石油联合站设计—毕业论文

1、毕业论文绪 论联合站：即石油和天然气的集中加工处理站，同时又称为原油气中心处理站，是石油地面工程中很重要的组成部分。就油田生产来说，联合站是既油田勘探油田开发采油工程之后的生产阶段。如果说油田勘探是寻找原料油田开发和油田开采是提供能源，那么油气集输则是将分散的原料油集中，处理使之成为油田产品的过程。联合站是将油田井口的原油等产物（原油、伴生天然气和其他产品）在油田上进行集中处理、初加工。将合格的原油输到特定的场所。联合站一般建立在集输系统压力允许的范内，为不影响油田开发井网以及油田后期加密井的布置与调整，应将联合站建立在油田构造的边部。由于我国油田分布很广，每个油田所处的地理环境，社会环境不同

2、，油藏性质，油田能量，开发部署，工艺条件，油井产品构成，原油物理性质，油气组分等都有很大的差别。矿场原油集输根据客观条件采取适当的集输流程和工程措施，生产出符合国家需要的石油和天然气产品。在集输过程中，要把油井中液体和气体分开才能进行计量加工和运输这种分离液体和气体的过程叫油气分离。油气在分离之前油井产品在管线中呈现油气两相流状态；如果产品中含油、水和沙则管线呈多相流状态，含水含沙原油在交付运输之前必须进行脱水脱沙的净化处理。为了减少原油的蒸发损耗，增加原油收率，在矿场上还要对原油进行稳定处理。同样，天然气在交付运输之前，也要进行净化处理，脱除其中的水蒸气，使气体的露点低于输送过程的中的环境温

3、度，从而保证输气管线的畅通。对气体中的二氧化碳，二氧化碳等有害气体也要脱出处理，达到规定的气体要求。在净化过程中要尽量回收其中的轻烃（乙烷、丙烷、丁烷等）以作为化工原料。联合站设计是油气集输工艺设计的重要组成部分，无论是新油田的开发建设还是以开发油田调整改造，油气集输必须适应油田生产全局的需要。应满足以下几点要求：（1）满足油田开发和开采的要求。油气集输要根据油田的地质资源，油藏工程，采油工程提出的合理开发设计工艺后，在确定本系统的生产规模，工艺流程，总体布局以及相应的工作内容，以保证生产协调，生产稳定，促使油田的良性开发和开采。（2）要贯彻节约能源和保护环境的原则。油田是能源生产基地，同时也

4、是能源消耗大户，合理的选择集输法案，工艺流程管网布置设备选型都能节约能源提高综合效益。为国家提供更多的能源，同时油田又是污染大户，合理的选择集输法案，可以减少油田废液废气对环境的破坏。（3）要贯彻方便管里安全运行的原则。集输系统中的分离、计量、净化、稳定、储存、输送等生产过程和环节都要便于操作工人掌握管理和维护。由于集输系统的生产运行是连续的无论哪个环节发生故障都会或多或少的全局生产带来影响，所以经常的检查和事故抢修是比不可少的。集输系统应严格遵循国家安全、放火的规定，以保证全局的正常运行。（4）要贯彻“少投入，多产出”提高经济效益的原则，在矿场和地面工程中是“点多、线长、面广”，看来很小的浪

5、费总起来则是很大的数字，故必须优化集输工艺提高经济效益。联合站一般包括以下的生产功能和工艺设备：油气水分离、原油脱水、原油稳定、天然气脱水、轻烃回收、原油储存、基建矿场油库，输送污水、回注地层、接受计量、输送油气混合物、注水系统、污水处理系统、供电系统、自动化控制系统、供热系统及消防系统等。联合站工艺系统：1、 气混合物的收集：集输流程的分散和集中程度主要表现在计量和分离两个环节上。设计油气集输流程一般要收集，研究以下几个基本条件：第一，油气集输系统是构成总系统的分系统，因而集输流程设计过程应考虑油藏工程和采油工程的方案为前提。在油气集输过程中收集和分析油藏面积，构造类型，油藏性质。油气储量，

6、油气性质等必要的基础材料。对油藏工程和采油工程提出设计方案和工艺措施给予充分的考虑，把构成油田生产的油藏工程，钻井工程，试井工程，测井工程，采油工程，油气集输过程等，相互联系，相互依赖，相互制约，相互作用为统一的整体，从而产生一种最佳的方案。第二，按照集输流程配置集输系统的地面工程，因而油田所处的地理位置，气象条件，地形地物，水文工程地质，地震烈度等自然条件以及油田所处的工业基础，都将直接影响集输流程工程设计。故为了提高集输流程设计水平和使工程布局更加合理，必须考虑自然环境和社会环境。第三，就地面工程而言，集输系统和其他系统是主体工程配套工程的关系。第四，加强技术储备和技术情报的交流并消化在油

