原油集輸系統(tǒng)油水分離過程控制經(jīng)驗淺談

解兆友 趙泉安 陳娜

摘要：針對安塞油田某集輸站點處理后凈化油含水高的問題，本文詳述了在解決過程中，對比試驗及現(xiàn)場數(shù)據(jù)，各個節(jié)點在不同工況下對最終效果產(chǎn)生的影響。

關(guān)鍵詞：集輸工藝;原油處理;油水分離;凈化油含水

一、工藝流程及問題簡介

集輸站內(nèi)工藝流程有很多類型，本文選取的XX集中處理站工藝比較具有代表性，其采用前端轉(zhuǎn)油站計量液量、含水分析儀測算含水、計量凈化油量及含水量;在集輸站經(jīng)過三相分離器進行油、氣、水分離，脫水后的凈化油進入沉降罐進行二次脫水，進入凈化罐待外輸。

二、存在問題及影響因素

1、存在主要問題：各線來油通過流程處理之后，最終外輸出口體積含水率無法正常達到要求（要求體積含水低于0.5%）。

2、進系統(tǒng)之后的未處理原油，每次經(jīng)過一道工序都會產(chǎn)生變化，前端投加藥品催化劑、加熱爐進行加溫、三相分離器壓力控制、沉降罐自然沉降時間長短等，各個參數(shù)指標(biāo)都對最終的處理結(jié)果產(chǎn)生影響。

三、各節(jié)點分析

1、前端催化劑

目前安塞油田區(qū)塊所使用的催化劑主要有兩種，YT-100，KS-1型破乳劑，主要通過部分取代穩(wěn)定膜的作用使乳狀液破壞。用作脫水劑，能把原油及重油中的水分脫出來，使含水率達到要求。

用于油井中可降低原油粘度，使油井不堵。由脂肪醇、環(huán)氧丙烷、環(huán)氧乙烷聚合而得。易溶于水，淡黃色或乳白色粘稠液體。肥皂氣味。凝固點25～40℃。羥值≤60毫克氫氧化鉀/克，水溶液呈乳白色。目前，此站點投加的破乳劑為端點投加，投加濃度120mg/l，在整個處理工藝中最重要的環(huán)節(jié)三相分離器分離之后，出口含水由加藥濃度的增大而減小，達到一定的濃度（160mg/l）之后，趨于平緩。

結(jié)論：含水原油中投加的催化劑對原油破乳有直接影響，且一定的區(qū)間內(nèi)隨加藥量增大出口含水率相應(yīng)減小，達到一定的破乳效果之后再隨著加藥提升效果不大。但實際應(yīng)用過程中，一般要考慮藥品成本等問題，所以實際加藥量并不是越大越好。

2、加熱溫度

一般要求各個轉(zhuǎn)油點要對原油進行加溫，使原油進站溫度不低于35℃，進站之后通過加熱爐二次加熱，進入三相分離器的溫度一般保持在42-45℃左右，達到原油最佳破乳溫度。三相分離器出口含水率隨著加熱溫度的升高逐步降低，但是，隨著溫度的升高原油蒸發(fā)量隨之增大，蒸發(fā)損耗也隨之增多，所以溫度控制有一個最佳區(qū)間，一般實際運行時要求三相分離器運行溫度在40-42℃最適宜。

3、三相分離器運行

三相分離器工作原理：油氣水混合物高速進入預(yù)脫氣室，靠旋流分離及重力作用脫出大量的原油伴生氣，預(yù)脫氣后的油水混合物經(jīng)導(dǎo)流管高速進入分配器與水洗室，在含有破乳劑的活性水層內(nèi)洗滌破乳，進行穩(wěn)流，降低來液的雷諾系數(shù)，再經(jīng)聚結(jié)整流后，流入沉降分離室進一步沉降分離，脫氣原油翻過隔板進入油室，并經(jīng)流量計計量，控制后流出分離器，水相靠壓力平衡經(jīng)導(dǎo)管進入水室，從而達到油氣水三相分離的目的。

