原穩(wěn)裝置原油含水控制及改進(jìn)措施

李澤兵

（大慶油田創(chuàng)業(yè)集團(tuán)南垣股份公司油氣處理廠，黑龍江大慶 163000）

隨著我國油田的不斷開發(fā)，油田已經(jīng)逐漸進(jìn)入到開采的中后期，油田的含水量逐漸升高。原穩(wěn)裝置原油含水量和聯(lián)合站中脫水裝置的脫水效果有著直接的影響，一旦操作出現(xiàn)問題，就會影響原穩(wěn)裝置的安全運(yùn)行，同時穩(wěn)定塔內(nèi)含有的少量水經(jīng)過氣化后會形成汽提作用，輕烴產(chǎn)量和裝置產(chǎn)品有所增加，所以原穩(wěn)裝置原油含水量的合理控制，有利于裝置經(jīng)濟(jì)合理性的運(yùn)行，保障裝置運(yùn)行處于最佳狀態(tài)。

1 原油含水對原穩(wěn)裝置的不利影響

1.1 對設(shè)備的影響

原油中一般都含有一定量的水，水中又含有一定量的鹽類溶解物質(zhì)，同時還有一些顆粒狀懸浮物漂浮在原油中，主要包括鈉、鈣、鎂的氯化物等。其中氯化鈉的含量最高。以上物質(zhì)都可能對加工過程產(chǎn)生影響：①造成設(shè)備結(jié)垢。水分在換熱器和加熱爐中的不斷蒸發(fā)，鹽類物質(zhì)就會逐漸沉積在管壁上，造成傳熱效率下降，流動壓降增加，隨時可能造成管道的堵塞；②造成設(shè)備的腐蝕。在水解的作用下CaCl2、MgCl2能夠生成較強(qiáng)腐蝕性的氯化氫，尤其是在溫度較低的設(shè)備中，和水形成鹽酸，對設(shè)備具有較強(qiáng)的腐蝕性。

1.2 對操作的影響

原穩(wěn)裝置可能因?yàn)樵秃康纳撸斐伤?nèi)的氣相負(fù)載超過塔的分離能力，輕烴產(chǎn)品質(zhì)量可能因?yàn)槌霈F(xiàn)的液泛現(xiàn)象造成其不合格，影響裝置的安全運(yùn)行，穩(wěn)定塔內(nèi)的壓力會短時間升高，塔頂?shù)臍怏w被排出，產(chǎn)品出現(xiàn)流失，對周邊的環(huán)境產(chǎn)生污染，容易發(fā)生安全事故。原穩(wěn)裝置運(yùn)行出現(xiàn)問題，就會造成加熱爐燒偏，控制難度增加，輕烴產(chǎn)量受到影響。

1.3 對產(chǎn)品質(zhì)量的影響

原油含水量較高時，原穩(wěn)裝置的操作穩(wěn)定性就會出現(xiàn)問題，輕烴密度受到一定的影響，通過對輕烴分化結(jié)果調(diào)查研究可以發(fā)現(xiàn)，C9以上的產(chǎn)品含量有所上升，可能會出現(xiàn)黑烴的情況。

2 原油含水對原穩(wěn)裝置的有利影響

原穩(wěn)裝置穩(wěn)定塔的溫度一般在200℃以上，原油中的水經(jīng)過汽化變?yōu)樗魵?，原穩(wěn)裝置因?yàn)樗?nèi)的汽提作用產(chǎn)生一定的影響，主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)。

2.1 對拔出率的影響

通常情況下加熱爐的出口溫度在200℃以上，塔頂?shù)臏囟仍?00℃左右，塔頂?shù)膲毫?30MPa，輕端組分拔出率在含水量0.1%～0.5%時增長的速度比較快，輕端組分拔出率隨著原油含水量的增加而升高，一旦原油含水量超過0.5%時，輕端組分拔出率還會繼續(xù)增長，但是增長的速度有所下降。

2.2 對能耗的影響

按照加熱爐出口溫度200℃以上時，塔頂溫度保持在110℃，塔頂壓力130MPa的條件下，一旦原油的含水量超過0.3%時，拔出率就可能超出3%的設(shè)計范圍，需要對操作參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，保障拔出率在科學(xué)合理的范圍內(nèi)，保障原穩(wěn)裝置平穩(wěn)、高效的運(yùn)行。制定加熱爐與原油含水的變化曲線，通過曲線可以了解到拔出率相同的情況下，原油含水量在0.5%時加熱爐負(fù)載發(fā)生變化，加熱爐溫度在原油含水量0.1%～0.5%，通過對參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整溫度有所下降，加熱爐的耗氣量也有所減小，能量的消耗降低；如果原油含水量超過0.5%，水在加熱爐中蒸發(fā)為水蒸氣，熱量消耗過大，汽提效果不明顯，加熱爐的負(fù)荷加大，原油含水就會造成能量的大量消耗。

3 原油含水的主要現(xiàn)象

3.1 原油入爐壓力升高

加熱爐中原油的壓力一般小于0.70MPa，原油中如果含水量較多，水就會大量的蒸發(fā)，氣阻增大，加熱爐內(nèi)的壓力也會隨著升高。

3.2 加熱爐出爐溫度降低

原油中水的大量蒸發(fā)，發(fā)生汽化反應(yīng)，就會造成熱量的大量損耗，加熱爐的溫度上升比較緩慢，影響出爐溫度。

3.3 空冷器冷后溫度升高

空冷器管束因?yàn)榇罅康乃魵鈺查g氣量增加，造成空冷器的負(fù)荷加大，溫度就會逐漸升高，超過控制參數(shù)范圍。

3.4 穩(wěn)定塔塔頂壓力升高

穩(wěn)定塔塔頂會因?yàn)樗魵夂康脑黾釉斐蓧毫χ饾u升高，如果壓力超過標(biāo)準(zhǔn)范圍就會產(chǎn)生不良影響，同時塔頂壓力的變化也會造成穩(wěn)定塔液位的變化。

