新版油氣集輸-工藝-中國(guó)石油大學(xué)[油氣儲(chǔ)運(yùn)網(wǎng)].ppt

石大一員

油氣集輸工藝

寇  杰
   
主要內(nèi)容
緒論
油氣性質(zhì)和基礎(chǔ)理論
礦場(chǎng)集輸管路
氣液分離
原油處理
原油穩(wěn)定
第一章 緒論
油氣集輸?shù)难芯繉?duì)象和在油田建設(shè)中的地位
油氣集輸?shù)墓ぷ魅蝿?wù)和工作內(nèi)容
油田產(chǎn)品及其質(zhì)量指標(biāo)
油田生產(chǎn)對(duì)集輸系統(tǒng)的要求
油氣集輸流程
油氣集輸設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
油氣集輸?shù)难芯繉?duì)象
油氣集輸?shù)难芯繉?duì)象
油氣集輸在油田建設(shè)中的地位
油氣集輸?shù)墓ぷ魅蝿?wù)
油氣生產(chǎn)工藝系統(tǒng)
油氣集輸?shù)墓ぷ鞣秶?br /> 油氣集輸?shù)墓ぷ鲀?nèi)容
三脫三回收
三脫
原油脫水
原油脫氣
伴生氣、天然氣脫輕油
三回收
污水中回收原油
回收污水
回收輕油、液化氣
油田產(chǎn)品
商品原油的質(zhì)量指標(biāo)
商品天然氣的質(zhì)量指標(biāo)
液化石油氣的質(zhì)量指標(biāo)
穩(wěn)定輕烴的質(zhì)量指標(biāo)
凈化污水標(biāo)準(zhǔn)
對(duì)于凈化污水有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，分別為回注標(biāo)準(zhǔn)和排放標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)其所含雜質(zhì)的要求不同
污水排放水質(zhì)含油低于5mg/L；
海上排放污水水質(zhì)要求是：渤海海域排放污水含油量小于30mg/L；南海海域?yàn)樾∮?0mg/L；
對(duì)回注的污水水質(zhì)要求是：達(dá)到本油田規(guī)定的注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，特別關(guān)注回注污水與地層配伍性，包括懸浮物濃度大小、含油濃度及細(xì)菌含量。
凈化污水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)之排放指標(biāo)
凈化污水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)之注水指標(biāo)
油田生產(chǎn)對(duì)集輸系統(tǒng)的要求
油田生產(chǎn)對(duì)集輸系統(tǒng)的要求
油田生產(chǎn)對(duì)集輸系統(tǒng)的要求
油田生產(chǎn)對(duì)集輸系統(tǒng)的要求
油田生產(chǎn)對(duì)集輸系統(tǒng)的要求
油田生產(chǎn)對(duì)集輸系統(tǒng)的要求
油氣集輸流程
（一）油氣集輸流程命名
按不同加熱方式：不加熱集油流程、井場(chǎng)加熱集油流程、熱水伴隨集油流程、蒸汽伴隨集油流程、摻稀油集油流程、摻熱水集油流程、摻活性水集油流程、摻蒸汽集油流程。
按通往油井的管線數(shù)目：?jiǎn)喂芗�油流程、雙管集油流程和三管集油流程。
（一）油氣集輸流程命名（續(xù)）
3、按集油管網(wǎng)形態(tài)：米字型管網(wǎng)集油流程、環(huán)型管網(wǎng)集油流程、樹(shù)狀管網(wǎng)集油流程和串聯(lián)管網(wǎng)集油流程。
4、按油氣集輸系統(tǒng)布站級(jí)數(shù)（指油井和原油庫(kù)之間集輸站場(chǎng)的級(jí)數(shù)）：
一級(jí)布站集油流程：只有集中處理站；
二級(jí)布站集油流程：計(jì)量站和集中處理站；
三級(jí)布站集油流程：計(jì)量站、接轉(zhuǎn)站（增壓）和集中處理站；
5、集輸系統(tǒng)密閉程度：開(kāi)式和密閉流程
（二）油田集油流程舉例
1、雙管摻活性水流程
2、三級(jí)布站單管油氣集輸流程
3、單管環(huán)形集油流程
4、稠油集輸流程
（1）高溫集油流程：?jiǎn)喂芗訜峒�油流程和摻稀降粘流程�?br />
（2）摻蒸汽集油流程
集輸系統(tǒng)的壓力
提高集輸系統(tǒng)壓力的優(yōu)勢(shì)
可使伴生氣更多地溶解在原油中，減少氣量，降低原油粘度，進(jìn)而減少管線的水力損失和提高油氣分離效率；
可采用多級(jí)分離工藝，使原油和大部分伴生氣自壓輸送，增加分離后原油的穩(wěn)定程度并增加油、氣的采收率；
為不加熱輸送創(chuàng)造條件，可減少油田的自耗燃料。
計(jì)量方式
流程密閉的措施
流程密閉的措施
集輸流程設(shè)計(jì)的原則
油氣集輸工藝流程應(yīng)密閉，降低油氣損耗；
充分收集與利用油氣井產(chǎn)物，生產(chǎn)符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的原油、天然氣、液化石油氣、穩(wěn)定輕烴等產(chǎn)品；
合理利用油氣井流體的壓力能，適當(dāng)提高集輸系統(tǒng)壓力，擴(kuò)大集輸半徑，減少油氣中間接轉(zhuǎn)，降低集輸能耗；
合理利用熱能，做好設(shè)備和管道保溫，降低油氣處理和輸送溫度，減少熱耗；
油氣集輸工藝設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況簡(jiǎn)化工藝流程，選用高效設(shè)備。
油氣集輸流程設(shè)計(jì)的總趨勢(shì)
油氣集輸系統(tǒng)的組成
油田地面集輸系統(tǒng)有各種站和管線組成。
管線按所輸送的介質(zhì)分為氣、油、水單相管和油氣混輸管以及油氣水混輸管。出油管線、集油管線 、礦場(chǎng)輸油管線、集氣管線、輸氣管線 。  
至于站，名稱不算統(tǒng)一，大致有：分井計(jì)量站 、交接計(jì)量站 、接轉(zhuǎn)站 、原油脫水站 、礦場(chǎng)油庫(kù) 、增壓集氣站 、壓氣站 、集中處理站 。
油氣集輸設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
第二章  油氣性質(zhì)
原油分類
溶氣原油物性
脫氣原油物性