7、田中和油气水混合物收集过程中，根据集输流程的分散和集中程度可分为：（1）单井计量，单井分离。（2）单井计量，集中分离。（3）集中计量，集中分离。收集过程中对于高粘度，高凝原油要采取一定的措施，使他能在允许的压力下，安全的输送原油到联合站而不至于凝固而堵塞管道。通常的办法有：加热保温，化学降粘降凝，物理降粘等方法。2、 分离： 在实际生产过程中，从油井出来的不仅是原油，常含有水，气以及少量沙子。把油井中的液体，气体，水以及沙子分开进行计量加工和运输，这种将油气水进行初步分离，特别在油井生产的中后期含水量逐渐增加的情况。油气分离一般利用离心力，重力沉降等机械方法，将油、气、水、固体杂质进行分离。油

8、气水是在分离器中进行分离的。一般采用多级分离，二次分离，连续分离等，分离的级数要根据产品的性质来确定。油田上使用的分离器，按其外形主要分为两种：卧式离器和立式分离器。按分离的功能可分为：油气两相分离，油气水三相分离器，计量分离器和生产分离器。按照压力分为真空、低压、中压、高压分离器。按实现油气分离利用的能源分：重力式，离心式和混合式等。3、原油脱水 世界上大部分油田是利用注水驱动方式开采的，因而从油井产生出来的 油气混合物之中经常含有大量的水和泥沙等机械杂质，特别是到了油田的中后期含水量高达90%以上，泥沙含量高达1%-1.5%, 故对原油必须进行净化处理。原油中含水，含盐，含泥沙等杂质会给集

9、输带来很大的麻烦，主要表现在：（1）增大了液流体积流量，降低了管道的有效利用率，特别是在高含水的情况显得更为突出。（2）赠加了管道输送过程中的动力消耗。由于输送量的增加，油水混合物的密度增大；而且水还会以微粒水存在于原油中，形成粘度较远有显著增大的乳化物等原因使离心泵变坏，泵效率降低，动力消耗急剧增大。（3）增加了升温过程的燃料消耗原油在集输系统过程中为了满足的工艺需求，常需对原油进行加热降粘，这样其中相当一部分热能因加热水而白白的浪费。（4）引起金属管路结垢和腐蚀。当水存在于原油中时，水和原油中的物质能和管线发生电话学反应。 原油中所含有的水分，有的在常温下用简单的沉降方法简短时间内就能从油

10、中分出来，这类水称为游离水，有的则很难用沉降法从油中分离出来，这类水称为乳化水。它与原油的混合物成为乳化液，需要专门的办法才能脱除。形成乳状液的条件有以下三种：（1）系统中必须存在两种以上互不相容的液体；（2）要有强烈搅动，使一种液体破碎成为小的液滴分散到另一种液体中；（3）要有乳化剂存在，使微小液滴能稳定地存在于另一种液体中。一般采取的脱水方法有：（1）化学破乳剂脱水。化学破乳剂是人工合成的表面话性物质。往原油与乳状液中注入少量的破乳剂既能收到显著的效果。化学破乳剂的破乳剂机理有：顶替说、反相说、分散说和中和说等。（2）井口加药与管道破乳脱水。（3）重力沉降脱水。（4）利用离心力脱水。（5）

11、利用亲水固体表面使乳化水粗粒化脱水。（6）电脱水，对于轻质油品来说，分离宜采用热沉降和化学沉降法托说。对于重质含水原油，先采用化学沉降法脱水，再经过电脱水。对于乳化度较高的高粘度的高含水原油，应先进行破乳在进行沉降托水。油和机械杂质及盐的分离一般与油水分离同时进行，当含盐、含沙较高时，需用热水冲洗后再降粘分离。4、原油的分离： 在通常情况下，原油中含有甲烷、乙烷、丁烷等气体。这些轻烃从油中挥发出来时会带走大量戊烷、己烷等组分造成原有的损失。为了降低尤其集输过程中原油的蒸发损耗，一个有效的办法就是将原油中混发性较强的轻烃比较完全的脱除出来，使原油在常温常压下的蒸汽压地域环境大气压力，这就是原油稳

