原油处理系统认知

莱 州 湾
垦利
龙口
龙口 37° 37° 118° 119° 120° 121° 122°
渤海油田分布情况
油气井的类型
常规定向井 水平分支井
水平井
原油处理：对原油进行脱水、脱盐、脱除泥砂等机械杂质，使之成为合格商品原油 的工艺过程称原油处理。国内常称为原油脱水。
原油含水的危害： 增加石油运输、贮存的负荷。加大了原油的重量和体积，管线输运增加动能消耗， 油轮、罐车输运增加运输成本； 影响加工过程中的平稳操作。 如果原油中含水为1%，汽化后水的体积占总体积的 11%。在加工过程中，占用大了大部分管线、设备内的空间，影响设备的加工能力。 表现在： a.系统压力增加，泵出口压力升高； b.塔内气体上升速度增加，阻止液体正常沉降，出现冲塔事故（液泛）。 增加过程中能量消耗。原油汽化潜热350KJ/kg；水汽化潜热2600KJ/k，原油在加 工过程中将经历多次热交换、汽化、冷凝等过程，汽化热较大的水与原油一起将 消耗大量的燃料和冷却水；
From Slug Catcher
To Crude Oil Surge Vessel
换热器定义：将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。 蛇管式换热器 按 作 用 原 理 和 传 热 方 式 分 套管式换热器 直接接触式 管式换热器 缠绕管式换热器 中间载热体式换热器：又称流体连接间接式换热器， 是把两个间壁式换热器由在其中循环的热载体连接起 蓄热式 管壳式换热器 来的换热器，热载体在换热器高温流体和低温流体之 间循环，在高温流体处接受热量，通过换热器把热量 螺旋板式换热器 间壁式 板面式换热器 释放给低温流体。 板式换热器 中间载热体式 板翅式换热器 其它型换热器 板壳式换热器 固定管板式 浮头式 U型管式
秦皇岛 南堡 秦皇岛
绥中36-1油田J区 旅大油田群
湾 东
40°
绥中36-1油田二期
40°
区块划分方法
塘沽
39°
南堡35-2油田 歧口18-1油田
海
曹妃甸 渤中25-1油田 渤中
秦皇岛32-6油田
旅大 39° 大连
歧口17-2油田 歧口17-3油田
歧口 38°
歧口18-2油田
渤湾Leabharlann 渤中26-2油田蓬莱 38°
LV-1502B：协助控制设备 液位，目前手动全关状态且 调节阀前后球阀关闭。上游 来液量剧增且下游设备处理 不了时中控协同现场手动进 行调节将多余液量泄至闭排。
LV-1502A：维持设备液位 稳定，目前通过自动调节控 制阀开度。 通过设定报警 值协助监测液位情况，阀设 上下限，上游来液量剧增时 中控手动进行调节，调节时 注意下游液位。
蓄热式换热器：又称回热 式换热器，借助固体（如 固体填料或多孔性格子砖 ）构成的蓄热体，使热流 体和冷流体交替接触，把 热量从热流体传递给冷流 体。
优点：结构紧凑，价格便 宜，单位体积传热面大， 适用于气-气换热器。
缺点：仅适用于工艺上允 许两种流体混合的场所。
优点：结构简单，造价低廉，操作方便，可 承受较大流体介质压力。 沉浸式蛇管换热器 蛇 管 式 换 热 器 喷淋式蛇管换热器 缺点：管外流体流速小，传热系数小，传热 效率低，设备笨重。 应用：常用于高压流体、反应器的传热冷却 。
防冲板：在介质进口处的管段，经常受到高流速介质 换热器主要组合部件由管箱、壳体和内部换热管束等部分组成。换热管与管板采用 的冲刷，容易侵蚀及振动，所以要求在流体入口处装 强度焊加膨胀的连接形式，其密封性能较高，抗拉脱力强，因此可以将管束抽出， 置防冲板，以起保护作用。 清洗换热管及筒体内壁。
管箱：位于壳体两端，其作用是控制及分配管程流体。
To Fuel Gas Cooler
From BZ35-2CEPA and BZ34-6/7WHPA
To Crude Oil Heat Exchanger
原理：进入段塞流捕集器的物流，首先经入口折流板减速，进行简单 的气液分离。容器上壁设有波纹板，气体从波纹板间穿过时，其中大 部分气携液被分离出来，气体经过捕雾器从气相出口离开，液位从容 器底部离开，出口设有破涡器。
原油含盐的危害： 造成设备和管道的结垢和堵塞。在炉管、换热器内，温度升高使原油的粘度降低， 无机盐、固体颗粒很容易附着在不光滑的管线内表面上，形成盐垢，降低传热效 率，锈蚀管壁，严重时堵塞炉管或换热器，造成非计划停工； 影响腐蚀管线和设备。氯化物，特别是氯化钙、氯化镁，在加热和有水存在时发 生水解，放出氯化氢，遇水形成盐酸，造成原油蒸馏塔顶低温部位的腐蚀。 影响原油的深度加工。深度加工中大多是在催化剂存在下的化学变化，例如催化 裂化技术、加氢裂化等。在这些过程中，为防止催化剂中毒，必须对原料油中的 盐份给予限制。 原油处理的最终目的： 分离出油水混合液中的污水，污水进污水处理系统。经处理后，油中含水可降至 0.5%～15%，以利于原油进一步净化； 分离出油水混合液中的伴生气，伴生气进伴生气处理系统。经处理后，油中含气 达到如下要求： 分离质量（%）K≤0.5cm³/m³（气） 分离程度（%）S≤0.05m³/m³（液） 除去油水混合液中砂等杂质。