標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)
       國(guó)內(nèi)外計(jì)量氣體體積采用的狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)常不相同，常見(jiàn)的有三種:
  壓力101.325kPa、溫度20℃
  壓力1atm、溫度60℉（15.6℃）
  壓力101.325kPa、溫度0℃
   原   油
      原油是一種極其復(fù)雜的烴類和非烴類的液態(tài)混合物，其中碳和氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為85%、12%，其余為硫、氮、氧和金屬化合物。
       原油中所含的烴類主要有：①正構(gòu)及異構(gòu)烷烴；②環(huán)烷烴；③芳香烴。
    原油內(nèi)C16以上的正構(gòu)烷烴稱為石蠟。
    原油是一種膠體溶液，常含有膠質(zhì)、瀝青質(zhì)，還有砂、各種鹽類及金屬腐蝕產(chǎn)物等。
原油分類
   常用的原油分類方法有：
按組成分類
按氣油比分類
按收縮性分類
按相對(duì)密度和粘度分類
按硫含量分量
按組成分類
       根據(jù)幾種烴類在原油中的比例劃分原油種類，Sachanen分類法:
  石蠟基原油    烷烴大于75%
  環(huán)烷基原油    環(huán)烷烴大于75%
  芳香基原油    芳香烴大于50%
  瀝青基原油    瀝青質(zhì)大于50%
按氣油比分類
      按氣油比將油氣井井流產(chǎn)物分成：
死油                   氣油比為零
黑油                   氣油比小于356m3/m3
揮發(fā)性原油         氣油比356~588m3/m3
凝析氣                氣油比588~8905m3/m3
濕氣                   氣油比大于8905m3/m3
干氣                   不含液體的天然氣
按收縮性分類
      “收縮”指油藏原油在地面脫氣后體積的縮小。收縮系數(shù)的定義是單位體積油藏原油在地面脫氣后的體積數(shù)，用來(lái)描述原油收縮性的大小。根據(jù)收縮系數(shù)的大小劃分原油種類:
  低收縮原油 low-shrinkage crude oil 收縮系數(shù)大于0.5
  高收縮原油 high-shrinkage crude oil收縮系數(shù)小于0.5
按相對(duì)密度和粘度分類
          Dowd等人根據(jù)原油相對(duì)密度和粘度劃分原油種類:
按硫含量分類
         把硫含量高的原油稱為酸性原油，但沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。
一種說(shuō)法，H2S體積濃度超過(guò)3700mg/L
西方管道界，硫含量超過(guò)0.5%（質(zhì)量）
我國(guó)原油分類
       是以常壓沸點(diǎn)250~275℃和395~425℃兩個(gè)關(guān)鍵餾分油的密度劃分原油類別。首先對(duì)關(guān)鍵組分分類，見(jiàn)表：
我國(guó)原油分類
溶氣原油物性
       原油和天然氣是兩種互溶的流體，在一定壓力和溫度條件下，天然氣會(huì)全部和部分溶解在原油中，溶氣原油的溶氣量、密度、粘度等物性隨壓力、溫度條件而改變。這里主要介紹適用于壓力、溫度較高的油藏及油氣兩相流動(dòng)條件下的溶氣原油物性的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算方法，稱為黑油模型。
美國(guó)石油協(xié)會(huì)相對(duì)密度
       在描述石油及石油產(chǎn)品時(shí)，西方國(guó)家常用°API相對(duì)密度，數(shù)值在0 ~ 100，與我國(guó)慣用的相對(duì)密度的關(guān)系：



Δo— 15℃下原油對(duì)同溫度水的相對(duì)密度。

  溶解度
       常壓儲(chǔ)罐中的原油稱為脫氣原油 ；高于大氣壓溶有天然氣的原油稱為溶氣原油。
       單位體積脫氣原油在某一壓力、溫度下能溶解的天然氣體積數(shù)（折算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積）稱天然氣溶解度，或稱溶解氣油比Rs，m3/m3。
Lasater相關(guān)式
Δo— 脫氣原油相對(duì)密度；
Mo— 脫氣原油相對(duì)分子質(zhì)量；
yg— 天然氣摩爾分?jǐn)?shù)，由下式計(jì)算：
氣體摩爾分?jǐn)?shù)計(jì)算式
結(jié)論
壓力愈高，溶解氣油比愈大；
溫度愈低，溶解氣油比愈大；
油、氣是相對(duì)密度愈接近，原油溶解天然氣的能力愈強(qiáng)。
Standing相關(guān)式
原油體積系數(shù)
       單位體積脫氣原油溶入天然氣后具有的體積數(shù)稱為原油體積系數(shù)。



     天然氣溶入原油使得原油的體積增大，所以原油體積系數(shù)總是大于1。
原油體積系數(shù)相關(guān)式
          可見(jiàn)，原油體積系數(shù)與溫度、油氣組成以及天然氣在原油中的溶解度有關(guān)：
溫度愈高，原油體積系數(shù)愈大；
油、氣相對(duì)密度愈接近，原油體積系數(shù)愈大；
溶解氣油比愈大，原油體積系數(shù)愈大。
溶氣原油密度
             溶氣原油的密度稱為視密度，或表觀密度。脫氣原油中溶入天然氣后，其密度和相對(duì)密度都下降。
溶解天然氣相對(duì)密度相關(guān)式
         可見(jiàn)，溶解天然氣的相對(duì)密度與溶解氣油比和脫氣原油的相對(duì)密度有關(guān)：
溶解度愈小，溶解天然氣的相對(duì)密度愈大，說(shuō)明天然氣中的重組分更易溶入原油；
脫氣原油的相對(duì)密度愈大，溶解天然氣的相對(duì)密度愈小，這是因?yàn)榘殡S重質(zhì)原油開(kāi)采出的天然氣較輕（C1+C2），而伴隨輕質(zhì)原油開(kāi)采出的天然氣較重（C5+）。

粘   度
              原油溶入天然氣后粘度減小。可用下式計(jì)算：
未溶解天然氣密度
         天然氣中溶于原油的都是較重組分，因此未溶解天然氣密度減小。
表面張力和界面張力
            溶氣原油的表面張力可以用儀器測(cè)定，也可用相關(guān)式估算。


脫氣原油物性
          在工藝計(jì)算中常常需要確定脫氣原油的物性，最可靠的方法是實(shí)驗(yàn)測(cè)定，在缺少實(shí)驗(yàn)條件的情況下可以利用一些關(guān)系式計(jì)算。
傾點(diǎn)和凝點(diǎn)
       傾點(diǎn)和凝點(diǎn)是衡量油品流動(dòng)性的指標(biāo)，是在規(guī)定的試驗(yàn)儀器和試驗(yàn)條件下測(cè)定的。傾點(diǎn)是油品在試管中5秒內(nèi)能流動(dòng)的最低溫度。凝點(diǎn)是油品在傾斜45°角試管內(nèi)停留1分鐘不流動(dòng)的最高溫度。同一原油的傾點(diǎn)比凝固點(diǎn)約高2.5～3℃。
密    度
在0~50℃范圍內(nèi)
                                 kg/m3                          
                                 kg/(m3·℃)
在20~120℃范圍內(nèi)
粘  度
          在缺少實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)條件下，可根據(jù)相對(duì)密度和溫度估算原油的動(dòng)力粘度：
                                                mPa·s




       Δo——15℃原油的相對(duì)密度
比熱容
比熱容
在原油析蠟溫度以上時(shí)


在原油析蠟溫度以下時(shí)

蒸氣壓
第三章  礦場(chǎng)集輸管路
  氣液兩相管流的參數(shù)和術(shù)語(yǔ)
  混輸管路的特點(diǎn)和處理方法
  兩相流壓降計(jì)算式
  段塞流、清管與磨蝕
  多相泵  
礦場(chǎng)集輸管路的定義與分類
混輸管路的應(yīng)用
氣液兩相管流的參數(shù)和術(shù)語(yǔ)
流量
流速
氣液相質(zhì)量流速
氣相質(zhì)量流速：