12、定。 原油稳定的目的主要有两点：从原油中脱除轻质组分经过回收加工作为石油和化工重要原料，和工业和民用洁净燃料。（2）集输过程轻烃的蒸发带出大量重质组分，造成原有的不稳定和资源的浪费。因此稳定是节约能源的和综合利用油气资源的重要措施之一。5、原油稳定：原油稳定采用的基本方法有：闪蒸法（正压闪蒸，负压闪蒸，常压闪蒸冷热气体闪蒸），分馏法（精馏，提留，分馏和多级分馏法）法。轻烃回收的主要目的有两个方面：（1）轻烃回收过程中，可以将原油中轻质组分从原油中分离出来，以免将原油中重质组分从油中带出，造成原有浪费和环境污染。（2）在化工利用方面，从天然气中回收的轻烃已成为石油工业的重要原料。由于轻烃回收的经

13、济价值十分重要，自60年代以来，轻烃工艺技术得到快速得发展。总的趋势是力求提高加工深度，以增收率，合理利用油气资源。就回收工艺而言，基本上可以分为三种：（1）吸附法。利用固体吸附剂（如活性氧化铝或活性炭）对各种轻烃的吸附容量的不同，而使天然气中各组分得以分离。（2）油吸收法。利用天然气在吸收油中的溶解度的不同，而使不同的轻烃得以分离。（3）冷凝分离法。冷凝分离法是利用原料气中各组分冷凝温度不同的特点，将沸点较高的烃类分离出来。可以预言，从原油中回收的轻烃，今后将是油田生产的一种重要产品并提供化学工业使用。油田轻烃回收技术也有比较简单的直接冷冻法发展为直接膨胀冷凝和冷凝法膨胀法等多工艺方法，并注

14、重深度加工，以其回收更多的轻烃产品。6、天然气脱水： 随原油一起产生油田伴生气，一般都含有饱和的水蒸气，伴生气中存在水器不仅减少了管线的输送能力以及气体热值，而且当输送压力和环境体条件变化是，还可可能引起水蒸气从天然气中析出，形成液态水、冰或天然气固体水化物，从而增加管路压降，严重时堵塞管道。天然气的饱和含水量随天然气的压力的升高或温度的将低而降低。在一定的温度和压力条件下，天然气中某些气体组分能和液态水形成化合物。形成的化合物通式是：。水化物的形成条件是：（1）气体处于水气的过饱和状态或有液态水的存在；（2）有足够高的压力和足够低的温度；（3）在上述条件下，在气体压力波动、流向突变产生搅动或

15、有晶体存在就促进产生水化物。当然水化物的临界形成温度是水化物可能形成的最高温度。高于临界温度，不管压力多大，也不会形成水化物。天然气脱水有固体吸附剂吸附法，甘醇吸附法，分子筛吸附法，自然冷冻分离等方法。7、酸性气体净化： 当伴生气中存在酸性气体是，会加速二氧化硫和二氧化碳对管线、设备的腐蚀，同时若将这种天然气作为化工原料也会十分不利，因为这些酸性物质会使催化剂中毒。影响产品和中间产品的质量，并且污染坏境。因此，无论作为燃料和化工原料，都必须脱除气体中的水蒸气和酸性物质，以满足输送、加工和化工利用的要求。酸性气体的危害主要表现在以下几个方面：（1）会增加天然气对金属的腐蚀。（2）污染坏境。（3）

16、利用它作为化工原料会造成催化剂中毒。（4）二氧化碳会影响然气的热值。从天然气中脱除酸性物质的方法有很多，一般可分为干法和湿法两类。湿法按照溶液的集输再生方式又可分为化学吸收法、物理吸收法和直接氧化法三类。8、污水处理系统： 油田污水主要包括原油脱水（又名油出水），砖井污水及其他类型的含有污水。油田污水的处理要是依据油田生产、环境等原因而制定的，可以分为多种方法。；当油田需要注水时，油田污水经过处理后回住地层。此时对水中的悬浮物、油等物质的惰性指标进行严格的控制，防止其破坏地层。如果作为蒸汽发生器或锅炉给水，则要控制钙、镁含量等结垢离子。如处理后排放则更具当地环境要求将污水处理道排放标准。污水处

17、理的目的是除去水中油悬浮物以及其他的防注水、易造成注水系统腐蚀结垢的不利成份。我国污水工艺处理系统存在着许多问题，如：（1）污水处理过程中谁知调节剂、凝絮剂，杀菌剂等处理剂的投量加量大，污泥的产量高，增加污水的处理难度。（2）管线设备的腐蚀严重。（3）药剂的投量加大，使生产成本增加，有时会低成本运行。（4）站内药剂投入的操作及维修不便，即使实施的是设计思路，但是，综合效益无法实现。这是水处理运行不高的原因之一。（5）我国许多油田污水处理系统自动化程度不高，手动操作多，人工劳动强度大而且比较笨重，不易操作且生产效率低。（6）我国的水处理工艺、设备管理不能引进国际先进经验。9、互助生产系统： 它包

