某油田揮發(fā)性油氣治理經(jīng)驗簡介

梁福偉 張鐵鑫

摘要：本文通過梳理油田生產(chǎn)環(huán)節(jié)，確定油氣損耗關(guān)鍵環(huán)節(jié)。對比不同工藝及效果，確定采用大罐抽氣工藝進(jìn)行油氣回收。對比不同壓縮機(jī)工藝，確定選用往復(fù)式壓縮機(jī)。同時介紹了大罐抽氣工藝設(shè)計要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：油氣損耗;油罐氣回收;原油穩(wěn)定;大罐抽氣

隨著國家、社會對環(huán)境保護(hù)的日益重視，國家及各省市紛紛頒布《揮發(fā)性有機(jī)物排污收費(fèi)試點(diǎn)辦法》等條例。為了有效降低油田油氣損耗，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，提升職工工作環(huán)境，響應(yīng)集團(tuán)公司“碧水藍(lán)天”環(huán)保計劃，油田分公司開展了油氣損耗專項治理工程。

1 油田油氣損耗情況

1.1 油氣損耗環(huán)節(jié)及治理關(guān)鍵

油田原油綜合性質(zhì)較差，集輸系統(tǒng)普遍采用二級甚至三級布站方式。生產(chǎn)過程大部分采用密閉流程，可有效避免油氣損耗。但部分環(huán)節(jié)存在開式流程，造成油氣損耗，主要體現(xiàn)在6個環(huán)節(jié)：拉油井場高架罐、接轉(zhuǎn)站固定拱頂罐、聯(lián)合站中的固定拱頂油罐、卸油站中的卸油罐、各級站場中的污油池、污水站中的污水沉降罐。

因聯(lián)合站儲油量大，操作溫度高，油氣損耗大，是集輸過程中的關(guān)鍵損耗點(diǎn);且站場數(shù)量少，罐集中布置，易于進(jìn)行集中回收，確定將油氣損耗治理關(guān)鍵放在聯(lián)合站中的拱頂罐。

1.2 聯(lián)合站油氣損耗情況

1.2.1 處理工藝及油氣損耗原因

（1）處理工藝

某油田原油粘度高，密度大，大部分為稠油（甚至超稠油）;多采用三次開采，進(jìn)站液復(fù)雜，造成站內(nèi)脫水流程長、工藝復(fù)雜。聯(lián)合站普遍采用分水器+大罐熱化學(xué)沉降脫水工藝，油罐采用常壓固定拱頂罐[1]，造成生產(chǎn)過程不密閉。

（2）油氣損耗原因[2]

常壓固定頂罐在正常運(yùn)行中通過呼吸閥的正常呼吸造成油氣損耗，其損耗形式主要有兩種：一是靜止儲存損耗，即“小呼吸”損耗;二是油品進(jìn)出罐的損耗，即“大呼吸”損耗。

1.2.2 油氣損耗量

油田有數(shù)十座聯(lián)合站，未設(shè)油氣回收裝置的站場占48.3%。2014～2017年，技術(shù)檢測中心對全部聯(lián)合站進(jìn)行了油氣損耗檢測。經(jīng)檢測，油田平均損耗率0.0655%。

2 油氣回收工藝

依托現(xiàn)有處理工藝，選擇合適油氣回收工藝。

2.1 回收工藝確定

2.1.1主要工藝

目前，成熟的油氣回收工藝有兩種：大罐抽氣工藝和原油穩(wěn)定工藝。典型流程分別見圖2和圖3，工藝對比見表1。

2.1.2在運(yùn)油氣回收工藝效果

油田設(shè)有油氣回收工藝的聯(lián)合站中，約有50%采用原油穩(wěn)定工藝（大部分只有后塔），31%采用大罐抽氣工藝，其余采用大罐抽氣和原油穩(wěn)定工藝相結(jié)合的方式。經(jīng)技術(shù)檢測中心檢測，只有大罐抽氣和只有原油穩(wěn)定的站損耗率相差不大，具體見圖4。

2.1.3工藝確定

通過分析可知，大罐抽氣和原油穩(wěn)定工藝降低油氣損耗的作用相差不大，且原油穩(wěn)定工藝投資高，對油品有一定影響，確定采用大罐抽氣工藝進(jìn)行油氣回收。