液相質(zhì)量流速：

混合物質(zhì)量流速：
氣液相對(duì)流速參數(shù)
氣液含率
三種含氣率之間的關(guān)系
兩相混合物的密度
摩擦壓降的折算系數(shù)
Lockhart-Martinelli參數(shù)
氣液混輸管路的特點(diǎn)
Taitel和Dukler流型
垂直管流型
流型的測(cè)定
目測(cè)法
測(cè)定某一參數(shù)的波動(dòng)量并與流型建立某種聯(lián)系
由輻射射線的吸收量確定氣液混合物的密度和流型
經(jīng)驗(yàn)流型圖－Baker流型圖
經(jīng)驗(yàn)流型圖－Mandhane流型圖
經(jīng)驗(yàn)流型圖－Taitel－Dukler流型圖
氣液混輸管路的特點(diǎn)
氣液兩相管路的處理方法
Dukeler I 壓降計(jì)算式
Dukeler II 壓降計(jì)算式
杜克勒II法的計(jì)算步驟


杜克勒II法的適應(yīng)范圍
貝格斯—布里爾相關(guān)式
貝格斯—布里爾相關(guān)式
貝格斯—布里爾相關(guān)式
截面含液率實(shí)驗(yàn)的結(jié)論
管段傾角大于3°時(shí)，實(shí)驗(yàn)中未發(fā)現(xiàn)分層流型
管路上傾時(shí)，有一最大的截面含液率；管路下傾時(shí)，有一最小的截面含液率
截面含液率的求解方法
兩相水力摩阻系數(shù)
管路起伏對(duì)兩相管流的影響
弗萊尼根的結(jié)論
弗萊尼根關(guān)系式
組合模型
近30年來(lái)，各國(guó)學(xué)者提出的兩相流計(jì)算模型不下數(shù)十個(gè)。這些模型一般包括：流型劃分、持液率計(jì)算、摩阻壓降、高程壓降、加速壓降計(jì)算等幾部分。把各模型計(jì)算精度較高的部分組合在一起，構(gòu)成組合模型。
段塞流分類
水動(dòng)力段塞流
地形起伏誘發(fā)的段塞流
強(qiáng)烈段塞流
水動(dòng)力段塞流
地形起伏誘發(fā)的段塞流
1—在管路低洼處積液；
2—液體間歇地流至下游的低洼處；
3—上坡段部分液體倒流，與上游來(lái)的液體形成液塞
強(qiáng)烈段塞流形成機(jī)理
立管底部堵塞
立管排液
液塞加速
立管排氣
強(qiáng)烈段塞流的判斷準(zhǔn)則
強(qiáng)烈段塞流的抑制
設(shè)計(jì)
減小立管直徑
增加附加設(shè)備
立管底部注氣
采用海底氣液分離器或海底液塞捕集器
在海底或平臺(tái)利用多相泵增壓
立管頂部節(jié)流
立管頂部節(jié)流法
清管
清管頻率
清管器運(yùn)行速度
管路干燥
用液氮干燥管路
用干空氣干燥管路
用甲醇干燥管路  
磨蝕
多相泵
減少井口回壓，增加油井產(chǎn)量，延長(zhǎng)油井壽命
降低投資和運(yùn)行成本
生產(chǎn)流程簡(jiǎn)單、流程的密閉性好
多相泵的性能要求
多相泵同時(shí)起泵和壓縮機(jī)的作用，對(duì)氣液混合物進(jìn)行增壓
能適應(yīng)氣液體積流量和氣液比大幅變化的能力
有較強(qiáng)的抗磨、抗蝕能力
能適應(yīng)不同環(huán)境的要求
第四章  氣液分離
   分離方式和操作條件的選擇
   油氣兩相分離器
   油氣水三相分離器
   特殊分離器

氣液分離的內(nèi)容
分離方式
油氣分離效果的衡量標(biāo)準(zhǔn)


多級(jí)分離與一次分離的比較
多級(jí)分離效果分析
結(jié)論
分離效果的影響因素
石油組成
分離級(jí)數(shù)
分離壓力
分離溫度
分離壓力的影響
分離級(jí)數(shù)的制約因素
分離級(jí)數(shù)的選擇原則
根據(jù)油氣比的高低來(lái)選擇，油氣比高應(yīng)增多分離級(jí)數(shù)
根據(jù)井口壓力進(jìn)行選擇，井口壓力高的應(yīng)增多級(jí)數(shù)
根據(jù)原油的相對(duì)密度進(jìn)行選擇，隨著相對(duì)密度的降低，應(yīng)適當(dāng)增加級(jí)數(shù)。
推薦分離級(jí)數(shù)
分離壓力的選擇
分離器的類型
臥式分離器的結(jié)構(gòu)
入口分流器功能
減小流體動(dòng)量，有效地進(jìn)行氣液初步分離
盡量使分出的氣液在各自的流道內(nèi)分布均勻
防止分出液體的破碎和液體的再攜帶
入口分流器類型  
集液部分
重力沉降部分
捕霧器
捕霧器
迪克松板捕霧器
填料式捕霧器
離心式捕霧器
除霧器碰撞分離工作原理
臥式分離器的工作原理
入口分流器:
       油、氣流向和流速突然改變，使油氣得以初步分離

集液區(qū):分離與緩沖

捕霧器:聚結(jié)、合并成大油滴，在重力作用下流入集液區(qū)

分離器工作壓力:氣體出口管線上的控制閥控制

液位:液體排出管上的控制閥控制
立式分離器
分離器的基本組成
入口分流器
重力沉降區(qū)
集液區(qū)
立、臥式分離器的比較
影響分離性能的因素
油氣最大、最小和平均流量
分離壓力和溫度
油氣混合物進(jìn)入分離器時(shí)形成段塞流的傾向
油氣物性
原油發(fā)泡傾向
砂、鐵銹等固體雜質(zhì)含量
油氣混合物的腐蝕性等
分離器的質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)
分離器的工藝計(jì)算
從氣體中分出油滴的計(jì)算
從原油中分出氣泡的計(jì)算
油滴勻速沉降速度公式的假設(shè)條件
油滴的勻速沉降速度的推導(dǎo)
阻力系數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系
1、按相關(guān)式計(jì)算沉降速度
設(shè)CD ＝0.34，由   的計(jì)算式計(jì)算該油滴的
由求得的   求Re
由Re按上式求CD
由求CD求  ，與上一個(gè)  進(jìn)行比較，若在控制誤差范圍內(nèi)，計(jì)算所得的  即為欲求的沉降速度
否則，返回步驟②直至前后兩次求得的 （或CD）在控制誤差范圍內(nèi)。   
2、按流態(tài)分區(qū)計(jì)算沉降速度
各流態(tài)區(qū)          的關(guān)系
各流態(tài)區(qū)沉降速度公式
油滴流態(tài)的判斷
3、阿基米德準(zhǔn)數(shù)法求沉降速度
Ar與Re的關(guān)系
分離器中油滴的沉降條件
氣體的允許流速
1、   的確定－    法
中國(guó)


前蘇聯(lián)