18、括有給水排水系统，供热系统，变配电系统，通讯系统，自动化控制系统，采暖及通风系统，道路系统等。这些系统都是联合站的重要组成部分，使集输系统正常工作的保证。尤其是集输过程中为了买足各种要求需要，加热降压存放，为轻烃的挥发提供了良好条件。为了降低原油集输过程中原油的蒸发损耗，一种有效的方法就是将原油中挥发性较强的轻烃比较完全的脱除出，为原油在正常情况下集输。供电系统：为保证供电高的可靠性，联合站采用双电源双变压器的供电方式，站内设有变压器，并且是由配电室。供热系统：站内有锅炉房一座，主要用来取暖，保温，扫线等生产及工作需要，锅炉为站内提供热水和蒸汽。采暖系统：采暖是利用各种工艺带热体和废热作为采暖

19、热媒的可能性。由泵房和脱水间可利用油品的散热来维持站内的温度，可不利用采暖设施。化验室和办公室及值班室的采暖温度按1618来设计，通风要求是原由泵房、脱水间、计量间采用自然通风，通过两面开窗、两面开门来作为换气的主要途径，化验室，破乳剂是采用机械通风方式来排除有害气体。由电子计算机的仪表间才用空调。通信系统：采用线和无线相结合的方式。调度间，各生产岗位，值班室各装有电话一部。第一章 联合站设计说明书1.1 联合站设计概述联合站及集中处理站，是油田油气集输系统的重要组成部分，是继油田勘探，油田开发，采油工程之后的重要生产阶段，他把分散的井口产物（包括原油，伴生气等等）聚集到一起，并进行初加工。联

20、合站设计过程是油气集输工艺设计的关键部分，要求在设计过程中能最大限度的满足油田开发和油田开发的要求，并且做到运行安全可靠，经济合理，技术先进，保证生产油田产品符合国家的质量要求。1.1.1 联合站担负的任务本联合站包括油田的油、气等业务内容如下： （1）油气水分离；（2）原由脱水；（3）原油稳定；（4）轻烃回收；（5）原油储存余外输；（6）污水处理；（7）净化污水回住地层；（8）天然气处理及外输；（8）接转和计量。1.1.2 联合站的附属系统它包括供电系统、给排水系统、通讯系统、采暖及通风系统、道路系统等。这些系统都是联合站的组成部分，使联合站正常工作的重要保证。（1）供电系统：为保证供电高的

21、可靠性，联合站采用双电源双变压器的供电方式，站内设有变压器，并且是由配电室。（2）供热系统：站内有锅炉房一座，主要用来取暖，保温，扫线等生产及工作需要，锅炉为站内提供热水和蒸汽。（3）采暖系统：采暖是利用各种工艺带热体和废热作为采暖热媒的可能性。由泵房和脱水间可利用油品的散热来维持站内的温度，可不利用采暖设施。化验室和办公室及值班室的采暖温度按1618来设计，通风要求是原由泵房、脱水间、计量间采用自然通风，通过两面开窗、两面开门来作为换气的主要途径，化验室，破乳剂是采用机械通风方式来排除有害气体。由电子计算机的仪表间才用空调。（4）通信系统：采用线和无线相结合的方式。调度间，各生产岗位，值班室

22、各装有电话一1.2 KQ联合站的设计1.2.1 设计规模及设计依据原油处理能力 t/y污水处理能力 注水能力 预留原油接转能力 预留天然气净化能力 系统配套工程：35KV变电所一座，舌8回进出线、锅炉房一座、消防泵房一座、通讯装置一套以及道路工程。设计依据：（1） 据西安石油大学教储运教研室下发的设计任务书；（2） 始数据参照胜利油田东营KQ联合站设计资料。平均油气比原油综合含水80%原油物性：比重0.9034运动粘度（50）凝固点231.2.2 设计基础数据天然气物性组分名称质量百分含量（%）甲烷73.26乙烷11.30丙烷7.21丁烷3.38戊烷2.60己烷0.09庚烷0.26辛烷0.20

