油气储运知识

1、油气储运工程简介油气储运工程简介 油气储运就是油和气的储存与运输。在石油工业内部，它是连油气储运就是油和气的储存与运输。在石油工业内部，它是连 接油气生产、加工、分配、销售诸环节的纽带。接油气生产、加工、分配、销售诸环节的纽带。 炼油厂和石化厂的油气储运炼油厂和石化厂的油气储运 终点分配油库（或配气站）的营销终点分配油库（或配气站）的营销 各转运枢纽的储存和装卸各转运枢纽的储存和装卸 油气的长距离运输油气的长距离运输 矿场油气集输及处理矿场油气集输及处理 1 2 3 4 油油 气气 储储 运运 工工 程程 主主 要要 内内 容容 5 油气储运工程的任务 把油井、气井产物高效、节能地处理成合 格

2、的天然气、原油、水和固体排放物。 调节油气田的生产。 把原油和天然气安全、经济地输送到各个 炼油企业和用户。 实现国家的战略石油储备。 国家成品油和天然气销售系统的安全、高 效运行。 油气储运系统油气储运系统 油气储存与销售系统 管道输送系统 油气集输系统 油气集输系统： 油井计量站联合站 合格原油 合格天然气 达到排放或回注 标准的水或砂 气井 气体处理 设施 压气站 输气管 道系统 用户 管道输送系统 首站中间站末站 储存设施或用户管网 油气储存与销售系统 炼油厂 各级储 备与分 配库 加油站 汽车 火车 飞机 轮船 码头 汽车 火车 轮船 井口井口 采油树采油树 出口出口 原油和原油和

3、天然气天然气 外输外输 油气油气 集输集输 1 油油 气气 计计 量量 2 集集 油油 、 集集 气气 3 油油 气气 水水 分分 离离 4 原原 油油 脱脱 水水 5 原原 油油 稳稳 定定 7 天天 然然 气气 脱脱 水水 10 输输 油油 、 输输 气气 一、一、 油油 气气 集集 输输 工工 艺艺 9 液液 烃烃 储储 存存 8 天天 然然 气气 轻轻 烃烃 回回 收收 6 原原 油油 储储 存存 油气集输油气集输就是油气的收集和运输。是指把各分散油井所生产的 石油及其产品集中起来，经过必要的初加工处理，使之成为合 格的原油和天然气，分别送往长距离输油管线的首站（或矿场 原油库）或输气

4、管线首站外输的全部工艺过程。 典型的油气集输系统框图典型的油气集输系统框图 二、油田油气集输流程二、油田油气集输流程 油气收集收集流程-油井至联合站 油气处理处理流程-联合站内流程 油气输送输送流程-联合站至原油库 流程设计的基本原则：流程设计的基本原则： “适用、可靠、经济、高效、注重环保” 1.油气集输流程分类油气集输流程分类 （1）按转油和量油方式分）按转油和量油方式分： 分井计量、分井转油分井计量、分井转油：每口井都装有量油分离器，计量和油气分离在 井场上进行，分离后的油气分别进入集油和集气管路输送。利用油井剩余 能量输送，分离器压力必须比集油管线压力高且有相当的余量。 集中计量、集中

5、转油：集中计量、集中转油：一个区的油井计量和分离工作都集中在计量转 油站，由一个生产分离器担任几口井的转油工作，把几口井的产物一起分 离，一起计量，另用一个单井分离器轮流计量每一口井的油气产量。 分井计量、集中转油：分井计量、集中转油：油井油气在井场计量后，油气再混入同一条管油井油气在井场计量后，油气再混入同一条管 线混输到转油站。转油站把混和物进行油气分离。节约管线，但必须注意线混输到转油站。转油站把混和物进行油气分离。节约管线，但必须注意 各井回压问题，否则油井间生产干扰特别严重。各井回压问题，否则油井间生产干扰特别严重。 （2）按加热保温方式分）按加热保温方式分： 加热保温输送；热水（蒸

6、汽）伴热保温输送；掺热介质输送；加热保温输送；热水（蒸汽）伴热保温输送；掺热介质输送； 不加热输送不加热输送； 掺热油； 掺热水； 物理法：热处理、掺水法、 掺入轻质油； 化学法 （3）按输送介质分：）按输送介质分： 单管密闭混输流程： 特点是油井产出的混和 物从井口到分离器计量后， 油气又重新混和，混输到转 油站，转油站再将油气分离， 分别外输，即分井计量、 集中转油。 油气分输流程（小站流程）： 特点是油井产出的油气 混和物从井口混输到计量站分 别计量油气产量，经过油气分 离分别将油气送到转油站和用 户。 （4）按集油管网形态按集油管网形态：米字型管网集油流程、排状或环型管网集油流程、放射

7、状 管网集油流程。 指整个油井串连在一条干 线上,相当于单管密闭混输, 单井计量、集中转油。 优点优点：省钢材、省设备； 缺点缺点：适应性差；集中控 制、自动化比较困难；井 口复杂。 相当于集中计量、集中转油 的小站流程。 优点优点：适应性强；后期调整 方便；井场设备简单，便于 集中控制，实现自动化。 缺点缺点：废钢材；投资大。 实际上是排状、米状结 合，相当于集中计量、 集中转油。 特点特点与米字形管网相同。 （5）按油气集输系统布站级数按油气集输系统布站级数：油井和原油库之间集输站场级 数； 一级布站集油流程一级布站集油流程：只有集中处理站； 二级布站集油流程二级布站集油流程：计量站和集中

