油气集输工艺简介

➢天然气净化：脱除天然气中所含的H2O、H2S和CO2等杂 质气体。
➢天然气轻油回收：分出天然气中所含的C2+， C2+的烃类 是极其重要的化工原料，轻烃的价值十分显著，因此有必
要回收并切割成单一或混合组分产品。
➢水处理: 脱除油田生产污水中所含的污油，将净化污水
回注油层以保持油层压力。
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3、凝液回收方法
轻油回收的方法
吸附法 油吸收法 冷凝分离法（应用广泛）
➢冷凝分离法是利用天然气中轻、重组分冷凝温度不同的 特点，在逐步降温的过程中将组分由重到轻依次分离出来。
➢根据凝液回收目的的不同，冷凝温度不同，所采用的方 法分为浅冷法（-45℃以上）、中冷法（-45~-100℃）和深 冷法（-100℃以下）。
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过滤除油法
含油污水通过一层石英砂、无烟煤或其它滤料后， 由于筛滤和吸附作用将污油截留并吸附在细小的砂粒滤 层或其它物质构成的过滤层中，使污水中的含油量大为 减少，这就是过滤除油法。截留在砂层中的原油，可通 过反向冲洗的办法，将砂层再生，重新恢复过滤能力， 继续使用。
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1、原油中所含水的分类
➢一类是游离水，在常温下用简单的沉降法短时间内就能 从原油中分离出来；
➢另一类是乳化水，需要采用特殊的工艺（化学破乳、电 脱水）才能从原油中脱除。
➢乳化水与原油混合在一起形成原油乳状液（两种或两种 以上互不相溶或微溶的液体，其中一种以极小的液滴分散 于另一种液体中，这种分散物系称为乳状液）。稳定乳状 液的形成条件是充分搅拌及乳化剂的存在。
混凝沉降法，就是向含油污水中加入一种化学混凝剂， 让乳化油滴破乳，使油滴发生凝聚。颗粒变大，浮力增加， 以实现油水分离。
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气体浮选法
由于气体密度较小，常把气体吹入污水底部，气 泡从水底向水面很快上升，上升过程由于气泡所受静 压减小，气泡逐渐变大，这样就可托带一些小油滴浮 到水面，加快油水分离速度，这就是气体浮选法除油。
➢此外，还有复合乳状液，即油包水包油型和水包油包 水型，分别以O/W/O和W/O/W表示。
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2、常压立式沉降罐
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➢油水混合物进入底部水层， 向上通过水层时，由于水的 表面张力较大，原油中的游 离水、粒径较大的水滴、盐 类和亲水固体杂质等并入水 层，这一过程称为水洗。
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一、油气分离
➢组成一定的油气混合物，在一定的压力、温度条件下， 充分接触足够长的时间就会形成一定比例和组成的气液 两相。 ➢实现分离的设备：分离器。
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1、分离器类型
➢按外型分：立式，卧式 ➢按功能分：两相、三相、计量、缓冲分离器，涤气器，闪 蒸罐，液塞捕集器等 ➢按工作压力分：真空（<0.1MPa）、低压（<1.5MPa）、 中压（1.5～6MPa）、高压（>6MPa）分离器 ➢按工作温度分：常温、低温分离器 ➢按实现分离主要利用的能量分：重力式、离心式和混合式
油气集输工艺简介
中国石油大学（华东） 储运与建筑工程学院储运工程系
李琦瑰
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主要内容
➢概述 ➢油气分离 ➢原油净化 ➢原油稳定 ➢天然气净化和加工 ➢污水处理
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一、概述
1、油气集输的研究对象
勘探
开发和采油
油气集输
外输销售
➢油气集输的研究对象，即油田内部原油及其伴生气的收 集、加工处理和运输等问题。
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➢浅冷法主要用于控制天然气烃露点，防止输送管线内产 生气液两相；或以回收天然气内的C3+为目的。 ➢节流膨胀制冷和冷剂制冷都可以实现浅冷。浅冷法只能 使天然气内C3的回收率达到中等至较大比例。
➢若要进一步提高C3收率并回收C2，必须进一步降低天然 气温度，需采用中冷或深冷法。 ➢节流膨胀制冷、冷剂制冷和透平膨胀机制冷均可达到中 冷和深冷温度。其中透平膨胀机制冷在天然气凝液回收领 域内的使用占有主导地位。
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2、卧式油气分离器
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3、立式油气分离器