2.2 大罐抽氣工藝

通過在常壓儲罐頂設(shè)置微壓差變送器來控制壓縮機(jī)變頻運(yùn)行，使油罐始終保持微正壓運(yùn)行，減少儲罐呼吸閥動作而降低油氣損耗。在用壓縮機(jī)分為往復(fù)和螺桿壓縮機(jī)。目前，油田多采用往復(fù)壓縮機(jī)，新疆地區(qū)多采用螺桿壓縮機(jī)。兩種工藝流程分別見圖5和圖6，優(yōu)缺點(diǎn)對比見表2。

經(jīng)過對比，采用往復(fù)式壓縮機(jī)，投資低，在油田運(yùn)行良好，確定大罐抽氣系統(tǒng)選用往復(fù)式壓縮機(jī)。

2.3 設(shè)計要點(diǎn)

2.3.1回收罐的確定

通過檢測，不同處理流程中，各油罐損耗相差很大，回收罐的確定以損耗檢測數(shù)據(jù)為依據(jù)。以某二號聯(lián)為例，各罐油氣損耗率如下：一次罐>二次罐>凈化油罐>三次罐，其中一罐損耗率最大，約為0.005%，三次罐損耗最小，約為0.0012%，一次罐損耗約為三次罐的4倍。油氣回收罐確定為全部油罐。

2.3.2壓縮機(jī)選擇合適排量和運(yùn)行方式

因受進(jìn)出液作業(yè)、環(huán)境溫度影響，不同季節(jié)、不同時間段，罐頂氣量相差很大。為保收裝置穩(wěn)定運(yùn)行，須選擇排量適應(yīng)性強(qiáng)的壓縮機(jī)和運(yùn)行方式。

2.3.3選擇動作靈敏、運(yùn)行可靠的壓力儀表

大罐抽氣工藝通過罐頂壓力表來變頻運(yùn)行壓縮機(jī)，罐頂壓力低、范圍窄，因此須選擇動作靈敏、運(yùn)行可靠的壓力儀表。

2.3.4設(shè)計合理的壓縮機(jī)進(jìn)口管線

因罐微正壓運(yùn)行，壓縮機(jī)進(jìn)口管線管徑選擇需減少壓降;管線步步低向壓縮機(jī)，避免形成液袋彎。

3 效果展望

結(jié)合油罐隱患治理進(jìn)行回收改造，油田確定三步走的思路，逐步實(shí)現(xiàn)全部聯(lián)合站的油罐氣回收，將會產(chǎn)生很好的社會環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益。

3.1 社會、環(huán)保效益

符合國家政策，降低油氣損耗和大氣污染，保護(hù)人民生活環(huán)境，提升職工工作環(huán)境。

3.2 經(jīng)濟(jì)效益

3.2.1回收油氣，變廢為寶

以1套設(shè)計規(guī)模為3000m3/d的大罐抽氣裝置為例，年回收油氣量（考慮冬季、夏季的不均衡性）可達(dá)73×104m3/d，折合經(jīng)濟(jì)效益120.45萬元/年。

3.2.2 降低排污繳納費(fèi)

回收油罐揮發(fā)氣，降低排污繳納費(fèi)，降低生產(chǎn)運(yùn)行成本。

4 結(jié)語

除了油罐氣工藝改造外，建議進(jìn)一步采取其他措施降低站內(nèi)油氣揮發(fā)物，例如加大密閉脫水工藝研究;加強(qiáng)日常操作維護(hù)，保證罐完好。

參考文獻(xiàn)：

[1] GB 50183-2004 石油天然氣工程設(shè)計防火規(guī)范

[2]李虞庚，等. 油田油氣集輸設(shè)計技術(shù)手冊. 北京：石油工業(yè)出版社，1993.

[3]趙來順.油品損耗的原因與對策[J].石油庫與加油站.第8卷.第6期.1992，12

[4]孫曉春. 塔里木油田固定頂儲罐油氣損耗特點(diǎn)分析. 石油規(guī)劃設(shè)計 2004， 7.