23、氮气1.70伴生气粘度 气象、工程地质及水文地质常年最小风频方向北风常年最大风频方向东风月平均最低温度-3.7月平均最低地表温度3.5月平均风速3.0m/s 地震等级8级地耐力 最大冻土深度40厘米 工艺设备操作参数油气分离器进口温度40油气分离器出口温度55油气分离器控制压力0.5MPa电脱水器脱水温度54电脱水出口原油含水12%电脱水出口污水含油<0.5%原油稳定压力-0.03MPa原油稳定温度64原油外输温度60 原油储存温度4550原油外输距离60km1.3 站址选择及总平面布置1.3.1 对于站址的选择，从平面上考虑应满足下列要求：（1）站址应有一定的面积，使站内建筑物之间能留

24、有负荷防火安全规定的距离，并给站的扩建和改造留有必要的余地。所选站址与附近企业、住宅、公用建筑物要保持应有的防火安全距离。地形选择时，应考虑站内排水，不应该选站址在易积水的低洼地方，还应避开挖填土石方量过大的复杂地形。所选站址及附近企事业，住宅，公用建筑物要保持应有的安全防火距离。（2）所选站址的交通，供电和电信等应尽量方便，还应靠近允许排污水的低洼地或者水塘，或者靠近污水处理设施的地方，以便于站内排出污水，不至于损害农田和水源。于油罐区和泵房的竖向布置，应避免站址选择在低洼沼泽地区或可能浸水的地区。（4）可能不占或少占耕地，地耐力不应小于 ，腐蚀较小，沉陷不大且均匀，并且能很快停止，易于排水

25、。沙土层，亚粘层基本都满足上述要求，适宜建站，而像粘土层，岩石层，杂土层不宜建站。（5）若在乡镇或在居民区选站址时，停在乡镇或居民区的最小风频的上风侧和靠近公路的位置，这样当以最大风频刮风时，联合展和居民区互不影响，沿最小风频刮风时，联合站在居民区的上风侧，避免了居民区可能发生的，明火影响联合站的正常地运行，联合站站址应避免窝风地段，应有较好的通风系统。（3）所选站址地势高低或具有平缓倾斜，这种地形使站内易于排水，有利1.3.2 平面布置:在进行平面布置时，为了保证各区域之间在生产联系上具有良好的条件，是各种生产线走向合理，土方工程（包括公房和回填）和建筑物的基础工程量小，必须充分利用所选站址

26、的自然地段。在安全防火的范围内，各平面布置应力求紧凑，节约土地，方便管理，但又要给正常的生产和各种事故的处理留有余地，使车辆行驶和作业方便灵活，考虑发展时，留有适当的场地。生活区的布置要做到有利于生产，方便管理，力求节约，在靠近城镇时，要与城镇和油田的规划协调。本联合站东西走向，坐北朝南。站内主要建筑皆面南朝北，该站处于常年最小风频方向的上侧，并避免了兜风的地段，整体通风良好，该联合站地势平坦，土质为亚粘土。本联合站东西长600米，南北宽400米，厂区自然正平后卫-0.3米相当于绝对标高55.7米，所在地属温带大陆气候，月平均最低温度为-3.7，月平均最低地表温度为3.5，平均风速为3.0m/

27、s，最大冻土深度为40厘米。原油处理能力为t/y，污水处理能力为，原油综合含水率80%，使高含水的特点，设计中积极采用锅盖成熟的新技术、新工艺、新设备和新材料，做到污水三废处理：洗井水回收、污水回注、做到污水污油不乱。保护环境，注重社会效益，节约用地，各系统站、点工艺尽量联合布置。根据工艺流程，按不同的生产功能和特点，将同功能设施相对集中的布置在一起，使其形成罐区、原油处理区、油泵房、污水处理区、油气处理区、消防区、35KV变配电区、加热炉及锅放炉、供热区及生产管理区等。储油罐区位于站内西侧，在全年最小风频的上风侧，符合安全防火的要求，除罐区四周设置闭合的防火提，原油罐区根据总容量，储罐的个数

28、及单罐容积的大小布置成排，共一排八个储罐。选用股定浮顶油罐，其容积为40万立方米，该罐组内的罐间防火距离大于浮顶油罐大管直径的0.6倍，且小于20米。防火提内侧基线至储罐外侧间距比罐高的一半稍大。进出本联合站的油气阀组靠近站的边界部分，锅炉房及加热炉的布置位于油气处理区的下风侧，避免产生的明火引燃油气而产生火灾，并且和供电设备一样，尽量靠近负荷的中心，并布置在站场边部，以利于进出线的方别。油气生产设施布置在有明火的锅炉的加热炉的最小风频的上风侧，并且它们之间的距离不应小于120米。消防区布置在站内中间靠东向，比邻油罐区和生产区，站内设有注水装置，比邻污水处理区，方便管理。站内道路为闭合设置，以

