CN104906992A - 原油调和三罐循环工艺及其设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种原油调和三罐循环工艺及其设备，选定3座目标罐，每座目标罐均独立完成原油的调和、静置沉降和供料这3个原油调和的步骤；根据下游装置加工量的需要来控制原油调和速度，使3座目标罐交替处于调和、静置沉降和供料状态，并使静置沉降时间为60～70h，来实现原油调和的三罐循环；原油调和的步骤如下：调和、静置沉降、供料。本发明将经过脱水后的原油按密度从大到小的顺序依次从目标罐的下部送入目标罐中，利用原油的密度差特性，密度小的原油不断上浮，实现自动沉降混合的效果，使原油调和更均匀。

Description

原油调和三罐循环工艺及其设备

技术领域

本发明涉及炼油厂原油加工前的调和过程，具体涉及原油调和三罐循环工艺及其设备。

背景技术

近年来，随着原油消费量的增加，中国的原油进口量也逐年增加，炼厂加工的原油品种也逐渐增多，从几种到几十种，原油品种的多样化打破了单一原油加工的技术要求，要求进行调和均匀后才能进装置进行加工处理，以确保原油性质的稳定，从而实现加工过程的安全、平稳和经济效益最大化。但由于不是所有的炼厂在一开始就设计了原油调和设施，在此基础上进行改造难度和投资都比较大，能否利用现有设施实现原油的调和，成为一项具有实际应用价值的技术。

目前，原油调和比较成熟的、应用较多的是管道在线调和，即各调和组分通过管道混合器混合后直接进入到装置进行加工，每个组分配套有相应的控制阀、流量计以及其他辅助测量仪表，为调和提供准确的流量控制和在线分析控制，其投资和占地都较大。

现有当中国内一些大型炼油厂(大连石化、镇海炼化、金陵石化等)，对于原油调和技术的应用，各不相同，但由于各自在基础技术条件上的差异，在具体过程中又有很大不同，如原油的存储原则上、搅拌措施、脱水方式等，因而也存在一些问题：1.原油先调和后脱水，增加了原油的乳化，给后续脱水增加了难度；2.因流程限制需要进行二次输转，致使需要进行二次调和，导致时间和电耗成本增加；3.要求储罐数量多；4.生产的连贯性，调和作业过程对原油的卸船、倒罐造成影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种投资和运行成本低、对现场设施要求低、生产灵活性高、原油调和均匀的原油调和三罐循环工艺，还具体公开了该原油调和三罐循环的设备。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

原油调和三罐循环工艺，选定3座目标罐，每座目标罐均独立完成原油的调和、静置沉降和供料这3个原油调和的步骤；根据下游装置加工量的需要来控制原油调和速度，使3座目标罐交替处于调和、静置沉降和供料状态，并使静置沉降时间为60～70h，来实现原油调和的三罐循环；原油调和的步骤如下：

1)调和：在调和前，分别对每座原油组分罐中的原油进行脱水，脱水完成后原油中不含有明水；然后测量每座原油组分罐中原油的密度值；然后将每座原油组分罐中的原油按密度从大到小的顺序依次用调和泵从目标罐的下部送入目标罐中，每种原油的输入量均按预先设计好的调和比例进行控制；当一个品种的原油输送完后切换至下一个品种的原油输送，直至所有的原油输送完成；

2)静置沉降：将调和完成后的原油静置沉降24～36h后，每隔6～12h脱水一次，共脱水2～3次；脱水完成后，通过采样器对目标罐的原油取其上、中、下进行分析，确认三个样品的密度差在0.5％以内；

