原油处理工艺流程优化研究.pdf

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1、原油处理工艺流程优化研究董菁张国栋徐屹(中国石油集团工程设计有限责任公司北京分公司，北京100000)摘要：原油处理工艺流程优化是油田地面工程设计的关键步骤。油田开发需要根据生产现场环境和油田产品要求设置安全、合理、经济的工艺流程。本文针对伊拉克南部某油田项目，结合分离工艺、电脱工艺以及稳定工艺．使用HYSYS软件模拟原油处理工艺流程，对不同工艺流程方案进行分析比较，优选出合适的工艺流程，为此油田地面工程设计提供指导。关键词：原油处理；方案比选；工艺优化；流程模拟伊拉克地区原油大多属于高盐重质油，原油采出水矿化度

2、较高。原油外输指标严格，要求原油水含量40．4％(v)，盐含量≤30m∥L，雷氏蒸汽压(RVP@38℃)≤10Psi．针对该特点原油，通过使用HYSYS软件进行工艺流程模拟，结合分离工艺、电脱工艺和稳定工艺的优化研究，兼顾生产操作和项目的经济效益，最终确定合适的整体原油处理工艺流程。1分离工艺理论上，分离级数越多，储罐内原油收率越高，但过多的增加分离级数，原油收率的增加越来越少，而分离设备的投资和经营费用却大幅度上升，经济效益下降。在选择分离压力时，要按原油组成、集输压力条件，经相平衡计算后，选择最优分离压力。笔

3、者通过HYSYS模拟分析流程，推荐采用二级分离的工艺流程，一级分离压力1．1MPag，二级分离压力o．3MPag”，此流程原油回收率较高，经济投资较少。2电脱工艺针对伊拉克地区原油含大量乳化剂及高分子聚合物，油水乳化程度严重的情况，结合国内外先进的电脱水、电脱盐工艺流程，开展电脱工艺优化研究，推荐二级洗盐+级内循环流程，该流程可降低洗盐水量、有效提高洗盐水利用率4】。3稳定工艺原油稳定是将原油中易挥发的轻组分脱出，降低原油的饱和蒸气压，保证外输原油饱和蒸气压符合要求。推荐采用微正压闪蒸法”1，脱盐后原油直接进入稳

4、定塔稳定，塔顶气用稳定气压缩机增压后与二级分离气汇合再经过一级压缩机增压，输往天然气处理厂。稳定后的原油通过稳定增压泵增压后与进站原油换热降温，然后进入储罐储存。该方法的优点是可通过调节稳定塔压力控制雷氏蒸汽压，通过调节进罐温度和稳定塔温度控制储罐不出气。4原油处理工艺流程综合以上各章节对分离、电脱和稳定工艺单元的分析，推荐使用两级分离，两级脱水，一级常压稳定的工艺处理方案，以此为基础对整体原油处理工艺进行分析，研究最佳工艺流程方案。通过HYSYS模拟，针对油田原油及采出水物性，最终确定三种工艺处理流程，可以满足

5、原油处理指标。(1)方案一原油进入一级分离器进行油、气、水三相初步分离，大部分的伴生气及游离水被分离，分离后原油进入油一油换热器，与处理合格的热油进行换热以回收热量，并通过导热油换热器将原油加热到90℃。加热后的原油进入二级三相分离器，再次进行油气水分离，使原油出口含水小于10％。原油经脱水泵增压后进入电脱水设备进行脱水。脱水后的原油掺入新鲜水后进入电脱盐设备进行脱盐处理，同时脱出的洗盐水回掺至电脱水设备入口，实现预洗盐功能。从电脱盐设备出来的原油经过油一油换热器降温后进入脱气塔进行原油稳定，稳定压力为2～5kP

6、ag以满足原油外输RVP的要求。稳定后的原油进入原油储罐储存，最后经外输泵增压后将合格原油外输。图4．1原油处理流程方案一(2)方案二原油进入一级分离器进行油、气、水三相初步分离，大部分的伴生气及游离水被分离，分离后原油进入油一油换热器，与处理合格的热油进行换热以回收热量，并通过导热油换热器将原油加热到90℃。加热后的原油进入二级三相分离器，再次进行油气水分离，使原油出口含水小于10％。原油经脱水泵增压后进入电脱水设备进行脱水。脱水后的原油掺入新鲜水后进入电脱盐设备进行脱盐处理，同时脱出的洗盐水回掺至电脱水设备入

7、口，实现预洗盐功能。从电脱盐设备出来的原油先进入脱气塔进行原油稳定，稳定压力为15kPag以满足原油外输RVP的要求，然后进入油一油换热器降温后进入原油储罐储存，最后经外输泵增压后将合格原油外输。48I扎毒髫群2017年03N图4．2原油处理流程方案二(下转第50页)，c一∞模型得到的管内压强比，c—s模型的结果稍大。u型管内压降比直管内压降大，这是由于弯管增加了流动阻力，使得压降增加。2．2温度分布图4为用两种模型模拟直管内流体温度沿轴向变化的曲线。由于初始段管内外流体换热温差很大，温度增长梯度很大。随着管内流

8、体温度升高，温度增长梯度逐渐减小，曲线趋向平缓，最终达到充分发展。图5为用两种模型模拟u型管内流体温度沿轴向的变化曲线，其变化趋势与直管内的变化趋势相同。图4直管内流体温度变化曲线图5U型管内流体温度变化曲线用关联式计算得到LNG出13温度比FLUENT模拟结果低17．74K，相对误差为6．52％。导致二者计算结果偏离的原因为：一是所用关联式误差的影响；二是LNG在管内流