集油站存在的問題與對策

孫齊　孫寶國　王潔芝

摘 要：藥劑費、電費和燃料費為集油站所消耗的主要生產費用。通過對集油站內與此三種費用相關問題的分析研究，指出了影響集油站內生產成本的主要因素，并提出一些針對性的改進措施，以達到節能降耗的目的。

關鍵詞：集油站，生產費用，節能降耗

Abstract： Pharmacy fees， electricity costs and fuel costs are the major production costs consumed by the petrol filling station. Through the analysis and study of the problems related to these three kinds of expenses in the oil gathering station， the paper points out the main factors that affect the production cost in the oil gathering station and puts forward some targeted improvement measures in order to save energy and reduce consumption.

Key Words： Oil Gathering and Treatment Station； Production cost； Energy-saving；

隨著經濟的快速發展，原油生產的投資成本如建筑材料費用、新技術開發費用、生產經營費用等日益增加，如何降低投資，增加利潤，實現可持續發展已成為企業生產經營的重中之重。

如今，我國油井開采階段處于中后期，開采出的原油含水率較高，部分地區已達到80%以上。一方面，所含的水分會形成穩定的水油乳狀液，增加運輸成本，妨礙原油加工。另一方面，水會溶解原油中的無機化合物產生不必要的雜質，這對設備有很強的作用，也會惡化石油餾出物的質量。所以必須進行原油脫水，而原油脫水所添加的藥劑費、各個設備的電費和燃料費主要構成了集油站的生產經營費用。因此，節約能耗，降低成本可從該三大費用出發，提出一些針對性的措施，以達到節能降耗的目的，這對國內各集油站均有一定的指導意義。

一、集油站站內加藥相關問題分析

破乳技術主要用于原油脫水，是一種重要的工業過程，可通過機械、電氣和化學破乳等三種途徑實現，其中添加化學破乳劑是最廣泛使用的方法 [1]。在石油工業中形成的乳狀液主要是水-原油，稱為常規乳狀液。原油形成連續相，分散的水滴形成分散相。加入破乳劑后，水滴隨時間變大。破乳劑在破乳過程中改變了界面性質，破壞了表面活性劑穩定的乳狀液膜，從而達到破乳效果。但是化學藥劑的費用昂貴，在集油站經營管理費用中占了很大比重。添加化學藥劑主要是為了原油脫水，可對原油脫水困難的原因進行詳細分析，以探尋節約藥劑成本的可行性。

1.脫水難的原因[2]

（1）原油品質差

原油中膠質、瀝青質、蠟含量高，由于瀝青質、膠質、石蠟等這些石油中天然的乳化劑的吸附作用，造成原油破乳脫水困難。

（2）原油乳狀液的復雜性

油田最常見的乳狀液為油包水型乳狀液，采出水中還常存在水包油型乳狀液。此外，原油中還含有油包水包油型、水包油包水型等復合乳狀液。原油乳狀液的復雜性是原油脫水困難的另一個原因。

（3）生產用劑的多樣性

在油田生產中加入了大量的清防蠟劑、解堵液等表面活性劑，地層中和原油中含有瀝青質、膠質、樹脂、石蠟等天然表面活性物質。在高溫、高壓作用下，這些表面活性物質會發生化學反應產生新的表面活性劑，并且新的表面活性劑具有更強的界面張力，原油粘度增大，導致原油破乳脫水困難。

（4）破乳劑使用不當

破乳劑的種類有很多種，所針對的作用物質也不同，一方面，使用單一的破乳劑無法達到預期的破乳效果[2]，另一方面，原油組成十分復雜，所添加的破乳劑可能會與原油中的其它物質發生化學反應，導致原油變質，因此，選擇合適的破乳劑可以很大程度節約成本，創造更多的效益。

（5）脫水設備和脫水工藝落后

目前我國開采出的原油含水率不斷上升，原油組成也不斷變化，而集油站內的脫水設備和工藝還停留在過去，導致原油脫水達不到標準，質量下降。

2.對策分析

（1）定期篩選破乳劑

破乳劑的破乳功能具有單一性，而在油田生產中，原油中的組分會隨著時間不斷發生變化，所以必須定期通過試驗選擇合適的破乳劑，并確定添加的破乳劑時的條件，例如破乳溫度，時間，藥劑用量等因素[3]，原油的破乳速度隨溫度增加而增加，但是當溫度過高時，原油中的某些組分會發生焦化變質，浪費了能源。因此應通過實驗得到破乳時的最佳溫度，使得破乳效果最優。

