埕海聯合站提高原油穩定輕烴產量措施研究及應用

曾勇 紀丕毅 趙明 高國棟 尹文斌

摘 要：埕海聯合站原穩系統投產運行后，輕烴產量一直不穩定，日產量在3-9噸之間波動。導致經過原油穩定系統的原油蒸氣壓發生波動，進而導致沉降罐頂部輕烴揮發量明顯增加，不僅輕烴產量降低，而且導致輸油風險增加。本文在具體研究輕烴產量影響因素的前提下，提出提高輕烴產量的具體措施，并具體實施和量化分析，對今后的生產提供依據。

關鍵詞：埕海聯合站;輕烴產量;提高;措施

1 引言

埕海聯合站原穩系統設計采用微正壓閃蒸，設計原油穩定處理量80m3/h，處理壓力0.05MPa，進塔溫度105℃，進塔含水低于1%。塔頂有空冷器，對塔頂閃蒸氣進行降溫冷卻，冷卻后進入塔頂分離器進行三相分離，分離后的輕烴經過輕烴提升泵進入輕烴儲罐，不凝氣通過壓縮機壓縮至0.4MPa后進入低壓氣系統。原穩塔設計有洗塔流程，可以通過輕烴提升泵利用塔頂分離器中的輕烴進行洗塔;設計有補氣流程，利用高壓天然氣對原穩塔進行補氣，保證原穩塔操作壓力穩定在0.05MPa。

系統實際運行參數均能達到設計要求，處理量約75m3/h，處理壓力0.05MPa，進塔溫度105℃，進塔含水平均0.4%。在穩定上述參數的情況下輕烴日產量在3-9噸附近波動，最低日產量2.8噸，最高日常量9.6噸。為了提高輕烴產量，保證原油安全平穩外輸，并且減少原油損耗，對原油穩定系統進行研究并調整。

2 提高輕烴產量措施研究

2.1 原油進塔溫度和原油穩定塔操作壓力對輕烴產量的影響

在一定的操作壓力和溫度下，原油的汽化率是一定的，提高原油的汽化率即可增加輕烴產量。所以理論上提高原油的進塔溫度和降低原油穩定塔的操作壓力均可以提高輕烴產量。

首先對提高原油進塔溫度的可行性進行分析：原油穩定塔設計操作溫度105℃，最高承受溫度130℃，具有提高的空間，因此具備可行性。同樣，壓縮機進口壓力最低允許0.01MPa，塔底泵進口壓力可以接受負壓，因此降低原油穩定塔的操作壓力也具備可行性。

2.2 原油進塔含水對輕烴產量的影響

根據水蒸氣蒸餾原理。當水和有機物一起共熱時，整個體系的蒸氣壓力根據分壓定律，應為各組分蒸氣壓之和，即P=PA+PB。其中P為總的蒸氣壓;PA為水的蒸氣壓;PB為不溶于水的化合物的蒸氣壓。當混合物中各組分的蒸氣壓總和等于外界大氣壓時，混合物開始沸騰。而混合物的沸點比其中任何一組分的沸點都要低些。因此，常壓下應用水蒸氣蒸餾，能在低于100℃的情況下將高沸點組分與水一起蒸出來。根據這個原理，原油和水共同組成混合物，在一定壓力和溫度下進行閃蒸，閃蒸過程中低沸點的原油（輕烴）和水共同蒸發，直至相對平衡（一定時間內的相對平衡）。因此增加含水量有利于在固定的時間內閃蒸出更多的輕烴，但是含水量的增加會導致輕烴質量變差，而且會導致原穩塔運行不穩定，造成液泛、沖塔等情況。因此只能在一定范圍內增加含水。

3 效果分析

3.1 提高原油進塔溫度效果分析

在設定原穩塔操作壓力50KPa的情況下，提高原油進塔溫度分別至110℃、115℃，各持續7天后，與105℃正常運行時的輕輕產量進行對比，發現105℃時日均產量4.98噸，110℃時日均產量5.31噸，115℃時日均產量5.49噸。因此溫度越高，輕烴產量越高，但是隨著溫度的等幅度提高，輕輕產量并沒有等幅度提高。可見，輕烴產量除了與進塔溫度有關外，也與油品性質相關，進塔溫度的設定需要考慮到能耗和油品性質，因此最終設定溫度110℃。

3.2 降低原穩塔操作壓力效果分析

在原穩塔設定溫度110℃的情況下，設定原穩塔操作壓力分別為25KPa、30KPa、40KPa、50KPa，各持續7天后，最終趨勢圖如下所示：

從上圖可明確看到：隨著操作壓力的降低，輕烴產量有著明顯的提高。50KPa時日均輕烴產量5.31噸，40KPa時日均輕烴產量6.01噸，30KPa時日均輕烴產量6.92噸，25KPa是日均輕烴產量7.29噸，20KPa時平均日均輕烴產量達到7.7噸。但通過取樣觀察，在操作壓力20KPa時，7天中有2天輕烴微微發黃，說明部分重烴被閃蒸出，導致輕烴質量變差。因此，有較高輕烴產量且輕烴質量較好的操作壓力是25KPa和30KPa。

3.3 提高進塔原油含水效果分析

由于設計要求進塔原油含水不得超過1%，因此通過控制上游原油含水，將進塔原油含水控制在0.6%-0.8%。此后在操作溫度110℃的情況下，操作壓力分別設定為25KPa和30KPa，分別觀察7天，并與平均產量7.29噸和6.92噸進行對比。發現在提高進塔原油含水后，25KPa操作壓力下日均產量9.49噸，30KPa操作壓力下日均產量9.16噸。14天中取樣觀察輕烴均為透明狀且無色。因此確定：當單純提高進塔原油含水后（必須低于1%）輕烴產量會有較大提高。由于在含水原油中，水為不連續相，根據閃蒸速度來看，再次提高進塔原油含水仍然會大幅度提高輕烴產量，但是不能夠保證輕烴質量，并且會有造成液泛和沖塔的風險，同時將超過設計給定要求（進塔原油含水低于1%）。因此，并未對超過1%含水的情況進行試驗。

4 結論及建議

4.1 提高原油進塔溫度可以增加輕烴產量，但是增加幅度受能耗和油品性質制約，三者之間需要進行平衡選擇。

4.2 降低原油穩定塔操作壓力可以增加輕烴產量，且增加幅度超過提高原油進塔溫度，但是降低操作壓力后對輕烴質量有所影響。

4.3 提高進塔原油含水可以增加輕烴產量，但是在高溫環境下，含水量增加會降低設備設施的使用壽命，且輕烴質量不好控制，所以進塔原油含水有最高限。