8、处理站； 三级布站集油流程三级布站集油流程：计量站、接转站（增压）和集中 处理站； （6）集输系统密闭程度：集输系统密闭程度：开式和密闭流程 （7）按通往油井的管线数目按通往油井的管线数目： 单管集油流程单管集油流程：井场设有加热保温设备，油井产物在井口加热 后经一条管线输到集油站。 双管集油流程双管集油流程：由站向井场供蒸汽，蒸汽管线和油井的出油 管线并在一起，由蒸汽管给出油管内的油井产物加温，乏汽在井 口排放，井站之间也是两条管线。 三管集油流程三管集油流程：由站向井场泵送热水或热油，供热载体管线 往返于井站间，并与出油管线并在一起，由热载体循环给油井产 物加温，井站之间有三条管线。 （8

9、）目前通用的海上油气生产和集输系统流程）目前通用的海上油气生产和集输系统流程：半海半陆式 集输流程、全海式集输流程两种模式。 半海半陆式集输流程：半海半陆式集输流程： 适用于离岸近的中型油田和油气产量大的大型油田。是由 海上平台、海底管线和陆上终端构成等部分组成的。 全海式集输流程：全海式集输流程： 指油气的生产、集输、处理、储存均是在海上平台进行 的，处理后的原油在海上直接装船外运，适合于远离岸边的 中小型海上油田。 目前适于我国某些油田的高效油气集输流程有目前适于我国某些油田的高效油气集输流程有 不加热集输流程不加热集输流程 中压多级分离流程中压多级分离流程 “无泵无罐无泵无罐”流程流程

10、全密闭集输流程全密闭集输流程 “一级半一级半”流程流程 适当提高集输压力，增加油气分离级数适当提高集输压力，增加油气分离级数 利用井口压力直接输至联合站利用井口压力直接输至联合站 油气从井口到外输站的处理和输送全油气从井口到外输站的处理和输送全 过程不开口过程不开口 2.油气集输工艺流程油气集输工艺流程 （2）油田集油流程举例 1）双管掺活性水流程）双管掺活性水流程 2）二级布站油气集输流程）二级布站油气集输流程 3）单管环形集油流程）单管环形集油流程 4）稠油集输流程）稠油集输流程 a.高温集油流程：高温集油流程：单管加热集油流程和掺稀 降粘流程。 b.掺蒸汽集油流程掺蒸汽集油流程 5）气田

11、集气流程）气田集气流程 高压（10MPa）、中压（1.610MPa )、 低压（ 1.6MPa ） 两级降压 采气站：气液分离、计量、调压和脱除有 害气体。 （1）一次分离一次分离是油气混合物的油气两相一直在保持接触的条件 下逐渐降低压力，最后流入常压储罐，在罐中一次把油气分开。 （2）连续分离）连续分离是指气液混合物在管道中压力不断降低，并且不 断将逸出的天然气排出，直到压力降为常压。该方法生产中 无法使用。 （3）多级分离）多级分离：压力降到一定数值把气体排出，压力再降到 一定数值，在把气体排出，如此反复。 一个分离器和一个储罐为二级分离；二个分离器和一个储 罐为三级分离。 三、油气分离三

12、、油气分离 （二）分离器的类型和工作要求（二）分离器的类型和工作要求 1、分离器类型、分离器类型 （1）重力分离型：常用的为卧式和立式重 力分离器。 （2）碰撞聚结型：丝网聚结、波纹板聚结 分离器。 （3）旋流分离型：反向流、轴向流旋流分 离器、紧凑型气液分离器。 （4）旋转膨胀型。 2油气分离器的基本原理油气分离器的基本原理 (1)重力沉降原理重力沉降原理 主要靠气液密度不同气液密度不同实现分离。但它只能除去100微米以 上的液滴，保证不了分离效果，必须与其它分离方法配合。它 主要适用于沉降段主要适用于沉降段。 (2)离心分离原理离心分离原理 当液体改变流向时，密度较大的液滴具有较大的惯性，

13、就会 与器壁相撞，使液滴从气流中分离出来，这就是离心分离。它 主要适用于初分离段主要适用于初分离段。 (3)碰撞分离原理碰撞分离原理 气流遇上障碍改变流向和速度，使气体中的液滴不断在障碍 面内聚集，由于液滴表面张力的作用形成油膜。气流在不断地 接触，将气体中的细油滴聚集成大油滴，靠重力沉降下来。它 主要适用于捕雾段主要适用于捕雾段。 3油田常用的分离器油田常用的分离器 (1)立式分离器立式分离器 立式切向进口伞状结构分 离器结构见图22。 图22 立式切向进口伞状结构 分离器示意图 1-水包；2-水包隔板；3-量油 玻璃管；4-加水漏斗；5-气出 口；6-安全阀；7-分离伞；8- 油、气混合进

14、口；9-挡油帽； 10-筒体；11-油出口；12-支 架 立立 式式 二二 相相 分分 离离 器器 立立 式式 三三 相相 分分 离离 器器 优点：排污方便，优点：排污方便， 占地面积小。占地面积小。 立式分离器油、气分离的立式分离器油、气分离的工作原理工作原理： 当油气混合物沿着切线方向进入分离器后，立即沿着分离 器壁旋转散开，油的相对密度大，被甩到分离器壁上而下滑， 气的相对密度小则集中上升。 部分液滴落在挡油帽上散开，油、气进一步分离，油沿挡 油帽下滑，气上升。上升的气体经下层分离伞收集集中，从顶 部开口处上升进入上层分离伞，沿上层分离伞面上升，这样一 收一扩并几次改变流动方向，尤其在通