可通過控制變量法來進行實驗，如當溫度一定時，研究破乳效果與藥劑用量之間的關系，當藥劑用量一定時，研究破乳效果與破乳溫度之間的關系。由于生產過程中不可控因素更多，所以實驗室所得的結果往往和生產環節的破乳效果有一定的差別，必須定期檢查實際生產中破乳劑的破乳效果，并控制相關參數的變化。

（2）引進先進技術，改造生產工藝

隨著科學技術的發展，越來越多的工藝技術被革新，我國的集油站應結合自身的油品特點、生產工藝，廣泛汲取國外的先進技術，積極引進新的脫水設備，一方面可將電脫水器、油氣分離器、加熱爐、沉降罐等設備結合在一起，制成一個設備，使破乳流程縮短，以降低由于長距離輸送的機械作用所造成的原油重新乳化、高溫高壓造成原油中某些物質焦化的概率，增強原油的破乳效果；另一方面，加藥方式可采用PID加注，這種方式的藥劑量可隨液量的變化而變化，使得加藥量更符合罐中原油破乳的需求，既節約了藥劑又達到了破乳效果。

應當大力發展各種油水分離和污水處理等各種機械設備。主張以工藝流程為主，投加化學藥劑為輔。因為化學藥劑不但費用不菲，而且藥劑之間化學反應復雜，可能引起煉廠催化劑中毒，從而縮短了催化劑的使用壽命，導致煉油成本的上升。

二、集油站內動力消耗費用相關問題分析

集油站內的設備主要是泵機組[4]，如原油外輸泵用于原油輸送、電脫水泵用于原油處理及污水外輸泵用于污水的處理與外輸，是整個工藝流程中主要的耗能設備。如今，節流調節法是控制泵機組流量大小的主要方法，通過控制出口管線的閥門可連續改變流量，優點是操作方便，增大了泵的揚程。但會增加管路的能耗成本，尤其當管路流量較大時，節流會使得管路壓力劇增，使得大部分能耗都損失在管路上。另外，泵排量不匹配，目前我國的原油采出液含水率較高，而工藝設備與實際情況不符，如外輸泵的排量過大，與實際流量不配套，造成負荷率偏低，浪費了能源，雖然 部分外輸泵已采用變頻調速技術，將節流的損失減少了，但由于參數不匹配，使得泵機組不在經濟高效區工作，系統的節能效果不佳，反而增加了泵機組內部、電動機的損失。

1.使用變頻調速技術

為降低電費成本，可根據集油站的實際情況，在集油站內合理的采用變頻裝置。應用變頻技術[5]可實現對流量、壓力等的閉環控制，解決了由閥門控制流量大小的難題，若能使變頻裝置在高效區工作，能進一步降低各系統耗電，保證生產過程的平穩、可靠；變頻裝置還可減少對設備的沖擊，減少對機泵及球閥的磨損；對于流量范圍大的機組，變頻技術節能效果尤為顯著。

2.其他優化改造措施

可根據油田生產動態變化及時對泵機組進行運行參數調整，如采用更換機泵葉輪，可減少動力投入；當生產量減少時，應及時更換動力小的設備，避免能量浪費，反之，更換動力大的設備，如更換新型高效油水泵等。

三、加熱爐燃料費用相關問題分析

集油站中的加熱爐[1][6]在整個工藝流程中占有重要地位，隨著生產工藝要求的變化，加熱爐的運行情況也需隨之變化，這些變化對加熱爐的影響很大。

1. 影響加熱爐經濟運行的因素[7]

（1）加熱爐的運行負荷與生產工藝和季節變化有關，若加熱爐的運行負荷達到額定負荷的70%及以上時，經濟性得到了保障，又保證了高效率。反之，若加熱爐運行負荷低于額定負荷的70%時，則加熱爐的熱效率處于低效率運行區，其熱效率隨負荷的降低而下降。而國內的大部分加熱爐均處于低負荷運行狀態，浪費了能源。