与卧式分离器的不同： （1）气液界面的大小 （2）气体流向和气体中液 滴的沉降方向 （3）出油口位置
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4、卧式三相分离器
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5、立式三相分离器
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三、原油净化
透光孔
配水头 配水管
混凝除油罐
集水管 集水头
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通气管 蒸汽管 集油槽 出油管 出水管
中心管 反应筒 进水管
进水管喇叭口
压力式过滤罐
排气排油管
人孔
石英砂滤层 卵石垫层
配水支管 配水总管
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滤后出水管
放空水管
反冲排水管 原水进水管
反冲洗进水管
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每一次的加油，每一次的努力都是为 了下一 次更好 的自己 。20.12. 820.12. 8Tuesd ay , December 08, 2020
➢ 含盐量：不大于50g/m3。
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净化污水的质量指标
对于净化污水有两个标准，分别为回注标准和排放标准， 对其所含杂质的要求不同。 ➢ 陆上排放污水的水质要求:排放污水含油低于5mg/L。 ➢ 注水水质基本要求： ①水质稳定，与油层水相混不产生明显沉淀； ②水中不得携带大量悬浮物； ③对注水设施腐蚀性小。
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➢概括来讲，油气集输的工作范围是以油井为起点，矿场 原油库或输油输气首站为终点的矿场业务。
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2、油气集输的工作内容
➢油气分离：分离的目的是便于各自的计量以及之后的加 工处理。
➢原油净化：脱除原油中所含的水、盐、泥砂等杂质。
➢原油稳定：拔出原油中的C1～C4轻组分，降低原油的蒸 气压，以减少蒸发损耗。
旋流分离法
待分离的油水混合物在一定压 力下切向进入旋流器的圆筒段，在 器内形成强烈的旋转运动。进入锥 段高速旋转，由于离心沉降作用， 轻相（油）向旋流器轴心处运动， 形成向上的内旋流油核；重相（水） 向器壁运动，形成向下的外旋流。 实现油水分离，油从溢流口排出， 净化污水从底流口排出。
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斜板除油法
在油水分离设备内加上许多并列的斜板，以此增大分 离设备的工作表面积，缩短油滴浮升的距离，改善水流的 稳定性，从而大大提高油水分离设备的分离效果。
重力分离除油设备的除油效率是其分离高度的函数， 减小除油设备的分离高度，可以提高除油效率。在其他条 件相同时，除油设备的分离高度越小，油滴上浮到表面所 需要的时间就越短，这就是所谓的“浅池理论”。
四、原油稳定
多级分离
稳定方法
闪蒸稳定
分馏稳定
➢经分离、脱水后的净化原油进行稳定处理。所谓稳定是将 原油中易挥发的轻质组分C1～C4变成气体，与原油分开， 使经稳定后的原油蒸气压降低，减少储存和运输中的蒸发
损耗。稳定装置和油气分离器中分出的气体一并送往气体
处理厂进行净化和轻油回收作业。
➢其中闪蒸稳定又包括负压闪蒸和正压闪蒸，负压闪蒸在我 国应用最为广泛。
分离器 缓冲罐
外输罐
进站阀组
电脱水器
脱水泵
外输泵
冷却分出的轻油到轻油罐，通过轻油泵
加热炉
加热炉
可以进行外销。
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4、油田产品
三脱：
原油脱水、脱气
商品原油
伴生天然气脱轻油
商品天然气
三回收：
液化石油气或轻油
从伴生天然气中回收液化石油气或轻油
从污水中回收原油
回收污水
净化污水
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六、污水处理
节约能源 保护环境
庞大的污水处理系统
保持油层压力 回注地层
提高油藏采收率
1、污水处理的常用方法
重力沉降除油法
斜板除油法
混凝沉降法 气体浮选法
过滤除油法 旋流分离法
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2、污水处理常用设备 ➢混凝除油罐 ➢压力式过滤罐
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3、污水处理工艺流程
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1、天然气脱酸方法