15、过伞斜面过程中，使初 分离出来的气体中携带的小油滴吸附在分离伞的斜面上，聚集 成较大的油滴而下滑落入分离器的下部，然后经油出口排出分 离器。而经两次分离脱出的比较纯净的天然气则从分离器顶部 的气出口排出。 油气分离器是在离心力作用、重力作用和油膜粘附作用三油气分离器是在离心力作用、重力作用和油膜粘附作用三 大作用下进行油气分离的，前两种力使油气分开，后一种是气大作用下进行油气分离的，前两种力使油气分开，后一种是气 体除油。体除油。 （2）卧式油、气分离器）卧式油、气分离器 卧式分离器与立式分离器相比具有处理量大的特点，因此， 卧式分离器适用于高产井适用于高产井。卧式分离器具体结构如图23所示。

16、 图23 卧式轴向进口分离器示意图 1-油、气混合物进口；2-分离器壳体；3-隔板；4-分离箱；5-气出口；6-浮标；7- 入孔盖；8-连杆机构；9-油阀；10-排污管 卧式二相分离器卧式二相分离器 卧式三相分离器卧式三相分离器 优点：气优点：气 液界面大；液界面大； 便于撬装便于撬装 卧式分离器的油、气分离原理是卧式分离器的油、气分离原理是： 当油气混合物从进口进入分离器后，喷到隔板上散开、因 扩散作用使溶于油中的天然气分离出来。 油靠自重下落从隔板下部弓形缺口通过，气体由隔板上半 部的许多小孔通过进入分离器箱。 携带有小油滴的天然气在分离箱内多次改变流动方向，小 油滴被凝聚下落。 分离器下

17、部油经出油阀排出分离器，而经分离后比较纯净 的天然气从气出口排出。 波纹板型- vane packs 波纹板 旋风分离器 紧凑型气液分离器 传统分离与分离新概念 旋转膨胀型分离器 （三）油气水三相分离器 液相停留时间530min 4.油气分离器的工作原理油气分离器的工作原理 包括以下几个部分： （1）初次分离部分）初次分离部分： 使进入分离器的油气混和物大体上分为以气相为主和以液相为主 的两部分。 （2）主要分离部分：）主要分离部分： 依靠油滴和气体的密度差，使被气体携带的油滴从气体中沉淀出来。 （3）除雾器：）除雾器： 气体通过除雾器时，被气体携带的更小的油滴被除雾器所吸附，并 逐渐积累成大

18、油滴，依靠重力掉入分离器盛液部分。 （4）液面、压力控制部分：）液面、压力控制部分： 盛液部分的液面控制盛液部分的液面控制是依靠液面控制机构把液面控制在一定的高 度上，使液相携带的气泡逸出液面进入气相空间，并造成液面出口液 封，以防止出油管窜气、输油泵抽空； 压力控制压力控制是由安装在气体出口管线上的压力调节阀控制，使分离 器在规定的压力下工作。分离器液面和压力必须进行有效的控制，这 是保证分离器正常运行的必要条件。 5.分离器的工艺设计原则分离器的工艺设计原则 (1)从气体中分出油滴从气体中分出油滴 要求：油滴沉降至气液界面的时间小于气流把油滴带出分 离器时间。 沉降时间主要与液滴直径有关，

19、油滴直径为10270m。 由上述原则设计出分离器尺寸。 (2)从原油中分出气泡从原油中分出气泡 原油中气泡上升速度大于任一液面的下降速度。 不起泡原油停留时间13min，起泡原油停留时间520min。 6、对分离器工作质量的要求、对分离器工作质量的要求 气液界面大、滞留时间长；油气混合物接近相平衡状态。 具有良好的机械分离效果，气中少带液，液中少带气。 同时满足气中除液和液中除气的要求； 不同气液比用液位调节器进行调节； 处理量大时多台并联工作。 7、分离器总体设计要求、分离器总体设计要求 四、四、 原油净化原油净化 原油净化的目的 油井产物：原油、天然气、水、盐、泥 砂等。 原油含水的危害为

20、原油含水的危害为： 水增大了油井采出液的体积，降低了设 备和管道的有效利用率 增大了管道输送中的动力和热力消耗 引起金属管道和设备的结垢与腐蚀 对炼油加工过程产生影响 原油原油 脱水脱水 效果效果 1 1 原油脱水原油脱水 2 2 降低原油含盐量降低原油含盐量 3 3 降低原油中的机械杂质降低原油中的机械杂质 原原 油油 中中 的的 水水 分分 游离水游离水 乳化水乳化水 成游离状态，在常温下用简成游离状态，在常温下用简 单的沉降法短时间内就能从单的沉降法短时间内就能从 油中分离出来。油中分离出来。 形成油水乳状液，形成油水乳状液， 很难用沉降法分离。很难用沉降法分离。 “油包水油包水”型乳状

21、液型乳状液 “水包油水包油”型乳状液型乳状液 原原 油油 脱脱 水水 原油的脱水过程原油的脱水过程 破乳破乳沉降沉降 脱脱 水水 处处 理理 的的 方方 法法 加热加热 化学破乳化学破乳 电聚集电聚集 重力沉降重力沉降 热化学脱水热化学脱水 重力沉降脱水重力沉降脱水 电化学脱水电化学脱水 一段脱水一段脱水 二段脱水二段脱水 1 2 3 4 4.4. 原原 油油 脱脱 水水 典型的脱水流程典型的脱水流程 4.4.原油脱水原油脱水 原油乳状液 “油包水型乳状液W/O”：水以极微小颗粒分 散在原油中，水是分散相（内相），油是 连续相（外相） 。 “水包油型乳状液O/W”：油以极小颗粒分 散在水中，油

