原油处理系统认知
莱 州 湾
垦利
龙口
龙口 37° 37° 118° 119° 120° 121° 122°
渤海油田分布情况
油气井的类型
常规定向井 水平分支井
水平井
原油处理:对原油进行脱水、脱盐、脱除泥砂等机械杂质,使之成为合格商品原油 的工艺过程称原油处理。国内常称为原油脱水。
原油含水的危害: 增加石油运输、贮存的负荷。加大了原油的重量和体积,管线输运增加动能消耗, 油轮、罐车输运增加运输成本; 影响加工过程中的平稳操作。 如果原油中含水为1%,汽化后水的体积占总体积的 11%。在加工过程中,占用大了大部分管线、设备内的空间,影响设备的加工能力。 表现在: a.系统压力增加,泵出口压力升高; b.塔内气体上升速度增加,阻止液体正常沉降,出现冲塔事故(液泛)。 增加过程中能量消耗。原油汽化潜热350KJ/kg;水汽化潜热2600KJ/k,原油在加 工过程中将经历多次热交换、汽化、冷凝等过程,汽化热较大的水与原油一起将 消耗大量的燃料和冷却水;
From Slug Catcher
To Crude Oil Surge Vessel
换热器定义:将热流体的部分热量传递给冷流体的设备,又称热交换器。 蛇管式换热器 按 作 用 原 理 和 传 热 方 式 分 套管式换热器 直接接触式 管式换热器 缠绕管式换热器 中间载热体式换热器:又称流体连接间接式换热器, 是把两个间壁式换热器由在其中循环的热载体连接起 蓄热式 管壳式换热器 来的换热器,热载体在换热器高温流体和低温流体之 间循环,在高温流体处接受热量,通过换热器把热量 螺旋板式换热器 间壁式 板面式换热器 释放给低温流体。 板式换热器 中间载热体式 板翅式换热器 其它型换热器 板壳式换热器 固定管板式 浮头式 U型管式
秦皇岛 南堡 秦皇岛
绥中36-1油田J区 旅大油田群
湾 东
40°
绥中36-1油田二期
40°
区块划分方法
塘沽
39°
南堡35-2油田 歧口18-1油田
海
曹妃甸 渤中25-1油田 渤中
秦皇岛32-6油田
旅大 39° 大连
歧口17-2油田 歧口17-3油田
歧口 38°
歧口18-2油田
渤湾Leabharlann 渤中26-2油田蓬莱 38°
LV-1502B:协助控制设备 液位,目前手动全关状态且 调节阀前后球阀关闭。上游 来液量剧增且下游设备处理 不了时中控协同现场手动进 行调节将多余液量泄至闭排。
LV-1502A:维持设备液位 稳定,目前通过自动调节控 制阀开度。 通过设定报警 值协助监测液位情况,阀设 上下限,上游来液量剧增时 中控手动进行调节,调节时 注意下游液位。
蓄热式换热器:又称回热 式换热器,借助固体(如 固体填料或多孔性格子砖 )构成的蓄热体,使热流 体和冷流体交替接触,把 热量从热流体传递给冷流 体。
优点:结构紧凑,价格便 宜,单位体积传热面大, 适用于气-气换热器。
缺点:仅适用于工艺上允 许两种流体混合的场所。
优点:结构简单,造价低廉,操作方便,可 承受较大流体介质压力。 沉浸式蛇管换热器 蛇 管 式 换 热 器 喷淋式蛇管换热器 缺点:管外流体流速小,传热系数小,传热 效率低,设备笨重。 应用:常用于高压流体、反应器的传热冷却 。
防冲板:在介质进口处的管段,经常受到高流速介质 换热器主要组合部件由管箱、壳体和内部换热管束等部分组成。换热管与管板采用 的冲刷,容易侵蚀及振动,所以要求在流体入口处装 强度焊加膨胀的连接形式,其密封性能较高,抗拉脱力强,因此可以将管束抽出, 置防冲板,以起保护作用。 清洗换热管及筒体内壁。
管箱:位于壳体两端,其作用是控制及分配管程流体。
To Fuel Gas Cooler
From BZ35-2CEPA and BZ34-6/7WHPA
To Crude Oil Heat Exchanger
原理:进入段塞流捕集器的物流,首先经入口折流板减速,进行简单 的气液分离。容器上壁设有波纹板,气体从波纹板间穿过时,其中大 部分气携液被分离出来,气体经过捕雾器从气相出口离开,液位从容 器底部离开,出口设有破涡器。
原油含盐的危害: 造成设备和管道的结垢和堵塞。在炉管、换热器内,温度升高使原油的粘度降低, 无机盐、固体颗粒很容易附着在不光滑的管线内表面上,形成盐垢,降低传热效 率,锈蚀管壁,严重时堵塞炉管或换热器,造成非计划停工; 影响腐蚀管线和设备。氯化物,特别是氯化钙、氯化镁,在加热和有水存在时发 生水解,放出氯化氢,遇水形成盐酸,造成原油蒸馏塔顶低温部位的腐蚀。 影响原油的深度加工。深度加工中大多是在催化剂存在下的化学变化,例如催化 裂化技术、加氢裂化等。在这些过程中,为防止催化剂中毒,必须对原料油中的 盐份给予限制。 原油处理的最终目的: 分离出油水混合液中的污水,污水进污水处理系统。经处理后,油中含水可降至 0.5%~15%,以利于原油进一步净化; 分离出油水混合液中的伴生气,伴生气进伴生气处理系统。经处理后,油中含气 达到如下要求: 分离质量(%)K≤0.5cm³/m³(气) 分离程度(%)S≤0.05m³/m³(液) 除去油水混合液中砂等杂质。