——100     油滴的直徑

2、  的確定－－桑得斯－布朗系數(shù)法
按氣體處理量確定分離器的結(jié)構(gòu)尺寸（油滴沉降速度法）
按氣體處理量確定分離器的結(jié)構(gòu)尺寸（油滴沉降速度法）
按氣體處理量確定分離器的結(jié)構(gòu)尺寸（油滴沉降速度法）液位不在一半處
按氣體處理量確定分離器的結(jié)構(gòu)尺寸（油滴沉降速度法）液位不在一半處
按氣體處理量確定分離器的結(jié)構(gòu)尺寸（桑得斯－布朗系數(shù)法 ）
原油含氣率的影響因素
從原油氣中分出氣泡的理論計(jì)算公式
從原油氣中分出氣泡的理論計(jì)算公式
起泡原油與消泡方法
定義
消泡方法
降低分離器上游油氣混合物的流速
分離器采用的入口分流器應(yīng)能避免流體發(fā)生劇烈湍流
增大分離器集液區(qū)體積
使用消泡劑
提高油氣混合物的分離溫度
按停留時(shí)間計(jì)算結(jié)構(gòu)尺寸
按停留時(shí)間計(jì)算結(jié)構(gòu)尺寸
按停留時(shí)間計(jì)算結(jié)構(gòu)尺寸
分離器的工藝計(jì)算
分離器的設(shè)計(jì)計(jì)算步驟
油氣相平衡計(jì)算，以此確定氣液處理量、物性、分離壓力和分離溫度，并確定分離器類型
從原油中分出氣泡的計(jì)算
從氣體中分出油滴的計(jì)算
比較上兩步的計(jì)算結(jié)果，選擇較大者作為分離器的設(shè)計(jì)尺寸
參照分離器系列化尺寸，選取分離器的實(shí)際規(guī)格
油氣水三相分離器
綜合型臥式三相分離器
綜合型臥式三相分離器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
臥式油水界面控制
臥式油水界面控制
立式油水界面控制
除  砂
聚結(jié)板
在三相分離器的集液區(qū)可能安裝若干聚結(jié)板，促使原油內(nèi)水珠粒徑增大、迅速沉降至油水界面。聚結(jié)板的使用可使分離器的油水處理量增大，或在一定油水處理量下減小分離器外形尺寸。但聚結(jié)板間的流道易被砂、蠟、腐蝕產(chǎn)物等固體雜質(zhì)堵塞。
水含率隨沉降時(shí)間變化
三相分離器的工藝計(jì)算
分散相運(yùn)動(dòng)速度計(jì)算
停留時(shí)間法
集液區(qū)體積＝油水停留時(shí)間內(nèi)流入分離器的液量
對(duì)立式分離器
停留時(shí)間法
集液區(qū)體積＝油水停留時(shí)間內(nèi)流入分離器的液量
對(duì)臥式分離器
滌氣器
滌氣器（scrubber）是一種處理高氣液比的分離器，液體負(fù)荷常小于56～84m3/Mm3，用于分離氣流內(nèi)夾帶的油滴。它有立式和臥式兩種，但立式滌氣器使用較廣。
離心式分離器
過(guò)濾式分離器
1—頭蓋；2—入口分離室；3—?dú)怏w入口；4—濾管；5—捕霧器；6—?dú)怏w出口；7—集液罐
聚結(jié)過(guò)濾器
20世紀(jì)80年代初開(kāi)發(fā)的分離設(shè)備，在立式筒體內(nèi)裝有若干聚結(jié)過(guò)濾元件，用于氣體深度凈化。
緩沖分離器
液塞捕集器
與海洋管道終端相連的氣液分離設(shè)備稱液塞捕集器
捕集器的功能
有效地進(jìn)行氣液分離并捕集氣體內(nèi)夾帶的液體
向下游氣液加工裝置提供穩(wěn)定的氣液流量
管式捕集器
低溫分離器
氣液圓柱形旋流分離器
氣液圓柱形旋流分離器應(yīng)用
油氣井計(jì)量
作預(yù)分分離器
作滌氣器
第五章  原油處理
  原油乳狀液
  原油處理的基本方法
  原油處理設(shè)計(jì)
概述
目前全國(guó)各油田絕大部分開(kāi)發(fā)井都采用注水開(kāi)發(fā)方式開(kāi)采石油。從油井產(chǎn)出的油氣混合物內(nèi)含有大量的采出水和泥砂等機(jī)械雜質(zhì)。世界上所產(chǎn)原油的90%以上需進(jìn)行脫水。
對(duì)原油進(jìn)行脫水、脫鹽、脫除泥砂等機(jī)械雜質(zhì)，使之成為合格商品原油的過(guò)程——原油處理，國(guó)內(nèi)常稱原有脫水。
原油處理的目的
滿足商品原油水含量、鹽含量的行業(yè)或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
       商品原油含水要求：
        我國(guó)         0.5％～2.0％
         國(guó)際上      0.1％～3.0％，多數(shù)為0.2％
         原油允許含水量與原油密度有關(guān)：密度大脫水難度高的
原油，允許水含量略高。
         含鹽量的要求：我國(guó)絕大部分油田原油含鹽量不高，商
品原油含鹽量無(wú)明確要求，一般不進(jìn)行專門的脫鹽處理。
原油處理的目的（續(xù)）
  降低原油密度
       原油密度是原油質(zhì)量和售價(jià)的的重要依據(jù)，原油
含水增大了原油密度，原油售價(jià)降低，不利于賣方。
  降低燃料費(fèi)用
      原油含水增大了燃料消耗、占用了部分集油、加熱、加工資源，增加了原油生產(chǎn)成本。
原油處理的目的（續(xù)）
減少管線和設(shè)備的結(jié)垢和腐蝕。原油內(nèi)的含鹽水引起金屬的結(jié)垢與腐蝕，泥砂等固體雜質(zhì)使泵、管路等設(shè)施的機(jī)械磨損，降低管路和設(shè)備的使用壽命。
保證煉制工作的正常進(jìn)行
第一節(jié)  原油乳狀液
游離水
       常溫下用靜止沉降法短時(shí)間內(nèi)能從油中分離
的水，常在沉降罐和三相分離器中脫除。
乳化水
        用沉降法很難脫除的水，與原油的混合物稱
為油水乳狀液 （原油乳狀液）。
       脫除游離水后，原油密度越大，乳化水含量
越高。
一、乳狀液類型
乳狀液
       兩種或兩種以上不互溶或微量互溶的液體，其
中一種以極小的液滴分散于另一種液體中，這種分
散物系稱為乳狀液，乳狀液都有一定的穩(wěn)定性。
原油乳狀液的類型
油包水型（W/O）：油田最常見(jiàn)的原油乳狀液。
水包油型（O/W）：在采出水中常存在，原油處理中
                  很少見(jiàn)。又稱反相乳狀液。

油水乳狀液類型的判別方法
二、乳狀液生成機(jī)理
1、乳狀液生成條件
系統(tǒng)中必須存在兩種或兩種以上互不相溶（或微量互溶）的液體
要有強(qiáng)烈的攪動(dòng)，使一種液體破碎成微小液滴分散于另一種液體中
要有乳化劑存在，使微小液滴能穩(wěn)定地存在于另一種液體中

2、界面能和界面張力
不平衡力場(chǎng)作用下，液體表面
    有自動(dòng)縮小的趨勢(shì)；
在恒溫恒壓下，物系有自動(dòng)向
   自由能減小方向進(jìn)行的趨勢(shì)；
油水形成乳狀液時(shí)，接觸界面和界面能都很大，分散相液滴會(huì)自發(fā)地合并，縮小界面面積使界面能趨向最低。