22、是内相、水是外相。 形成条件为形成条件为：剧烈混合、乳化剂（天然乳 化剂）存在。 原油脱水方法 脱游离水和脱乳化水，主要解决脱乳化水 问题。 乳状液的破坏称破乳。 破乳过程：分散水滴相互靠近、碰撞、界 面膜破裂、水滴合并、沉降分离。 原油脱水方法：原油脱水方法：注入化学破乳剂、重力沉 降脱水、利用亲水表面使乳化水粗粒化脱 水、电脱水等。 （一）原油热化学脱水（一）原油热化学脱水 将含水原油加热到一定温度，并在原油中加入适量的破乳剂。 目的：目的：改变油水界面张力和乳状液类型，破坏乳状液稳定性，达到油 水分离的目的。 化学破乳剂的破乳机理：化学破乳剂的破乳机理： （1）破乳剂能抵消乳化剂在油水界

23、面的作用； （2）化学破乳剂具有更高的表面活性，能将原油中的乳化剂从油水界 面顶替出来，而构成一个新的、易破裂的界面膜，这种膜在重力沉降 或电场力作用下容易破裂，使油水分离； （3）破乳剂能使沥青等胶状物分散，从而将它们从油水界面上除去； （4）在含固体粉末的稳定乳状液内加入破乳剂后，能使固体粉末为一 相（油或水）完全润湿，使其脱离油水界面进入该相内，从而破坏油 水界面膜。 1、破乳剂的分类和筛选、破乳剂的分类和筛选 按分子结构按分子结构：离子型和非离子型 离子型离子型：溶于水时能电离形成离子 非离子型非离子型：在水溶液中不能电离。水溶性、 油溶性和部分溶于油的混合溶性三类。 针对性强，使用时

24、必须进行筛选。 2、热化学脱水流程、热化学脱水流程 必须有破乳剂加入地点和油水分离容器。 （二）热沉降脱水（二）热沉降脱水 1.热沉降脱水的原理热沉降脱水的原理 （1）削弱油水界面膜的强度）削弱油水界面膜的强度 原油中的主要乳化剂是沥青、胶质、石蜡等。随着温度的升高，这些物质 在油中的溶解度增大，使其亲油性能增加，几乎全部溶解于油中，从而脱离 油水界面，达到降低水滴保护膜机械强度的目的。 随着温度的升高，水滴的体积将发生膨胀，使油水界面膜受到胀力的作用， 这将降低界面膜的机械强度，在水滴膨胀时，界面膜容易破裂，有利于水滴 的合并。 温度的提高，向系统输入了能量，使分子的布朗运动加剧，增加了水滴

25、 间的碰撞次数和碰撞力，从而加速了油水界面膜的破坏。 （2）增大油水密度差）增大油水密度差 在温度为050的范围内，原油和水的膨胀系数是不同的，原油的密度 随温度的变化要比水变化得快，因此，加热增大了油水的密度差。 （3）降低原油粘度）降低原油粘度 原油粘度随温度的升高而降低,特别是乳化原油的粘度随温度的变化更明 显.原油粘度的降低，减少了水滴在沉降过程中的摩擦阻力，加快了水滴在原 油中的沉降速度。 2.沉降罐沉降罐 加热沉降脱水的主要设备是沉 降罐，沉降罐的形式形式可分为立式 和卧式两种。 目前油田所用的沉降罐大多采 用具有水封装置的立式沉降罐。 可自动调节油水界面，以保持沉 降脱水的平衡和

26、稳定，结构如右 所示。 1、电脱水机理、电脱水机理 适用于处理含水率小于适用于处理含水率小于30%油包水型乳状液。油包水型乳状液。 将原油置于高压直流或交流电场中，由于电场对 水滴的作用，削弱了水滴界面膜的强度，促进水 滴的碰撞，使水滴聚结成粒径较大的水滴，在原 油中沉降分离出来。 聚结方式：聚结方式：电泳聚结、偶极聚结、震荡聚结。 交流电场中交流电场中，偶极聚结、震荡聚结为主；直流电直流电 场中场中电泳聚结为主，偶极聚结为辅。 （三）原油电脱水（三）原油电脱水 若热化学脱水达不到商品原油含水率指标 时，可采用电脱水。 （1）电泳聚结）电泳聚结 把原油乳状液置于通电的两个平行电极中，水滴将向同

27、自身 所带电荷极性相反的电极运动，即带负电荷的水滴向正电极 运动，带正电荷的水滴向负极运动，这种现象称为电泳。 因水滴的大小不等、带电量不同，运动速度也不同，水滴会 发生碰撞聚结。 （2）偶极聚结）偶极聚结 水滴受电场的极化和静电感应，水滴两端带上不同极性的 电荷，形成诱导偶极。 受电场作用，水滴变形，界面膜强度降低。 多个水滴形成水链，相互吸引，碰撞合并成大水滴。 （3）振荡聚结）振荡聚结 交流电场中电场方向不断改变，水滴内的各种正负离子不 断做周期性往复运动，使水滴两端的电荷极性发生变化， 界面膜受到冲击，强度降低，水滴聚结沉降。 2、电脱水器 典型的脱水流程典型的脱水流程 4.4.原油脱

28、水原油脱水 四、四、 原原 油油 稳稳 定定 原油稳定原油稳定 原油中含有C1C4的挥发性很强的轻组分，储存 时会产生蒸发损失，通过一系列工艺措施，比较完整 的将原油中挥发性强的轻组分脱出，降低原油蒸汽压， 以减少挥发损耗，这一工艺过程称原油稳定。 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。 稳定脱出气体变成天然气、液化石油气和轻烃。 原油稳定方法：大罐抽气法、负压闪蒸、正压闪蒸和 分馏。 将原油中的轻组分脱出，降将原油中的轻组分脱出，降 低其蒸汽压，减少蒸发损耗，低其蒸汽压，减少蒸发损耗， 称为原油稳定。称为原油稳定。 原原 油油 稳稳 定定 的的 方方 法法 闪蒸法闪蒸法