3)供料：完成采样分析后，即可等待被送至下游装置进行加工。

本发明利用三个目标罐交替进行调和，控制好调和速度，使三个目标罐处于调和、静置沉降和供料状态的有序交替中，保证原油的稳定供应。三个目标罐的循环调和顺序为(也即三个目标罐始终处于以下3种工作状态)：一、1号目标罐在调和状态，2号目标罐为静置沉降状态，3号目标罐处于供料状态；二、1号目标罐在静置沉降状态，2号目标罐为供料状态，3号目标罐处于调和状态；三、1号目标罐在供料状态，2号目标罐为调和状态，3号目标罐处于静置状态。在调和速度的控制上，当一个目标罐(供料状态)的原油全部被输送至下游装置加工完以后的24小时之内，进行输入原油开始调和。

上述方案优选的，当下游装置加工量为1200-1400m³/h时，调和速度为1700～2100m³/h，在原油的加工中，下游装置加工量浮动值为70～90％之间。

为了使调和过程更稳定，上述方案优选的，所述原油罐内设有旋流喷射器、自动脱水器、原油采样器和雷达液位计。

为了可以更精确的控制原油的输入量，所述原油的输入量以液位下降值为控制参数。

本发明还公开了原油调和三罐循环的设备，其包括3座目标罐、多座原油罐和调和泵，每座原油罐均经阀门通过输出总管道经调和泵与目标罐的下部连接，每座目标罐均经阀门通过输油总管道经进料泵与下游装置连接；所述原油罐内设有旋流喷射器、自动脱水器、原油采样器和雷达液位计。

为了使码头的原油输入更便捷，每座原油罐经阀门还均与输入总管道连接。

为了使生产现场中的原油罐也可以作为目标罐使用，所述每座目标罐也经阀门均与输入总管道连接，每座目标罐均经阀门通过输出总管道经调和泵与原油罐连接，每座原油罐均经阀门通过输油总管道经进料泵与下游装置连接。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、将经过脱水后的原油按密度从大到小的顺序依次从目标罐的下部送入目标罐中，利用原油的密度差特性，密度小的原油不断上浮，实现自动搅拌的效果，使原油调和更均匀；

2、原油混合后上下层密度差在0.5％以内，这些效果的取得，得益于：1)三座目标罐有规律的循环，满足原油输入、调和沉降、输出的时间特性，不仅实现了连续性生产，而且能够灵活的控制调和速度，使沉降混合恰到好处，避免出现混合时间不够或静置时间过长导致再次分层；2)原油罐内旋喷的利用，使调和组分进目标罐时分布更加均匀。

3、有效保证脱水效果：工艺具有潜在的能够保证脱水效果的优点，即调和前后具有充足的脱水时间，可在调和前、后进行充分脱水，将原油含水量降至最低；避免原油带水量大造成常减压电脱盐、闪蒸塔等设备波动并增加装置运行能耗；另外在调和之前将原油中的明水脱干净，避免在调和过程中造成乳化而难于脱除，因此其效果要远远好于调和之后(现有技术中的为先调和后脱水)再脱水。

4、本工艺过程稳定、故障点少、可靠性高，主要在于采用了三座调和目标罐进行交替循环的运行方式。三座调和罐交替处于调和、供料、静置混合状态，总有一罐调和好的原油处于备用状态，即使调和泵出现故障，也有足够的时间进行抢修，不会对正常的原油供应造成任何影响。且调和泵按一开一备两台配置，具有很高的可靠性，且无其他的在线检测、流量计、控制阀等设备，因此，与在线调和相比，该原油调和工艺本身就具有较低的故障率。

5、节约投资成本：利用原油罐的际有设施即可达到调和的目的，与管道在线调和技术相比，可节约大量的投资(如在原油设备上改造，其改造成本低)并减少占地。

6、更加节能：本发明所述方案中，原油经调和后直接进下游装置，避免了二次输转。

附图说明

图1为本发明一种原油调和三罐循环的设备的结构示意图。

图中标号为：1、1号目标罐；2、2号目标罐；3、3号目标罐；4、1号原油罐；5、2号原油罐；6、3号原油罐；7、4号原油罐；8、5号原油罐；9、调和泵；10、下游装置；11、输入支管道；12、输出支管道；13、输油支管道；14、输入总管道；15、输出总管道；16、阀门；17、进料泵；18、输油总管道；19、倒罐管道。

