原油稳定授课教案

第六章原油稳定概述本章主要讲述了原油稳定的目的和要求、原油稳定的方法、闪蒸稳定和分馏稳定的原理和工艺流程、原油稳定的其它方法、稳定方法的选择以及原油脱硫等方面的知识。通过本章的学习，使学员了解原油稳定对降低油田蒸发损失的重要意义，掌握原油稳定方法和稳定工艺以及稳定方法的选择原则。本章的重点为原油稳定的要求、闪蒸稳定和分馏稳定的原理和工艺流程等部分的知识。本章计划授课学时2学时，自学学时8学时。建议学员在本章的学习过程中，要与油田生产节能降耗、减本增效联系在一起，这样可以加深对原油稳定意义的理解。课程内容分配学时主要内容重点难点1、原油稳定的目的和要求；原油稳定的方法和工艺第一节稳定目的和要求2、原油稳定的方法和工艺；第二节原油稳定方法共2学时3、原油脱硫。第三节脱硫第一节稳定目的和要求本章主要讲述了原油稳定的目的和要求、原油稳定的方法、闪蒸稳定和分馏稳定的原理和工艺流程、原油稳定的其它方法、稳定方法的选择以及原油脱硫等方面的知识。通过本章的学习，使学员了解原油稳定对降低油田蒸发损失的重要意义，掌握原油稳定方法和稳定工艺以及稳定方法的选择原则。本章的重点为原油稳定的要求、闪蒸稳定和分馏稳定的原理和工艺流程等部分的知识。建议学员在本章的学习过程中，要与油田生产节能降耗、减本增效联系在一起，这样可以加深对原油稳定意义的理解。本节主要介绍原油稳定的目的和要求。其中原油稳定的要求是本节重点掌握内容。学员也应对原油稳定的目的有所了解。§6－1稳定目的和要求从集输过程可知，为满足脱水、脱盐的要求，原油需加热、减压存放。这些过程中均会使原油中轻烃的挥发。对未密闭的流程，原油在敞口大罐中的蒸发损失很大，据国内各油田的调查情况看，这部分蒸发损失占油田总损失的40％左右。蒸发损失主要是三相分离器后原油中的溶解气造成的。油中的溶解气约为2％左右，这些溶解气均为较轻的烃类，应该加以回收，因此人们在原油地面生产的处理过程中采取了全密闭处理，并对原油进行稳定。下图即为有稳定装置的全密闭集输流程。经流程密闭、原油稳定后，油田的油气蒸发损耗由1.5%～2%降低为0.29%～0.5%以下。（全密封油气集输流程动画演示）图全密封油气集输流程1—计量分离器；2—加药泵；3—换热器；4—三相分离器；5—加热炉；6—电脱水器；7—原油稳定器；8—油罐；9—外输泵原油稳定目的可概括为：（1）降低原油蒸气压，满足原油储存、管输、铁路、公路和水运的安全和环保规定。（2）从原油内分出对人类有害的溶解杂质气体。如某些酸性原油内溶有HS气体和挥发性硫化物，HS的常压沸点为-60.3℃介于C2和C3之间，稳定过22程中从原油内分出C2和C3的同时也分出HS，使原油内HS含量降低。22（3）从原油稳定中追求最大利润。2.稳定要求稳定过程中使原油蒸气压降低的程度称为稳定深度，蒸气压降低愈多、稳定深度愈高。由于国情和油田产品的市场需求不同，各国要从原油内分出的挥发性组分和对稳定后原油蒸气压的要求也有差别。我国原油稳定的重点是从原油内分出C～C，稳定后在最高储存温度下规定的原油蒸气压“不宜大于当地大14气压的0.7倍”。英国堤兹河畔原油稳定厂要求把原油稳定到蒸气压为0.35～0.49大气压，伊朗阿巴丹炼厂要求进厂原油蒸气压小于0.7大气压。因而，各国和各原油生产商对原油稳定深度的要求并不一致，应从防止油气损耗、运输安全、环保、HS和轻质硫化物含量、稳定装置建设和运行成本、市场对各种油品需2求和价格等因素综合确定。相关资料：20世纪70年代以前，我国油田大多采用开式流程，集输过程中原油进常压罐缓冲、用泵增压，经脱水处理后的原油直接输至矿场油库的常压罐储存。由于常压罐上游油气分离设备的压力高于大气压，原油内溶有大量沸点低、蒸气压高、挥发性强的组分C～C。当原油进入矿场储罐、压力降为常压时，由于14压力的降低原油产生闪蒸损耗。因而，矿场储罐除存在进出油损耗（俗称大呼吸）和储存损耗（俗称小呼吸）外，还存在原油闪蒸损耗。据辽河油田1980年测定，储罐进油时，储存成品油储罐的排气量与进液量之比为1～1.15；而未稳定原油储罐的排气量与进油量之比为2.1～60，每m3排出气体内平均含油242.6g。据此推算，全国油田常压储罐的蒸发损耗约50×104t/a，约占油气田油气总损失的40%左右。据调查，20世纪70年代末全国油田油气损耗率约为1.5%～2%。1983年统计，大庆出矿原油内C～C的质量分数为1.586%，在长距离旁接罐方式运行的管输过程中反复加热、进罐，原油的输送损失占输油量的2.18%。14为降低油气资源浪费、保护环境，20世纪70年代后我国油田陆续改造为闭式流程，并于80年代相继建设了一批原油稳定装置，从净化原油内分出挥发性极强的天然气组分C～C，使原油蒸气压降低。在原油稳定装置内得到的稳定原油进入矿场油库储罐，从未稳定原油内分出的气态挥发性组分C～C和携带1414的部分C和C+送气体加工厂，加工成液体石油产品。另外，长距离输油管道也将旁接罐操作方式改为泵到泵方式操作的密闭输送，以降低输油损失。55相关知识：在国际市场上原油价格一般高于液化天然气和天然气凝析油，单位体积原油的价格约为热值相当的天然气价格的1.4倍以上。原油价格还随原油密度而变，密度愈小、售价愈高，相对密度提高1°API度（即原油相对密度降低约0.007），每桶原油（0.159m3）售价约可提高10美分或更多，因而追求储罐原油体积最多、密度最小是原油稳定的经济目的。截至目前，我国在现行规范内将原油稳定的目的阐述为“降低原油蒸发损耗、合理利用油气资源、保护环境、提高原油在储运过程中的安全性”。小结：本节主要介绍原油稳定的目的和要求。通过本节的学习，我们应该掌握原油稳定的目的和要求及其必要性，另外，也需对全密闭集输流程有所了解。一、原油稳定的目的1、降低原油蒸气压，满足原油储存、管输、铁路、公路和水运的安全和环境规定；2、从原油中分出对人体有害的溶解杂质气体；3、从原油稳定中追求最大利润；二、原油稳定要求我国原油稳定的重点，是从原油内分出C～C，稳定后在最高储存温度下规定的原油蒸气压“不宜大于当地大气压的0.7倍”。