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下面着重介绍原油脱水和原油稳定:
⒈ 原油脱水
所有的油田都要经历含水开发期的,特别是采油速度大和采取注水强化开发的油田,无水采油期一般都较短,油井见水早,原油含水率增长快。原油含水不仅增加了储存、输送、炼制过程中设备的负荷。而且增加了升温时的燃料消耗,甚至因为水中含盐等而引起设备和管道的结垢或腐蚀。因此,原油含水有百害无一利。但水在油田开发过程中,几乎是原油的“永远伴生者”,尤其是在油田开发的中后期,油井不采水,也就没有了油。所以原油脱水就成为油田开发过程中一个不可缺少的环节,一直受到人们的重视。
多年的反复实践,现在研究成功的多种原油脱水工艺技术有:
沉降分离脱水。这是利用水重油轻的原理,在原油通过一个特定的装置时,使水下沉,油、水分开。这也是所有原油脱水的基本过程。
化学破乳脱水。即利用化学药剂,使乳化状态的油水实行分离。化学破乳是原油脱水中普遍采用的一种破乳手段。
电破乳脱水。用于电破乳的高强度电场,有交流电,直流电、交一直流电和脉冲供电等数种。其基本原理是通过电离子的作用,促使油、水离子的分离。
润湿聚结破乳。在原油脱水和原油稳定过程中,加热有利于原油粘度的降低和提高轻质组份的挥发程度。这也就促使了油水分离。
原油脱水甚费能源,为了充分利用能源,原油脱水装置与原油稳定装置一般都放在一起。为了节约能源,降低油气挥发损耗,通过原油稳定回收轻质烃类,油田原油脱水工艺流程已趋向于“无罐密闭化”。无罐流程的显著特点就是密闭程度高,油气无挥发损耗。在流程密闭过程中,原油脱水工艺流程的密闭是一个关键环节,因为它的运行温度较高,停留时间又长,油气容易挥发损耗。据测定,若采用不密闭流程,脱水环节的油气损耗约占总损耗的50%。
原油脱水设备则是脱水技术的体现,它在原油脱水过程中占有重要地位。一项脱水设备结构的合理与否,直接关系到脱水的效果、效率和原油的质量,以及生产运行成本,进而影响原油脱水生产的总经济效益。因此,人们结合油气集输与处理工艺流程逐渐走向“无罐化”,即不再使用储罐式沉降分离设备,而较普遍地采用了耐压沉降分离设备,研制了先进的大型的脱水耐压容器。电脱水器是至今效率最高,处理能力最强,依靠电场的作用对原油进行脱水的先进设备。电脱水器的形式有好多种,如:管道式、储罐式、立式园筒形、球形等。随着石油工业的发展,经过不断地实践与总结,趋向于大批采用卧式园筒形电脱水器。它的处理规模与生产质量均已达到较高水平,每台设备每小时的处理能力就能达到设备容积的好几倍,净化油含水率可降到0.03%以下。为了加快油田建设速度,提高脱水设备的施工予制化程度,将卧式电脱水器、油气分离器、火筒加热炉、沉降脱水器等四种设备有机的组合为一体,这种四合一设备,不仅结构紧凑,而且节约了大量的管线、阀门、动力设备,特别是油田规模多变的情况下,这种合一设备可以根据生产规模的需要增加或减少设置台数,所以说它具有较大的机动灵活性。
⒉ 原油稳定
原油稳定就是把油田上密闭集输起来的原油经过密闭处理,从原油中把轻质烃类如:甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等分离出来并加以回收利用。这样,原油就相对的减少了挥发作用,也降低了蒸发造成的损耗,使之稳定。原油稳定是减少蒸发损耗的治本办法。但是,经过稳定的原油在储运中还需采取必要的措施,如:密闭输送、浮顶罐储存等。
原油稳定具有较高的经济效益,可以回收大量轻烃作化工原料,同时,可使原油安全储运,并减少了对环境的污染。
原油稳定的方法很多,目前国内外采用的大致有以下四种:
一是,负压分离稳定法。原油经油气分离和脱水之后,再进入原油稳定塔,在负压条件下进行一次闪蒸脱除挥发性轻烃,从而使原油达到稳定。负压分离稳定法主要用于含轻烃较少的原油。
二是,加热闪蒸稳定法。这种稳定方法是先把油气分离和脱水后的原油加热,然后在微正压下闪蒸分离,使之达到闪蒸稳定。
三是,分馏稳定法。经过油气分离、脱水后的原油通过分馏塔,以不同的温度,多次气化、冷凝,使轻重组分分离。这个轻重组分分离的过程称为分馏稳定法。这种方法稳定的原油质量比其它几种方法都好。此种稳定方法主要适用于含轻烃较多的原油(每吨原油脱气量达10立方米或更高时使用此法更好)。
四是,多级分离稳定法。此稳定法运用高压下开采的油田。一般采用3~4级分离,最多分离级达6~7级。分离的级数多,投资就大。
稳定方法的选择是根据具体条件综合考虑,需要时也可将两种方法结合在一起使用。
(四)原油库的建设
用来接收、储存和发放原油的场所叫原油库。原油库具有储存油品单一、收发量大、周转频繁等特点,它是油田正常生产和原油外运(或外输)的一个重要衔接部分。根据不同的原油外运方式,原油库可分以下几种。
铁路外运原油库:油库内建有专用铁路线及有关装油设备。如大庆油田在六十年代,其原油主要就是靠铁路外运,油罐列车每天象长龙一样,从油库将原油源源不断的运向全国有关炼油厂。
管线外输原油库:是利用管线将原油外输到各用油单位。但是,利用管线外输的油田,又不一定都有原油库,如华北油田就没有原油库。华北的原油往北送往石楼,往南送往沧州和石家庄炼油厂都是用管线输送。根据输送距离和油量等因素,输送管线途中还应设有加热和加压站。
联合外运原油库:利用铁路槽车和管线,将原油输送给用油单位。如胜利油田的原油以前是管输到辛店,从辛店站又用铁路槽车往外运,后来又建了东营至黄岛的输油管线来外输原油。靠近海或江河的油田,也可考虑用船来将原油送给用油单位。另外对边远的一些面积小、产油量少的油田,或者新建的油田还没形成系统时,也可用汽车拉油外运。如二连的阿尔善油田,在开发初期即是以汽车来外运原油的。还有冀中油田的有些区块,建设原则就是先建站、后建线,先拉油、后输油。
原油库一般由收油、储存、发放设备及公用工程、生产和生活设施等部分组成。收油设备主要是指收油用的阀组。储存原油的设备主要是储罐。油田上的原油储罐主要是立式园柱型金属油罐。常用的有无力矩罐、拱顶罐和浮顶罐。从降低原油的蒸发损耗来看,浮顶罐比其它结构形式的罐都优越。发放设备是指将原油外运或外输所需要的设备。采用铁路外运时,需要建铁路专用线、装油鹤管、栈桥、装油泵和计量设备等。采用管线外输时,需要安装外输泵、外输阀组、加热设备和计量设备等。联合外运(输)油库的发放设备,则是以上两种油库发放设备的综合。在可能的条件下,应充分利用地形高差来装车,以节省能源。
油库的公用工程与原油处理站的公用工程基本一致。要强调的是油库的安全和消防。原油库一旦发生火灾和爆炸,后果是不堪设想的。