按操作特点、脱酸原理，多种脱酸工艺可分类为六大类：
间歇法 化学吸收法 物理吸收法 混合溶剂吸收法 直接氧化法 膜分离法
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2、天然气脱水方法
➢天然气脱水可以采用的方法有：甘醇吸收脱水、固体 干燥剂吸附脱水、冷凝脱水以及国内外正在研发的膜分 离脱水等。 ➢其中甘醇脱水和固体干燥剂脱水是油气田最常用的天 然气脱水方法。 ➢能满足脱水要求的前提下，优先考虑选择甘醇吸收脱 水，甘醇吸收脱水常用于管输天然气的处理。 ➢但要求天然气深度脱水的情况需要采用分子筛脱水。
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负压闪蒸典型工艺流程
0.05~0.07MPa（绝对压力）
50~70℃
20~40℃左右 0.3～0.4 MPa
1—电脱水器； 2—稳定塔； 3—负压压缩机；4—冷凝器；5—三相分离器； 6—泵。
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稳 定 塔
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五、天然气净化和加工
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做专业的企业，做专业的事情，让自 己专业 起来。2 020年1 2月上 午2时29 分20.1 2.802:2 9December 8, 2020
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➢原油和水构成乳状液主要有两种类型。
➢一种是水以极微小的颗粒分散于原油中，称油包水型 乳状液，用符号W/O表示，此时水是内相或称分散相， 油是外相或称连续相，W/O型乳状液是油田最常见的原 油乳状液。
➢另一种是油以极微小颗粒分散于水中，称为：水包油 型乳状液，用符号O/W表示，此时油是内相，水是外相。 采出水中常存在O/W型乳状液。
分出浮油和分散油
配水管
分出乳化油
集水管
反冲洗
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END
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商品原油的质量指标
➢ 质量含水率：合格原油含水率不大于1％，优质原油含水率 不大于0.5％。对于凝析油和稠油有不同的质量含水率要求。
➢ 饱和蒸汽压：最高储存温度(或60℃)下原油的饱和蒸气压 不大于当地大气压。
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3、油气集输工艺
➢油气收集工艺：油井至联合站 ➢油气处理工艺：联合站工艺 ➢油气输送工艺：联合站至原油库或输油输气首站 ➢油气储存工艺
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联合站
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进站阀组
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换热器
稳定拔出的气 稳定塔 体，经过冷却 、分离。最后 的干气与分离 器出口气体同 时外输。
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每天都是美好的一天，新的一天开启 。20.12. 820.12. 802:29 02:29:0 802:29:08Dec- 20
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重力沉降除油法
依靠油水密度差，在静止或流动状态下实现油水的 分离。这种除油法的效果与油滴直径有关，油滴愈大， 所受浮力愈大，愈易油水分离。
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混凝沉降法
污水中的污油一般呈三种状态存在：浮油、分散油和 乳化油。对于前两种靠重力沉降除油法一般就能获得较好 的除油效果。对于乳化油，因油颗粒太小，一般直径在10 微米以下，靠浮力上升至水面的速度太慢，再加上分子热 运动的影响，使得乳化油滴很难上升至液面。
➢大罐脱水的原理是水洗和 沉降。
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3、电脱水器
➢ 将原油置于高压直流或交流电场中，由于电场对水滴的作 用，削弱了水滴界面膜的强度，促进水滴的碰撞，使水滴 聚结成粒径较大的水滴，在原油中沉降分离出来。
➢ 适用于处理含水率小于30%油包水型乳状液。
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电脱水器
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