埕海聯(lián)合站提高原油穩(wěn)定輕烴產(chǎn)量措施研究及應(yīng)用

曾勇 紀(jì)丕毅 趙明 高國棟 尹文斌

摘 要：埕海聯(lián)合站原穩(wěn)系統(tǒng)投產(chǎn)運(yùn)行后，輕烴產(chǎn)量一直不穩(wěn)定，日產(chǎn)量在3-9噸之間波動。導(dǎo)致經(jīng)過原油穩(wěn)定系統(tǒng)的原油蒸氣壓發(fā)生波動，進(jìn)而導(dǎo)致沉降罐頂部輕烴揮發(fā)量明顯增加，不僅輕烴產(chǎn)量降低，而且導(dǎo)致輸油風(fēng)險增加。本文在具體研究輕烴產(chǎn)量影響因素的前提下，提出提高輕烴產(chǎn)量的具體措施，并具體實(shí)施和量化分析，對今后的生產(chǎn)提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：埕海聯(lián)合站;輕烴產(chǎn)量;提高;措施

1 引言

埕海聯(lián)合站原穩(wěn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用微正壓閃蒸，設(shè)計(jì)原油穩(wěn)定處理量80m3/h，處理壓力0.05MPa，進(jìn)塔溫度105℃，進(jìn)塔含水低于1%。塔頂有空冷器，對塔頂閃蒸氣進(jìn)行降溫冷卻，冷卻后進(jìn)入塔頂分離器進(jìn)行三相分離，分離后的輕烴經(jīng)過輕烴提升泵進(jìn)入輕烴儲罐，不凝氣通過壓縮機(jī)壓縮至0.4MPa后進(jìn)入低壓氣系統(tǒng)。原穩(wěn)塔設(shè)計(jì)有洗塔流程，可以通過輕烴提升泵利用塔頂分離器中的輕烴進(jìn)行洗塔;設(shè)計(jì)有補(bǔ)氣流程，利用高壓天然氣對原穩(wěn)塔進(jìn)行補(bǔ)氣，保證原穩(wěn)塔操作壓力穩(wěn)定在0.05MPa。

系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)均能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，處理量約75m3/h，處理壓力0.05MPa，進(jìn)塔溫度105℃，進(jìn)塔含水平均0.4%。在穩(wěn)定上述參數(shù)的情況下輕烴日產(chǎn)量在3-9噸附近波動，最低日產(chǎn)量2.8噸，最高日常量9.6噸。為了提高輕烴產(chǎn)量，保證原油安全平穩(wěn)外輸，并且減少原油損耗，對原油穩(wěn)定系統(tǒng)進(jìn)行研究并調(diào)整。

2 提高輕烴產(chǎn)量措施研究

2.1 原油進(jìn)塔溫度和原油穩(wěn)定塔操作壓力對輕烴產(chǎn)量的影響

在一定的操作壓力和溫度下，原油的汽化率是一定的，提高原油的汽化率即可增加輕烴產(chǎn)量。所以理論上提高原油的進(jìn)塔溫度和降低原油穩(wěn)定塔的操作壓力均可以提高輕烴產(chǎn)量。

首先對提高原油進(jìn)塔溫度的可行性進(jìn)行分析：原油穩(wěn)定塔設(shè)計(jì)操作溫度105℃，最高承受溫度130℃，具有提高的空間，因此具備可行性。同樣，壓縮機(jī)進(jìn)口壓力最低允許0.01MPa，塔底泵進(jìn)口壓力可以接受負(fù)壓，因此降低原油穩(wěn)定塔的操作壓力也具備可行性。

2.2 原油進(jìn)塔含水對輕烴產(chǎn)量的影響

根據(jù)水蒸氣蒸餾原理。當(dāng)水和有機(jī)物一起共熱時，整個體系的蒸氣壓力根據(jù)分壓定律，應(yīng)為各組分蒸氣壓之和，即P=PA+PB。其中P為總的蒸氣壓;PA為水的蒸氣壓;PB為不溶于水的化合物的蒸氣壓。當(dāng)混合物中各組分的蒸氣壓總和等于外界大氣壓時，混合物開始沸騰。而混合物的沸點(diǎn)比其中任何一組分的沸點(diǎn)都要低些。因此，常壓下應(yīng)用水蒸氣蒸餾，能在低于100℃的情況下將高沸點(diǎn)組分與水一起蒸出來。根據(jù)這個原理，原油和水共同組成混合物，在一定壓力和溫度下進(jìn)行閃蒸，閃蒸過程中低沸點(diǎn)的原油（輕烴）和水共同蒸發(fā)，直至相對平衡（一定時間內(nèi)的相對平衡）。因此增加含水量有利于在固定的時間內(nèi)閃蒸出更多的輕烴，但是含水量的增加會導(dǎo)致輕烴質(zhì)量變差，而且會導(dǎo)致原穩(wěn)塔運(yùn)行不穩(wěn)定，造成液泛、沖塔等情況。因此只能在一定范圍內(nèi)增加含水。