29、 分馏法分馏法 负压闪蒸负压闪蒸 正压闪蒸正压闪蒸 1 2 采取哪种方法，应根据采取哪种方法，应根据 原油的性质、能耗、经原油的性质、能耗、经 济效益的原则确定。济效益的原则确定。 大罐抽气法大罐抽气法 1、 负压闪蒸负压闪蒸 原油稳定的原油稳定的闪蒸压力（绝对压力）比当地大气压低闪蒸压力（绝对压力）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，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。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负压稳定的操作压力一般比当地大气压低一般比当地大气压低0.030.03

30、0.05MPa0.05MPa；操作温度一般为；操作温度一般为50508080。 该法该法适用于含轻烃较少的原油，当每吨原油的预，当每吨原油的预 测脱气量在测脱气量在5m5m3 3左右时，适合采用此法。左右时，适合采用此法。 负压闪蒸原理流程图负压闪蒸原理流程图 1-电脱水器；电脱水器；2-稳定塔；稳定塔；3-负压压缩机；负压压缩机； 4-冷却冷凝器；冷却冷凝器；5-三相分离器：三相分离器：6-泵泵 原油中碳一原油中碳一 碳四含量小于碳四含量小于2 2（质（质 量比）、密度较大时，可采用负压量比）、密度较大时，可采用负压 闪蒸。闪蒸。 2、微正压闪蒸微正压闪蒸 微正压稳定法又称加热闪蒸稳定法，这

31、种方法的微正压稳定法又称加热闪蒸稳定法，这种方法的 闪蒸温度一般要比负压闪蒸法高闪蒸温度一般要比负压闪蒸法高，需要在原油脱，需要在原油脱 水温度（或热处理温度）的基础上，再进行加热水温度（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（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，应考虑与出塔合格原油换热以定原油温度较高，应考虑与出塔合格原油换热以 回收一部分热量。回收一部分热量。正压闪蒸稳定的操作压力正压闪蒸稳定的操作压力一般一般 在在0.120.120.40MPa 0.40MPa 内，操作温度则根据操作压力内，操作温度则根据操作压力 和未稳定原油

32、的性质确定，一般为和未稳定原油的性质确定，一般为8080120120，特，特 殊情况在殊情况在130130以上。以上。 正压闪蒸原理流程图正压闪蒸原理流程图 l-换热器；换热器；2-加热炉；加热炉； 3-闪蒸塔；闪蒸塔；4-冷凝器；冷凝器； 5-三相分离器；三相分离器； 6-泵泵 当有余热可利用或与其他工艺结合时，即当有余热可利用或与其他工艺结合时，即 使碳一使碳一 碳四含量少时，也可考虑用加热碳四含量少时，也可考虑用加热 闪蒸和分馏稳定工艺。闪蒸和分馏稳定工艺。 3、分馏法稳定、分馏法稳定 分馏法稳定，就是根据精馏原理脱除原油中的易分馏法稳定，就是根据精馏原理脱除原油中的易 挥发组分。精馏是

33、将由挥发度不同的组分所组成的混合挥发组分。精馏是将由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，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。使其分离成几乎纯组分的过程。根据操作压力不同，分根据操作压力不同，分 馏法可分为常压分馏和压力分馏。馏法可分为常压分馏和压力分馏。前者的操作压力为常前者的操作压力为常 压压50kPa（表压），需设塔顶气压缩机和塔底泵，（表压），需设塔顶气压缩机和塔底泵，适适 用于密度较大的原油用于密度较大的原油。压力分馏的操作压力在。压力分馏的操作压力在50 100kPa（表压）之间，一般可以不设塔顶气压

34、缩机和（表压）之间，一般可以不设塔顶气压缩机和 塔底泵，塔底泵，适用于密度较小的原油适用于密度较小的原油。根据精馏塔的结构和根据精馏塔的结构和 回流方式的不同，回流方式的不同，分馏法又可分为提馏稳定法、精馏稳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定法和全塔分馏稳定法等三种。工程上常见提馏稳定法。工程上常见提馏稳定法 和全塔分馏稳定法两种。和全塔分馏稳定法两种。 （1）提馏稳定法）提馏稳定法 提馏稳定法工艺流程如下页图所示。该稳定提馏稳定法工艺流程如下页图所示。该稳定 塔内塔内只设提馏段只设提馏段。原油从稳定塔的。原油从稳定塔的顶部进塔顶部进塔后随后随 即在塔顶闪蒸。闪蒸后

35、的原油在沿着各层塔板流即在塔顶闪蒸。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，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入进行相间传质传热，使其中易挥发组分不断转入 气相，将油气中的重组分不断冷凝下来，最后从气相，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。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。度没有要求的原油稳定。 提馏法原油稳定流程示意图提馏法原油稳定流程示意图 1换热器；换热器； 2稳定塔；稳定塔；3压缩机；压缩机；4冷

36、凝器；冷凝器； 5三相分离三相分离 器；器；6轻油泵；轻油泵；7塔底油泵；塔底油泵；8重沸油泵；重沸油泵； 9加热炉（器）加热炉（器） 设备多，流程复设备多，流程复 杂，操作要求高，杂，操作要求高， 是国外应用最广是国外应用最广 泛的原油稳定方泛的原油稳定方 法。法。 （2 2） 全塔分馏稳定法全塔分馏稳定法 全塔分馏法工艺流程如下图所示。该稳定塔全塔分馏法工艺流程如下图所示。该稳定塔 内内既有精馏段，亦有提馏段，塔顶有回流，塔底既有精馏段，亦有提馏段，塔顶有回流，塔底 有再沸系统有再沸系统，亦称为完全精馏塔。原油经换热和，亦称为完全精馏塔。原油经换热和 加热后进入加热后进入稳定塔中部稳定塔中

