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1、第六章 原油稳定v原油稳定的目的v原油稳定的方法v原油稳定设备第一节 概述v 原油中含有C1C4的挥发性很强的轻组分，常 温常压下是气体，从原油中挥发时会带走大量的戊、己烷等组分，造成原油的大量损失。v将原油中挥发性强的轻组分脱出，降低原油在常温常压下的蒸汽压，这一工艺过程称原油稳定。v原油稳定的目的：降低原油蒸汽压，减少集输、储存中的蒸发损耗。v一般降到最高储存温度下饱和蒸汽压为当地大气压力的0.7倍。第二节 原油稳定方法v采用的方法：闪蒸法（常压、负压或正压）蒸馏法v原油组成不同，处理过程的工艺条件不同，决定了原油稳定方法不同。v原油稳定效果：轻组分的拔出率装置的投资和运行费用一、原油蒸气
2、压的影响因素v温度同一种原油的蒸气压随温度的升高而增大 。v组成相同温度下，轻烃含量高的原油蒸气压高 。v降低原油蒸气压：1、降低温度：受工艺条件限制，不易实现2、减少轻组分含量：切实可行二、闪蒸法v原理：利用原油中轻重组分挥发度不同实现轻 重组分的分离。在某一温度下，降低原油压力，轻组分由于饱和蒸气压高，率先挥发出来，重组分也有部分析出但数量少，气相中轻组分含量高，从 而达到从原油中分离出轻组分的目的。v未稳定原油的闪蒸分离过程的实质：是一次平衡汽化过程。v 闪蒸分离的原理流程 原油组成、进料温度、轻组分拔出率的要求 不同：负压、常压或微正压三种闪蒸方法。1、负压闪蒸 原油稳定的闪蒸压力（绝
3、对压力）比当地 大气压低即在负压条件下闪蒸，以脱除其中易 挥发的轻烃组分，这种方法称为原油负压稳定 法，又称为负压闪蒸法。负压稳定的操作压力一般比当地大气压低 0.030.05MPa；操作温度一般为5080。负压负压 闪蒸的典型工艺艺流程示意图图1电脱水器； 2原油稳定塔； 3真空压缩机； 4冷凝器； 5三相分离器； 6轻油泵； 7稳定原油罐； 8原油外输泵 图 负压稳定工艺流程示意图稳定工艺过程：未稳定原油 一般在5060C温度下进 入负压稳定塔。塔的顶部与压缩机进口相连，使塔的 真空度保持在200400毫米汞柱范围内。由 于负压，原油中的轻组分挥发进入气相，经 压缩机增压、脱除轻油和水后外
4、输。稳定后的原油由塔底流出，经泵增压 后输送至矿场油库，或进罐储存在经泵送至 矿场油库。 该法适用于密度较大的原油，因为较重 的原油中所含的轻组分较少，负压闪蒸能得到 较好的效果。否则，原油汽化量较大，利用气 体压缩机抽吸耗功过多，经济上不合理。当每吨原油的预测脱气量在5m3左右时， 适合采用此法。当原油中所轻组分较多时，采用加热闪蒸 法，适当提高分离压力，在常压或微正压下操 作。2、加热闪蒸加热闪蒸是在常压或微正压下进行。这种方法的闪蒸温度一般要比负压闪蒸法 高，需要在原油脱水温度（或热处理温度）的基 础上，再进行加热（或换热）升温才能满足闪蒸 温度要求。由于稳定原油温度较高，应考虑与出 塔
5、合格原油换热以回收一部分热量。操作压力一般在0.120.40MPa 内，操作 温度则根据操作压力和未稳定原油的性质确定， 一般为80120，特殊情况在130以上。加热闪蒸稳定工艺流程1脱水原油换热器； 2脱水原油加热器； 3稳定塔；4塔顶 冷凝器；5冷凝液分离器； 6稳定气压缩机； 7液烃泵； 8 塔三、分馏法稳定分馏法稳定：根据精馏原理脱除原油中的 易挥发组分。通俗来讲，就是根据轻重组分挥 发度不同去除原油中的轻组分。精馏：挥发度不同的组分所组成的混合液 ，在精馏塔中同时多次地进行部分气化和部分 冷凝，使其分离成几乎纯组分的过程。分馏法稳定的实质：多次平衡气化过程根据操作压力不同，分馏法可分