29、利于消防。站内道路最小转弯半径不小于9米，本站设为12米，消防转弯半径不应小于12米，本站设为12米，站内主要道路设置为6米或8米，本站设置为6米。大门附近设有综合楼，客房方便管理和往来，原则上站内的绿化面积应为场内的10%。1.4 流程及流程说明1、工艺流程设计的原则和要求:（1） 油气集输应根据批准的油田开发设计，全面规划，分期实施，以近期为主，做到远近结合，并适当考虑扩建，改造的可能性。应根据要求，进行合理的布置。必须对油气集输过程中的产生的废水废渣等进行妥善的处理，必须满足国家的现行标准。（2） 油气集输的工艺过程密闭、降低油气损耗；应合理的利用油田产品的热能和压能，以降低能耗。（3）

30、 系统布局应符合工艺流程和产品流向，方便油田管理和油田调整。2、原油处理工艺介绍:由任务书知，原油中含有一定量的甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等挥发性较强的轻烃。在常温常压下的运输过程中，这类挥发性轻烃从原油中挥发出来会带出部分的戊烷、己烷等轻质油组分。为了降低油气蒸发损耗和动力损耗。本联合站采用闭式生产流程，闭式生产流程是指油气输送和油气处理都在密闭的容器或管线中进行。这种流程可以降低油品的损耗，减少对环境的污染，所以目前被广泛的采用。开始流程是油品输送和处理过程部分或全部与大气相通，缺点是油品的蒸发损耗大。无论是开式或是闭式流都包括正常生产流程和辅助生产流程。正常生产流程包括收油流程（进站阀组、油

31、气水分离、油水计量）。辅助生产流程包括：蒸气伴热、保温加热流程、机泵的润滑、冷却保温流程、污水处理和回注流程。设计工艺流程应保证联合站处理的油气产品的质量要求：产量、经济效益好。在满足联合站各项任务的基础上，应充分采用先进技术，考虑各种能量的合理利用。采用密封流程，避免各种蒸发损耗，工艺流程应适应操作变化，但是要避免繁琐，防止浪费，管线阀组要尽量的少，管线要短，油气分离合理。本联合站采用密封式生产流程，工艺上采用原有负压稳定和微正压大罐抽气方法。在原油开采至净化、外输的过程中都采用密封流程，要比开式流程有多方面的优点：（1） 一般的开式流程原油损耗在24%，而闭式流程能降低到0.5%以下，密闭

32、式流程不仅降低了油气损耗，而且还提高了产品的质量。（2） 密闭式流程结构简单，成本较高，有利于提高自动化控制程度和管理水平。由于考虑到进站原油的含水量（80%）和含气量（综合油气比为70）油气比较高，工艺上采用三项分离和两段脱水。原油在联合站内的处理的工艺流程如下：进站总阀门 一级三相分离器 电脱水器 加热炉 原油稳定塔 外输泵 出站总阀门在进站阀组和电脱水器之前，分别给原有进行加药，以利于油、气、水三相在三相分离器中的分离和电脱水器中的脱水。为了提高原油的稳定效果和减小原有的摩阻，故必须在电脱水器之后和原油外输之前对原油进行加热。3、生产流程及流程说明:本联合站作业内容较多，工艺流程在满足正

33、常生产，站内循环，试运投产、放空扫线等作业的基础上，力求简单适用，减少占地面积，合理利用各种能量，力求降低工程造价和经营费用。（2） 主要生产流程：（1） 无泵流程 气体处理区 站外来油 进站井排 油气水三相分离 油 电 加药 计量电脱水器 加热炉 稳定塔 加热炉 计量外输 污水 高含水灌 污水处理区（2） 有泵生产流程 气站外井排来油 进站井排 油气水三相分离 油 水气体处理区 加药 低含水灌 脱水泵 电脱水器 原油稳定 污水 净化罐 外输泵 计量 高含水灌 污水处理区 2、停电事故流程 当停电时，泵和电脱水器均不能工作，此时设计流程如下： 气体处理区 站外来油 三相分离 油 低含水灌 （水