37、部，闪蒸出来的油气穿过精，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。这种工油的走向，分别与精馏法和提馏法相同。这种工 艺虽然复杂，能耗高，但艺虽然复杂，能耗高，但分离效率最高，稳定后分离效率最高，稳定后 的原油质量最好的原油质量最好。全塔分馏法。全塔分馏法适用于含轻烃较多适用于含轻烃较多 的原油，特别是凝析油，当每吨原油预测脱气量的原油，特别是凝析油，当每吨原油预测脱气量 在在10m3以上时，宜采用此法以上时

38、，宜采用此法。 全塔分馏法原油稳定流程全塔分馏法原油稳定流程 1换热器；换热器； 2热介质换热器；热介质换热器； 3稳定塔；稳定塔； 4压缩机；压缩机； 5冷冷 凝器；凝器； 6分离器；分离器；7轻油泵；轻油泵； 8塔底油泵；塔底油泵； 9重沸油泵；重沸油泵； 10重沸加热炉（器）重沸加热炉（器） 4、稳定方法选择、稳定方法选择 原油中，若含原油中，若含C4 以下烃在以下烃在5.5，则，则 适合于分馏稳定法适合于分馏稳定法， 而轻组分含量低的原而轻组分含量低的原 油（油（C4以下烃含量在以下烃含量在 2.24的原油），的原油），宜宜 采用闪蒸分离采用闪蒸分离。我国。我国 大部分原油的大部分原油

39、的C1C4 烃含量为烃含量为0.82， 因此多采用闪蒸分离因此多采用闪蒸分离 稳定。稳定。 5、原油稳定的其它方法、原油稳定的其它方法 多级分离稳定多级分离稳定 油井流体 高压气 中压气低压气 稳定原油 去储罐 高压分离器中压分离器 低压分离器 大罐抽气大罐抽气 大气温度和罐内液位的不断变化等都会引起罐内液面上的油 气混和物从油罐中排出，造成油品的蒸发损耗。为了回收油罐 顶部气体，同时保证大罐不被损坏，目前原油处理站上采用了 对油罐进行常压密闭抽气，来回收油罐顶部气体，以降低油 气损耗，这种方法称为大罐抽气法。 大罐抽气法是利用原油处理站内的沉降脱水油罐，在罐顶装 上抽气管线，利用真空泵（或压

40、缩机）对沉降罐进行常压密闭 抽气，把抽出来的油蒸气送往压气站，实现原油的密闭集输。 五、五、天然气处理与轻烃天然气处理与轻烃 回收回收 1、天然气来源与分类、天然气来源与分类 按矿藏特点的不同可将天然气分为按矿藏特点的不同可将天然气分为气井气气井气 （gas well gas）、）、凝析井气凝析井气（condensate gas）和）和油田气油田气（oil field gas）。前两者合）。前两者合 称称非伴生气非伴生气（unassociated gas），后者也），后者也 称为称为油田伴生气油田伴生气（associated gas）。）。 天然气来源与分类天然气来源与分类 气井气气井气：即纯

41、气田天然气，气藏中的天：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，其中然气以气相存在，通过气井开采出来，其中 甲烷含量高。甲烷含量高。 凝析井气凝析井气：即凝析气田天然气，气藏中即凝析气田天然气，气藏中 以气体状态存在，是具有高含量可回收烃液以气体状态存在，是具有高含量可回收烃液 的气田气，其凝析液主要为凝析油，其次可的气田气，其凝析液主要为凝析油，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，还含有一定量的出物除含有甲烷、乙烷外，还含有一定量的 丙烷、丁烷及丙烷、丁烷及C5+以上的烃类。以上的烃类。 天然气来

42、源与分类天然气来源与分类 油田气：油田气：即油田伴生气，它是伴随原油共生，是在即油田伴生气，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）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。解气则伴随原油采出。 油田气采出的特点是油田气采出的特点是：组成和气油比（：组成和气油比（gas-oil ratio，GOR，一般为，一般为20500m3气 气/t原油原

43、油）因产层和开采 ）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条件不同而异，不能人为地控制，一般富含丁烷以上组 分。与此同时，为了降低原油的饱和蒸气压，防止原油分。与此同时，为了降低原油的饱和蒸气压，防止原油 在储运过程中的挥发耗损，油田上往往采用各种原油稳在储运过程中的挥发耗损，油田上往往采用各种原油稳 定工艺回收原油中定工艺回收原油中C1C5组分，回收回来的气体，称为组分，回收回来的气体，称为 原油稳定气原油稳定气，简称原稳气。，简称原稳气。 2、天然气处理与加工的范畴、天然气处理与加工的范畴 天然气是在岩石圈中生成的，必须通天然气是在岩石圈中生成的，必须通 过油气井开

44、采出来。过油气井开采出来。所谓天然气处理与加所谓天然气处理与加 工工就是指从井口到输气管网的全部过程。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、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、酸性的富处理水饱和的、未加工的、酸性的富 气的步骤可以用下图大概表示出来。气的步骤可以用下图大概表示出来。 天然气处理框图天然气处理框图 3、商品天然气技术指标、商品天然气技术指标 热值热值（heat value）：是指单位体积或质量天然气的）：是指单位体积或质量天然气的 高发热量或低发