14一、选择题1.对于原油稳定的目的，下列说法不正确的是（）A.降低原油蒸气压，满足原油储存、管输、铁路、公路和水运的安全和环境规定；B.使原油中的溶解杂质气体稳定，防止其逸出危害环境；C.从原油稳定中追求最大利润；2.我国规定原油稳定后在最高储存温度下规定的原油蒸气压“不宜（）当地大气压的0.7倍”。A.大于；B.小于；C.等于；第二节原油稳定方法本节主要介绍原油稳定的常用方法和工艺。其中闪蒸稳定和分馏稳定原理和工艺流程是本节重点掌握内容，如何提高稳定效果是本节的一个难点。1.原油蒸气压原油稳定是从原油中脱除挥发性强的轻组分、降低原油蒸气压的过程。研究影响原油蒸气压的因素，有助于确定降低原油蒸气压的方法。各种烃或石油窄馏分的蒸气压与温度的关系，可用以下经验关联式计算式中，p—对比蒸气压，p/pC；rp—蒸气压；p、TC—临界压力和临界温度；cTr—对比温度，T/T；CT—温度；ω——偏心因数。原油是烃类和非烃类的复杂混合物，其沸程很宽，其蒸气压不仅与温度有关，而且还与组成有关。原油蒸气压有两种示方法，一种是真实蒸气压，也称泡点蒸气压，是汽化率无限接近0时的蒸气压，工艺计算中经常使用。另一种是雷特蒸气压，它是在38℃、气液相体积比为4时测定的条件性蒸气压。若原油温度为38℃，其真实蒸气压大于雷特蒸气压。由于雷特蒸气压容易测定，常根据雷特蒸气压求原油的真实蒸气压，两种蒸气压间的换算关系见第二章。原油的蒸气压与温度有关，温度降低蒸气压减小。应尽量在较低温度下进行原油的集输、储存和外输，以降低原油的蒸气压和蒸发损耗，但最低温度一般不能低于原油倾点。原油的蒸气压还和组成有关，含挥发性强、蒸气压高的组分(C～C)愈多，蒸气压愈高。用蒸馏方法可改变原油组成，将挥发性强、蒸气压14高的组分从原油内分出，经蒸馏后的原油蒸气压有较大幅度下降，使之成为稳定原油，这是世界各国普遍采用的原油稳定方法。2.闪蒸稳定（一）闪蒸稳定原理通过对原油加热或减压使原油部分气化，然后在一个压力和温度不变的容器内，把气液两相分开并分别引出容器。由于轻组分浓集于气相，重组分浓集于液相，使经上述处理后的原油内轻组分含量减少、蒸汽压降低，原油得到一定程度的稳定，这种方法称闪蒸稳定。闪蒸时，原料中各种组分同时存在于气液两相中，气相中轻组分C～C的纯度不高，液相中也得不到纯度很高的重组分，轻重组分的分离轻粗糙，油气分离器内进行的过程就属于闪蒸过程。14按闪蒸容器的压力，可将闪蒸分为负压闪蒸和正压闪蒸两类。按闪蒸需要的能量可将闪蒸分为负压闪蒸和加热闪蒸两种。（二）原理流程1、负压闪蒸原理流程图负压闪蒸流程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—原油外输泵上图为原油负压闪蒸稳定原理流程。（负压闪蒸流程动画演示）脱水后的原油经节流减压后呈气液两相状态进入稳定塔，进料温度一般为脱水温度约在50～70℃范围内，塔顶与压缩机入口相连，由于进口节流和压缩机的抽吸，使塔的操作压力为0.05～0.07MPa，形成负压(真空)。原油在塔内闪蒸，易挥发组分在负压下析出进入气相，并从塔顶流出。气体增压、冷却至20～40℃左右，在三相分离器内分出不凝气、凝析油(或称粗轻油)和污水。不凝气送往气体处理厂，污水送往污水处理厂进一步处理。凝析油可单独输送至气体处理厂加工成液体石油产品；可回掺至稳定原油内增加原油数量、提高原油质量；也可回掺至末级分离器或闪蒸塔入口原油内，提高油气分离效率。由塔底流出的稳定原油，增压后送往矿场油库。负压稳定塔的关键参数是操作压力、温度和汽化率。汽化率为气相流量(mol或质量流量)与进料流量之比，也称气相产品收率或稳定装置的拔出率。汽化率由原油内溶解的C～C的含量和要求的原油蒸气压确定。操作压力和温度确定了原油的汽化率。要达到规定的原油蒸气压，需要的操作压力不仅取决于闪蒸14温度，还受压缩机入口所能达到的真空度的制约。稳定塔操作温度除受原油脱水温度影响外，还应考虑原油外输的要求温度。负压闪蒸适于密度大、含轻组分少的原油，否则将因气化量大、压缩机功耗过大而不经济，此时须采用常压或微正压加热闪蒸分离。2、加热闪蒸原理流程加热闪蒸的原理流程如下图所示。（正压闪蒸流程动画演示）塔的操作压力为净化原油经加热炉后的余压，表压一般为0.2MPa左右。为使原油有规定的稳定深度，必须在塔内有相应的汽化率，因而净化原油需经换热器、加热炉升温后进入塔内。塔操作温度与操作压力有关，压力愈高，所需温度和能耗愈高。图正压闪蒸流程1—进料换热器；2—加热炉；3—稳定塔；4—水冷器；5—三相分离器；6—泵3、负压闪蒸与加热闪蒸的比较采用负压闪蒸时，进塔原油温度低，耗热少，可利用脱水后的原油直接进稳定塔。此外，负压下轻、重组分的分离效果好于正压下轻、重组分的分离效果。由于上述原因，负压闪蒸在我国油田上获得广泛使用。(三)原油平衡汽化计算某个指定压力和温度的系统，混合物的平衡汽化计算，我们已经学过，即可用进行分析计算，但对原油这样一个难以确知具体组分的混合物，无法确定也不易计算。石油工业长期的实践经验，使人们认识到用一些条件性的实验去表示油的性质之间的差别及汽化性能。最常用的是恩氏蒸馏和实沸点蒸馏。恩氏蒸馏：是把原油置于规定的设备内，照规定的速度蒸馏（无回流）。实沸点蒸馏：是在有一定精馏作用的设备内蒸馏，求馏出一定体积百分率时的温度。如：SBP，10％、20％……怎样利用实验数据去计算石油馏分的性质呢？1、虚拟（假）多元系的建立对原油可测出实沸点曲线（TBP），由于测定过程有回流，可以认为各组分已经分开，我们可以把原油视为许多窄组分组成的混合物，而每个窄组分视为一个纯物质（实际仍然是混合物），称为虚拟组分或假组分，这样就把复杂的混合物变成了多元混合物，各虚拟组分的性质可由其平均沸点、密度等性质求出，甚至可用同沸点的烷烃来表示。