3、乳化劑
乳化劑：使乳狀液穩(wěn)定的物質(zhì)
作用：吸附在油－水界面上，形成吸附層
     （1）使油水界面的界面張力下降，減少了剪切水相變?yōu)樾∷�滴所需的能量，也減小了使水滴聚結(jié)、合并的表面能；
          （2）若吸附層具有凝膠狀彈性結(jié)構(gòu)，在分散相液滴周圍形成堅(jiān)固、有韌性的膜，阻止水滴碰撞中的聚結(jié)、合并、沉降
          （3）若乳化劑為極性分子，排列在水滴界面上形成電荷，使水滴相互排斥，阻止水滴合并沉降。
           （4）固體粉末聚集在油水界面上構(gòu)成堅(jiān)固而穩(wěn)定的薄膜，阻礙分散相顆粒碰撞時(shí)的合并，是乳狀液穩(wěn)定的又一機(jī)理。

石大一員

三、乳狀液的性質(zhì)
1、穩(wěn)定性
乳狀液穩(wěn)定性：是指乳狀液抗油水分層的能力。
影響原油乳狀液穩(wěn)定的因素：

分散相顆粒
    粒徑越小、越均勻，越穩(wěn)定；
    粒徑大小還表示乳狀液受攪拌的強(qiáng)烈程度。
外相原油粘度
                     分散相的平均粒徑愈大——穩(wěn)定性差
                         乳化水滴的運(yùn)動(dòng)、聚結(jié)、合并、沉降愈難
                                                      ——增大了乳狀液穩(wěn)定性


油水密度差
   密度差愈大，油水容易分離——穩(wěn)定性較差。
界面膜和界面張力
   乳化劑構(gòu)成的界面膜，阻止水滴碰撞合并，維持乳狀液的穩(wěn)定性。
老化
    反映了時(shí)間對(duì)乳狀液穩(wěn)定性的影響。
內(nèi)相顆粒表面帶電
    內(nèi)相顆粒界面上帶有同種電荷是乳狀液穩(wěn)定的重要原因。

溫度
   提高溫度可降低乳狀液的穩(wěn)定性：
    ①降低外相原油粘度；
    ②提高乳化劑的溶解度，削弱界面膜強(qiáng)度；
    ③加劇內(nèi)相顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)，增加水滴碰撞合并的幾率。
原油類型
     決定了原油內(nèi)所含天然乳化劑的數(shù)量和類型。
     環(huán)烷基和混合基原油乳狀液穩(wěn)定，石蠟基原油乳狀液穩(wěn)
定性較差。

相體積比
    增加分散相體積使乳狀液穩(wěn)定性變差。
水相鹽含量
    淡水和鹽含量低的采出水易形成穩(wěn)定乳狀液。
pH值
   pH值增加，內(nèi)相顆粒界面膜的彈性和機(jī)械強(qiáng)度降低，乳狀液穩(wěn)定性變差。

2、原油乳狀液的密度
  原油含水、含鹽后，密度顯著增大。
  若已知乳狀液體積含水率Ф，原油和水的密度ρo
和ρw，原油乳狀液的密度可按下式確定：

3、乳狀液粘度
                    外相粘度
                    內(nèi)相體積濃度（含水率）
                    溫度
                    分散相顆粒
                    乳化劑及界面膜性質(zhì)
                    內(nèi)相顆粒表面帶電強(qiáng)弱


四、石油生產(chǎn)中乳狀液的生成和預(yù)防
1、原油乳狀液的生成         
         原油中含水，并含有足夠數(shù)量的天然乳化劑，一
般生成穩(wěn)定的W/O型原有乳狀液。
         原油中所含的天然乳化劑：
         膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、環(huán)烷酸、脂肪酸、氮和硫的有機(jī)
物、蠟晶、粘土、砂粒、鐵銹、鉆井修井液等。   
         另外，原油生產(chǎn)中使用的緩蝕劑、殺菌劑、潤(rùn)濕
劑和強(qiáng)化采油的化學(xué)藥劑都是生成乳狀液的乳化劑。

2、防止穩(wěn)定乳狀液生成措施
  盡量減少對(duì)油水混合物的剪切和攪拌
  盡早脫水
（1）自噴井
產(chǎn)生乳狀液的原因：
       油水混合物沿油管向地面流動(dòng)，隨著壓力降低，氣體析出膨脹，對(duì)油、水產(chǎn)生破碎和攪動(dòng)。
       混合物流過(guò)噴嘴時(shí)，流速猛增，壓力急劇下降，使油水充分破碎，形成較為穩(wěn)定的乳狀液。

減少原油乳狀液生成的預(yù)防措施：
用大油嘴并提高集輸系統(tǒng)和油氣分離器壓力，減小油嘴前后的壓差；
油嘴裝在井底

（2）深井泵采油
防止抽油機(jī)固定閥、游動(dòng)閥、柱塞漏泄產(chǎn)生激烈攪動(dòng)
選擇較大尺寸的固定閥和游動(dòng)閥、并用氣錨（使氣體進(jìn)入油套環(huán)空內(nèi)的裝置），避免氣體進(jìn)入泵筒內(nèi)
提高深井泵容積效率
往油井油套環(huán)空內(nèi)注入破乳劑
    能有效地阻止原油在井內(nèi)乳化，還能使油井增產(chǎn)。

（3）氣舉井
產(chǎn)生乳狀液的場(chǎng)所：井口，氣舉氣進(jìn)入油管處
間歇?dú)馀e：井口、地面管網(wǎng)內(nèi)產(chǎn)生乳狀液；
連續(xù)氣舉：注氣點(diǎn)產(chǎn)生
（4）地面集輸管網(wǎng)
集輸過(guò)程促成乳狀液生成的因素
       多相混輸管路、離心泵，彎頭、三通、閥件等
對(duì)混合物產(chǎn)生的攪拌。

預(yù)防措施
       在集輸系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、日常操作管理中盡
量避免混合物的激烈摻混：
       管徑不宜太��；
       盡量減少?gòu)濐^、三通、閥件等的局部阻力；
       充分利用地形輸送；
       流程中避免對(duì)流體的反復(fù)減壓和增壓；
       盡早分出混合物中的伴生氣；
       注意各種閥門的嚴(yán)密性。
防止油水乳狀液生成措施（總結(jié)）
第二節(jié)  原油處理的基本方法
原油中水的類型：游離水和乳化水
原油處理常用的方法
              化學(xué)破乳劑
              重力沉降
              加熱
              機(jī)械
              電脫水
各種常見(jiàn)脫水方法的共同點(diǎn)：創(chuàng)造條件使油水依靠密度差和所受重力不同而分層。
一、常用術(shù)語(yǔ)
1、破乳
乳狀液的破壞即破乳。
原油乳狀液的破乳過(guò)程
   分散水滴接近結(jié)合            界面膜破裂
   水滴合并粒徑增大            在油相中沉降分離
   即水滴的絮凝、聚結(jié)和沉降。
原油乳狀液破乳的關(guān)鍵
    破壞油水界面膜，使水滴聚結(jié)和沉降。

2、絮凝
        某些高分子聚合物（絮凝劑）的長(zhǎng)鏈分子具有多個(gè)活性集團(tuán)，附著在水滴上使乳化水滴聚集在一起，但界面膜連續(xù)沒(méi)有破裂，水滴沒(méi)有合并成大水滴。顯微鏡下觀察到：水滴絮凝在一起呈魚(yú)籽狀。