3 效果分析

3.1 提高原油進(jìn)塔溫度效果分析

在設(shè)定原穩(wěn)塔操作壓力50KPa的情況下，提高原油進(jìn)塔溫度分別至110℃、115℃，各持續(xù)7天后，與105℃正常運(yùn)行時的輕輕產(chǎn)量進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)105℃時日均產(chǎn)量4.98噸，110℃時日均產(chǎn)量5.31噸，115℃時日均產(chǎn)量5.49噸。因此溫度越高，輕烴產(chǎn)量越高，但是隨著溫度的等幅度提高，輕輕產(chǎn)量并沒有等幅度提高。可見，輕烴產(chǎn)量除了與進(jìn)塔溫度有關(guān)外，也與油品性質(zhì)相關(guān)，進(jìn)塔溫度的設(shè)定需要考慮到能耗和油品性質(zhì)，因此最終設(shè)定溫度110℃。

3.2 降低原穩(wěn)塔操作壓力效果分析

在原穩(wěn)塔設(shè)定溫度110℃的情況下，設(shè)定原穩(wěn)塔操作壓力分別為25KPa、30KPa、40KPa、50KPa，各持續(xù)7天后，最終趨勢圖如下所示：

從上圖可明確看到：隨著操作壓力的降低，輕烴產(chǎn)量有著明顯的提高。50KPa時日均輕烴產(chǎn)量5.31噸，40KPa時日均輕烴產(chǎn)量6.01噸，30KPa時日均輕烴產(chǎn)量6.92噸，25KPa是日均輕烴產(chǎn)量7.29噸，20KPa時平均日均輕烴產(chǎn)量達(dá)到7.7噸。但通過取樣觀察，在操作壓力20KPa時，7天中有2天輕烴微微發(fā)黃，說明部分重?zé)N被閃蒸出，導(dǎo)致輕烴質(zhì)量變差。因此，有較高輕烴產(chǎn)量且輕烴質(zhì)量較好的操作壓力是25KPa和30KPa。

3.3 提高進(jìn)塔原油含水效果分析

由于設(shè)計(jì)要求進(jìn)塔原油含水不得超過1%，因此通過控制上游原油含水，將進(jìn)塔原油含水控制在0.6%-0.8%。此后在操作溫度110℃的情況下，操作壓力分別設(shè)定為25KPa和30KPa，分別觀察7天，并與平均產(chǎn)量7.29噸和6.92噸進(jìn)行對比。發(fā)現(xiàn)在提高進(jìn)塔原油含水后，25KPa操作壓力下日均產(chǎn)量9.49噸，30KPa操作壓力下日均產(chǎn)量9.16噸。14天中取樣觀察輕烴均為透明狀且無色。因此確定：當(dāng)單純提高進(jìn)塔原油含水后（必須低于1%）輕烴產(chǎn)量會有較大提高。由于在含水原油中，水為不連續(xù)相，根據(jù)閃蒸速度來看，再次提高進(jìn)塔原油含水仍然會大幅度提高輕烴產(chǎn)量，但是不能夠保證輕烴質(zhì)量，并且會有造成液泛和沖塔的風(fēng)險，同時將超過設(shè)計(jì)給定要求（進(jìn)塔原油含水低于1%）。因此，并未對超過1%含水的情況進(jìn)行試驗(yàn)。

4 結(jié)論及建議

4.1 提高原油進(jìn)塔溫度可以增加輕烴產(chǎn)量，但是增加幅度受能耗和油品性質(zhì)制約，三者之間需要進(jìn)行平衡選擇。

4.2 降低原油穩(wěn)定塔操作壓力可以增加輕烴產(chǎn)量，且增加幅度超過提高原油進(jìn)塔溫度，但是降低操作壓力后對輕烴質(zhì)量有所影響。

4.3 提高進(jìn)塔原油含水可以增加輕烴產(chǎn)量，但是在高溫環(huán)境下，含水量增加會降低設(shè)備設(shè)施的使用壽命，且輕烴質(zhì)量不好控制，所以進(jìn)塔原油含水有最高限。