34、）计量 高含水灌 污水处理1.5 设备及管线安装布置（1）进站阀组的安装 站外来油管线分别给每台三相分离器共油，对来油单独处理和计量。另外，安装汇管后，可以避免来油不均而造成分离器过载i，以及在某台分离器检修时，可以通过汇管调节将该管线的来油分散至其它管线中。（2）三相分离器的安装 本站所采用的油气水三相分离器均为卧式分离器，采用单排布置，其操作端头盖应取齐，列间距为2米，分离采用并联，且每台分离器的进口管线切断阀之间的取样装置和温度气出口管线的切断阀之间应装设压力表。 分离器的顶部气体空间应安装弹簧式安全阀，由安全阀泄放出的天然气应有组织的汇集排放。每台油气分离器均应有液面控制器直接控制出油

35、阀的开起度，还应设玻璃板式液位计，就地观察液位的变化。油气分离器出气管上应安装差压式流量计，用以计量天然气的产量；在出油管线出油阀之前最靠近分离器的部位应装设容积式流量计，用以计量油水混合液体的产量；在出油阀下游因安装取样装置，以便化验含水量。每台分离器都应装设安装排污管和放空管。（3）电脱水器的安装及布置本站采用的电脱水器，其控制温度为55 ，采用单排布置相邻列间距取2.0米。为了避免电脱水器中有气体析出，使用循环泵，增加原油的压力，从而保证了电脱水器的安全。在电脱水器出油管切断阀之后应与净化油的汇管接通，以便于电脱水器在开始运行时先进好油充满容器，以便于稳定高压电场，电脱水器的排污管应与回

36、油管接通，以便于停运时排空清扫。电脱水器顶部应装设放气阀，以保证液体能全部充满容器空间。（4）管线安装在总平面分区布置得基础上，油气、热力、供排水管线及电路、电信线尽量缩短长度，在满足水利热力的要求下线路布置力求整齐美观。场区内各种地下、地上管路和供电、通信线路应集中布置在场区道路两侧，应避免地上管线和电力、电信线路包围工艺管线和独立的建筑物，并减少和场区道路的交叉，交叉时采用直交。主要的油管线均设有伴热管线。场区管线的敷设方式应根据场区土壤性质和地下水的分布情况确定。灌区泵房的管线采用管墩地面敷设。敷设埋地时水平间距大于0.2米，并做好埋地钢管的防腐工作。管线架空敷设时，管地距地面为2.2米

37、，当架空管线下面安装有泵、交换器或其它设备时，管地距地面高度应满足安装和检修时的起吊要求；敷设于管墩的地面管线，管地距地面0.30.5米，与人行道相交时应架设过桥。管线跨越道路时，其管地高度要求：据主要道路地面的不小于4.5米，距人行道路面不小于2.2米。埋地管线间的水平净距不宜小于0.2米。第二章 KQ 联合站工艺计算 2.1 有关参数的确定2.1.1 设计规模1、原油处理能力（年工作天数按365天计算） 考虑油田产生的不稳定性，取不稳定系数1.2，则计算原油外输能力为：第二章 然气处理能力已知来油的综合汽油比为，则气体外输能力为：2.1.2 气的物性计算1、 数据： 原油密度天然气密度原油

38、凝点天然气粘度原油比重0.9034原油粘度（）2、原油物性参数计算（1） 原油的密度 若已知20时的原油密度，则范围内其它温度下的密度可按下式计算：式中： 温度为和时的原油密度，单位为 温度系数，单位为 在范围内原油的密度为：其中当：780时，时，（2） 的粘度a.动力粘度已知某一温度下下原油粘度值，求其它温度的原有粘度值可按集输手册式（4-44）式计算：其中当：毫帕秒时，毫帕秒时，毫帕秒时，其中： 、 温度为和时原油的粘度，毫帕秒 a、c 系数，b. 运动粘度式中： t时原油的运动粘度， t时原油的动力粘度，帕秒 t时原油的温度， 由以上的公式，可计算出各个温度下原油密度、动力粘度、运动粘度

39、。计算结果如下表所示： 温度物性54密度 （）890.474887.300884.149881.644881.019877.912875.443动力 粘度()65.99053.33842.63435.92734.45128.14224.111运动粘度74.10760.11748.2240.75039.10432.05627.541计算示例：其温度为时（1） 密度= （2） 动力粘度 毫帕秒时，则 带入数据得到 （3） 运动粘度 2.1.3 天然气的物性:1、密度计算 2、 粘度计算 2.1.4 有关参数的确定: 1. 原油的含水量： 80% 2. 含水原油进站温度： 40 3. 分离器操作：