3、聚結(jié)
       小粒徑水滴合并成大粒徑水滴，并在規(guī)定時(shí)間
內(nèi)沉降至容器底部水層的過(guò)程——聚結(jié)。
       聚結(jié)時(shí)間估算
結(jié)論
乳狀液在處理容器內(nèi)的聚結(jié)時(shí)間t與能沉降至底部水層的水滴粒徑d有關(guān)
在其他條件不變的條件下，分散相濃度愈大，所需的脫水時(shí)間t愈短

4、水洗
         油水混合物進(jìn)入乳狀液處理器的底部水層，使乳狀液向上通過(guò)水層，由于水的表面張力較大，原油中的游離水、粒徑較大的水滴、鹽類和親水固體雜質(zhì)等并入水層的過(guò)程，稱為水洗。水層內(nèi)水的體積分?jǐn)?shù)φ很大，水洗對(duì)乳狀液破乳有重要作用。

5、沉降
     乳化水滴在原油中的沉降速度用Stokes公式描述。

二、破乳劑脫水
破乳劑一般都是人工合成的大分子、高分子或超高分子的表面活性劑。
破乳過(guò)程中破乳劑的作用
    1、降低乳化水滴的界面張力和界面膜強(qiáng)度
    2、消除水滴間的靜電斥力，使水滴絮凝
    3、有聚結(jié)作用
    4、能潤(rùn)濕固體，防止固體粉末乳化劑構(gòu)成的界面
          膜阻礙水滴聚結(jié)。

破乳劑類型
1、離子型破乳劑
         溶于水時(shí)，能電離生成離子。
         按其在水溶液中具有表面活性作用的離子電性，
可分為陽(yáng)離子、陰離子和兩性離子等類別。
2、非離子型破乳劑
         以環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷等有機(jī)合成原料為基礎(chǔ)，
在具有活潑氫起始劑引發(fā)下、有催化劑存在時(shí)，按一定
程序聚合而成。

非離子型破乳劑的優(yōu)點(diǎn)

破乳劑的評(píng)價(jià)
    1、脫水率
    2、出水速度
    3、油水界面狀態(tài)
    4、脫出水的含油率
    5、最佳用量
    6、低溫脫水性能

破乳劑脫水的優(yōu)缺點(diǎn)
                         優(yōu)點(diǎn)
1、在系統(tǒng)內(nèi)較早注入可防止乳狀液的形成；
2、可在較低溫度下脫水，節(jié)約燃料，降低原油蒸發(fā)體積損失以及因原油密度增大的經(jīng)濟(jì)損失。
                         缺點(diǎn)
1、注入破乳劑劑量過(guò)多時(shí)，可生成新的、穩(wěn)定性更高的乳狀液；
2、若破乳劑量較大時(shí)，僅靠其脫水費(fèi)用過(guò)高。
三、重力沉降脫水
游離水脫除器
       與三相分離器的主要區(qū)別：根據(jù)油水混合物內(nèi)的水量來(lái)確定大小。

水處理量的計(jì)算公式：

       油水界面�？刂圃�0.5D處，但脫除器水處理量
最大時(shí)的最佳界面位置在0.769D處。
       游離水脫除器設(shè)置在加熱爐的上游，用來(lái)減少
高含水原油的含水量，以減少加熱爐的熱負(fù)荷和所
耗燃料，降低加熱爐的解垢速度。

沉降罐
1、結(jié)構(gòu)

3、油水界面控制

4、沉降罐工作效率的衡量標(biāo)準(zhǔn)及影響因素
     衡量標(biāo)準(zhǔn)
（1）沉降時(shí)間
          油水混合物在罐內(nèi)的停留時(shí)間，表示沉降罐處
理油水混合物的能力；
（2）操作溫度
（3）原油中剩余含水率
（4）脫除水中含油率

     影響因素
（1）破乳劑的選擇和用量
（2）油水混合物的性質(zhì)
（3）配液管工藝設(shè)計(jì)
（4）原油中所含溶解氣的析出


重力沉降脫水的優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)：1、進(jìn)罐混合物無(wú)需加熱，節(jié)省燃料；
            2、操作簡(jiǎn)單，要求自控水平低；
            3、原油輕質(zhì)組分損失少，原油體積、密度
                  變化小。
缺點(diǎn)：1、不適用于氣油比大的原油乳狀液；
            2、不適用于海洋原油處理；
            3、投資、檢查、維護(hù)費(fèi)用較高；
            4、熱損失較大；
            5、存在截面流動(dòng)不均、短路流及流動(dòng)死區(qū)。

脫水原理
       提高加劑油水混合物的溫度，加速乳狀液破乳
和油水分離。
加熱脫水的原則
1、盡可能降低加熱脫水溫度；
2、加熱前盡可能脫除游離水，減少無(wú)效熱能消耗；
3、有廢熱可利用場(chǎng)合，優(yōu)先利用廢熱加熱乳狀液；
4、盡可能一熱多用，節(jié)省燃料。

加熱脫水設(shè)備
1、加熱爐
2、加熱處理器（heater-treater）
       集加熱、脫水、脫氣功能于一體的容器。不適
合處理含水量很大的乳狀液。
      立式：脫氣段、聚結(jié)沉降段、加熱水洗段（油
水停留時(shí)間3~5min）、游離水脫除段四部分組成。適用于油田單井井流的處理。
       臥式：結(jié)構(gòu)與無(wú)電極的靜電脫水器相同。

靜電加熱脫水器

脫水原理
       利用聚結(jié)介質(zhì)親水憎油并提供很大表面積的性
質(zhì)，促使水滴聚結(jié)沉降。

機(jī)械脫水的優(yōu)缺點(diǎn)
       優(yōu)點(diǎn)：無(wú)需加熱
       缺點(diǎn)：處理較臟或含蠟原油時(shí)容易堵塞聚結(jié)
材料的通道。
       注：機(jī)械脫水一般不作為獨(dú)立的處理過(guò)程，
常與其它脫水方法配合使用。

離心脫水原理
       利用離心場(chǎng)內(nèi)離
心加速度大于重力加
速度，促進(jìn)水滴的沉
降和油水分層。


靜電脫水原理
       將原油乳狀液置于高壓直流或交流電場(chǎng)中，
由于電場(chǎng)對(duì)水滴的作用，削弱了水滴界面膜的強(qiáng)
度，促使水滴碰撞，合并成粒徑較大的水滴，在
原油中沉降分離出來(lái)。
       水滴在電場(chǎng)中的三種聚結(jié)方式：
       電泳聚結(jié)，偶極聚結(jié)，振蕩聚結(jié)

電泳：把原油乳狀液置于通電的兩個(gè)平行電極中，
          水滴將向同自身所帶電荷極性相反的電極運(yùn)動(dòng)， 即帶負(fù)電荷的水滴向正
        電極運(yùn)動(dòng)，帶正電荷的
        水滴向負(fù)極運(yùn)動(dòng)。
電泳聚結(jié)：電泳過(guò)程中水滴
                 的碰撞、合并。
電泳聚結(jié)主要發(fā)生在高壓直流電場(chǎng)中。

誘導(dǎo)偶極：在高壓直流或交流電場(chǎng)中，原油乳狀液中的水滴受電場(chǎng)的極化和靜電感應(yīng)，使水滴兩端帶上不同極性的電荷，形成誘導(dǎo)偶極。
偶極聚結(jié)：電的吸引力及水滴在電場(chǎng)內(nèi)的振動(dòng)，使水滴相互碰撞，合并成大水滴，從原油中沉降分離出來(lái)。