具体实施方式

本发明一种原油调和三罐循环的设备，包括3座目标罐、5座原油罐和调和泵9。所述原油罐用于存放单品种原油，其内设有旋流喷射器、自动脱水器、原油采样器和雷达液位计。所述调和泵9用于将原油从组分罐输转至调和目标罐用。旋流喷射器能够使原油流体进罐时在旋流喷射器的冲击下产生旋转，将原油均匀的喷向储罐四周，起到分布均匀的作用。原油采样器具有上、中、下采样功能，可分别采集原油罐上部、中部及底部原油样品的功能。雷达液位计用于测量原油罐内原油的液位。每座原油罐经阀门16均与输入总管道14连接，每座原油罐均经阀门16通过输出总管道15经调和泵9与目标罐的下部连接，每座目标罐均经阀门16通过输油总管道18经进料泵17与下游装置10连接。

如图1所示，包括3座目标罐：1号目标罐1、2号目标罐2、3号目标罐3和5座原油罐：1号原油罐4、2号原油罐5、3号原油罐6、4号原油罐7、5号原油罐8，当然也可以设定其中的任意一座均为原油罐或目标罐，只需要设定其中3座目标罐、其余5座为原油罐即可。这8个罐子中，每2个罐子为一组，每组罐子中的两个罐子均通过输入支管道11、输出支管道12、输油支管道13这3根并列的管道连接，并且每根管道上均设有两个阀门16。其中输入总管道14接入到每根输入支管道11的两个阀门16之间，输出总管道15接入到每根输出支管道12的两个阀门16之间，输油总管道18接入到每根输油支管道13的两个阀门16之间，输油总管道18通过倒罐管道19经调和泵9、阀门16连接至每座罐子，输出总管道15经进料泵17与下游装置10连接。进料泵17用于将调和好的原油从调和目标罐输送至下游下游装置10进行加工，该下游装置10可为常减压装置。

本发明的原油调和三罐循环工艺，选定3座目标罐，每座目标罐均独立完成原油的调和、静置沉降和供料这3个原油调和的步骤；根据下游装置10加工量的需要来控制原油调和速度，使3座目标罐交替处于调和、静置沉降和供料状态，并使静置沉降时间为60～70h，来实现原油调和的三罐循环；当下游装置10加工量为1200-1400m³/h时，调和速度为1700～2100m³/h。

原油调和的步骤如下：

1)调和：在调和前，分别对每座原油组分罐中的原油进行脱水，脱水完成后原油中不含有明水；然后测量每座原油组分罐中原油的密度值；然后将每座原油组分罐中的原油按密度从大到小的顺序依次用调和泵9从目标罐的下部送入目标罐中，每种原油的输入量均按预先设计好的调和比例进行控制；当一个品种的原油输送完后切换至下一个品种的原油输送，直至所有的原油输送完成；

2)静置沉降：将调和完成后的原油静置沉降24～36h后，每隔6～12h脱水一次，共脱水2～3次；脱水完成后，通过采样器对目标罐的原油取其上、中、下进行分析，确认三个样品的密度差在0.5％以内；

3)供料：完成采样分析后，即可等待被送至下游装置10进行加工。

下面列举3个实施例，详述本原油调和三罐循环工艺。

实施例1

在图1中，3座目标罐：1号目标罐1、2号目标罐2、3号目标罐3用于原油调和，5座原油罐：1号原油罐4、2号原油罐5、3号原油罐6、4号原油罐7、5号原油罐8分别存储了达尔油、沙中油、阿曼油、伊朗轻油和沙轻油，其密度分别为：890.0、868.4、866.8、857.4和854.6kg/m³(20℃)。5种原油的调和顺序、调和比例和液位下降值如下表：

