CN105950210A - 一种两室分离缓冲罐密闭原油脱水装置及其脱水方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种两室分离缓冲罐密闭原油脱水装置及其脱水方法，引入了两室分离缓冲罐，由于全程密闭，最大限度的减少储罐呼吸损耗、挥发等带来的伴生气资源的浪费，同时利用了伴生气的调压功能，使密闭容器之间的流程更加顺畅。方法大大降低站场占地面积、减少了建设成本与建设周期。同时脱水站和小型联合站可以从原来的4级站降为5级站，降低了原油生产的安全风险，减少了消防投资。站内数字化程度高，可将站内生产数据进行远传，同时远程对站场进行控制，实现无人职守，减员增效。本发明是一种占地面积小，密闭程度高，伴生气资源可充分利用，数字化程度高，可实现远程控制、无人值守，投资少，建设周期短的原油脱水装置和工艺。

Description

一种两室分离缓冲罐密闭原油脱水装置及其脱水方法

技术领域

本发明属于原油脱水技术领域，具体涉及一种两室分离缓冲罐密闭原油脱水装置及其脱水方法。

背景技术

目前国内外比较成熟的原油脱水工艺技术有以下几种：

沉降分离脱水：这是利用重力自然分离的原理，在原油通过一个特定的装置时，使水下沉，油、水分开。

化学破乳脱水：即利用化学药剂，使乳化状态的油水实现分离。化学破乳是原油脱水中普遍采用的一种破乳手段。

电破乳脱水：用于电破乳的高强度电场，有交流电，直流电、交一直流电和脉冲供电等数种。其基本原理是通过电离子的作用，促使油、水离子的分离。

润湿聚结破乳：在原油脱水和原油稳定过程中，加热有利于原油粘度的降低和提高轻质组份的挥发程度，这也就促使了油水分离。

由于原油脱水能耗较大，为了充分利用能源，上述几种工艺过程中，原油脱水装置与原油稳定装置一般都放在一起。为了节约能源，降低油气挥发损耗，通过原油稳定回收轻质烃类，油田原油脱水工艺流程已趋向于“密闭化”。在流程密闭过程中，原油脱水工艺流程的密闭是一个关键环节，因为它的运行温度较高，停留时间又长，油气容易挥发损耗。据测定，若采用不密闭流程，脱水环节的油气损耗约占总损耗的50%。

三相分离器作为密闭的脱水装置在各个油田已经有广泛的应用，利用三相分离器作为脱水装置的工艺一般在脱水后净化原油进入储罐进行缓冲，脱水环节虽然已经实现密闭化，但是整个脱水站或者联合站的集输工艺并未实现完全的密闭化。

发明内容

本发明的目的是解决现有的利用三相分离器进行原油脱水的工艺虽然在脱水环节已经实现密闭化，但是整个脱水站或者联合站的集输工艺并未实现完全的密闭化的问题。

为此，本发明提供了一种两室分离缓冲罐密闭原油脱水装置，包括总机关、自动收球装置、加热炉、三相分离器、气液分离器和输油泵，还包括两室分离缓冲罐，两室分离缓冲罐包括一室和二室，来油管线依次连通总机关、 自动收球装置和加热炉后连通至两室分离缓冲罐的一室；

两室分离缓冲罐的一室的液相出口连接三相分离器，气相出口连接气液分离器；

三相分离器的油相出口连接两室分离缓冲罐的二室，气相出口连接气液分离器，污水出口外接采出水处理系统；

两室分离缓冲罐的二室的液相出口连接输油泵进行外输，气相出口连接气液分离器。

所述的两室分离缓冲罐包括横置的筒体，筒体底部装有鞍式支座，筒体內由中部的竖向的球冠形封头分隔成左右的一室和二室；

所述的一室侧壁上部设有液体导入口，一室内部对着液体导入口的位置安装有碟型能量吸收器，碟型能量吸收器下方设置有缓冲板；所述的一室顶部设置有气体导出管、安全阀口和人孔，一室底部设置有清扫孔、液体导出管和排污口，一室侧壁上方和下方分别装有液位计 ；

