(zé)任公司北京分公司，北京100000)摘要：原油處理工藝流程優(yōu)化是油田地面工程設(shè)計的關(guān)鍵步驟。油田開發(fā)需要根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境和油田產(chǎn)品要求設(shè)置安全、合理、經(jīng)濟的工藝流程。本文針對伊拉克南部某油田項目，結(jié)合分離工藝、電脫工藝以及穩(wěn)定工藝．使用HYSYS軟件模擬原油處理工藝流程，對不同工藝流程方案進行分析比較，優(yōu)選出合適的工藝流程，為此油田地面工程設(shè)計提供指導(dǎo)。關(guān)鍵詞：原油處理；方案比選；工藝優(yōu)化；流程模擬伊拉克地區(qū)原油大多屬于高鹽重質(zhì)油，原油采出水礦化度

2、較高。原油外輸指標(biāo)嚴(yán)格，要求原油水含量40．4％(v)，鹽含量≤30m∥L，雷氏蒸汽壓(RVP@38℃)≤10Psi．針對該特點原油，通過使用HYSYS軟件進行工藝流程模擬，結(jié)合分離工藝、電脫工藝和穩(wěn)定工藝的優(yōu)化研究，兼顧生產(chǎn)操作和項目的經(jīng)濟效益，最終確定合適的整體原油處理工藝流程。1分離工藝?yán)碚撋希蛛x級數(shù)越多，儲罐內(nèi)原油收率越高，但過多的增加分離級數(shù)，原油收率的增加越來越少，而分離設(shè)備的投資和經(jīng)營費用卻大幅度上升，經(jīng)濟效益下降。在選擇分離壓力時，要按原油組成、集輸壓力條件，經(jīng)相平衡計算后，選擇最優(yōu)分離壓力。筆

3、者通過HYSYS模擬分析流程，推薦采用二級分離的工藝流程，一級分離壓力1．1MPag，二級分離壓力o．3MPag”，此流程原油回收率較高，經(jīng)濟投資較少。2電脫工藝針對伊拉克地區(qū)原油含大量乳化劑及高分子聚合物，油水乳化程度嚴(yán)重的情況，結(jié)合國內(nèi)外先進的電脫水、電脫鹽工藝流程，開展電脫工藝優(yōu)化研究，推薦二級洗鹽+級內(nèi)循環(huán)流程，該流程可降低洗鹽水量、有效提高洗鹽水利用率4】。3穩(wěn)定工藝原油穩(wěn)定是將原油中易揮發(fā)的輕組分脫出，降低原油的飽和蒸氣壓，保證外輸原油飽和蒸氣壓符合要求。推薦采用微正壓閃蒸法”1，脫鹽后原油直接進入穩(wěn)

4、定塔穩(wěn)定，塔頂氣用穩(wěn)定氣壓縮機增壓后與二級分離氣匯合再經(jīng)過一級壓縮機增壓，輸往天然氣處理廠。穩(wěn)定后的原油通過穩(wěn)定增壓泵增壓后與進站原油換熱降溫，然后進入儲罐儲存。該方法的優(yōu)點是可通過調(diào)節(jié)穩(wěn)定塔壓力控制雷氏蒸汽壓，通過調(diào)節(jié)進罐溫度和穩(wěn)定塔溫度控制儲罐不出氣。4原油處理工藝流程綜合以上各章節(jié)對分離、電脫和穩(wěn)定工藝單元的分析，推薦使用兩級分離，兩級脫水，一級常壓穩(wěn)定的工藝處理方案，以此為基礎(chǔ)對整體原油處理工藝進行分析，研究最佳工藝流程方案。通過HYSYS模擬，針對油田原油及采出水物性，最終確定三種工藝處理流程，可以滿足

5、原油處理指標(biāo)。(1)方案一原油進入一級分離器進行油、氣、水三相初步分離，大部分的伴生氣及游離水被分離，分離后原油進入油一油換熱器，與處理合格的熱油進行換熱以回收熱量，并通過導(dǎo)熱油換熱器將原油加熱到90℃。加熱后的原油進入二級三相分離器，再次進行油氣水分離，使原油出口含水小于10％。原油經(jīng)脫水泵增壓后進入電脫水設(shè)備進行脫水。脫水后的原油摻入新鮮水后進入電脫鹽設(shè)備進行脫鹽處理，同時脫出的洗鹽水回摻至電脫水設(shè)備入口，實現(xiàn)預(yù)洗鹽功能。從電脫鹽設(shè)備出來的原油經(jīng)過油一油換熱器降溫后進入脫氣塔進行原油穩(wěn)定，穩(wěn)定壓力為2～5kP

6、ag以滿足原油外輸RVP的要求。穩(wěn)定后的原油進入原油儲罐儲存，最后經(jīng)外輸泵增壓后將合格原油外輸。圖4．1原油處理流程方案一(2)方案二原油進入一級分離器進行油、氣、水三相初步分離，大部分的伴生氣及游離水被分離，分離后原油進入油一油換熱器，與處理合格的熱油進行換熱以回收熱量，并通過導(dǎo)熱油換熱器將原油加熱到90℃。加熱后的原油進入二級三相分離器，再次進行油氣水分離，使原油出口含水小于10％。原油經(jīng)脫水泵增壓后進入電脫水設(shè)備進行脫水。脫水后的原油摻入新鮮水后進入電脫鹽設(shè)備進行脫鹽處理，同時脫出的洗鹽水回摻至電脫水設(shè)備入

7、口，實現(xiàn)預(yù)洗鹽功能。從電脫鹽設(shè)備出來的原油先進入脫氣塔進行原油穩(wěn)定，穩(wěn)定壓力為15kPag以滿足原油外輸RVP的要求，然后進入油一油換熱器降溫后進入原油儲罐儲存，最后經(jīng)外輸泵增壓后將合格原油外輸。48I扎毒髫群2017年03N圖4．2原油處理流程方案二(下轉(zhuǎn)第50頁)，c一∞模型得到的管內(nèi)壓強比，c—s模型的結(jié)果稍大。u型管內(nèi)壓降比直管內(nèi)壓降大，這是由于彎管增加了流動阻力，使得壓降增加。2．2溫度分布圖4為用兩種模型模擬直管內(nèi)流體溫度沿軸向變化的曲線。由于初始段管內(nèi)外流體換熱溫差很大，溫度增長梯度很大。隨著管內(nèi)流

8、體溫度升高，溫度增長梯度逐漸減小，曲線趨向平緩，最終達到充分發(fā)展。圖5為用兩種模型模擬u型管內(nèi)流體溫度沿軸向的變化曲線，其變化趨勢與直管內(nèi)的變化趨勢相同。圖4直管內(nèi)流體溫度變化曲線圖5U型管內(nèi)流體溫度變化曲線用關(guān)聯(lián)式計算得到LNG出13溫度比FLUENT模擬結(jié)果低17．74K，相對誤差為6．52％。導(dǎo)致二者計算結(jié)果偏離的原因為：一是所用關(guān)聯(lián)式誤差的影響；二是LNG在管內(nèi)流