在原油稳定的计算过程中，虚拟组分的沸点范围可取10～30℃，要求不高时也可将整个曲线划分为10～15个窄馏分即可，要求高时可达50个以上。2、虚拟组分性质的计算照石油加工的一套图表及计算式，求出各虚拟组分的平均沸点、密度、分子量、蒸汽压，然后利用求出各虚拟组分的，则可利用原公式计算其在某一压力和温度下的汽化率及汽液相组成。（四）闪蒸分离的其它形式1、多级分离多级分离实质上是利用若干次减压闪蒸使原油达到一定程度的稳定，其示意流程见下图。（多级分离动画演示）采用多级分离的前提是油气藏能量高、井口有足够的剩余压力，可用于进行原油稳定过程。多级分离是世界上使用最广、建设费用最低的原油稳定方法。在设计多级分离稳定流程时，面临两个问题：①分离级数和各级最优分离压力的确定，使矿场油库得到的稳定原油数量最多；②气体压缩的能耗最小，各级分离器分出气体的压力等级不同，但最终需将气体压力提高至管输压力。此外，各级气体的压缩比不同，增加了压缩机选型的困难。图多级分离1—一级分离器；2—二级分离器；3—脱气塔；4—原油储罐；5—压缩机；6—气体处理厂2、油罐烃蒸汽的回收（油罐烃蒸气回收流程动画演示）图油罐烃蒸气回收流程1—放空回压阀；2—控制发讯器；3—抽气管线；4—原油罐；5—涤气器；6—压缩机；7—卸载阀；8—销售气计量管线；9—凝析液回收管线此工艺的难点在于立式油罐的承压能力很差，为－50～＋250mmHO。当罐内压力升高时，应能及时抽走气，防止超压；当压力低时，应及时补气，防止负2压抽瘪。同时压缩机设计排量应为估算蒸发气量的1.5～2倍。一般要求：（1）罐压低于5mmHO，应补气（防止油罐产生负压）；2（2）罐压为10mmHO，正常运行（此为运行最低压力）；2（3）油罐正常工作压力一般为10～20mmHO。2除此之外，油罐上还应设安全阀。当罐内压力比油罐试验压力的正压低50～100mmHO，比其负压高20～30mmHO，安全阀打开。22这部分抽走的气体是天然气中含轻烃最多的富气，C＋达50％，应接回收系统。23.分馏稳定原油中轻组分蒸汽压高、沸点低、易于汽化，重组分的蒸汽压低、沸点高不易汽化。按照轻重组分挥发度不同这一特点，利用精馏原理对净化原油进行稳定处理的过程称分馏稳定。与前几种稳定方法相比，在符合稳定原油蒸气压要求的前提下，分馏稳定所得的稳定原油密度小、数量多。（分馏稳定原理流程动画演示）图分馏稳定原理流程1—进料换热器；2—稳定塔；3—冷却器；4—分离器；5—回流罐；6—回流泵；7—再沸炉；8—塔底泵分馏稳定法的原理流程见上图。脱水原油进换热器升温后进入稳定塔，原油在塔内部分汽化，汽化部分在塔上部进行精馏。塔顶气相产品内较重组分经水冷后从气体中冷凝分离出来，部分作为塔顶液相回流送回塔内，其余轻油和以组分C1～C4为主的不凝气分别送往气体处理厂。塔底部分稳定原油经再沸炉加热后作为塔底回流，为塔提供分馏所需的热能并提供气相回流。其余的稳定原油与净化原油换热冷却后输往矿场油库。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，使其分离成几乎纯组分的过程。分馏塔通常有两段，进料口以上部分称为精馏段，进料口以下部分称为提馏段，这样的塔，称为完全塔；只有其中一段的塔称为不完全塔。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。分馏塔对物料的分离较为精细，但耗能较多。原油稳定只要求控制原油蒸气压，对塔顶产品组成的要求并不十分严格，为节省原油生产成本，我国推荐用不完全分馏塔对原油进行稳定。如只设提馏段的不完全塔称提馏塔，这种塔没有塔顶回流可节省能耗和设备建设费用。由于提馏塔没有精馏段，对塔顶产品组分很难控制，会有重组分进入塔顶产品，影响塔底稳定原油收率。也可用只设精馏段的塔控制塔顶产品组分，由于没有提馏段，稳定原油内含有部分轻组分也影响稳定原油蒸气压的准确控制，但塔底温度较低，能节省加热和设备建设费用。4.稳定方法选择以上介绍的原油稳定方法，包括多级分离、负压和正压闪蒸稳定、提馏、分馏稳定等，在选择稳定方法时除满足要求的原油蒸气压和控制HS含量外，2还有如下原则：①使稳定原油数量多，密度小；②稳定过程中得到的气体的烃露点低（即气体内重组分含量少）；③因稳定而投入的成本，包括建设和运行费用的回收期短，经济效益好；④油气田流程、设备、操作尽量简单、可靠。上述原则可归纳为商品原油的数量和质量以及生产费用问题，两者常常相互矛盾选择稳定方法时应根据具体情况做出折衷。各种稳定方法投资、能耗（电耗和热能消耗）、装置复杂程度和建设运行费用大体和满足商品原油质量要求的储罐原油收率成正比。在选择工艺方法和工艺参数时，总的原则是：在满足商品原油质量要求前提下，使油气田获得最高经济效益。具体应考虑的因素有：①原油组成、轻组分C～C的含量，或气油14比，若为高含硫原油，应把控制原油内溶解HS含量作为重点，常选较复杂、能耗高、但组分分割效果好的分馏稳定；②原油处理规模，根据我国经验若原油2处理量小于30×104t/a，建设闪蒸或分馏稳定装置常不能获得经济效益。规模愈大、气油比愈高，分馏稳定装置在经济上愈有利；③稳定单元上下游工艺条件和要求，它常影响稳定方法和工艺条件的选择。例如，稳定装置为下游气体处理厂提供原料气时，应考虑气体处理厂对进厂原料气的压力要求；稳定装置分出的气体供燃气轮机作燃料时，应满足燃气轮机对燃气压力的要求；能否利用燃气轮机废热进行原油稳定，或利用要求的脱水和外输原油温度进行稳定尽量利用废热或“一热多用”；④市场因素，市场对各种产品需求的预测和价格走向等。因而，稳定方法和工艺参数选择是综合寻优问题，各油气田所处地理自然和社会环境不同，可能有不同的最佳选择。（一）稳定方法与能耗我国进行过各种稳定方法与能耗的对比，见下表。