所述的二室侧壁上部设有液体导入口，二室内部对着液体导入口的位置安装有碟型能量吸收器，碟型能量吸收器下方设置有缓冲板；所述的二室顶部设置有气体导出管、安全阀口和人孔，二室底部设置有清扫排污口、液体导出管和排污口，二室侧壁上方和下方分别装有液位计 。

所述的一室的气体导出管的内端设置净化器室，净化器室內装有弦丝式捕雾器。

所述的两室分离缓冲罐的一室和二室的气体导出管安装有调压阀。

所述的两室分离缓冲罐安装有生产数据监测装置，该装置与远程控制端电连接。

所述的生产数据监测装置包括防爆电热液位计、油温低温报警器和油温高温报警器，所述的防爆电热液位计至少有四个，分别装在两室分离缓冲罐的一室和二室的顶部和底部；所述的油温低温报警器装在三相分离器的进口处；所述的油温高温报警器装在两室分离缓冲罐的一室进口处。

一种两室分离缓冲罐密闭原油脱水装置的脱水方法，包括如下步骤：

步骤一：含水原油进站后进入总机关，经自动收球装置收球作业后进入加热炉进行来油加热，加热至55～70℃；

步骤二：加热后的原油进入两室分离缓冲罐的一室进行含水原油初步气液分离；

步骤三：步骤二分离的液相进入三相分离器进行油气水三相分离，气相进入气液分离器；

步骤四：三相分离器脱出污水进入污水处理系统，净化原油进入两室分离缓冲罐的二室再次油气分离，脱出的伴生气进入气液分离器；

步骤五：两室分离缓冲罐的二室脱出的液相经输油泵进行外输。

所述的气液分离器分离的气体进入加热炉燃烧加热或者直接外输。

所述的两室分离缓冲罐的一室的气相出口、三相分离器的气相出口和两室分离缓冲罐的二室的气相出口均有调压阀调压，保持两室分离缓冲罐的一室、三相分离器和两室分离缓冲罐的二室的工作压力呈递减状态，保证三个密闭的压力容器流程顺畅。

本发明的有益效果：本发明提供的这种两室分离缓冲罐密闭原油脱水装置及其脱水方法，引入了两室分离缓冲罐，由于全程密闭，最大限度的减少储罐呼吸损耗、挥发等带来的伴生气资源的浪费，同时利用了伴生气的调压功能，使密闭容器之间的流程更加顺畅；大大降低站场占地面积、减少了建设成本与建设周期；同时脱水站和小型联合站可以从原来的4级站降为5级站，降低了原油生产的安全风险，减少了消防投资；站内数字化程度高，可将站内生产数据进行远传，同时远程对站场进行控制，实现无人职守，减员增效，是一种占地面积小，密闭程度高，伴生气资源可充分利用，数字化程度高，可实现远程控制、无人值守，投资少，建设周期短的原油脱水装置及方法。

附图说明

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

图1是两室分离缓冲罐密闭原油脱水装置的总体系统示意图。

图2是两室分离缓冲罐的结构示意图。

附图标记说明：1、总机关；2、自动收球装置；3、加热炉；4、三相分离器；5、气液分离器；6、两室分离缓冲罐；7、输油泵；8、筒体；9、球冠形封头；10、液体导入口；11、碟型能量吸收器；12、缓冲板；13、气体导出管；14、安全阀口；15、人孔；16、清扫孔；17、液体导出管；18、排污口；19、液位计；20、清扫排污口；21、净化器室；22、弦丝式捕雾器；23、防爆电热液位计；24、油温低温报警器；25、油温高温报警器。

具体实施方式

实施例1：

本实施例提供一种两室分离缓冲罐密闭原油脱水装置，如图1所示，包括总机关1、自动收球装置2、加热炉3、三相分离器4、气液分离器5和输油泵7，还包括两室分离缓冲罐6，两室分离缓冲罐6包括一室和二室，来油管线依次连通总机关1、 自动收球装置2和加热炉3后连通至两室分离缓冲罐6的一室；

