大罐抽氣裝置在塔河油田三號(hào)聯(lián)合站的應(yīng)用

陳劉楊 （中石化西北油田分公司采油三廠，新疆 輪臺(tái)841600）

大罐抽氣技術(shù)主要是將原油儲(chǔ)罐中揮發(fā)出的輕烴成分進(jìn)行收集、壓縮，再送到天然氣站處理，以達(dá)到節(jié)約能源、防止空氣污染、實(shí)現(xiàn)原油密閉集輸?shù)哪康腫1]。隨著塔河油田的開(kāi)發(fā)，不斷有高含硫化氫井建產(chǎn)，尤其以塔河8區(qū)、10區(qū)、12區(qū)油井為主，三號(hào)聯(lián)合站進(jìn)站稠油主要來(lái)至塔河8區(qū)和10區(qū)，具有密度高、粘度大、油品性質(zhì)復(fù)雜、伴生氣硫化氫含量高等特點(diǎn)。根據(jù)2010年12月年檢測(cè)結(jié)果，三號(hào)聯(lián)合站大罐揮發(fā)氣H2S平均含量為12735.74mg／L，若不采取回收措施，對(duì)高含硫化氫揮發(fā)氣只能進(jìn)行放空燃燒處理，H2S轉(zhuǎn)化為SO2排放，對(duì)大氣造成污染。另外，當(dāng)大罐揮發(fā)氣正壓力高于呼吸閥啟動(dòng)壓力，則高含硫化氫揮發(fā)氣將從呼吸閥溢出，大量的油品蒸汽散失于大氣中，嚴(yán)重污染環(huán)境，并構(gòu)成潛在的火災(zāi)危險(xiǎn)，威脅崗位人員安全。使用大罐抽氣裝置對(duì)揮發(fā)氣進(jìn)行回收，不僅可以有效防止大罐揮發(fā)氣外溢污染環(huán)境，還能創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益。為此，筆者對(duì)大罐抽氣裝置在塔河油田三號(hào)聯(lián)合站的應(yīng)用進(jìn)行闡述。

1 大罐抽氣裝置簡(jiǎn)介

2006年11月4日，隨著塔河油田三號(hào)聯(lián)合站大罐抽氣裝置一次投產(chǎn)成功，標(biāo)志著三號(hào)聯(lián)合站全面建成投產(chǎn)，三號(hào)聯(lián)合站設(shè)計(jì)能力為年處理原油230×104t，其中重質(zhì)、中質(zhì)原油180×104t，輕質(zhì)原油50×104t，污水處理與回灌能力為6500m3／d，總罐容5×104m3。該裝置主要由1臺(tái)大罐氣分離器、2臺(tái)大罐氣壓縮機(jī)、1臺(tái)天然氣分離器、1臺(tái)天然氣空冷器以及配電及變頻控制系統(tǒng)組成，其中2臺(tái)大罐氣壓縮機(jī)布置在壓縮機(jī)房?jī)?nèi)，配電及變頻控制系統(tǒng)布置在配電控制室，其余設(shè)備布置在室外。按照三號(hào)聯(lián)合站大罐抽氣裝置設(shè)計(jì)規(guī)模，油罐揮發(fā)氣量約（1～3）×104m3／d，由于初期進(jìn)站液量較少，按照每臺(tái)5m3／min的規(guī)格選用大罐抽氣壓縮機(jī)，排氣壓力為0.25MPa，最大抽氣量14400m3／d。大罐抽氣裝置流程示意圖如圖1所示。其工藝流程如下：從三號(hào)聯(lián)合站原油儲(chǔ)罐 （共8座）揮發(fā)出的大罐氣沿管道進(jìn)入大罐氣分離器，操作壓力控制在800～1000Pa，溫度70℃，大罐氣在臥式分離器進(jìn)行初步分離后進(jìn)入壓縮機(jī)并增壓到0.25MPa，溫度升至120℃，再進(jìn)入天然氣空冷器，進(jìn)一步分出輕質(zhì)油和水，待回收氣溫度降至55℃后再輸入天然氣處理站進(jìn)行液化氣和輕烴的回收?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)如表1所示。

圖1 大罐抽氣裝置流程示意圖

表1 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)