表稳定方法与能耗稳定方法油罐抽气负压闪蒸正压闪蒸提馏分馏压力/MPa常压0.080.280.120.12操作温度/℃4848120951802m3/t（油）0.10.40.60.91.35m3/t（油）0.250.60.61.11.5电耗/（KW·h·t-1）脱气10m3/t（油）0.51.00.61.31.715m3/t（油）0.751.40.61.62.0热耗/[MJ·（h·t）-1]－－92.192.1113（二）各种稳定方法适用条件和操作参数河南油田通过研究得出如下结论：①原油C～C质量分数低于0.5%时，一般不需进行稳定处理；②C～C的质量分数低于2.5%、无需加热进行原油稳1414定时，宜采用负压闪蒸；③C～C的质量分数高于2.5%，可采用正压闪蒸，有废热可利用时也可采用分馏稳定。我国大部分原油的C～C质量分数在0.8%～2.0%1414范围内，因而负压闪蒸法在我国得到广泛使用。前苏联国立东方石油设计院曾对C～C含量不同的原油做过稳定处理对比。研究表明，轻质原油（含C～C烷烃5.5%以上）适合采用分馏法稳定，而1414轻组分含量低的原油（C～C的质量分数2.24%）宜采用闪蒸分离。14（三）进料原油的含水要求为减少稳定设备的腐蚀和污染，稳定装置对进料原油的水含量和盐含量应加控制。美国霍金斯油田原油在进塔前要求将含水脱至0.1%以下，而盐的质量浓度要求低于285mg/L。前苏联一般要求脱水至0.3～0.5%，脱盐至30mg/L以下。我国原油水的质量浓度一般在0.5%以下，盐质量浓度小于50mg/L，盐质量浓度非强制性指标。（四）操作参数某些油田原油稳定装置的运行参数见下表。表某些原油稳定装置运行参数项目大庆喇一联大庆杏ⅴ-1吐哈鄯善大庆萨中处理厂大港板桥稳定方法负压闪蒸负压闪蒸正压闪蒸分馏分馏处理量/（t·d-1）70009000151515000520塔压/kPa5330360150200塔顶温度/℃60656065－3565外输气量/（kg·h-1）308260095228004003m/d轻烃回收量/（kg·h-1）625216019566900342燃气耗量/（m3·h-1）3874203651030－耗电量/kW2875452603800－原料C~C的质量分数/（%）1.032.095.461.72－15塔顶质量收率/（%）0.321.264.61.552.2单位能耗*/（103MJ·t-1）18.94.694.247.16－注：单位能耗按塔顶产品计。（五）气油比与集输流程的关系井流气油比能间接反映井口压力，油气组成和原油密度等信息。根据气油比可大致确定所需油气分离级数和原油处理设备。文献推荐：气油比低于4.5m3/m3时，由于分出气量不足以作为加热处理器的燃料，常采用沉降罐脱水；气油比4.5～18m3/m3，陆上油田常采用一级油气分离，分出液体进沉降罐；海上平台常用二级油气分离，高压分离器分出的气体作燃料，用二级分离压力和温度控制原油蒸气压；气油比高于26m3/m3时，应采用计算机模拟，对储罐原油收率和压缩气体所需功率进行优化。由于燃气轮机所需燃料气压力常为1.3～2.8MPa，集输流程应能满足燃料气压力和气量的要求。气油比高、产量大的油气田应采用多级分离工艺并进行优化，以获得最大利润。相关知识：闪蒸稳定的主要设备闪蒸稳定的主要设备为闪蒸容器和压缩机。闪蒸容器在结构设计中应尽量使闪蒸过程接近平衡汽化。1.稳定塔设备结构设计必须符合工艺要求。负压闪蒸的工艺特点是：①操作压力低于大气压，操作温度也较低；②稳定塔的液相负荷远大于气相负荷；③由于原料进塔前的阀门节流降压，在塔进料口处气相已大部分逸出，随着液体向下流动脱出的气体愈来愈少。为使闪蒸过程尽量接近平衡汽化，在结构设计上应使气液有极大的接触表面和很长的接触时间。此外，还要求稳定塔压降小、原油在塔内发泡少、消泡时间短、结构简单、造价低等。根据上述工艺特点和要求，各油田采用的负压稳定塔大多采用筛板塔，塔内设置数层筛板。在塔的设计中，应注意以下几个方面：1)进料均匀进塔原油是部分汽化的。进塔后，应使液流流速降低、保持液流在进料板上的均匀分布，使原油内夹带的气泡得以释放。为增大塔内气液接触和闪蒸面积，用筛孔式或多孔盘管式等喷淋进料装置，使原油以液滴方式向下淋降，淋降高度为2m左右，以提高塔的分离效果。设计中应使每个喷淋孔的流量尽量均匀，还应考虑原油发泡及消泡措施。图筛孔板喷淋器图多孔盘式喷淋器2)塔板负压稳定塔的气相负荷往往只有进料量的1%～2%，因而负压稳定塔的塔板设计不同于常规蒸馏塔。蒸馏塔侧重考虑气液传质，而稳定塔侧重于增大闪蒸面积，因而多数油田采用筛板塔，筛板塔有较大闪蒸面积而且结构简单、造价较低。负压稳定塔的筛板也不同于传质用的筛板，其主要区别为(1)筛孔用于气液传质的分馏塔筛板，气体向上通过筛孔，与筛板上滞留的液体形成良好的气液传质条件。为防止液体从筛板向下泄漏，气体有最小流速(称下限速度)的要求，否则液体从筛孔向下泄漏将降低气液传质效果。为获得较大的闪蒸面积，稳定塔筛板的筛孔有较大直径，使原油从筛孔向下淋降。因此，筛孔直径按要求达到的闪蒸面积来确定。如果板面和溢流面已能满足闪蒸面积要求，筛板上也可没有筛孔。专为真空精馏塔设计的林德筛板具有压降低、效率高等特点，可用于负压闪蒸稳定塔。在林德筛板上有一定数量的导向斜孔和在塔板入口处设置的鼓泡促进装置，在塔板上形成具有最佳厚度的均匀液层，使筛板的压降低、板效高。图林德筛板a)斜台鼓泡装置；(b)导向板(2)塔板配置闪蒸塔的塔板数和塔板布置形式应满足闪蒸面积的需要。为减少气体流动阻力和塔的压降，塔内气、液流体常分道而行。塔内的闪蒸面积计有：塔板本身的表面积、筛孔淋降的油柱面积、塔板上的油膜面积等，塔内一般设4～6块塔板就可满足闪蒸面积的要求。塔板布置一般有两种形式，即悬挂式和折流式。下图为悬挂式筛板，为减少闪蒸气的上升阻力，除在塔板中心开孔外，还在塔板上开有升气孔，为增加原油的淋降面积，在塔板和塔内壁间留有100mm左右的环形间隙，并为闪蒸气上升提供通道。下图(b)为折流式布置。