3.5 回流罐脫水量增大

水蒸氣冷凝后會產(chǎn)生大量的水滴，水滴的逐漸積累會造成回流罐界面升高，調(diào)節(jié)閥的開度就會加大，一旦調(diào)節(jié)閥的開度達(dá)到100%，就會造成油水界面無法控制，需要調(diào)節(jié)閥副線增加脫水量。

3.6 壓縮機(jī)一級排壓升高報警

不凝氣壓縮機(jī)入口會因?yàn)樗攭毫^高造成流量增加，處理能力就需要加強(qiáng)，一旦排氣壓力大于0.31MPa，壓縮機(jī)就會發(fā)出警報，需要及時處理，否則保護(hù)系統(tǒng)就會起動，自動停機(jī)。

4 原油含水高對原穩(wěn)裝置運(yùn)行的危害及采取的主要措施

原油含水量較高時，一旦經(jīng)過加熱爐進(jìn)入到穩(wěn)定塔后，就會造成以下危害：

①成品罐內(nèi)可能出現(xiàn)沖塔等事故的發(fā)生；②裝置的機(jī)封可能因?yàn)閴毫ο陆?，出現(xiàn)氣蝕現(xiàn)象，機(jī)封的損壞可能出現(xiàn)泄漏等問題發(fā)生；③燃料的氣量因?yàn)槌鰻t溫度的下降，會逐漸的增加；④隨著輕烴產(chǎn)品中含水量的逐漸增加，罐區(qū)脫水負(fù)荷增大，直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量。

生產(chǎn)過程中，一旦原油的含水量比較高，就要第一時間上報調(diào)度室，對原油含水量進(jìn)行分析和化驗(yàn)，調(diào)度室聯(lián)系聯(lián)合站，做好協(xié)調(diào)工作，避免高含水對生產(chǎn)產(chǎn)生不良影響。尤其注意塔頂壓力和塔液位變化，一旦變化幅度比較大，就要進(jìn)行人工調(diào)節(jié)，保持塔內(nèi)液位在20%左右。如果發(fā)現(xiàn)回流罐的液位短時間內(nèi)上升，就要對輕烴外輸調(diào)節(jié)閥進(jìn)行關(guān)閉，避免影響成品罐，同時停止回流泵。含水量較高時，回流罐脫水處理加大，情況嚴(yán)重的時候，需要到現(xiàn)場打開副線閥，加快脫水速度，避免回流造成安全事故發(fā)生。穩(wěn)后泵如果發(fā)生氣蝕現(xiàn)象，就要對泵出口閥門進(jìn)行調(diào)節(jié)，保障放空排氣的正常進(jìn)行。根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際操作情況和原油含水量分析，適當(dāng)對裝置的溫度進(jìn)行調(diào)整，加熱爐的出口溫度想要降低，就要進(jìn)行手動調(diào)節(jié)。操作人員一旦發(fā)現(xiàn)塔頂壓力大于0.08MPa時，就要開啟壓縮機(jī)，如果壓力超過0.12MPa時，就要打開放空閥。同時檢查回流罐是否發(fā)生污染，如果污染就要及時清理，還要檢查輕烴儲罐是否發(fā)生污染，如果污染就要關(guān)閉進(jìn)料閥，進(jìn)行清理。如果通過降溫降量還不能保障裝置的正常運(yùn)行，就要進(jìn)行冷運(yùn)處理，冷運(yùn)處理過程中，要關(guān)閉加熱爐，關(guān)閉加熱爐風(fēng)機(jī)，關(guān)閉火嘴前手閥以及加熱爐煙道擋板和各風(fēng)門。

5 改進(jìn)建議

近幾年，原油中含水量越來越高，含水值持續(xù)走高，原穩(wěn)裝置大部分都處于非正常狀態(tài)工作中，造成工人的勞動強(qiáng)度加大，也影響設(shè)備的正常運(yùn)行，因此根據(jù)實(shí)際的情況，制定以下幾點(diǎn)有效的控制措施：①引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備，安裝在線原油含水分析儀器，及時了解原油的含水情況，并采取有效的解決措施，保障數(shù)據(jù)參數(shù)的平穩(wěn)，降低加熱爐能源的消耗；②適當(dāng)增加一臺原油緩沖罐，當(dāng)原油的含水量較大時，首先進(jìn)行站內(nèi)循環(huán)，內(nèi)循環(huán)運(yùn)行的時間根據(jù)實(shí)際情況制定，避免因?yàn)閮?nèi)循環(huán)造成大量熱量的損失，直到原油含水量處于正常范圍內(nèi)再進(jìn)行后續(xù)流程。

6 結(jié)語

原穩(wěn)裝置運(yùn)行過程中受到的影響因素比較多，主要的問題之一就是原油含水量，因此應(yīng)熟練和精心對原穩(wěn)裝置進(jìn)行操作，還要科學(xué)合理地控制原油含水量，增加創(chuàng)新改造項(xiàng)目，保障原穩(wěn)裝置運(yùn)行的安全、穩(wěn)定，保障操作平穩(wěn)率，保證輕烴產(chǎn)量，降低能源的消耗量，避免安全事故的發(fā)生，促進(jìn)其長遠(yuǎn)發(fā)展。