优点
省费用 工艺简单 脱水及机械杂质 实用性强 货源充足、价格低 廉 效率高
缺点
耗时、效果差 需要加热设施 需要淡水及泵设备 费用高
粗粒化脱水法
电场破乳脱水法 电化学联合破乳 脱水法
润湿
电荷异性相吸 化学与电场
乳化液
低含水原油 低含水原油
处理量少
需要电力设施
段塞流捕集器的主要作用是对来自渤中35-2CEPA平台和渤中34-6/7WHPA平台的生产流 体进行缓冲、消除段塞，并进行初步的两相分离。经过分离后的气体进入燃料气系统， 液体前往原油换热器(CEPA-E-2001A/B)，入口管线设有消泡剂注入点。
填料函式
釜式重沸器
伞板式换热器
直接接触式换热器：又称 混合式换热器，利用冷热 流体直接接触，彼此混合 进行换热。为增加两流体 接触面积，充分换热，在 设备中常放置填料和栅板 ，通常采用塔状结构。
优点：传热效率高，单位 容积传热面积大，设备结 构简单，价格便宜。
缺点：仅适用于工艺上允 许两种流体混合的场所。
H-2001
折流板：引导壳 程流体反复地改 变方向作错流流 动或其他形式的 流动，并可调节 折流板间距以获 得适宜流速，提 高传热效率。另 外，折流板还可 起到支撑管束的 作用。 常用折流板有弓 形（单弓形及双 弓形常见）和圆 盘-圆环形两种：
H-2001
生产（一级）分离器为油、气、水三相分离设备，其主要接收来自上游原油换热器的 物流，同时接收来自热化学处理器（二级分离器）及电脱水器高温生产水，充分利用 热能以加强分离程度，入口管线设有反相破乳剂注入点。
优点：管外流体传热系数大，便于检修和清 洗。
缺点：体积庞大，冷却水用量较大，喷淋效 果不稳定。
套管式换热器：由直径不同的直管制成的同心套管，并由U形弯头连接而成。在这种 换热器中，一种流体走管内，另一种流体走环隙。 优点：结构简单，适用面广，两侧流体均可提高流速，两侧传热系数高。 缺点：金属消耗大，检修、清洗和拆卸麻烦，可拆连接处易泄露。 应用：一般用于高温、高压、小流量流体和所需传热面积不大的场合。
缠绕管式换热器：在芯筒与外筒之间的空间内将传热管按螺旋线形状交替缠绕而成， 相邻两层螺旋状传热管的螺旋方向相反，并采用一定形状的定距件使之保持一定的间 距。 应用：适用于同时处理多种介质、在小温差下需要传递较大热量且管内介质操作压力 较高的场合。
浮头式换热器：一端管板与壳体固定，而另一端的管板可在壳体内自由浮动，壳体 和管束对膨胀是自由的，当两种介质温差较大时，管束和壳体之间不产生热应力。 管程：介质流经换热管内的通道及与其相贯通的部分。 管程数：介质在换热管内沿换热管长度方向往返的次数。 壳程：介质流经换热管外的通道及与其相贯通的部分。 优点：管间、管内清洗方便；管束可自由伸缩，消除了热应力。 缺点：结构复杂，造价高，设备笨重，材料消耗大，浮头端制作时对密封要求高。 应用：壳体和管束之间壁温差较大或壳程介质易结垢的场合。
多级分离： 在系统中保持气液两相接触，在系统压力降低到某一数值时，把析出的天然气排掉。 系统压力再继续下降到另一较低的数值时，又把这一段降压过程中析出的天然气排 掉。如此反复，直至压力降为常压。每排气一次，称为一级分离，排几次气，称几 级分离。 在实际生产中，油气分离既不是一次分离，也不是连续分离，而是多级分离。由于 储罐中的压力总是低于其进口管线压力，在储罐中总有天然气析出，因此常常把储 罐作为多级分离的最后一级来对待，一个油气分离器和一个油罐组成二级分离，两 个油气分离器和一个油罐组成三级分离，其余依次类推。 多级分离的优点： 多级分离所得到的原油效率高、密度小。 多级分离得到的天然气量少，重组分在气体中的比例小。采用一级分离时，大量的 轻质汽油组分被白白地烧掉，使原油产品贬值； 多级分离能充分利用地层能量，减少输送成本。 多级分离时，级数越多，获得的原油量将越多，分离效果越好。但是，随着分离级 数的增加，在储罐中得到的原油回收增量却越来越少，而投资费用却大幅度上升， 经济效益下降，因此，分离级数不能过多。
原油换热器为浮头式换热器，其接收来自段塞流捕集器及垦利3-2WHPA的物流，通过 与来自电脱水器的合格原油进行换热升温，充分利用热能，加强原油下一步分离程度， 入口管线设有防垢剂注入点。
From Electric Dehydrator
To Production Separator
From KL3-2WHPA
油水分离： 油、水分离的基本原理是破坏乳化液油水界面膜的稳定性，使其破裂，促进水颗粒 凝聚成大水滴，使水从原油中沉降下来。
脱水方法
重力沉降和 增加停留时间 加热沉降法 热水冲洗法 化学破乳脱水法
原理
油水密度差 降低粘度 破坏界面膜 水洗 破坏界面膜