一般采用带降液管的筛板(或平板)，板堰高度比常规蒸馏塔用的筛板低，使板上液层较薄，以增大闪蒸面积。塔内原油喷淋密度(单位时间、单位塔截面的原油流量)一般为40～803/(mm2·h)。图稳定塔塔盘布置a)悬挂式筛板；(b)折流式筛板1—捕雾器；2—环形挡板；3—进油管；4—升气孔；5、6—气体通道；7—塔板；8—出油管3)塔的液位高度负压稳定塔的塔内液位应有足够高度。若塔底用泵输送稳定原油，塔底液位高度应满足泵对吸入压头的要求。若稳定原油自流进罐，应由储罐安全装液高度和塔罐连接管路的摩阻损失确定塔内液位高度。塔内原油停留时间一般为3～5min，发泡原油的停留时间可适当延长。塔底稳定原油出口处也装有防涡器。与闪蒸罐相比，稳定塔占地少、安装和操作方便，国内使用较多。2.闪蒸罐用于闪蒸的卧式容器称闪蒸罐，其结构见下图。净化原油从分离头进入，经分离伞形成直径不同的油膜柱淋降至卧罐内设置的筛板上。分出的气体靠分离伞折流捕雾，达到油气闪蒸分离目的。闪蒸罐内装一至两层筛板，卧式容器内筛板面积很大，原油从筛孔向下淋降，由于油气接触面积大，有利于溶解气的析出和液面积聚气泡的消泡。因而，卧式闪蒸罐适合粘度较大的原油作稳定处理。图闪蒸罐1—闪蒸气出口；2—原油入口；3—立式分离头；4—分离伞；5—液位计；6—浮子连杆机构；7—出油阀；8—稳定原油出口；9—排污口；10—人孔；11—板负压闪蒸罐不可能有足够的静压使稳定原油自流进罐，罐底附近应设泵为原油增压。为避免液位控制失灵造成满溢或抽空，应设高低液位发讯器可靠地控制罐内液位。3.压缩机及管线用于原油闪蒸稳定的压缩机主要有离心式压缩机和螺杆式压缩机两种。离心式压缩机无故障连续运行时间较长，单机气体输量大，适用于闪蒸气量较大场合。但离心式压缩机不容许气体带液，在机组进口上游应有涤气器脱除液体。离心压缩机组进出口一般设有回流管线和回流阀，防止气体输量过小时发生喘振。若离心压缩机发生喘振，压缩机出口气体回流至入口，既浪费电能又使操作复杂化。单台双螺杆式压缩机输量较小，适用于汽化率较低的稳定装置。有些螺杆压缩机容许气体中带有少量液体，在机组上游无需设置涤气器和输送涤气器分出液体的泵，可简化流程和设备。离心压缩机和高质量螺杆压缩机可不设备用机组。我国原油稳定装置中使用螺杆压缩机较多。负压闪蒸时，容器及管线的真空部分，应使用在线含氧分析仪监控气体内氧的体积分数(一般不容许超过1%)，防止空气窜入系统造成潜在危险。相关知识：塔结构塔是一种用于传质的立式圆筒形容器，在油气加工中常用于蒸馏、抽提、吸收、汽提等物料分离过程。利用精馏原理，依据原料内各组分挥发度不同，实施物料精确分离的设备称蒸馏塔或分馏塔。按塔内部提供的两种物料的传质接触方式不同，塔可分为两大类，即：板式塔和填料塔。1.板式塔塔内设有若干层塔板，按塔板类型，板式塔分为泡罩塔、筛板塔和浮阀塔三种。泡罩塔的结构如下图所示(只画出顶部两层)。液体流经塔板、溢流堰，沿降液管(圆形或弓形截面)流至下层塔板，塔板上液体的流动面积称“活性”或工作面积，由溢流堰保持板上有一定厚度的液层。气体由下而上经升气管、折流后由齿形槽喷入液层内，使气液密切接触，达到相间传质传热。泡罩塔是最古老的一种塔板，至今已有近200年历史。图泡罩塔(a)泡罩塔；(b)泡罩在塔板上钻有许多小直径筛孔，具有这种塔板的塔器称筛板塔。工作时，气体以较高速度通过小孔，与流经塔板的液体相接触，液体不能由筛孔向下滴漏，只能由降液管流至下层塔板。筛板塔的历史迟于泡罩塔20年左右。浮阀塔是20世纪中期开发的一种塔器。塔板上开有正三角形排列的阀孔，阀是浮动的，气流速度大时，阀片开启，速度小时阀关闭。下图表示两种浮阀，下方的浮阀可防止浮阀因磨损而脱落。阀有轻、重之分，重阀的质量为33g，轻阀25g。重阀需要较高的气体压力才能打开，关闭迅速，阀的泄漏少、效率高。为增加塔的操作弹性，同一层塔板上可布置质量不同的浮阀。图浮阀由于泡罩塔的升气管口高于塔板上的液层液面，能可靠地防止液体从气体流道内向下滴漏。因而，塔的操作弹性大，最大和最小流量之比常达8～10，在气体加工中常用于甘醇脱水装置。筛板塔的塔板上钻有许多以一定排列方式布置的小孔，称筛孔，直径约3～8mm，板厚为孔径的0.4～0.8倍。筛板塔的结构最简单，造价低，生产能力(塔单位横截面积的气、液通过量)和塔板效率比泡罩塔约大10%～15%，压降约低30%。由于气体流量较小时，液体会从筛孔滴漏，故最大和最小流量之比约为2～3，即塔的操作弹性较差。浮阀塔是处于泡罩塔和筛板塔之间的一种塔型。价格比泡罩塔低，生产能力比泡罩塔约大20%。阀是活动部件，使用中容易松脱和卡住，造成工作失常，这是浮阀塔的主要缺点。为防止阀片和塔板粘连，塔板和浮阀均需用不锈钢制造。塔板上的浮阀有顺排和叉排两种布置方式(下图)，建议采用叉排。叉排时相邻浮阀吹出的气体使液层搅拌和鼓泡均匀，有利于传质传热，同时气体夹带雾沫量也较小。图浮阀的排列(a)顺排；(b)叉排由上可知，在板式塔内气体以喷射方式进入液层，在液层内鼓泡、液层表面形成泡沫，鼓泡增加流体的湍流度、泡沫可增大气液传质面积，都能提高塔效。泡沫层高度常为液层的数倍。在板式塔内，气体与液体的组成沿塔高呈阶梯式变化。一般，当气液流量各自在较大范围内变动时，塔仍能保持正常工作。但塔径不变时，气液流动面积是一定的，当气液两相中任一相流量超过某一数值时，两层塔板间的压降增大，降液管内的液流不畅，上下两层塔板的液层通过降液管连接成为连续相时，塔的压降急剧增大，塔效降低，破坏了塔的正常工作，这种现象称液泛或淹塔。若塔的气体流量过大，气体通过塔板上的液层时产生过量泡沫，充塞塔板间的空间，气体还携带液滴由下层塔板直接进入上层塔板(称液沫夹带)，使塔效降低、板间压降增大，降液管液体流量减小，造成淹塔。液体过量时，因降液管流动面积不足、管内液面不断上升，造成淹塔。在上述两种产生淹塔的原因中，前者一般为主要原因。常控制塔内气体真实流速小于产生液泛时的气体流速，以此确定塔的直径。