40、（1）进口温度： 出口温度： 操作压力： 0.5 4. 稳定塔操作温度： 5. 大罐储存油温： 452.2 主要设备的选择2.2.1 三项分离器的选择与较核: 工作温度： 工作压力： 0.51、 据油气分离器规范表2选取卧室分离器，其有效长度为。为了便于分离器液位控制机器其 它内部结构设计，并且油气比相对较高（），设分离器的内部一半(取h=0.5D=2米)被液体充满。 则计算集液部分弓形面积为： = 则集液部分的体积为： 查油气集输表3-13设液体在分离器停流时间为8min，则处理量为： Q= m3 则所需分离器的台数为： n= 则取分离器的台数为： N=3台 那么液体在分离器中的实际停留时间

41、为: t =5.72min 因为分离器不设备用，但其中一台检修时，分离器内的停留时间为： =3.81min 小于8分钟。 液体停留时间在510分钟之间，满足要求。分离器气体处理量：经计算可知： 1.034 min 由油气集输式4-46，求天然气的临界参数；当时：临界压力：则根据油气集输式4-68，对比压力和对比温度分别为： 临界温度为：对比压力为：对比温度为： =（328/224.8=1.459则计算压缩因子可用下式计算： （其中此式适用范围为：）分离条件下气体密度为：分离条件下的气体粘度按式4-80计算：已知天然气所在压力，温度条件 下的密度（）和标准状况下的相对密度，可按式 计算天然气的粘

42、度。其中： 阿基米德准数，按式油气集输（3-56），取 由油气集输（3-11）知，油滴沉降流态处于过度去，雷诺数为： 计算油滴匀速沉降速度：由油气集输式（3-46）计算：标准状况下：对卧式分离器允许流速为由油气集输式（3-61）知：计算标准状况下的卧式分离器的气体处理能力：由油气集输式（3-68）计算，去载荷波动系数为1.5 实际处理量： 将其转换为标准状况下的处理量为： 因为，所以选用4台卧式三相分离器完全可以满足要求。2.2.2 电脱水器的选取脱水温度： 出口原油含水量： 12%出口污水含油： < 0.5%查油田油气集输设计手册式（2-3-1），选取300014000的电脱水器，其空

43、罐容积为：106.6台。设液体在进入电脱水器之前其含水量为30%，任务书上的脱水温度是（此温度下液体的密度为881.644）。进行工艺计算，其停留时间为40min。由油田油气集输设计手册式（2-3-1），计算单台电脱水器的含水原油体积流量：式中： 单台电脱水器处理含水原油的体积流量，台 电脱水器空罐容积，台 选定含水原油在电脱水器的停留时间，。 经过电脱水器处理的含水原油体积流 式中： -脱水站经过电脱水器处理的含水原油体积流量，。 由油田油气集输设计手册式（2-3-1），计算需要的电脱水器运行的台数为：台所以取N=3台则单台电脱水器的实际体积流量：实际停留时间：40min当一台检修时，取N=

44、2台，单台体积流量： 120%V=120%159.9=191.88。 故选取N=3台 300014000电脱水器满足生产要求。2.2.3 热炉的选取经研究分析和联合站任务书条件限制，可以知道站内油品需经过两次加热炉加热。（1）为了使原油稳定效果明显，得到更多的原油轻烃组分提高经济效益，将含水原油在电脱水之后进行加热再进入稳定塔。 （2） 为了降低原油的粘度使油在外输过程中降低阻力损失，故在外输之前缘需要经过一次加热。基本计算如下:1、原油在进入电脱水之后加热炉的热负荷： 进站油温是，含水量体积比为80%，经过电脱水后的游离水可认为不含水分。根据油田油气集输设计手册（7-1-1）式中： 被加热介

45、质所需热负荷，计算值应圆整至系列值，kw; 被加热介质质量流量，t/h; 被加热介质定压比热容，； 被加热介质入炉温度，； 被加热介质出炉温度，。当液体出分离器是温度为55，而进稳定塔的温度为64。所以：根据油田油气集输设计手册表（7-1-5）选取管式加热炉HJ800-H/62.5-Q.微正压水套加热炉，所需台数为：台所以取N=2台校核温升，该种型号的加热炉的热效率89%，则校核温度升高值为： 10 则满足要求。2、原油外输加热所需加热炉的热负荷考虑原油需要储存一段时间后才向外输，又原油的储存温度为4550，外输温度为60，在此区储存温度为45，则对其加热的加热炉的热负荷为： = =1678.082kw根据油田油气集输设计手册表（7-1-5）选取管式加热炉HJ800-H/62.5-Q.微正压水套加热炉，所需台数为： 台所以取N=2台。 校核温升，该种型号的加热炉的热效率89%，则校核温度升高值为： 10 则满足要求。 所以，4台HJ800-H/62.5-Q.微正压水套加热炉可以互为备用，不