调和顺序	1	2	3	4	5
						原油品种	达尔油	沙中油	阿曼油	伊朗轻油	沙轻油
调和比例，wt	5.6％	20.2％	43.8％	3.4％	27.0％
						储罐位号	1号原油罐	2号原油罐	3号原油罐	4号原油罐	5号原油罐
液位下降值，m	0.86	2.05	6.93	0.54	2.78

总的调和量为69420吨，按照调和要求中各组分原油的比例计算可算出各品种原油在调和时罐内液位应下降的值。

假设1号目标罐1正在供料，2号目标罐2正处于静置状态，3号目标罐3为空罐正准备进行调和工作。

1、原油调和过程

首先检查组分罐原油的脱水情况，事先应进行脱水操作，保证调和前无明水。然后启动原油调和泵9，按照上述五种原油密度从大到小的顺序，即先输送密度大的，然后输送密度小的。先抽存储在1号原油罐4中的达尔油，送至3号目标罐3，通过罐底旋转喷射器进入罐内，控制调和泵9流量不超过1300m3/h，监控1号原油罐4的液位显示，当液位下降达到0.86m的目标值后，切换组分罐流程，将2号原油罐5中的沙中油流程导通至调和泵9入口，待液位下降值达到2.05m后，切换至下一个品种的原油。依此类推，直至上述五种原油按比例全部调和完成。

2、原油静置沉降

调和完成以后，静置沉降，通过沉降实现混合。沉降24小时后进行脱水，每6小时脱水一次，脱水两次，也即沉降36小时后即可采样分析，通过罐体所带手摇式采样器进行上、中、下采样，分别分析密度，然后等比例混合后测混合密度，结果显示密度差可以控制在0.4％以内，然后进入待加工状态。

3、原油加工

当1号目标罐1中的液位达到4.0米时，准备切换至2号目标罐2向下游装置10供料。原油罐切换前加工前先检查脱水情况，确认无明水后切换流程，逐渐切换至2号目标罐2。切换时为保证平稳过渡，需缓慢控制切换速度，先适当开起2号目标罐2出口阀门16，逐渐关小1号目标罐1出口阀门16，保持平缓过度，用4～6小时实现全部切换至2号目标罐2。

对于调和-沉降-加工循环控制：三个调和目标罐轮流处于调和、静置沉降、供料状态，即上述1号目标罐1、2号目标罐2和3号目标罐3总有一台罐是付装置加工，同时有一台罐原油已处于静置沉降末期或已静置沉降好作为加工备用，有一个罐处于短暂的空置或正在进行调和中。空置的间隙，可以在其它储罐之间进行倒罐、收油操作，或对设备进行必要的维护。循环节奏的控制，既要保证原油供应的稳定性和可靠性，同时防止静置时间过程造成分层。

实施例2

在图1中，3座目标罐：1号目标罐1、2号目标罐2、3号目标罐3用于原油调和，5座原油罐：1号原油罐4、2号原油罐5、3号原油罐6、4号原油罐7、5号原油罐8分别存储了达尔油、沙中油、阿曼油、沙轻油和上扎库姆油，其密度分别为：890.0、868.4、866.8、854.6和850.9kg/m³(20℃)。5种原油的调和顺序、调和比例和液位下降值如下表：

调和顺序	1	2	3	4	5
						原油品种	达尔油	沙中油	阿曼油	沙轻油	上扎库姆油
调和比例，wt	5.6％	15.7％	46.1％	20.2％	12.4％
						储罐位号	1号原油罐	2号原油罐	3号原油罐	4号原油罐	5号原油罐
液位下降值，m	0.86	1.60	4.68	2.08	1.99