对液体流量较大的塔，需增加降液管面积，可采用多流道塔板。多流道塔板可以是两个或四个流道，并相应地将塔板上的液流分成两股或四股，减小了每股液流的流道长度并适当降低堰板高度，如下图所示。图单流道与双流道塔板除上述几种塔以外，20世纪90年代还出现了多种新型塔器。这些塔器采用非传统的降液管和塔板结构，增加气体和/或液体的处理量。这些高处理量的塔器用做气体加工的分馏塔(如：脱甲烷塔～脱丁烷塔)十分有效，但大多具有专利。2.填料塔填料塔的填料大致分为三类，即：随机堆放填料、规整填料和隔栅式填料。随机堆放填料是将填料随机地堆放在塔体内的填料支撑物上，构成一定高度的填料层。随机堆放填料也可以整砌，整砌填料的分离效果好于随机堆放。常用的填料有拉西环、伯氏弧鞍形填料、鲍尔环和英塔洛克斯槽鞍形填料（见下图），其中前两种为第一代填料，后两种为第二代填料。拉西环和鲍尔环的直径和高度相等。第三代填料有各种几何形状，但多数是在鲍尔环和英塔洛克斯槽鞍形填料基础上的改进型。不同类型的填料，其比表面积、单位层高压降和原料组分的分离效率不同。隔栅式填料常用于真空塔以及要求塔压降很小的场合，在油气加工中使用不多。图各种填料(a)拉西环；(b)鲍尔环；(c)伯氏弧鞍形填料；(d)英塔洛克斯槽鞍形填料；(e)隔栅式填料表示填料性能的物理量有：①比表面积单位体积填料的表面积，m2/m3(或m-1)。比表面积大，气液相接触面积大，能提高物料分离效率。同一种填料，尺寸愈小，比表面积愈大。②空隙率单位体积填料的空隙体积，m3/m3(或无因次)。空隙率大，气体通过时阻力小，可增加气液流量及液泛速度。③填料因子它为比表面积与空隙率立方之比，量纲为m-1，是在有液体淋洒条件下的实测数据。填料因子小，流体经过填料时的阻力小，发生液泛时的气体流速高，即塔的水力学特性较好。规整式填料有两种类型，一种是丝网编织型填料，另一种为压延板结构填料，填料做成盘层状，见下图。压延板式填料由不锈钢薄带（厚0.1mm）压以小孔，薄带压成波纹状并组装成填料盘。图规整填料(a)丝网式；(b)压延板式规整式填料的压降小于随机填料，较适用于低压工况。液体负荷小于49m3/(h·m2)时，规整式填料有极好的性能，如用于甘醇脱水塔。在天然气凝液分馏中，液体负荷较大，常用随机堆放填料，而且大多使用鲍尔环。使用尺寸小的随机填料，塔的效率较高，但压降增大、塔的处理能力下降。因而，应兼顾处理能力和效率选择随机填料的尺寸。塔径等于和小于300mm时使用名义直径为25mm的填料；塔径300～900mm时，使用25～38mm填料；大于900mm的塔使用50～75mm填料。随机填料层支撑在支撑板或隔栅上，填料层顶部覆以隔栅，防止气体由下向上流动时使填料松动。沿塔截面，填料层各点流体流速基本一致是保证塔效的重要因素，故在填料顶部隔栅上方设有液体分配器，使液体沿塔截面均匀地淋洒、流过填料层。填料层下方有集液器收集填料层来的液体。一般，每6m填料高度或10倍塔径高度(取两者的较小值)，需对液体进行收集，进入液体再分配器，重新分配后进入下一层填料层。塔径愈大，流体沿塔截面分布愈不易均匀，故填料塔的直径多数小于1m。通常，从天然气内回收的凝液数量较少，因而在凝液分馏中广泛使用填料塔。由上述可知，在填料塔内液体由上而下沿填料表面呈薄膜状流动，气体则呈连续相由下向上同液膜逆流接触，发生相间传质过程，气液相的组成沿塔高连续地变化。塔内气体流速过大时，使填料上的液膜难以向下流淌，压降增大，因而填料塔也会发生液泛，破坏塔的正常工作。3.板式塔与填料塔的比较填料塔具有的优点为：①液体负荷高在一定的塔径下，填料塔在处理液气比较高的组分分馏时，有较大的处理能力。对低液气比组分分馏时，填料塔的优势不明显；②耐腐性对腐蚀介质，可使用塑料或陶瓷填料，而板式塔需用价格昂贵的合金材料制造。③压降小每块理论塔板（离开塔板的气液相完全达到平衡状态，这种塔板为理论塔板）等板高度的填料压降小于板式塔。填料塔的缺点为：①操作弹性小如用流量调节比（最大流量和最小流量之比）表示塔的操作弹性，则填料塔的操作弹性仅为2，而板式塔可达6.5～10，因而填料塔对原料供应的稳定性有较高要求。②沿塔截面液体容易产生分配不匀现象在填料层上方的液体分配器是关键设备，若发生液体分配不均、产生沟流，将严重影响塔效。③容易堵塞填料塔对原料内的杂质十分敏感，故不用于原油稳定处理。④不易检查不拆除塔内大部分构件，很难检查填料的情况。⑤较难预测理论塔板的等效填料高度各种填料的等板高度不确切性较高，而且变化也很大，常需参考已投产的类似装置或直接由现场试验确定。相关知识：原油分馏稳定塔用于分馏稳定的塔器常用浮阀塔。在每层塔板上，由下向上流动的气体吹起浮阀的阀片，从浮阀周边水平地吹入塔板上的液层内，与在塔板上横向流过的液相接触，进行传热传质。气液接触中，温度较高的气相放出热量而降温、气相内的重组分凝析进入液相；液相受热、提高温度的同时，液相内的轻组分蒸发进入气相。这样，在各层塔板上，气相的轻组分浓度和液相的重组分浓度都得到提高。塔内的液相依靠重力由上向下流动，气相依靠压差由下向上流动，每经过一层塔板气液相浓度得到提高，经若干层塔板后在塔顶得到浓度很高的轻组分，塔底得到浓度极高的重组分，即稳定原油。分馏塔的操作压力关系到塔所需的操作温度和塔板数。塔顶压力应略高于塔顶温度下液相回流的泡点压力，否则不能形成要求的液相回流量。为达到一定汽化率，塔压愈高所需塔底温度(即稳定原油泡点温度)愈高，不适合密度较大的原油。在塔径不变的前提下，分馏塔操作压力愈高，气液分离难度增加，要求有较高的塔底温度、较多的塔板数，但可增大塔的处理能力。据文献介绍，塔的绝对压力从0.103MPa提高到0.31MPa，塔的负荷可增加72%。不同学者从不同的角度出发，对塔的操作压力提出了某些建议。若用分馏塔脱除酸性原油内溶解的HS时，Moins(1980)推荐用15～20块塔板，操作绝对压力为0.2～0.31MPa。