原油穩(wěn)定工藝分析

王續(xù)波 付田田

中國石油工程建設有限公司華北分公司 河北任丘 062550

在原油集輸和儲運過程中，溶解在未穩(wěn)定原油中的輕組分烴類會由于溫度壓力的變化而揮發(fā)，造成極大的資源浪費和較大的經(jīng)濟損失。因此，原油在經(jīng)油氣分離和脫水之后需要進行原油穩(wěn)定以減少原油中的輕組分從而減少揮發(fā)。

1 穩(wěn)定原油產(chǎn)品要求

從降低原油儲存過程中蒸發(fā)損耗的角度考慮，穩(wěn)定原油的飽和蒸氣壓越低越好。但是過低的飽和蒸氣壓，在增加投資、升高成本降低經(jīng)濟效益的同時，也會使原油數(shù)量減少，還會使原油中C6 及C6 以上汽油分攜帶率增大，減少原油中汽油餾分的潛含量，造成原油的品質下降[1]。

2 原油穩(wěn)定主要工藝

目前主要的原油穩(wěn)定工藝有：負壓閃蒸工藝、微正壓閃蒸工藝以及分餾穩(wěn)定工藝。在達到規(guī)定的原油穩(wěn)定深度的前提下，采用合理的穩(wěn)定方案，對降低能耗、取得較高的經(jīng)濟效益是非常重要的[2]。

3 不同原油穩(wěn)定工藝對比分析

3.1 原油組成及處理量

在本論文中用于分析研究的原油來自國內(nèi)某油田，裝置的處理量為150×104t/a，年運行時間為8000h。進站原油的氣油比為300：1（體積比），體積含水量為19%，對負壓穩(wěn)定、微正壓穩(wěn)定以及分餾穩(wěn)定三種原油穩(wěn)定方式進行對比。

3.2 負壓閃蒸穩(wěn)定工藝及工藝參數(shù)

圖1 原油負壓閃蒸穩(wěn)定流程示意圖

原油負壓閃蒸穩(wěn)定工藝流程如圖1-1 所示。未穩(wěn)定原油首先進入兩相分離器脫出伴生氣后進入三相分離器脫水到含水量為10%，三相分離器出來的原油經(jīng)加熱爐升溫到75℃后進入脫水器，在脫水器中將原油含水量降至0．5%后進入負壓穩(wěn)定塔進行穩(wěn)定。原油穩(wěn)定塔產(chǎn)生的穩(wěn)定氣經(jīng)原穩(wěn)壓縮機升壓后進入空冷器降溫至40℃，然后進入塔頂分離器分理出不凝氣、輕烴和水。塔底穩(wěn)定原油進入儲罐儲存。在原油負壓閃蒸穩(wěn)定工藝中，穩(wěn)定塔的操作壓力是影響產(chǎn)品指標的重要的因素。

3.3 微正壓閃蒸穩(wěn)定工藝及工藝參數(shù)

未穩(wěn)定原油首先進入兩相分離器脫出伴生氣后進入三相分離器脫水到含水量為10%，三相分離器出來的原油在換熱器與穩(wěn)定塔來的穩(wěn)定原油進行換熱后進入加熱器將溫度加熱至75℃后進入脫水器，在脫水器中將原油含水量降至0．5%后進入穩(wěn)前加熱器加熱至95℃后進入正壓穩(wěn)定塔進行穩(wěn)定。原油穩(wěn)定塔產(chǎn)生的穩(wěn)定氣進入空冷器降溫至40℃，然后進入塔頂分離器分理出不凝氣、輕烴和水。塔底穩(wěn)定原油與三相分離器來的原油換熱至70℃后進入儲罐儲存。

在原油微壓閃蒸穩(wěn)定工藝中，穩(wěn)定塔的操作溫度和操作壓力是影響產(chǎn)品指標的兩個重要的因素。

3.4 分餾穩(wěn)定工藝及工藝參數(shù)

未穩(wěn)定原油首先進入兩相分離器脫出伴生氣后進入三相分離器脫水到含水量為10%，三相分離器出來的原油在換熱器與穩(wěn)定塔來的穩(wěn)定原油進行換熱升溫至75℃后進入脫水器，在脫水器中將原油含水量降至0．5%后與穩(wěn)定塔塔底穩(wěn)定原油換熱升溫至120℃后進入穩(wěn)定塔進行穩(wěn)定。原油穩(wěn)定塔產(chǎn)生的穩(wěn)定氣進入空冷器降溫至40℃，然后進入塔頂分離器分理出不凝氣、輕烴和水。塔頂產(chǎn)生的輕烴作為輕烴產(chǎn)品一部分返回穩(wěn)定塔作為塔頂回流。塔底穩(wěn)定原油與三相分離器來的原油換熱降至70℃后進入儲罐儲存。

3.5 模擬結果對比

3.5.1 穩(wěn)定深度與汽油組分損失率

通過對比三種原油穩(wěn)定工藝的穩(wěn)定深度情況，可以得出：負壓閃蒸、微正壓閃蒸和分餾三種穩(wěn)定工藝對應的未穩(wěn)定原油流量均為187600Kg/h，穩(wěn)定原油流量分別為180100Kg/h、183400Kg/h 和184400Kg/h，而輕組分拔率分別為4．00mass%、2．24mass%和1．71mass%。由此可以看出：三種穩(wěn)定工藝中負壓穩(wěn)定的輕組分拔出率最高，微正壓閃蒸穩(wěn)定次之，分餾穩(wěn)定最低。

汽油組分損失情況以原油中C5-C7 的組分為基準。分析可得三種穩(wěn)定工藝對應的未穩(wěn)定原油C5-C7 流量均為8380Kg/h，塔頂氣C5-C7 流量分別為3002Kg/h、1206Kg/h 和374Kg/h。負壓閃蒸的損失率達到了35．82%，這是由于負壓閃蒸的閃蒸壓力低造成的，微正壓的閃蒸損失率為14．39%，比負壓閃蒸低20%以上，而分餾穩(wěn)定由于能夠有效的控制穩(wěn)定原油和塔頂氣的組分，因此分餾穩(wěn)定的汽油組分損失率僅為4．46%，遠低于負壓穩(wěn)定和微正壓穩(wěn)定。

3.5.2 能耗對比

原油穩(wěn)定工藝的能耗主要包括脫水加熱、穩(wěn)前升溫、負壓壓縮機、穩(wěn)定塔冷凝器和穩(wěn)定塔再沸器的能耗。從不同穩(wěn)定工藝的能耗情況可以總結出：相同處理能力的負壓閃蒸、微正壓閃蒸以及分餾穩(wěn)定三種原油穩(wěn)定工藝的總負荷分別為4487KW、5395KW 和7904KW。由此可見負壓閃蒸的能耗最低，微正壓閃蒸次之，而分餾穩(wěn)定的能耗最高。

4 結論

負壓閃蒸、微正壓山和分餾三種原油穩(wěn)定工藝的能耗、穩(wěn)定深度、汽油組分損失以及產(chǎn)品組成方面各有優(yōu)缺點。因此，在選擇原油穩(wěn)定工藝的時，應在綜合考慮原油物性、產(chǎn)品要求、能耗要求、下游輕烴回收設施情況以及投資前提下選擇合適的原油穩(wěn)定工藝。