三相分離器作為最重要的原油處理環(huán)節(jié)，運行過程中的溫度、壓力、進液量等都對最終處理效果產(chǎn)生影響。溫度上面已經(jīng)分析過，壓力跟進液量有相輔相成的聯(lián)系，因為三相分離器內(nèi)部空間有限，所以進液量的快慢影響著上部氣相空間的大小，同時影響上部空間的氣壓，出口浮球閥及氣相調(diào)壓閥實際調(diào)節(jié)過程受現(xiàn)場工況影響比較嚴重，容易發(fā)生凍堵、堵塞、失靈、時間滯后、偏流等問題;一旦發(fā)生上述情況，就可能出現(xiàn)油室串水、進液偏流、氣相串油等問題。

所以，實際生產(chǎn)運行過程中，應(yīng)該重點對三相分離器的進液量、壓力、溫度等進行控制，按照處理量1000m3/d的三相分離器為例，控制每小時進液量38-45m3/d，氣相壓力0.16-0.18mp，溫度控制在40-42℃。

4、沉降罐液位控制

沉降罐工作原理：含水原油由進口管線，經(jīng)配液管中心匯管和輻射狀配液管流入沉降罐底部的水層內(nèi)，在水層內(nèi)進行水洗，由于油水密度的差異，使部分含水油在上升的過程中，較小粒徑的水滴向下運動，油向上運行，實現(xiàn)了油水分離。在原油上升到沉降罐集油槽的過程中，其含水率逐漸減小。經(jīng)沉降分離后的原油進入集油槽后，經(jīng)原油溢流管流出沉降罐;分離后的污水經(jīng)上部水箱，由脫水立管排出。

沉降罐作為配合三相分離器的二次處理單元，本身也可以單獨進行原油處理。配合三相分離器使用時，罐內(nèi)油水層分液面可變范圍比較大，以12米高的5000m3罐為例，油水層分界線可以從0變化到10米，因為三相分離器處理后的原油已經(jīng)基本合格，通過水層之后比較難形成“水包油”型乳化液。如沉降罐單獨使用，則必須對相關(guān)參數(shù)進行要求，還是以12米高的5000m3沉降罐為例，油水層分液面控制在3.5-4.5米，罐溫35-45℃，進液量控制在150m3/h之內(nèi)為宜。明水層過低，則水洗效果不明顯;明水層過高，則沉降時間減少，兩者都會影響最終溢流口的出油含水。

5、凈化罐操作

凈化罐作為整個處理工藝最后一個環(huán)節(jié)，最終的油品要求必須達標(biāo)。但實際運行時，凈化罐內(nèi)的凈化油由于多種原因，如某一階段系統(tǒng)不正常導(dǎo)致高含水油進入凈化罐，生產(chǎn)運行組織困難導(dǎo)致凈化罐儲水等，會導(dǎo)致凈化罐被污染，無法滿足油品的達標(biāo)要求。此時就要對凈化罐進行操作，清除污染，采用如加藥、加溫、靜置沉降、清罐等方法。但實際運行時最常用的是倒罐操作，滿罐A下部含水凈化油，通過倒罐流程，壓入空罐B，再由B罐排污口逐步排入污油池，凈化罐倒罐操作作為原油脫水流程的最后一個環(huán)節(jié)，在實際生產(chǎn)過程中非常具有時效性與可操作性，是保障凈化油外輸達標(biāo)的一個關(guān)鍵操作。

四、總結(jié)

1、過程控制是一個整體的環(huán)節(jié)，有一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，將使系統(tǒng)內(nèi)其他節(jié)點被污染，一旦發(fā)生污染，清除過程比較漫長。

2、對于集輸系統(tǒng)中，重點環(huán)節(jié)應(yīng)分類控制，制定各級控制措施，在實際運行中，定時對過程中各項溫度、沉降時間、壓力、來液量等參數(shù)進行監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)問題及時調(diào)節(jié)，確保平穩(wěn)運行。

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