2Maddox等人(1979)从减少压缩气体费用出发，推荐塔的绝对操作压力为0.76～1.18MPa、用20～25块塔板。总之，应根据各油田的个性、稳定单元上下游情况和可利用空间大小等具体情况，选择塔的操作压力。分馏塔的压能和热能消耗很大，应注意能量的综合利用。分馏塔塔顶的拔出率(塔顶产品流量)，应根据来料原油的组成和稳定原油要求的蒸气压确定。在分馏塔进料板上必须有高于拔出率的汽化率，即保证要求数量的塔顶产品在进料板上全部汽化，并在精馏段内提浓。进料板上汽化率与拔出率之差称过汽化度，一般为2%～5%。过汽化度太高使塔顶产品内重组分增多；太低使塔底稳定原油内轻组分含量增多。选定塔的操作压力和进料汽化率后，就可确定原油进料温度。塔顶回流量与塔顶产品量之比称塔顶回流比，回流比常为几或几十。回流比对塔底、塔顶产品质量和塔操作温度的影响。针对原油稳定的工艺特点，除遵循蒸馏塔的一般设计方法外，浮阀塔设计还应注意以下两方面：(1)适当加大塔板间距油田原油稳定装置的处理量和原油组分常有较大波动，原油在塔板上的发泡程度差别较大，因此应适当加大塔板间距，使稳定塔有较大的操作弹性。(2)塔中部设排水侧线原油内含有少量乳化水。采用分馏法稳定原油时，塔底温度常高于水沸点，而塔顶温度低于水沸点，因而原油内的水分很难完全从塔顶带出。水在塔内蒸发、冷凝周而复始地循环，浪费能量，水量还随装置运行时间不断增加，最终使某些塔盘积满冷凝水造成淹塔。为此，在塔中部适当位置设排水侧线，将水从塔内排出。小结：本节主要介绍原油稳定的方法。通过本节的学习，我们应该掌握闪蒸稳定和分馏稳定的原理和工艺流程以及稳定方法的选择，另外，也需对原油稳定的主要设备和稳定的其它方法有所了解。一、原油稳定的方法：1、闪蒸法；2、分馏法；3、多级分离。二、闪蒸稳定原理通过对原油加热或减压使原油部分气化，然后在一个压力和温度不变的容器内，把气液两相分开并分别引出容器。由于轻组分浓集于气相，重组分浓集于液相，使经上述处理后的原油内轻组分含量减少、蒸汽压降低，原油得到一定程度的稳定。三、分馏稳定原理原油中轻组分蒸汽压高、沸点低、易于汽化，重组分的蒸汽压低、沸点高不易汽化。按照轻重组分挥发度不同这一特点，利用精馏原理对净化原油进行稳定处理四、稳定方法选择稳定方法的选择原则是：在满足商品原油质量要求前提下，使油气田获得最高经济效益。具体应考虑的因素有：①原油组成、轻组分C～C的含量，或气油比；14②原油处理规模，规模愈大分馏稳定装置的经济性愈好；③稳定单元上下游工艺条件和要求；④市场因素，市场对各种产品需求的预测和价格走向等。因而，稳定方法的选择是综合寻优问题。一、选择题1.对于轻组分含量高的原油宜采用（）的原油稳定工艺A.加热闪蒸分离法；B.负压闪蒸分离法；C.大罐抽气法；D.多级分离法。2.闪蒸法和分馏法都是利用原油中轻重组分挥发度不同来实现从原油中分离出C1～C4组分，从而达到降低原油蒸汽压的目的。（）A.正确B.错误3.分馏稳定塔在其下部精馏，在其上部提馏。（）A.正确B.错误自测结果第三节脱硫本节主要介绍原油脱硫的目的和方法。其中脱硫的目的是本节重点掌握内容。有些油气藏生产酸性原油，有些油气藏的原油开始不含HS和硫化物，由于注水驱油，注入水内含有硫酸盐还原菌，使所产原油成为酸性原油。由于HS毒22性很大又极具腐蚀性，必须限定商品原油内溶解的HS的质量浓度，根据各国的国情不同HS的质量浓度常限定在10～60mg/kg范围内。原油内另一种酸性成分22为CO，与水结合对金属产生强烈腐蚀，但无毒性。因而，对原油内溶解CO的含量一般没有限制。H2S和CO的常压沸点都处于C和C间，因而任何原油稳定22223方法均能在一定程度上降低原油内HS含量，但不一定能满足商品原油对HS含量的限制。例如，硫的质量浓度为2000mg/kg的原油进行多级分离模拟计算，温22度为49℃，三级分离的压力分别为：2.76、0.48、0.12MPa，经多级分离后稳定原油内HS的质量浓度降为266mg/kg，不能满足商品原油要求。2若酸性原油的原始含硫量较高(如2000mg/kg)，经多级分离和/或闪蒸稳定后，HS含量常达不到要求的原油质量。此时可采用分馏塔或提馏塔进行原油2脱硫，塔底注入冷天然气、热天然气或经再沸炉加热的原油蒸气，天然气最好为不含或少含HS的甜气。气体向上流动过程中与向下流动的原油在塔板上逆流2接触，由于气相内HS的分压很低、液相内HS含量高，产生浓度差促使HS进入气相，降低原油内溶解的HS含量，这种分离工艺称“汽提”，所用的精馏塔2222也称汽提塔。冷汽提是最经济的脱硫方法，若冷汽提不能达到原油HS含量要求，可改用热汽提，但热汽提的成本较高。2Moins(1980)曾对相对密度0.887、含HS的质量浓度由50mg/kg变化至5000mg/kg的原油进行各种稳定和脱HS工艺模拟计算。要求稳定原油雷特蒸气压小22于0.069，MPaHS质量浓度小于60mg/kg。稳定工艺分五种情况：①多级分离；②冷汽提；③热汽提；④多级分离和天然气轻烃回收结合获取最多的液体2产品收率；⑤二级精馏。模拟结果表明，原油HS的质量浓度1000mg/kg，达到要求原油蒸气压和HS含量时，各种稳定工艺的稳定原油收率见下图。22图各种稳定方法与原油收率的关系1—多级分离；2—冷汽提；3—热汽提；4—经多级分离与回收轻烃；5—二级精馏各种方法的投资和能耗随原油内HS含量的增加而增大，见下图。2图HS含量与投资、能耗的关系21—冷汽提；2—多级分离；3—热汽提；4—气体增压热汽提；5—多级分离与轻烃回收；6—二级精馏Moins指出，用分馏法能处理高HS含量原油，稳定原油收率高，塔的操作弹性大，还能从塔顶拔出气体中回收轻烃，是比较理想的选择。对重质原油，由2于分馏塔需很高的塔底温度，不宜采用分馏稳定。我国高含硫原油不多，处理高含硫原油的经验尚较欠缺。小结：本节主要介绍原油脱硫的相关知识。