2 補(bǔ)氣管線技術(shù)改造

由于三號(hào)聯(lián)大罐氣氣量隨環(huán)境溫度的變化，溫度升高氣量也隨之變化，大罐揮發(fā)氣量不穩(wěn)定，在大罐壓力較低、氣源不足時(shí)，大罐抽氣壓縮機(jī)需要停機(jī)。為了給壓縮機(jī)進(jìn)口提供穩(wěn)定的氣源，需要對(duì)大罐進(jìn)行補(bǔ)氣。大罐抽氣系統(tǒng)設(shè)2路自動(dòng)補(bǔ)氣管線和1路手動(dòng)補(bǔ)氣管線[2]。自動(dòng)補(bǔ)氣氣源來(lái)自輕烴站外輸干氣，依靠自立式調(diào)節(jié)閥PCV-0501對(duì)干氣進(jìn)行調(diào)壓，設(shè)計(jì)為閥后控制，閥后壓力低于200Pa時(shí)自動(dòng)補(bǔ)氣。另外，氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥PV-0502在檢測(cè)到裝置進(jìn)口壓力低于150Pa時(shí)通過(guò)程序啟動(dòng)，自動(dòng)調(diào)節(jié)閥門(mén)開(kāi)啟度。

在補(bǔ)氣時(shí)，從燃料氣分離器過(guò)來(lái)的干氣壓力較高 （0.5MPa），自立式調(diào)節(jié)閥PCV-0501和氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥PV-0502不能穩(wěn)壓，造成壓縮機(jī)進(jìn)口壓力波動(dòng)大，抽氣壓縮機(jī)不能平穩(wěn)運(yùn)行，極大影響正常生產(chǎn)。為解決上述問(wèn)題，在補(bǔ)氣管線流量計(jì)后端新增調(diào)壓閥，通過(guò)2級(jí)調(diào)壓，使補(bǔ)氣時(shí)壓縮機(jī)進(jìn)口壓力保持平穩(wěn)。補(bǔ)氣管線改造示意圖如圖2所示。在補(bǔ)氣時(shí)，干氣通過(guò)新增調(diào)壓閥（圖中虛線所示）由0.5MPa降至40kPa，穩(wěn)壓后再通過(guò)自立式調(diào)節(jié)閥PCV-0501自動(dòng)補(bǔ)氣。當(dāng)自立式調(diào)節(jié)閥PCV-0501損壞時(shí)，通過(guò)氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥PV-0502進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)氣，使壓縮機(jī)進(jìn)口壓力平穩(wěn)，保證壓縮機(jī)連續(xù)平穩(wěn)的向輕烴站提供氣源。

圖2 補(bǔ)氣管線改造示意圖

3 應(yīng)用效果

2006年11月4日，隨著塔河油田三號(hào)聯(lián)合站大罐抽氣裝置一次投產(chǎn)成功。實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中日均回收天然氣8000m3／d，每日可提高輕烴站的液化氣產(chǎn)量3t，輕烴產(chǎn)量1.2t，天然氣5000m3，按目前混合輕烴4000元／t，天然氣0.5元／m3計(jì)算，利用該裝置在1年內(nèi)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益達(dá)700萬(wàn)元。通過(guò)補(bǔ)氣管線技術(shù)改造，使壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)連續(xù)平穩(wěn)運(yùn)行，大大減少了大罐抽氣壓縮機(jī)的維修更換費(fèi)用。同時(shí)，利用該裝置進(jìn)行油氣密閉集輸，既可降低油氣揮發(fā)損耗、減少環(huán)境污染，又能避免大罐氣從安全閥、呼吸閥等處外溢，降低了操作人員氣體中毒的風(fēng)險(xiǎn)。因此，大罐抽氣裝置在三號(hào)聯(lián)合站的成功應(yīng)用為塔河油田密閉集輸工藝開(kāi)拓了新思路。

[1]秦琴.活動(dòng)式大罐抽氣裝置在首站的應(yīng)用 [J].內(nèi)蒙古石油化工，2004（30）：44-45.

[2]劉?？?，耿玉廣.聯(lián)合站儲(chǔ)油罐抽氣工藝的改進(jìn) [J].油氣田地面工程，2010，29（4）：48-49.