两室分离缓冲罐6的一室的液相出口连接三相分离器4，气相出口连接气液分离器5；

三相分离器4的油相出口连接两室分离缓冲罐6的二室，气相出口连接气液分离器5，污水出口外接采出水处理系统；

两室分离缓冲罐6的二室的液相出口连接输油泵7进行外输，气相出口连接气液分离器5。

本实用新型提供的装置引入了两室分离缓冲罐6，设备占地与使用2台分离缓冲罐相比明显减少，配合三相分离器4进行原油的脱水工作，实现脱水工艺的全程密闭。

含水原油进站后进入总机关1，经自动收球装置2收球作业后进入加热炉3进行来油加热，然后进入两室分离缓冲罐6一室进行含水原油初步气液分离，再进入三相分离器4油气水三相分离，三相分离器4脱出污水进入污水处理系统，净化原油进入两室分离缓冲罐6二室再次油气分离后，分离后的原油由输油泵7外输。

本实用新型提供的方法由于全程密闭，同时也可以充分利用伴生气资源。两室分离缓冲罐6一室、二室及三相分离器4分离出伴生气经过调压后通过空冷器进行冷却，进入伴生气气液分离器5脱离凝析油后供站内、执勤点燃料用气，多余部分外输。

实施例2：

本实施例对两室分离缓冲罐6进行详细介绍，如图2所示，本实施例中，两室分离缓冲罐6包括横置的筒体8，筒体8底部装有鞍式支座，筒体8內由中部的竖向的球冠形封头9分隔成左右的一室和二室；

一室侧壁上部设有液体导入口10，一室内部对着液体导入口10的位置安装有碟型能量吸收器11，碟型能量吸收器11下方设置有缓冲板12；所述的一室顶部设置有气体导出管13、安全阀口14和人孔15，一室底部设置有清扫孔16、液体导出管17和排污口18，一室侧壁上方和下方分别装有液位计 19。

加热炉3加热的来油由两室分离缓冲罐6一室的液体导入口10进入一室，撞到碟型能量吸收器11后碰在缓冲板12上缓冲，然后进入一室腔体内部进行分离，分离的液相由底部的液体导出管17导出进入三相分离器4，分离的气相由气体导出管13导出进入气液分离器5；安全阀口14、人孔15、清扫孔16和排污口18可方便检修人员进行检修和清洗；一室侧壁上方和下方的液位计 19便于工作人员随时掌握一室内部液位的高低。

二室侧壁上部设有液体导入口10，二室内部对着液体导入口10的位置安装有碟型能量吸收器11，碟型能量吸收器11下方设置有缓冲板12；所述的二室顶部设置有气体导出管13、安全阀口14和人孔15，二室底部设置有清扫排污口20、液体导出管17和排污口18，二室侧壁上方和下方分别装有液位计19。

三相分离器4分离的油相由两室分离缓冲罐6二室的液体导入口10进入一室，撞到碟型能量吸收器11后碰在缓冲板12上缓冲，然后进入一室腔体内部进行分离，分离的液相由底部的液体导出管17导出进入输油泵7外输，分离的气相由气体导出管13导出进入气液分离器5；安全阀口14、人孔15、清扫排污口20和排污口18可方便检修人员进行检修和清洗；一室侧壁上方和下方的液位计 19便于工作人员随时掌握一室内部液位的高低。

实施例3：

本实施例在实施例2的基础上进一步进行改进，参照图2所示，由于进入一室的含水原油含水量较大，分离的气相容易含水量较大，因此，在一室的气体导出管13的内端设置净化器室21，净化器室21內装有弦丝式捕雾器22，通过弦丝式捕雾器22能阻挡部分水汽。

两室分离缓冲罐6的一室和二室的气体导出管13安装有调压阀。通过两室分离缓冲罐6、三相分离器的伴生气收集口的调压阀，控制两室分离缓冲罐6一室、三相分离器4、两室分离缓冲罐6二室的工作压力，使其始终保持压力递减状态，使三个密闭的压力容器流程更加顺畅。

更进一步地，本实施例可以实现数字化控制，在两室分离缓冲罐6安装有生产数据监测装置，该装置与远程控制端电连接。

生产数据监测装置包括防爆电热液位计23、油温低温报警器24和油温高温报警器25，所述的防爆电热液位计23至少有四个，分别装在两室分离缓冲罐6的一室和二室的顶部和底部；所述的油温低温报警器24装在三相分离器4的进口处；所述的油温高温报警器25装在两室分离缓冲罐6的一室进口处。