通过本节的学习，我们应该掌握原油脱硫的意义和相关方法，对气提法脱硫原理也应有所了解。一、脱硫原因：HS毒性很大又极具腐蚀性2二、气提法脱硫：采用分馏塔或提馏塔，塔底注入冷天然气、热天然气或经再沸炉加热的原油蒸气，对原油进行脱硫三、气提法脱硫的原理气体向上流动过程中与向下流动的原油在塔板上逆流接触，由于气相内H2S的分压很低、液相内HS含量高，产生浓度差促使HS进入气相，从而降低22原油内溶解的HS含量2一、选择题1.由于H2S的危害性很大，在生产中尽量采用热气提的方法来脱除H2S。（）A.正确；B.错误；第六章原油稳定相关实践应用1．为何在进行负压稳定时装置内泡沫层不能过高？进行负压稳定时装置内泡沫层的高度受到什么因素的影响？采用什么方法可以降低进行负压稳定时装置内泡沫层的高度？在进行负压稳定时装置内若泡沫层过高，会导致塔底泵抽空，脱出气中易带油，影响压缩机正常工作。进行负压稳定时装置内泡沫层的高度主要受到塔中液体流速的影响，进料温度和稳定压力对泡沫层的高度也有影响，而原油的组成与泡沫层的高度无关，也不受原油含水量的影响。降低塔中液体流速能够减小泡沫层的高度，也可通过升高负压稳定时装置进料温度和降低稳定压力来降低泡沫层的高度，常采用消泡剂来消除泡沫。2．二甲基硅油有何特性？如何选用二甲基硅油？二甲基硅油为无色透明、黏度较高的液体，是一种非极性表面活性物质，几乎不溶于水和油，化学性质不活泼，耐热性好（可在150℃下长期使用），无毒，不腐蚀金属，对稳定原油的质量无不良影响，消泡能力强，价格比较便宜。低黏度硅油消泡快，但持续性差；高黏度硅油恰好与之相反。由于低黏度硅油消泡快，但持续性差；高黏度硅油恰好与之相反。所以一般来说，当起泡液黏度较高时，宜用低黏度硅油；反之用高黏度硅油。由于硅油的添加量极少且分散性较差，故需要采用预乳化的办法加药。预乳化时原油的稀释比常取为150∶1，进料中消泡剂的有效成分的正常加人量为0.3～0.5mg/L。3．在微正压稳定工艺流程中应如何设置事故流程？在微正压稳定工艺流程中，设置的事故流程要能有以下功能。（1）如果整套稳定装置出现故障或停产检修，脱水原油可通过电脱水器后直接跨越稳定装置直接进罐储存。但为了尽量降低进罐原油的饱和蒸气压，脱水系统操作压力应适当降低，脱水温度适当提高。（2）如果稳定用的气压缩机出故障或检修停机，则可将稳定塔顶冷凝液分离器上部的紧急放空阀打开，稳定塔处于常压操作，稳定气经放空阀送到火炬烧掉，但原油进塔前的加热温度应适当降低。4．在微正压稳定工艺流程操作中应注意哪些事项？在微正压稳定工艺流程操作中应注意以下事项。（1）当进塔原油量较低时，由于压缩机一级防喘振自动控制阀流通量小，应及时打开该阀旁通手阀调整稳定塔压力。（2）当进塔原油量上下波动较大时，应适当降低脱水原油加热的温度设定值，避免造成原油在管束内过热结焦，甚至堵塞。（3）要注意控制好塔的液位，防止淹塔造成原油进入塔顶冷凝液分离器，以致造成产品轻油变黑，影响轻油质量和销售。5．原油稳定工艺过程中，我国对进料原油的含水含盐量有何要求？为减少对设备的腐蚀及水分在塔内的积累、破坏分离操作和总压力的突然下降，要求尽可能降低进塔原油含水量。我国对于含水量和含盐量的要求是含水率应小于0.5%，含盐率应小于50mg/L。第六章原油稳定第一题：原油稳定亦即降低原油蒸汽压的过程，石油工程上如何测量确定原油蒸汽压？答：目前工程上还没有能够直接测量原油蒸汽压的手段，只有依靠雷特蒸汽压测定方法间接测量某一特定条件下的饱和压力，再换算到需要的原油饱和蒸汽压。雷特蒸汽压测定器是两个连同的容器，下部充满欲测的液体，下部和上部的容积比是1：4，剧烈摇动后，在38℃的恒温下测定，蒸汽压力表读书即为雷特蒸汽压。雷特蒸汽压测定器图略。测得雷特蒸汽压后即可通过固定的函数关系换算得到原油的饱和蒸汽压。第二题：在如图1～2所示的稳定工艺中都设有压缩机装置，试分析压缩机的作用，在稳定工艺中是否必须这样布置？答：图1为正压闪蒸稳定工艺，闪蒸过程依靠加热升温实现，其中的压缩机环节仅仅是作为闪蒸气增压所设；图2为负压闪蒸工艺，闪蒸过程依靠负压（真空）实现，压缩机为负压压缩机，必须设置。第三题：试比较加热闪蒸与负压闪蒸的优缺点。答：负压闪蒸适于密度大、含轻组分少的原油，否则将因气化量大、压缩机功耗过大而不经济；采用负压闪蒸时，进塔原油温度低，耗热少，可利用脱水后的原油直接进入稳定塔。此外负压下轻、重组分的分离效果好于正压下轻、重组分的分离效果。模拟试题一、填空题（每空1分，共15分）1．集输系统由那些工艺环节组成（1）（2）（3）（4）（5）2．油井回压是集输系统的压力，自喷井回压应为油井油压的倍，否则集输系统工况的变化将影响的稳定。3．影响分离器分离平衡气液相比例和组成的因素是、和。4．管路沿线存在起伏时，不仅激烈地影响着两相管路地流型，而且原油大量地聚积在低洼和上坡管段内，使气体的流通面积减小，流速增大，造成较大的和损失。5．沉降罐主要依靠和作用使油水分离。二、判断题（每题1分，共10分）1．在两相混输管路计算中引入折算系数的目的是把求两相管路的摩擦压降问题转化为求折算系数的问题。（）2．油气水三相分离器的气－油界面是由分离器的气体出口压力调节阀控制的。（）3．乳状液的pH值增加，其稳定性变好。（）4．弗莱尼根关系式在计算倾斜气液两相管流压降时认为：由爬坡引起的高程附加压力损失与起终点的高度差成正比。（）5．原油中溶解气的析出和膨胀不利于从原油中分离出水滴。（）6．若把高产自喷井与低产自喷井用一根集油管串接起来，对高产自喷井的产量影响较大。（）7．卧式分离器的气液界面应控制在分离器的直径一半处。（）8．在原油化学破乳脱水过程中，随着破乳剂用量的增加，脱水率增加，脱水效果好。（）9．一定温度下，某固定组成的石油体系的系统压力等于该温度下的泡点压力，则该体系处于气液相平衡状态。（）10．在常规气液分离工况下，也有可能发生反常凝析或反常蒸发现象。（）三、（10分）下图为掺水集输流程，请参考