       交流電場(chǎng)中電場(chǎng)方向不斷
改變，水滴內(nèi)的各種正負(fù)離子
不斷做周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使水
滴兩端的電荷極性發(fā)生相應(yīng)變
化，界面膜受到?jīng)_擊，強(qiáng)度降
低甚至破裂，水滴聚結(jié)沉降。
這一過(guò)程稱振蕩聚結(jié)。      

綜上所述
交流電場(chǎng)中破乳作用在整個(gè)電場(chǎng)范圍內(nèi)進(jìn)行，直流電場(chǎng)中破乳主要在電極區(qū)附近進(jìn)行。
交流電場(chǎng)內(nèi)水滴以偶極聚結(jié)、振蕩聚結(jié)為主；直流電場(chǎng)內(nèi)水滴主要在電極附近區(qū)域進(jìn)行，以電泳聚結(jié)為主，偶極聚結(jié)為輔。

靜電脫水的適用條件
   1、電法脫水只適宜于油包水型乳狀液。
         原油的導(dǎo)電率很小，乳狀液通過(guò)極間空間時(shí)，電極間電流很小，能建立起脫水所需的電場(chǎng)強(qiáng)度。
      水包油型乳狀液通過(guò)極間空間時(shí)，由于帶有酸堿鹽等離子的水是良導(dǎo)體，導(dǎo)致極間電壓下降，電流猛增，產(chǎn)生電擊穿現(xiàn)象。
  2、一般進(jìn)入電脫水器的原油含水率低于30％。
     含水率較高的油包水型乳狀液，電法脫水也易產(chǎn)生電擊穿現(xiàn)象。


a.交流電場(chǎng)不宜處理含水率較低的原油乳狀液，即交流電場(chǎng)脫水后凈化油含水率高，約為直流的3～5倍；
b.交流電壓呈正弦曲線變化，脫水效率較低，處理量低；
c.交流電場(chǎng)中水滴易排成水鏈?zhǔn)闺妶?chǎng)短路；
d.水滴界面膜受到的振蕩力較大，脫出水清澈，水中含油率低；
e.電路簡(jiǎn)單，無(wú)需整流設(shè)備。

      在原油含水率較高的脫水器的中下部建立交流電場(chǎng)，而含水率較低的中上部建立直流電場(chǎng)。
       提高了凈化原油的質(zhì)量，處理每噸原油的耗電量降為原直流電脫水的1/2以下。

1、乳狀液的含水率：以15%~30%為宜
2、油水界面的有效控制
3、不容許在電脫水器內(nèi)析出溶解氣
4、及時(shí)處理油水界面處的“臟油層”

靜電脫水的優(yōu)點(diǎn)
1、能在較低溫度下破乳，節(jié)省燃料，也減少原油的密度和蒸發(fā)損失；
2、靜電脫水處理器的處理量大，在相同處理量下容器較小，更適用于海洋平臺(tái)；
3、脫水溫度低，凈化原油含水率低，結(jié)垢和腐蝕傾向減小。
主要缺點(diǎn)：增加設(shè)備投資、控制和維修費(fèi)用。
第三節(jié)  原油處理設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)步驟
   設(shè)計(jì)資料收集、處理方法選擇、確定處理設(shè)備的尺寸、確定流程。
設(shè)備尺寸的確定方法
1、停留時(shí)間法
2、水滴沉降和停留時(shí)間結(jié)合法
      
脫水流程舉例 －大慶低含水期
脫水流程舉例 －大慶低中水期
第六章  原油穩(wěn)定
原油穩(wěn)定的目的和要求
原油穩(wěn)定的方法
原油脫硫

原油穩(wěn)定裝置

原 油 穩(wěn) 定

  原油穩(wěn)定要求
     我國(guó)把“降低原油蒸發(fā)損耗、合理利用油氣資源、保護(hù)環(huán)境、提高原油在儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中的安全性” 作為原油穩(wěn)定的主要目的。
     穩(wěn)定過(guò)程中從原油中分出輕組分，使原油蒸氣壓降低的程度稱為穩(wěn)定深度。
     我國(guó)原油穩(wěn)定的重點(diǎn)是從原油內(nèi)分出C1～C4，穩(wěn)定后在最高儲(chǔ)存溫度下規(guī)定的原油蒸氣壓“不宜大于當(dāng)?shù)卮髿鈮旱?.7倍”


      按照閃蒸分離穩(wěn)定的操作壓力可分為負(fù)壓閃蒸、正壓閃蒸兩類。
     按照閃蒸需要的能量可將閃蒸分為負(fù)壓閃蒸和加熱閃蒸兩種。
     按容器形狀，立式容器常稱閃蒸塔、臥式容器稱閃蒸罐。閃蒸容器實(shí)質(zhì)上是一種氣液分離器，但在結(jié)構(gòu)上側(cè)重考慮使閃蒸盡量接近平衡汽化。


   閃蒸穩(wěn)定原理
     通過(guò)對(duì)原油加熱或減壓使原油部分氣化，然后在一個(gè)壓力和溫度不變的容器內(nèi)，把氣液兩相分開(kāi)并分別引出容器。由于輕組分濃集于氣相，重組分濃集于液相，使經(jīng)上述處理后的原油內(nèi)輕組分含量減少、蒸汽壓降低，原油得到一定程度的穩(wěn)定，這種方法稱閃蒸穩(wěn)定。閃蒸時(shí)，原料中各種組分同時(shí)存在于氣液兩相中，氣相中輕組分C1～C4的純度不高，液相中也得不到純度很高的重組分，輕重組分的分離輕粗糙，油氣分離器內(nèi)進(jìn)行的過(guò)程就屬于閃蒸過(guò)程。
原 油 穩(wěn) 定

        負(fù)壓穩(wěn)定塔的關(guān)鍵參數(shù)是操作壓力、溫度和汽化率。汽化率是指氣相流量(mol或質(zhì)量流量)與進(jìn)料流量之比，也稱氣相產(chǎn)品收率或穩(wěn)定裝置的拔出率。汽化率的大小取決于原油內(nèi)溶解的C1～C4的含量和要求的原油蒸氣壓的高低。一定的操作壓力和溫度條件下，原油的汽化率是一定的。
      由圖可見(jiàn)，操作溫度和壓力對(duì)汽化率的影響十分顯著。溫度愈高、真空度愈大，汽化率愈大。

         從另一個(gè)角度來(lái)看，要達(dá)到規(guī)定的原油蒸氣壓，需要的操作壓力與閃蒸溫度有關(guān)。閃蒸壓力的確定除了要考慮溫度以外，還受壓縮機(jī)入口所能達(dá)到的真空度的制約。
  負(fù)壓閃蒸適應(yīng)條件
     負(fù)壓閃蒸適于密度大、含輕組分少的原油，否則將因氣化量大、壓縮機(jī)功耗過(guò)大而不經(jīng)濟(jì)。




問(wèn)題
分離級(jí)數(shù)和各級(jí)最優(yōu)分離壓力的確定，使礦場(chǎng)油庫(kù)得到的穩(wěn)定原油數(shù)量最多；
氣體壓縮的能耗最小，各級(jí)分離器分出氣體的壓力等級(jí)不同，但最終需將氣體壓力提高至管輸壓力。
各級(jí)氣體的壓縮比不同，增加了壓縮機(jī)選型的困難。