总的调和量为69420吨，按照调和要求中各组分原油的比例计算可算出各品种原油在调和时罐内液位应下降的值。

假设1号目标罐1正在供料，2号目标罐2正处于静置状态，3号目标罐3为空罐正准备进行调和工作。

1、原油调和过程

首先检查组分罐原油的脱水情况，事先应进行脱水操作，保证调和前无明水。然后启动原油调和泵9，按照上述五种原油密度从大到小的顺序，即先输送密度大的，然后输送密度小的。先抽存储在1号原油罐4中的达尔油，送至3号目标罐3，通过罐底旋转喷射器进入罐内，控制调和泵9流量不超过1300m³/h，监控1号原油罐4的液位显示，当液位下降达到0.86m的目标值后，切换组分罐流程，将2号原油罐5中的沙中油流程导通至调和泵9入口，待液位下降值达到1.6m后，切换至下一个品种的原油。依此类推，直至上述五种原油按比例全部调和完成。

2、原油静置沉降

调和完成以后，静置沉降，通过沉降实现混合。静置沉降30小时后进行脱水，每9小时脱水一次，脱水3次，也即沉降57小时后即可采样分析，通过罐体所带手摇式采样器进行上、中、下采样，分别分析密度，然后等比例混合后测混合密度，结果显示密度差可以控制在0.35％以内，然后进入待加工状态。

3、原油加工

当1号目标罐1中的液位达到4.0米时，准备切换至2号目标罐2向下游装置10供料。原油罐切换前加工前先检查脱水情况，确认无明水后切换流程，逐渐切换至2号目标罐2。切换时为保证平稳过渡，需缓慢控制切换速度，先适当开起2号目标罐2出口阀门16，逐渐关小1号目标罐1出口阀门16，保持平缓过度，用4～6小时实现全部切换至2号目标罐2。

对于调和-沉降-加工循环控制：三个调和目标罐轮流处于调和、静置沉降、供料状态，即上述1号目标罐1、2号目标罐2和3号目标罐3总有一台罐是付装置加工，同时有一台罐原油已处于静置沉降末期或已静置沉降好作为加工备用，有一个罐处于短暂的空置或正在进行调和中。空置的间隙，可以在其它储罐之间进行倒罐、收油操作，或对设备进行必要的维护。循环节奏的控制，既要保证原油供应的稳定性和可靠性，同时防止静置时间过程造成分层。

实施例3

在图1中，3座目标罐：1号目标罐1、2号目标罐2、3号目标罐3用于原油调和，5座原油罐：1号原油罐4、2号原油罐5、3号原油罐6、4号原油罐7、5号原油罐8分别存储了派瑞尼斯、可可油、尼罗油、卡宾达油和撒哈拉油，其密度分别为：923.0、872.5、872.0、866.0和812.0kg/m³(20℃)。5种原油的调和顺序、调和比例和液位下降值如下表：

调和顺序	1	2	3	4	5
						原油品种	派瑞尼斯油	可可油	尼罗油	卡宾达油	撒哈拉油
调和比例，wt	18.0％	14.6％	12.4％	21.3％	33.7％
						储罐位号	1号原油罐	2号原油罐	3号原油罐	4号原油罐	5号原油罐
液位下降值，m	2.68	2.28	1.94	2.17	4.78

总的调和量为69420吨，按照调和要求中各组分原油的比例计算可算出各品种原油在调和时罐内液位应下降的值。

假设1号目标罐1正在供料，2号目标罐2正处于静置状态，3号目标罐3为空罐正准备进行调和工作。

1、原油调和过程

首先检查组分罐原油的脱水情况，事先应进行脱水操作，保证调和前无明水。然后启动原油调和泵9，按照上述五种原油密度从大到小的顺序，即先输送密度大的，然后输送密度小的。先抽存储在1号原油罐4中的派瑞尼斯油，送至3号目标罐3，通过罐底旋转喷射器进入罐内，控制调和泵9流量不超过1300m³/h，监控1号原油罐4的液位显示，当液位下降达到2.68m的目标值后，切换组分罐流程，将2号原油罐5中的可可油流程导通至调和泵9入口，待液位下降值达到2.28m后，切换至下一个品种的原油。依此类推，直至上述五种原油按比例全部调和完成。