优点
省费用 工艺简单 脱水及机械杂质 实用性强 货源充足、价格低 廉 效率高
缺点
耗时、效果差 需要加热设施 需要淡水及泵设备 费用高
粗粒化脱水法
电场破乳脱水法 电化学联合破乳 脱水法
润湿
电荷异性相吸 化学与电场
乳化液
低含水原油 低含水原油
处理量少
需要电力设施
段塞流捕集器的主要作用是对来自渤中35-2CEPA平台和渤中34-6/7WHPA平台的生产流 体进行缓冲、消除段塞,并进行初步的两相分离。经过分离后的气体进入燃料气系统, 液体前往原油换热器(CEPA-E-2001A/B),入口管线设有消泡剂注入点。
填料函式
釜式重沸器
伞板式换热器
直接接触式换热器:又称 混合式换热器,利用冷热 流体直接接触,彼此混合 进行换热。为增加两流体 接触面积,充分换热,在 设备中常放置填料和栅板 ,通常采用塔状结构。
优点:传热效率高,单位 容积传热面积大,设备结 构简单,价格便宜。
缺点:仅适用于工艺上允 许两种流体混合的场所。
H-2001
折流板:引导壳 程流体反复地改 变方向作错流流 动或其他形式的 流动,并可调节 折流板间距以获 得适宜流速,提 高传热效率。另 外,折流板还可 起到支撑管束的 作用。 常用折流板有弓 形(单弓形及双 弓形常见)和圆 盘-圆环形两种:
H-2001
生产(一级)分离器为油、气、水三相分离设备,其主要接收来自上游原油换热器的 物流,同时接收来自热化学处理器(二级分离器)及电脱水器高温生产水,充分利用 热能以加强分离程度,入口管线设有反相破乳剂注入点。
优点:管外流体传热系数大,便于检修和清 洗。
缺点:体积庞大,冷却水用量较大,喷淋效 果不稳定。
套管式换热器:由直径不同的直管制成的同心套管,并由U形弯头连接而成。在这种 换热器中,一种流体走管内,另一种流体走环隙。 优点:结构简单,适用面广,两侧流体均可提高流速,两侧传热系数高。 缺点:金属消耗大,检修、清洗和拆卸麻烦,可拆连接处易泄露。 应用:一般用于高温、高压、小流量流体和所需传热面积不大的场合。
缠绕管式换热器:在芯筒与外筒之间的空间内将传热管按螺旋线形状交替缠绕而成, 相邻两层螺旋状传热管的螺旋方向相反,并采用一定形状的定距件使之保持一定的间 距。 应用:适用于同时处理多种介质、在小温差下需要传递较大热量且管内介质操作压力 较高的场合。
浮头式换热器:一端管板与壳体固定,而另一端的管板可在壳体内自由浮动,壳体 和管束对膨胀是自由的,当两种介质温差较大时,管束和壳体之间不产生热应力。 管程:介质流经换热管内的通道及与其相贯通的部分。 管程数:介质在换热管内沿换热管长度方向往返的次数。 壳程:介质流经换热管外的通道及与其相贯通的部分。 优点:管间、管内清洗方便;管束可自由伸缩,消除了热应力。 缺点:结构复杂,造价高,设备笨重,材料消耗大,浮头端制作时对密封要求高。 应用:壳体和管束之间壁温差较大或壳程介质易结垢的场合。
多级分离: 在系统中保持气液两相接触,在系统压力降低到某一数值时,把析出的天然气排掉。 系统压力再继续下降到另一较低的数值时,又把这一段降压过程中析出的天然气排 掉。如此反复,直至压力降为常压。每排气一次,称为一级分离,排几次气,称几 级分离。 在实际生产中,油气分离既不是一次分离,也不是连续分离,而是多级分离。由于 储罐中的压力总是低于其进口管线压力,在储罐中总有天然气析出,因此常常把储 罐作为多级分离的最后一级来对待,一个油气分离器和一个油罐组成二级分离,两 个油气分离器和一个油罐组成三级分离,其余依次类推。 多级分离的优点: 多级分离所得到的原油效率高、密度小。 多级分离得到的天然气量少,重组分在气体中的比例小。采用一级分离时,大量的 轻质汽油组分被白白地烧掉,使原油产品贬值; 多级分离能充分利用地层能量,减少输送成本。 多级分离时,级数越多,获得的原油量将越多,分离效果越好。但是,随着分离级 数的增加,在储罐中得到的原油回收增量却越来越少,而投资费用却大幅度上升, 经济效益下降,因此,分离级数不能过多。
原油换热器为浮头式换热器,其接收来自段塞流捕集器及垦利3-2WHPA的物流,通过 与来自电脱水器的合格原油进行换热升温,充分利用热能,加强原油下一步分离程度, 入口管线设有防垢剂注入点。
From Electric Dehydrator
To Production Separator
From KL3-2WHPA
油水分离: 油、水分离的基本原理是破坏乳化液油水界面膜的稳定性,使其破裂,促进水颗粒 凝聚成大水滴,使水从原油中沉降下来。
脱水方法
重力沉降和 增加停留时间 加热沉降法 热水冲洗法 化学破乳脱水法
原理
油水密度差 降低粘度 破坏界面膜 水洗 破坏界面膜