6、为常压分 馏和压力分馏。前者的操作压力为常压50kPa （表压），需设塔顶气体压缩机和塔底泵，适 用于密度较大的原油。压力分馏的操作压力在 50100kPa（表压）之间，一般可以不设塔顶 气体压缩机和塔底泵，适用于密度较小的原油 。根据精馏塔的结构和回流方式的不同， 分馏法又可分为提馏稳定法、精馏稳定法和全 塔分馏稳定法等三种。工程上常见提馏稳定法 和全塔分馏稳定法两种。1、提馏稳定法提馏稳定法工艺流程如下页图所示。该稳定塔内只设提馏段。原油从稳定塔的 顶部进塔后随即在塔顶闪蒸。闪蒸后的原油在 沿着各层塔板流向塔底的过程中，通过与上升 油气的多次接触，进行相间传质传热，使其中 易挥发组分不断转
7、入气相，将油气中的重组分 不断冷凝下来，最后从塔底获得稳定原油。此法用于稳定原油质量要求高、对拔出气 体纯度没有要求的原油稳定。提馏法原油稳定流程示意图1换热器； 2稳定塔；3压缩机；4冷凝器； 5三相分离器 ；6轻油泵；7塔底油泵；8重沸油泵； 9加热炉（器）2、全塔分馏稳定法全塔分馏法工艺流程如下图所示。该稳定塔内既有精馏段，亦有提馏段，塔 顶有回流，塔底有再沸系统，亦称为完全精馏 塔。原油经换热和加热后进入稳定塔中部，闪 蒸出来的油气穿过精馏段的各层塔板从塔顶逸 出，闪蒸后的原油沿着提馏段的各层塔板流到 塔底。出塔油气和塔底原油的走向，分别与精 馏法和提馏法相同。全塔分馏法原油稳定流程1
8、换热器； 2热介质换热器； 3稳定塔； 4压缩机；5冷凝器；6分离器；7轻油泵；8塔底油泵； 9重沸油泵；10重沸加热炉（器）这种工艺虽然复杂，能耗高，但分离效 率最高，稳定后的原油质量最好。全塔分馏法适用于含轻烃较多的原油， 特别是凝析油，当每吨原油预测脱气量在10m3 以上时，宜采用此法。 四、稳定方法选择v选择的依据：根据原油性质和稳定要求而定 。v稳定深度：指从未稳定原油中分出多少挥发 性最强的组分（C1C4）。通常用 最高储存温度下原油的蒸气压来衡量原油稳定深度。v我国对稳定原油的要求：稳定后原油的饱和蒸气压，在最高储存 温度下应不超过当地大气压；控制C6组分脱出的质量不超过稳定前原
9、 油中C6总含量的5。原油中，若含C4以下烃在5.5以上，则适 合于分馏稳定法。轻组分含量低的原油（C4以下烃含量在2.24 的原油），宜采用闪蒸分离。我国大部分原油的C1C4烃含量为0.82 ，因此多采用闪蒸分离稳定。国外广泛采用分馏稳定法。该法能比较彻底 地拔出原油中的甲烷、乙烷和丙烷，稳定质量好 。如原油中C1C4的质量含量低于0.5，一 般不必进行稳定处理。五、原油稳定的其它方法v多级分离稳定v油罐烃蒸气回收第三节 原油稳定设备一、稳定器稳定器是原油稳定的主体设备。多级分离工艺：油气分离器闪蒸分离稳定：闪蒸分离稳定塔，闪蒸罐 分馏法稳定：分馏塔 二、压缩机采用闪蒸分离法时，须由压缩机将
10、闪蒸汽 及时抽出，以保证闪蒸汽化过程的连续进行。 第七章 天然气净化与轻烃回收天然气净化轻烃回收第一节 天然气处理1、天然气来源与分类按矿藏特点的不同可将天然气分为气井气 （gas well gas）、凝析井气（condensate gas）和油田气（oil field gas）。前两者合 称非伴生气（unassociated gas），后者也称 为油田伴生气（associated gas）。天然气来源与分类气井气：即纯气田天然气，气藏中的天 然气以气相存在，通过气井开采出来，其中 甲烷含量高。凝析井气：即凝析气田天然气，气藏中 天然气以气体状态存在，是具有高含量可回 收烃液的气田气，其凝析液
11、主要为凝析油， 其次可能还有部分被凝析的水，这类气田的 井口流出物除含有甲烷、乙烷外，还含有一 定量的丙烷、丁烷及C5+以上的烃类。 天然气来源与分类油田气：即油田伴生气，它是伴随原油 共生，是在油藏中与原油呈相平衡接触的气 体，包括游离气（气层气）和溶解在原油中 的溶解气，从组成上亦认为属于湿气。在油 井开采情况中，借助气层气来保持井压，而 溶解气则伴随原油采出。油田气采出的特点是：组成和气油比（ gas-oil ratio，GOR，一般为20500m3气/t原油 ）因产层和开采条件不同而异，不能人为地 控制，一般富含丁烷以上组分。天然气来源与分类为了降低原油的饱和蒸气压，防 止原油在储运过