此工藝的難點(diǎn)在于立式油罐的承壓能力很差，為－50～＋250mmH2O。當(dāng)罐內(nèi)壓力升高時(shí)，應(yīng)能及時(shí)抽走氣，防止超壓；當(dāng)壓力低時(shí)，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)氣，防止負(fù)壓抽癟。同時(shí)壓縮機(jī)設(shè)計(jì)排量應(yīng)為估算蒸發(fā)氣量的1.5～2倍。

要求
罐壓低于5mmH2O，應(yīng)補(bǔ)氣（防止油罐產(chǎn)生負(fù)壓）；
罐壓為10mmH2O，正常運(yùn)行（此為運(yùn)行最低壓力）；
油罐正常工作壓力一般為10～20mmH2O。
除此之外，油罐上還應(yīng)設(shè)安全閥。當(dāng)罐內(nèi)壓力比油罐試驗(yàn)壓力的正壓低50～100mmH2O，比其負(fù)壓高20～30mmH2O，安全閥打開(kāi)。
抽走的氣體是天然氣中含輕烴最多的富氣，C2＋達(dá)50％，應(yīng)接回收系統(tǒng)。

      原油中輕組分蒸汽壓高、沸點(diǎn)低、易于汽化，重組分的蒸汽壓低、沸點(diǎn)高不易汽化。
       按照輕重組分揮發(fā)度不同這一特點(diǎn)，利用精餾原理對(duì)凈化原油進(jìn)行穩(wěn)定處理的過(guò)程稱分餾穩(wěn)定。
       與前幾種穩(wěn)定方法相比，在符合穩(wěn)定原油蒸氣壓要求的前提下，分餾穩(wěn)定所得的穩(wěn)定原油密度小、數(shù)量多。  


  分餾穩(wěn)定的分類
     分餾塔通常有兩段，進(jìn)料口以上部分稱為精餾段，進(jìn)料口以下部分稱為提餾段，這樣的塔，稱為完全塔；只有其中一段的塔稱為不完全塔。
     根據(jù)精餾塔的結(jié)構(gòu)和回流方式的不同，分餾法又可分為提餾穩(wěn)定法、精餾穩(wěn)定法和全塔分餾穩(wěn)定法等三種。

    我國(guó)推薦用不完全分餾塔對(duì)原油進(jìn)行穩(wěn)定。如只設(shè)提餾段的不完全塔稱提餾塔，這種塔的進(jìn)料溫度和操作溫度相對(duì)都較低，沒(méi)有塔頂回流，因此能耗低，而且節(jié)省設(shè)備投資及建設(shè)費(fèi)用。但由于提餾塔沒(méi)有精餾段，塔頂產(chǎn)品質(zhì)量沒(méi)保障，塔底穩(wěn)定原油收率比較低。


精餾穩(wěn)定流程

全塔分餾穩(wěn)定流程


   各種穩(wěn)定方法適用條件
       我國(guó)建議：
      ①原油中C1～C4質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于0.5％時(shí)，一般不需進(jìn)行穩(wěn)定處理；
      ②C1～C4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于2.5％、無(wú)需加熱進(jìn)行原油穩(wěn)定時(shí)，宜采用負(fù)壓閃蒸；
      ③C1～C4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于2.5％，可采用正壓閃蒸，有廢熱可利用時(shí)也可采用分餾穩(wěn)定。

    我國(guó)大部分原油的C1～C4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.8％～2.0％范圍內(nèi)，因而負(fù)壓閃蒸法在我國(guó)得到廣泛使用。
     前蘇聯(lián)則推薦，輕質(zhì)原油(含C1～C4烷烴5.5％以上)適合采用分餾法穩(wěn)定，而輕組分含量低的原油(C1～C4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.24％以下)宜采用閃蒸分離。

   進(jìn)料原油的含水要求
     為減少穩(wěn)定設(shè)備的腐蝕和污染，穩(wěn)定裝置對(duì)進(jìn)料原油的水含量和鹽含量應(yīng)加控制。美國(guó)霍金斯油田原油在進(jìn)塔前要求將含水脫至0.1%以下，而鹽的質(zhì)量濃度要求低于285 mg/L。前蘇聯(lián)一般要求脫水至0.3～0.5%，脫鹽至30 mg/L以下。我國(guó)原油水的質(zhì)量濃度一般在0.5%以下，鹽質(zhì)量濃度小于50 mg/L，鹽質(zhì)量濃度非強(qiáng)制性指標(biāo)。

   原油脫硫
     由于H2S毒性很大又極具腐蝕性，必須限定商品原油內(nèi)溶解的H2S的質(zhì)量濃度，根據(jù)各國(guó)的國(guó)情不同H2S的質(zhì)量濃度常限定在10～60mg/kg范圍內(nèi)。
    原油脫硫的方法—?dú)馓岱ǎ翰捎梅逐s塔或提餾塔，塔底注入冷天然氣、熱天然氣或經(jīng)再沸爐加熱的原油蒸氣，對(duì)原油進(jìn)行脫硫的方法。
    氣提法脫硫的原理：氣體向上流動(dòng)過(guò)程中與向下流動(dòng)的原油在塔板上逆流接觸，由于氣相內(nèi)H2S的分壓很低、液相內(nèi)H2S含量高，產(chǎn)生濃度差促使H2S進(jìn)入氣相，從而降低原油內(nèi)溶解的H2S含量。

H2S含量與投資、能耗的關(guān)系
舉例：塔河油田12區(qū)
原油為高粘度、高含蠟、高含硫的超重質(zhì)原油。其物理性質(zhì)：密度為0.9950～1.0337g/cm3 ，平均為1.0259g/cm3；流動(dòng)性能較差，凝固點(diǎn)為30～60℃，平均在49℃；平均硫含量2.99％，平均蠟含量為4.33％；鹽含量為747．9～31902.3mg/L，平均為20123.2mg/L。已發(fā)生原油在運(yùn)輸途中揮發(fā)出高濃度H2S氣體，導(dǎo)致鐵路部門中斷塔河原油運(yùn)輸?shù)那闆r，影響了油田的正常生產(chǎn)。
舉例：塔河油田12區(qū)
共有l(wèi)0口井的原油伴生氣進(jìn)行了H2S檢測(cè)，結(jié)論是12區(qū)西部硫化氫濃度較高，東部濃度較低。按照產(chǎn)能權(quán)重進(jìn)行加權(quán)平均，12區(qū)原油的H2S平均含量為5649mg/m3，體積百分?jǐn)?shù)為3.67％。
原油中H2S溶解量可以根據(jù)氣液平衡的原理進(jìn)行測(cè)算。將含硫伴生氣和原油進(jìn)行平衡閃蒸計(jì)算，得出在溫度 70℃、壓力 400kPa條件下，原油中H2S含量為2046mg/kg，常壓條件下為1107mg/kg(以下計(jì)算以此為基礎(chǔ)進(jìn)行)。
舉例：塔河油田12區(qū)

蔚藍(lán)的天

我頂�。�！

alan_guo

學(xué)習(xí)一下 感謝！

JPECXY

很好，哈哈

曲終人未散

感覺(jué)不錯(cuò)，謝謝分享

hanhan

謝謝   繼續(xù)共享   學(xué)一下

bkqcycyqm

下載了看看。

zhouchobits

謝謝樓主了

linolin

四大名補(bǔ)呀