埕海联合站提高原油稳定轻烃产量措施研究及应用

1、    埕海联合站提高原油稳定轻烃产量措施研究及应用    曾勇 纪丕毅 赵明 高国栋 尹文斌摘 要：埕海联合站原稳系统投产运行后，轻烃产量一直不稳定，日产量在3-9吨之间波动。导致经过原油稳定系统的原油蒸气压发生波动，进而导致沉降罐顶部轻烃挥发量明显增加，不仅轻烃产量降低，而且导致输油风险增加。本文在具体研究轻烃产量影响因素的前提下，提出提高轻烃产量的具体措施，并具体实施和量化分析，对今后的生产提供依据。关键词：埕海联合站;轻烃产量;提高;措施1 引言埕海联合站原稳系统设计采用微正压闪蒸，设计原油稳定处理量80m3/h，处理压力0.05mpa，进塔温度

2、105，进塔含水低于1%。塔顶有空冷器，对塔顶闪蒸气进行降温冷却，冷却后进入塔顶分离器进行三相分离，分离后的轻烃经过轻烃提升泵进入轻烃储罐，不凝气通过压缩机压缩至0.4mpa后进入低压气系统。原稳塔设计有洗塔流程，可以通过轻烃提升泵利用塔顶分离器中的轻烃进行洗塔;设计有补气流程，利用高压天然气对原稳塔进行补气，保证原稳塔操作压力稳定在0.05mpa。系统实际运行参数均能达到设计要求，处理量约75m3/h，处理压力0.05mpa，进塔温度105，进塔含水平均0.4%。在稳定上述参数的情况下轻烃日产量在3-9吨附近波动，最低日产量2.8吨，最高日常量9.6吨。为了提高轻烃产量，保证原油安全平稳外输

3、，并且减少原油损耗，对原油稳定系统进行研究并调整。2 提高轻烃产量措施研究2.1 原油进塔温度和原油稳定塔操作压力对轻烃产量的影响在一定的操作压力和温度下，原油的汽化率是一定的，提高原油的汽化率即可增加轻烃产量。所以理论上提高原油的进塔温度和降低原油稳定塔的操作压力均可以提高轻烃产量。首先对提高原油进塔温度的可行性进行分析：原油稳定塔设计操作温度105，最高承受温度130，具有提高的空间，因此具备可行性。同样，压缩机进口压力最低允许0.01mpa，塔底泵进口压力可以接受负压，因此降低原油稳定塔的操作压力也具备可行性。2.2 原油进塔含水对轻烃产量的影响根据水蒸气蒸馏原理。当水和有机物一起共热时

4、，整个体系的蒸气压力根据分压定律，应为各组分蒸气压之和，即p=pa+pb。其中p为总的蒸气压;pa为水的蒸气压;pb为不溶于水的化合物的蒸气压。当混合物中各组分的蒸气压总和等于外界大气压时，混合物开始沸腾。而混合物的沸点比其中任何一组分的沸点都要低些。因此，常压下应用水蒸气蒸馏，能在低于100的情况下将高沸点组分与水一起蒸出来。根据这个原理，原油和水共同组成混合物，在一定压力和温度下进行闪蒸，闪蒸过程中低沸点的原油（轻烃）和水共同蒸发，直至相对平衡（一定时间内的相对平衡）。因此增加含水量有利于在固定的时间内闪蒸出更多的轻烃，但是含水量的增加会导致轻烃质量变差，而且会导致原稳塔运行不稳定，造成液

5、泛、冲塔等情况。因此只能在一定范围内增加含水。3 效果分析3.1 提高原油进塔温度效果分析在设定原稳塔操作压力50kpa的情况下，提高原油进塔温度分别至110、115，各持续7天后，與105正常运行时的轻轻产量进行对比，发现105时日均产量4.98吨，110时日均产量5.31吨，115时日均产量5.49吨。因此温度越高，轻烃产量越高，但是随着温度的等幅度提高，轻轻产量并没有等幅度提高。可见，轻烃产量除了与进塔温度有关外，也与油品性质相关，进塔温度的设定需要考虑到能耗和油品性质，因此最终设定温度110。3.2 降低原稳塔操作压力效果分析在原稳塔设定温度110的情况下，设定原稳塔操作压力分别为25

6、kpa、30kpa、40kpa、50kpa，各持续7天后，最终趋势图如下所示：从上图可明确看到：随着操作压力的降低，轻烃产量有着明显的提高。50kpa时日均轻烃产量5.31吨，40kpa时日均轻烃产量6.01吨，30kpa时日均轻烃产量6.92吨，25kpa是日均轻烃产量7.29吨，20kpa时平均日均轻烃产量达到7.7吨。但通过取样观察，在操作压力20kpa时，7天中有2天轻烃微微发黄，说明部分重烃被闪蒸出，导致轻烃质量变差。因此，有较高轻烃产量且轻烃质量较好的操作压力是25kpa和30kpa。3.3 提高进塔原油含水效果分析由于设计要求进塔原油含水不得超过1%，因此通过控制上游原油含水，将

7、进塔原油含水控制在0.6%-0.8%。此后在操作温度110的情况下，操作压力分别设定为25kpa和30kpa，分别观察7天，并与平均产量7.29吨和6.92吨进行对比。发现在提高进塔原油含水后，25kpa操作压力下日均产量9.49吨，30kpa操作压力下日均产量9.16吨。14天中取样观察轻烃均为透明状且无色。因此确定：当单纯提高进塔原油含水后（必须低于1%）轻烃产量会有较大提高。由于在含水原油中，水为不连续相，根据闪蒸速度来看，再次提高进塔原油含水仍然会大幅度提高轻烃产量，但是不能够保证轻烃质量，并且会有造成液泛和冲塔的风险，同时将超过设计给定要求（进塔原油含水低于1%）。因此，并未对超过1%含水的情况进行试验。4 结论及建议4.1 提高原油进塔温度可以增加轻烃产量，但是增加幅度受能耗和油品性质制约，三者之间需要进行平衡选择。4.2 降低原油稳定塔操作压力可以增加轻烃产量，且增加