45、热量。为使天然气用户能恰当地确定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。天然气质量的一个其加热设备，确定热值是必要的。天然气质量的一个 重要指标就是沃泊数（重要指标就是沃泊数（Wobbe number），它是天然），它是天然 气最高热值与相对密度的平方根的比值。气最高热值与相对密度的平方根的比值。 含硫量含硫量（sulfur content ）：常以）：常以H2S含量或总硫含量或总硫 （H2S及其它形态的硫）含量来表示。为了控制天然及其它形态的硫）含量来表示。为了控制天然 气的腐蚀性和出于对人类自身健康和安全的考虑，一气的腐蚀性和出于对人类自身健康和安全的

46、考虑，一 般而言，般而言，H2S含量不高于含量不高于624mg/m3。油田气由于往。油田气由于往 往不含硫，故一般不进行脱硫处理。往不含硫，故一般不进行脱硫处理。 商品天然气技术指标商品天然气技术指标 烃露点烃露点（hydrocarbon point）：即在一定压）：即在一定压 力下从天然气中开始凝结出第一滴液烃时的温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，微量重烃度，它与天然气的压力和组成有关，微量重烃 的影响比常量轻组分的影响更突出。为防止天的影响比常量轻组分的影响更突出。为防止天 然气在输配管线中有液烃凝结并在管道低洼处然气在输配管线中有液烃凝结并在管道

47、低洼处 积液，影响正常输气甚至堵塞管线，目前许多积液，影响正常输气甚至堵塞管线，目前许多 国家都对商品天然气规定了脱油除尘的要求，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规定了一定压力条件下天然气的最高允许烃露 点。点。 商品天然气技术指标商品天然气技术指标 水露点（水露点（water dew point）与水蒸气含量）与水蒸气含量：在地层：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

48、，因此，规定天然气的水蒸气含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。量是十分重要的。天然气的含水量天然气的含水量以单位体积天然气以单位体积天然气 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。露点来表示。水露点水露点指在一定压力条件下，天然气与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，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。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可能达到的最低温一般要求天然气水露点比输气管线可能达到的

49、最低温 度还低度还低56。 天然气气质标准天然气气质标准 4、天然气净化内容、天然气净化内容 伴生气内除烃类外，一般还含有水蒸气及相伴生气内除烃类外，一般还含有水蒸气及相 当数量的当数量的H2 S、CO2等酸性气体。等酸性气体。 所谓天然气净化所谓天然气净化就是脱出就是脱出水蒸气、硫化氢和水蒸气、硫化氢和 二氧化碳二氧化碳等有害气体。等有害气体。 (一)天然气脱水方法 冷冻法 固体吸收法 液体吸收法 （1）冷冻法 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： 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。 2）节流膨胀：天

50、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。 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 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。 吸湿液主要是甘醇（三甘醇、二甘醇）， 使用较多的为三甘醇。 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 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

51、经加热再生后重复使 用。 常用固体吸附物有：硅胶、分子筛、活性铁矾土、 活性氧化铝等。 天然气脱水工艺 （1）甘醇脱水 （2）硅胶脱水 （3）固体吸附法脱水的工艺流程）固体吸附法脱水的工艺流程 各种固体吸附法脱水的 吸附和再生的设备及工艺流程 基本是相同的。处理量较小的 可用两个脱水器切换吸附和再 生；处理量较大的可用三个或 四个脱水器。 该装置使用时的两个操作，一个是再该装置使用时的两个操作，一个是再 生，一个是冷却。生，一个是冷却。例如，在一次运转中， 脱水器3,4用于吸附，此时脱水器5冷却， 脱水器6再生。湿天然气经过压力调节 阀减压后进入脱水器3.4，自上而下地 通过脱水器，水蒸气被吸

52、附剂吸附，出 脱水器后的天然气即可满足管输要求。 从压力调节阀前引出作再生用的湿气，从压力调节阀前引出作再生用的湿气， 先进入再生好的脱水器5作冷却气，被 初步加热后再进加热炉2进一步加热， 达到再生温度后进脱水器6对吸附剂进 行再生;热的再生气被水饱和后热的再生气被水饱和后去空气 冷却器7冷却，使水蒸气凝析出来，再 进闪蒸分离器1分离，除去污水后的再 生气重新与湿天然气混合。当脱水器当脱水器 3,4吸附饱和后，脱水器吸附饱和后，脱水器5,6已再生完毕已再生完毕; 再用脱水器再用脱水器5,6进行吸附脱水，而对脱进行吸附脱水，而对脱 水器水器3,4进行再生，进行再生，如此重复、循环， 连续操作。

53、 (二)天然气脱硫 目的：脱除天然气中硫化氢、二氧化碳和 有机硫化物。 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 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化氢。而当压力、 温度和吸收剂的浓度变化时，硫化氢又可 从吸收剂中分出，即常讲的吸收和解吸过 程。 化学吸收常用乙醇胺法、苏打法及碳酸钾 法等。目前广泛采用乙醇胺法。 乙醇胺法优点 适用范围广； 溶液吸收能力强、脱硫程度高； 溶液反应性强，酸性负荷最大，易于再生； 溶解稳定性强，不易变质； 易于实现自动化控制，降低工人劳动强度。 乙醇胺法缺点 溶液易起泡，影响正常操作； 单位体积吸收过多酸气后易于

54、腐蚀设备； 不能脱除有机硫，当天然气中含羟基硫时 将增大乙醇胺消耗量； 水、电、汽耗量大，硫磺回收需另增设一 套装置。 化学反应式 25-40C自左向右反应-气体脱硫过程 大于105 C自右向左反应-溶液再生过程 工艺流程 （2）环丁砜脱硫法 环丁砜脱硫法是60年代发展起来的新方法。 它适用于含有机硫和凝析油较多的高含硫 天然气的净化，其工艺流程与设备与乙醇 胺法相同。 砜：硫酰基与烃基结合而成的有机化合物。 (英文sulfone) 环丁砜脱硫法优点 在高硫化氢分压下，溶液允许负荷较胺液 高一倍。 水、电、蒸汽耗量少1/2左右； 能脱除有机硫，而溶液不会变质； 不易起泡，对设备腐蚀小； 环丁砜

