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1、大罐抽气技术第30卷第5期(2011.05)(试验研究)大罐抽气技术陈文叶洋尹虽子沈豪明彭永新新疆油田采油二厂摘要:解决来液量及气液比的波动对大罐抽气的影响,确定合理的大罐抽气工作压力,保证压力平稳是大罐抽气装置研究设计的关键.皮囊的缓冲功能一方面是在大罐挥发气量增大时起储气作用,另一方面在大罐气量减小时起补气作用,因此皮囊正常工作时,储气量应在50%左右.新疆油田采油二厂在原油大罐挥发天然气的回收利用过程中,实现了将集输工艺由开式流程转变为闭式流程,年利润649.66万元.关键词:大罐抽气;原油储罐;皮囊;压缩机;溶解气;压力doi:10.3969/j.issn
2、.1006-6896.2011.5.014目前国内最常用的原油处理工艺中,原油是经两相分离器进行气液分离后,油,水混合物直接进入敞口重力沉降罐进行沉降脱水,由于压力降低,溶解气从原油中析出.但这种工艺造成了局部的环境污染和能源浪费;另外,由于溶解气'(烃蒸汽)比空气密度大,容易在油罐区内聚集,给作业场所带来不安全因素.新疆油田采油二厂8l原油处理站设计处理规模200×10t/a,是新疆油田公司最大的原油处理站,原油处理采用分离器油气分离,一段大罐重力沉降脱水,二段电化学脱水,以及原油稳定等工艺技术.该站每天约有1.0×10rn.溶解气从一段沉降罐中析出,随着国家对
3、环境保护,节能降耗的要求越来越高,采油厂必须实现原油密闭处理,减少油气损耗,从达到安全环保的目标.大罐抽气技术是实现以上目标的方案之一.1工艺技术1.1溶解气特性重力沉降罐挥发气量与分离器的工作压力,原油进罐温度,大罐抽气系统工作压力,大罐来油量及挥发气液比等密切相关.来液量越大,分离器工作压力越高;原油进罐温度越高,大罐挥发气量越大,大罐抽气的工作压力就越高.因此在分离器工作压力和原油进罐温度不变的情况下,大罐挥发气量的大小只与大罐抽气系统工作压力,来液量的大小及气液比有关,而来液量的大小及气液比是不可控的因素.如何解决来液量及气液比的波动对大罐抽气的影响,确定
4、合理的大罐抽气工作压力,保证压力平稳是大罐抽气装置研究设计的关键.1.2挥发气的测量对比大罐挥发气量的确定是确保大罐抽气装置能否正常运行的重点,如果规模确定过大,实际气量不足,导致压缩机不能正常运转;规模确定过小,即使大罐抽气装置运行,仍会有部分挥发气不能回收或造成蹩罐.大罐挥发气量与诸多因素有关,理论计算误差大,因此挥发气量的大小只有通过现场测量计算才能确定.目前常用的大罐挥发气测量方法有容积式测量法和流量计测量法,为了确保数据真实,可靠,采用两种方法分别进行了多次测量.测量结果为:该站两座沉降罐挥发气量在1.1×10一1.55×10m3/d之间变化;平均挥发气
5、油比为2.6.根据罐挥发气测量结果和对未来挥发气量的预测,确定大罐抽气装置的规模为1.5X10m./d.1.3压缩机选择经过对不同类型的活塞式天然气压缩机的对比,最终选择了双作用往复活塞式(V型)天然气压缩机.双作用往复式压缩机运行效率高,震动小,排量调节幅度宽,维修方便.2关键技术的应用2.1缓冲皮囊的设置由于受以上各种因素影响,大罐挥发气量不可能绝对均匀,而是随着时间不断波动.根据克拉伯龙方程pV=nRT(P为压强(Pa),1/,为体积(m.),为气体物质的量(摩尔数)(mo1),R为气体常数;T为热力学温度(K))得出p=nRT/V.在气体温度丁以及气体常数
6、R不变的情况下,要维持抽气压力的稳定,必须随着气量变化不断地改变体积才能实现.如果采用固定容积式的刚性容器,则为一常数,无法根据挥发量的变化对来气进行缓冲,因此只有选用能随气量变化使体积也同步变化的柔性缓冲容器.t~,nti'rl(http://,v.yqtdmgc.c.m)一29—卷第5(2011.05)(试验研究)当罐内以及管道内压力呈增长趋势时,多余挥发气进入柔性缓冲容器,使其趋于压缩机平稳收气压力,不超出设计最高工作压力.当挥发气量减少,罐顶压力呈降低趋势时,柔性缓冲容器内的气体会自动吐出进行补充,也使其趋于压缩机平稳收作压力.这样,柔性缓冲容器不但能起到
7、缓冲作用,而且具有自动补气功能,从而保证压力平稳.目前国内最常用的柔性容器制作方式主要有两种:一是橡胶加涂层的制作方式,二是纤维(帆布)加内衬或涂层的制作方式,两种方式各有优缺气的压力,维持微正压收气,不会低于最低设计工点,对比结果见表1.表1柔性容器制作方式对比综合两种制作方式的优缺点,选择了橡胶加涂层制作的缓冲容器,也就是皮囊.皮囊设计压力按大罐的安全工作压力100mm水柱设计;涂层材质适应介质油,天然气,水;耐热,耐寒(一35—800C),橡胶厚度按2mm设计,具有检修时抗外界踩踏的强度;密度为1_67×10.kg/m..2.2压缩机运行频率的控制传统的大罐
8、抽气装置运