12、程中的挥发耗损，油田 上往往采用各种原油稳定工艺回收原油 中C1C5组分，回收回来的气体，称为 原油稳定气，简称原稳气。 2、天然气处理与加工的范畴天然气是在岩石圈中生成的，必须通 过油气井开采出来。所谓天然气处理与加 工就是指从井口到输气管网的全部过程。 一般经过采气管线、井场分离、集气管线 、净化处理、轻烃回收、输气管网等过程 。处理水饱和的、未加工的、酸性的富 气的天然气步骤可以用下图大概表示出来 。 天然气处理框图3、商品天然气技术指标v 热值（heat value）单位体积或质量天然气的高发热量或 低发热量。为使天然气用户能恰当地确定其加热 设备，确定热值是必要的。天然气质量的一个重
13、要指标就是沃泊 数（Wobbe number），它是天然气最高热 值与相对密度的平方根的比值。 商品天然气技术指标v含硫量（sulfur content ）常以H2S含量或总硫（H2S及其 它形态的硫）含量来表示。为了控制天然的腐蚀性和出于 对人类自身健康和安全的考虑，一般 而言，H2S含量不高于624mg/m3。油田气由于往往不含硫，故一 般不进行脱硫处理。 商品天然气技术指标v 烃露点（hydrocarbon point）在一定压力下从天然气中开始凝结出 第一滴液烃时的温度，它与天然气的压力 和组成有关。为防止天然气在输配管线中有液烃凝 结并在管道低洼处积液，影响正常输气甚 至堵塞管线，目
14、前许多国家都对商品天然 气规定了脱油除尘的要求，规定了一定压 力条件下天然气的最高允许烃露点。 商品天然气技术指标v 水露点（water dew point）与水蒸气含 量在地层温度和压力条件下，水在天然 气中通常以饱和水蒸气的形式存在，水蒸 气的存在往往给天然气的集输和加工带来 一系列的危害，因此，规定天然气的水蒸 气含量是十分重要的。天然气的含水量以单位体积天然气中 所含水蒸气量的多少来表示，有时也用天 然气的水露点来表示。商品天然气技术指标水露点指在一定压力条件下，天然 气与液态水平衡时（此时，天然气的含 水量为最大含水量，即饱和含水量）所 对应的温度。 一般要求天然气水露点比输气管 线
15、可能达到的最低温度低56。 天然气气质标准4、天然气净化内容v 伴生气内除烃类外，一般还含有水蒸气及相当数量的H2 S、CO2等酸性气体。v所谓天然气净化就是脱出水蒸气、硫化氢和二氧化碳等有害气体。5、天然气脱水方法v冷冻法v固体吸收法v液体吸收法（1）冷冻法v将含水天然气降温使气中所含水分凝析出 来排出。常用的降温手段为：v（1）氨制冷：液氨气化时要吸收大量的热量 ，利用氨气化吸取天然气热量，使其温度下降 到-5到-10C。v（2）节流膨胀：天然气经节流阀节流降压后 ，管内天然气在近似绝热条件下膨胀，致使天 然气自身温度降低。v（3）加压后冷却：天然气在温度不变的条件 下，含水量随压力的增高
16、而减少，因而可以先 对天然气加压然后冷却除去水分。（2）液体吸收法v采用吸湿性较强的液体与天然气接触，气中含水被吸收，吸收了水分的液体经处理再 生后重复使用。v吸湿液主要是甘醇（三甘醇、二甘醇）， 使用较多的为三甘醇。v三甘醇优点：再生效果好；分解温度高， 蒸发损耗小；再生设备简单；操作费用和投 资低于二甘醇。（3）固体吸收法v采用内部孔隙很多、内部比面积很大的固体 物质与含水天然气接触气中的水被吸附于固 体物质的空隙中。被水饱和了的固体物质经加 热再生后重复使用。v 常用固体吸附物有：硅胶、分子筛、活 性铁矾土、活性氧化铝等。6、天然气脱水工艺（1）甘醇脱水（2）硅胶脱水7、天然气脱硫v目的：脱除天然气中硫化氢、二氧化碳 和有机硫化物。v常用方法：应用醇氨溶液的化学吸收法 和环丁砜脱硫法。（1）化学吸收法v 化学吸收法是以可逆反应为基础，采用循环使 用的吸收剂吸收硫
