原油穩定設計工藝研究

劉金菊(中油遼河工程有限公司,遼寧 盤錦 124010)

原油穩定設計工藝研究

劉金菊(中油遼河工程有限公司,遼寧 盤錦 124010)

近年來，隨著人們對石油需求量的日益增加，石油業的發展也蒸蒸日上。但在原油生產運輸過程中，原油蒸發問題是不可避免的，這往往造成了大量原油的浪費。若想減少原油蒸發浪費，必須要采取有效的原油穩定工藝措施。目前常用的原油穩定方法主要有負壓閃蒸、正壓閃蒸以及分餾等，每種方法的特點和適用情況不同。本文主要針對原油穩定設計工藝的相關問題進行了研究，希望能給相關工作帶來一點微薄助益。

原油；原油穩定設計；設計工藝；石油業

若原油不穩定，則其在儲存及集輸過程中很容易因蒸發而發生損耗，這不僅浪費了大量原油資源，同時還會對自然環境造成嚴重污染，以及給生產安全帶來很大隱患。因此，世界各國都對原油的穩定性和蒸氣壓具有非常嚴格的規定。原油穩定設計工藝是將輕質組分從原油中分離出來，從而降低原油的蒸發損失的一種工藝，它是原油生產中的重要環節之一。同時從原油中分離出來的輕質組分經回收加工后還可作為化工原料和清潔燃料。以下筆者就結合原油穩定作業實際情況來談談原油穩定設計工藝的相關問題。

1 原油穩定界限

之所以要進行原油穩定設計，其主要目的是為了降低原油在儲存及集輸過程中所發生的蒸發損耗。在這方面，具體的措施是將原油中易氣化的輕質組分分離出來，從而降低其的蒸氣壓，以減少蒸發。通常情況下而言，只要原油在最高儲存溫度下的蒸氣壓不高于當地大氣壓，就能夠達到原油穩定的要求。在這種情況下，原油的蒸發損耗量通常在0.2%以內。只需要將原油中的C3以及大部分更輕質組分和C4分離出來就能夠滿足這一要求[1]。另外在滿足上述要求的條件下，若想進一步降低原油蒸發損耗，或者使其凝液得到更加合理的利用，還可以考慮在不影響原油質量的前提下分離更多輕質組分。不過需要注意的是，隨著分離量的增多，其能耗也會有所增加，最終原油產量會因此而減少。

2 原油穩定方法的選擇

2.1 負壓閃蒸

負壓閃蒸是一種常用的原油穩定方法，其是通過降低分離壓力來提高原油中輕重組分的相對揮發度，從而在不專門進行加熱的條件下就能夠將原油中的部分輕質組分脫出，以降低其蒸氣壓，避免蒸發損耗。一般情況下，原油脫水后在進入儲罐之時溫度是最高的，因此應當在脫水油進罐之前就進行負壓穩定設置。再者由于原油無須再進行加熱，所以只依靠脫水器壓力就能夠直接向負壓塔頂進油[2]。通常塔頂氣在進壓縮機前都具有冷凝液，因此還需設置除液器及排液泵等；不過如果采用的壓縮機是可帶液的螺桿式壓縮機，就可以不用設置這些設施。

2.2 正壓閃蒸

正壓閃蒸是一種利用提高溫度的方式來使原油達到穩定的原油穩定方法。一般情況下，根據原油性質的不同，在常壓下需要將其加熱到90-150攝氏度。并且如果壓力越高，則需加熱的溫度也要提高。采用較高閃蒸壓力或通入水蒸氣能夠在一定程度上降低加熱溫度。另外采用伴生氣代替水蒸氣的防水也可以起到降低分壓的效果，不過需注意伴生氣不能在進壓縮機前冷凝，因為這樣會增加壓縮機的負荷[3]。在整個加熱過程中，需要設置加熱爐和換熱器，以及原油進出還需設置泵。通過壓縮機可以將經換熱和分離后的閃蒸出氣增壓送出。若適當地將閃蒸壓力提高，則可以不用設置壓縮機和穩定原油泵。另外閃蒸氣的熱也要與來油進行換熱回收。

2.3 分餾

通過分餾法進行原油穩定具有較強的靈活性，因為其可以根據具體要求的不同還進行不同的變型。一般情況下，如果要求穩定原油中盡量減少某類輕質組分，則可以采取塔頂進料和加熱的提餾法；如果要求限制塔項氣中的某類重質組分的含量，則可以采取有提餾的分餾塔；如果要求塔頂限制C6的拔出率，則可以采取設置側線抽水設施的方法。若原油組分和含水具有較大的波動，則會導致塔的運行工況不符合實際設計，這點需要特別注意。一般可以采用閃蒸加分餾法或簡化分餾法來減少波動。

3 能耗分析

3.1 負壓閃蒸能耗

由于負壓閃蒸可以不用設置泵，并且也無須專門進行加熱，所以其間能耗主要是來自于壓縮動力與閃蒸氣帶走的熱。假設進氣壓力為0.05MPa，閃蒸氣耗動力為42kwh/t。壓縮比為5，那么每噸閃蒸氣可帶走約15立方米的燃料氣熱量，能耗約為1068MJ，價值人民幣約12.8元。

3.2 正壓閃蒸能耗

正壓閃蒸的能耗主要是來自于泵和壓縮機的動力以及燃料。泵是用來進行原油增壓的，原油量以及加熱、換熱的阻力決定著其總能耗。一般情況下，拔出率越高，則能耗越低。在具體應用時應根據實際需求合理選擇。

3.3 分餾能耗

上文說過，分餾方法能夠變型成多種類型，并且根本不同的要求，其具體設計存在一定的差異，因此能耗也各不相同。一般情況下，若為回流的分餾塔，則能耗會有所增加；若塔側和塔底都使用泵，則還會增加泵的動力能耗。

4 結語

綜上所述，原油穩定設計的目的是為了降低原油在儲存及集輸過程中所發生的蒸發損耗，目前常用的原油穩定方法主要有負壓閃蒸、正壓閃蒸以及分餾等，而根據原油組分及具體設計的不同，每種方法的能耗也有所不同，在實際作業之時，應當結合各種方法的特點和實際用途而合理進行選擇。

[1]萬力利.原油穩定設計工藝研究[J].中國新技術新產品，2011，16:154.

[2]李海榮，鄭利輝.原油穩定塔工藝流程中的配管設計[J].石油規劃設計，2013，05:24-26.

[3]李京子，楊充，趙玉君，劉子兵，徐偉，葛濤.長慶油田原油穩定工藝及節能研究[J].石化技術，2015，09:13-14.

劉金菊（1981-），女 山東省臨邑人 工程師 工程碩士主要從事油氣田地面工程工作