55、蒸气压低，故损耗少，冬天不易冻 结。 缺点：环丁砜价格较贵，来源困难。 5. 轻轻 烃烃 回回 收收 （1 1）原理）原理 轻烃回收工艺主要有三类轻烃回收工艺主要有三类：油吸收法；吸附法；：油吸收法；吸附法； 冷凝分离法。当前，冷凝分离法。当前，普遍采用冷凝分离法实现轻实现轻 烃回收。烃回收。 利用原料气中各组分沸点不同，冷凝温度不同的利用原料气中各组分沸点不同，冷凝温度不同的 特点特点，在逐步降温过程中，将沸点较高的烃类冷，在逐步降温过程中，将沸点较高的烃类冷 凝分离出来。该法的特点是需要提供足够的冷量凝分离出来。该法的特点是需要提供足够的冷量 使气体降温。冷量有用冷剂制冷的，有用气体膨使气

56、体降温。冷量有用冷剂制冷的，有用气体膨 胀制冷的，或者联合应用两种制冷工艺的。胀制冷的，或者联合应用两种制冷工艺的。 根据所提供冷量的级位可将其分为根据所提供冷量的级位可将其分为浅冷和深冷浅冷和深冷。 冷量可有两种冷源产生，即冷量可有两种冷源产生，即外加冷源和膨胀机自外加冷源和膨胀机自 身制冷。身制冷。 （2 2）冷源）冷源 外加冷源：外加冷源：一般采用氨制冷循环，丙烷制冷循环一般采用氨制冷循环，丙烷制冷循环 或氟里昂制冷循环，若单独采用外冷源时或氟里昂制冷循环，若单独采用外冷源时一般为一般为 浅冷工艺。浅冷工艺。 膨胀机制冷：膨胀机制冷：采用膨胀机制冷的装置，靠膨胀采用膨胀机制冷的装置，靠膨

57、胀 机出口低温气体作为主要冷源，机出口低温气体作为主要冷源，一般用于深冷工一般用于深冷工 艺。艺。 膨胀机制冷与外加冷源相结合：膨胀机制冷与外加冷源相结合：以补充膨胀机冷以补充膨胀机冷 量供给不足，降低高压气体的冷凝温度。量供给不足，降低高压气体的冷凝温度。 （3）工艺流程的七个环节 原料气预处理-除油、游离水和泥砂； 原料气增压 净化 冷凝分离 制冷 凝液的稳定与切割 产品储罐 （4）浅冷轻油回收工艺 目的：降低气体露点 （5）膨胀机制冷深冷轻油回收）膨胀机制冷深冷轻油回收 （6）固体吸附法回收轻烃）固体吸附法回收轻烃 固体吸附法回收轻烃和固体吸附脱水的原理是相同的，只是因目的不同而 采用了

58、不同的吸附剂。工业上常用于回收轻烃的吸附剂有活性炭、硅胶、 硅藻土等。1 kg活性炭具有106m2的有效吸附面积，其吸附能力很强。因 此，活性炭成为工业上回收轻烃的重要吸附剂。活性炭吸附剂对气体混合 物各组分的吸附具有选择性，只是对C3以上的烃类有吸附能力，这就是用 吸附法能从天然气中回收轻烃的主要依据。 活性炭吸附过程大致可分四步进行活性炭吸附过程大致可分四步进行: 1)用活性炭从气体混合物中吸附某 些组分; 2)进行解吸，将吸附质以气体逐出 后，进行冷凝回收; 3)活性炭干燥; 4)活性炭冷却。 重新重复以上过程，连续生产。 活性炭吸附法回收轻烃的过程一般为 间歇式周期性作业(用较多的吸附

59、器 也可连续作业)。 当原料气在吸附器I中进行吸附时，同时 在吸附器I I 中进行解吸、干燥和冷却的 再生过程。 六、含油污水处理六、含油污水处理 油田含油污水处理油田含油污水处理主要是指解决从油层中 采出的油水混合物在初加工过程中，经脱 水设备脱出的含油污水的处理间题。 由于这种水中的主要污染物为原油，故称 为油田含油污水。 方法：方法：机械除油、混凝除油、气浮分离、 过滤 1.机械除油机械除油 （1）平流式隔油池）平流式隔油池 平流式隔油池如图所示，是油田含油污水处理时最常用的一 种构筑物。含油污水在隔油池内的运动过程中，不溶于水的 质点同时受着自身重力和浮力的两种力的作用，二力的合力 决

60、定了质点的运动速度和方向。油珠的密度小于水的密度， 上浮于水面;固体颗粒的密度大于水的密度，下沉到池底。所 以隔油池同时也是沉淀池。 (2)斜板、斜管沉淀池斜板、斜管沉淀池 在斜板、斜管中，水流从平行板或斜管的一端流到另一 端。每两块斜板相当于一个很浅的沉淀池，每根方截面管也 相当于一个小沉淀池。 斜板、斜管沉淀池具有占地面积小、投资省、效率高、 沉降时间短等优点。 (3)粗粒化除油罐粗粒化除油罐 粗粒化除油罐是20世纪70年代发展起来的除油技术。 根据斯托克斯定律，在污水含油率、油水密度一定的条件 下，污水中油珠直径越大，上浮的速度就越快。为了提高 除油设备的除油效率，就要增大油珠的直径，粗