（2）加熱爐被加熱介質的含水率

集油站中的加熱爐被加熱介質的含水率大大影響著加熱爐的效率，由于水的比熱較高，其中的水分也被加熱會帶走一部分熱量，增加了能量消耗，而加熱爐中的加熱介質又是油水混合物，所以在油水混合物進入加熱爐之前應先進行油水分離，可設置高效分離器以保證脫水效果，使加熱爐的加熱效果最優化。

（3）加熱爐的排煙溫度

排煙溫度的高低直接影響排煙熱損失率的大小。也是影響加熱爐經濟運行的主要因素。排煙溫度每降低12～15℃，加熱爐熱效率提高1%。但當排煙溫度升高時，會使受熱面和水套結垢，導致后續的加熱效果變差，增加了能源消耗，所以在運行中應盡量降低加熱爐的排煙溫度，以充分利用燃料的熱能。

（4）加熱爐的過量空氣系數

過量空氣系數和排煙溫度一樣，直接影響著排煙熱損失。它是影響加熱爐經濟運行的一個非常重要的參數。過量空氣系數每增加0.1，排煙損失就要增加0.5%左右。過量空氣系數在1.2左右時，限定值為1.6-2.0[8]。熱效率最大。過量空氣系數的控制是加熱爐經濟運行的關鍵。

目前國內先進的集油站采用配有自動配風調節裝置的高效燃燒器，以代替采用人工調節檔板方式的老舊設備。此類燃燒器部分采用了變頻調節技術，可使過量空氣系數得到有效控制，實現了加熱爐的經濟運行。

2.加熱爐運行參數優化研究

（1）優化脫水加熱爐的加熱溫度

目前我國大部分的原油采出液含水度較高，必須進行油水分離，即主要將O/W型乳狀液中的分散相分離出來，此時需要在油水混合物中加入破乳劑，并且加熱爐可以提供一定的溫度，破乳時溫度升高，混合物的粘度降低，油水界面張力下降，破乳速度加快，優化了破乳效果。但是隨著加熱爐的溫度升高，所需提供的燃料熱能也隨著增加，因此，應合理控制脫水加熱爐的加熱溫度[9]，找到一個最優溫度，實現經濟運行。

（2）優化外輸加熱爐出口溫度

外輸加熱爐出口溫度即外輸管道的起點溫度，隨著溫度的升高，原油粘度降低，運輸過程中阻力減小，所以要將原油輸送到下一站往往需要加熱，但熱量是由加熱爐燃料燃燒產生的，提供的溫度越高，消耗的燃料越多，投資成本越高，故對于出口溫度必然存在一個最優值，在保證管道原油正常運輸時，應降低外輸加熱爐的出口溫度，節約能耗。

3.對策分析

（1）加強脫水前的油氣水分離，選用高效三相分離器，選擇合適的破乳劑，保證脫水前的油氣水分離效果。

（2）選擇高效燃燒器，采用自動配風裝置，實現加熱爐過量空氣系數自動調節。

（3）根據生產工藝實際情況，優化加熱爐運行工藝參數，如降低脫水加熱爐加熱溫度和外輸加熱爐的出口溫度，實現經濟高效運行。

四、結束語

本文從生產運營，成本控制的角度出發，主要分析了涉及集油站藥劑費、動力費以及燃料費相關的生產工藝和重要設備存在的主要問題，并針對具體問題提出了具體性的舉措，以達到節能降耗，節約成本的問題。需要特別的指出的是，涉及到具體的優化工藝運行參數時，必須綜合考慮到整個集油站、甚至整個集輸系統的整體效益，需要更進一步的深入研究和詳細論證。

參考文獻；

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[10]李江濤，油田加熱爐運行常見問題及對策[J].石油石化節能，2013，08：34-35.

作者簡介：

孫齊，男，1988年4月出生于山東省東營市。目前就職于中石化勝利油田分公司石油開發中心有限公司生產技術科，中級職稱，主要負責集輸及水質管理工作。