2、原油静置沉降

调和完成以后，静置沉降，通过沉降实现混合。静置沉降36小时后进行脱水，每12小时脱水一次，脱水两次，也即沉降60小时后即可采样分析，通过罐体所带手摇式采样器进行上、中、下采样，分别分析密度，然后等比例混合后测混合密度，结果显示密度差可以控制在0.46％以内，然后进入待加工状态。

3、原油加工

当1号目标罐1中的液位达到4.0米时，准备切换至2号目标罐2向下游装置10供料。原油罐切换前加工前先检查脱水情况，确认无明水后切换流程，逐渐切换至2号目标罐2。切换时为保证平稳过渡，需缓慢控制切换速度，先适当开起2号目标罐2出口阀门16，逐渐关小1号目标罐1出口阀门16，保持平缓过度，用4～6小时实现全部切换至2号目标罐2。

对于调和-沉降-加工循环控制：三个调和目标罐轮流处于调和、静置沉降、供料状态，即上述1号目标罐1、2号目标罐2和3号目标罐3总有一台罐是付装置加工，同时有一台罐原油已处于静置沉降末期或已静置沉降好作为加工备用，有一个罐处于短暂的空置或正在进行调和中。空置的间隙，可以在其它储罐之间进行倒罐、收油操作，或对设备进行必要的维护。循环节奏的控制，既要保证原油供应的稳定性和可靠性，同时防止静置时间过程造成分层。

Claims (7)

1.原油调和三罐循环工艺，其特征在于，选定3座目标罐，每座目标罐均独立完成原油的调和、静置沉降和供料这3个原油调和的步骤；根据下游装置(10)加工量的需要来控制原油调和速度，使3座目标罐交替处于调和、静置沉降和供料状态，并使静置沉降时间为60～70h，来实现原油调和的三罐循环；原油调和的步骤如下：

1)调和：在调和前，分别对每座原油组分罐中的原油进行脱水，脱水完成后原油中不含有明水；然后测量每座原油组分罐中原油的密度值；然后将每座原油组分罐中的原油按密度从大到小的顺序依次用调和泵(9)从目标罐的下部送入目标罐中，每种原油的输入量均按预先设计好的调和比例进行控制；当一个品种的原油输送完后切换至下一个品种的原油输送，直至所有的原油输送完成；

2)静置沉降：将调和完成后的原油静置沉降24～36h后，每隔6～12h脱水一次，共脱水2～3次；脱水完成后，通过采样器对目标罐的原油取其上、中、下进行分析，确认三个样品的密度差在0.5％以内；

3)供料：完成采样分析后，即可等待被送至下游装置(10)进行加工。

2.根据权利要求1所述的原油调和三罐循环工艺，其特征在于：当下游装置(10)加工量为1200-1400m³/h时，调和速度为1700～2100m³/h。

3.根据权利要求1或2所述的原油调和三罐循环工艺，其特征在于：所述原油罐内设有旋流喷射器、自动脱水器、原油采样器和雷达液位计。

4.根据权利要求1或2所述的原油调和三罐循环工艺，其特征在于：所述原油的输入量以液位下降值为控制参数。

5.原油调和三罐循环的设备，其特征在于：包括3座目标罐、多座原油罐和调和泵(9)，每座原油罐均经阀门(16)通过输出总管道(15)经调和泵(9)与目标罐的下部连接，每座目标罐均经阀门(16)通过输油总管道(18)经进料泵(17)与下游装置(10)连接；所述原油罐内设有旋流喷射器、自动脱水器、原油采样器和雷达液位计。

6.根据权利要求5所述的原油调和三罐循环的设备，其特征在于：每座原油罐经阀门(16)还均与输入总管道(14)连接。

7.根据权利要求5所述的原油调和三罐循环的设备，其特征在于：所述每座目标罐也经阀门(16)均与输入总管道(14)连接，每座目标罐均经阀门(16)通过输出总管道(15)经调和泵(9)与原油罐连接，每座原油罐均经阀门(16)通过输油总管道(18)经进料泵(17)与下游装置(10)连接。