1)采用防爆电热液位计实现液位远传及就地指示，并联锁输油泵变频控制，液位超高限报警，启动输油泵输油；液位超低限报警，并停泵保护。

2）为保证三相分离器分离效果，进口油温设低温报警。

3）为防止原油温度过高，导致油温高于初馏点，设定温度超限报警并联锁加热炉运行控制。

实施例4：

本实施例提供一种两室分离缓冲罐密闭原油脱水装置的脱水方法，包括如下步骤：

步骤一：含水原油进站后进入总机关1，经自动收球装置2收球作业后进入加热炉3进行来油加热，加热至55～70℃；

步骤二：加热后的原油进入两室分离缓冲罐6的一室进行含水原油初步气液分离；

步骤三：步骤二分离的液相进入三相分离器4进行油气水三相分离，气相进入气液分离器5；

步骤四：三相分离器4脱出污水进入污水处理系统，净化原油进入两室分离缓冲罐6的二室再次油气分离，脱出的伴生气进入气液分离器5；

步骤五：两室分离缓冲罐6的二室脱出的液相经输油泵7进行外输。

所述的气液分离器5分离的气体进入加热炉3燃烧加热或者直接外输。

所述的两室分离缓冲罐6的一室的气相出口、三相分离器4的气相出口和两室分离缓冲罐6的二室的气相出口均有调压阀调压，保持两室分离缓冲罐6的一室、三相分离器4和两室分离缓冲罐6的二室的工作压力呈递减状态，保证三个密闭的压力容器流程顺畅。

本实施例提供的方法由于全程密闭，可以充分利用伴生气资源。两室分离缓冲罐一室、二室及三相分离器分离出伴生气经过调压后通过空冷器进行冷却，进入伴生气分液器脱离凝析油后供站内、执勤点燃料用气，多余部分外输。

本方法不仅能回收伴生气，同时充分利用了伴生气的调压功能。通过两室分离缓冲罐、三相分离器的伴生气收集口的调压装置，控制两室分离缓冲罐一室、三相分离器、两室分离缓冲罐二室的工作压力，使其始终保持压力递减状态，使三个密闭的压力容器流程更加顺畅。

本方法使整个脱水生产流程全程密闭，取消了站内的储油罐、沉降罐，大大降低了站场的供热负荷，对各个环节脱出的伴生气资源进行收集，消除了储油罐、沉降罐的呼吸损耗与挥发损耗，达到了节能减排的目的。

由于取消了储油罐、沉降罐，可以在站内只设小型事故油箱作为扫线等应急状态使用，大大降低站场占地面积、减少了建设成本，缩短了建设周期。同时脱水站和小型联合站可以从原来的4级站降为5级站，降低了原油生产的安全风险，减少了消防投资。

数字化程度高，可将站内生产数据进行远传，同时远程对站场进行控制，实现无人职守，减员增效。监控内容包括：

1)采用防爆电热液位计实现液位远传及就地指示，并联锁输油泵变频控制，液位超高限报警，启动输油泵输油；液位超低限报警，并停泵保护。

2）为保证三相分离器分离效果，进口油温设低温报警。

3）为防止原油温度过高，导致油温高于初馏点，设定温度超限报警并联锁加热炉运行控制。

综上所述，本发明提供的装置和方法方法是一种占地面积小，密闭程度高，伴生气资源可充分利用，数字化程度高，可实现远程控制、无人值守，投资少，建设周期短的原油脱水装置和方法。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种两室分离缓冲罐密闭原油脱水装置，包括总机关（1）、自动收球装置（2）、加热炉（3）、三相分离器（4）、气液分离器（5）和输油泵（7），其特征在于：还包括两室分离缓冲罐（6），两室分离缓冲罐（6）包括一室和二室，来油管线依次连通总机关（1）、 自动收球装置（2）和加热炉（3）后连通至两室分离缓冲罐（6）的一室；

两室分离缓冲罐（6）的一室的液相出口连接三相分离器（4），气相出口连接气液分离器（5）；

三相分离器（4）的油相出口连接两室分离缓冲罐（6）的二室，气相出口连接气液分离器（5），污水出口外接采出水处理系统；

两室分离缓冲罐（6）的二室的液相出口连接输油泵（7）进行外输，气相出口连接气液分离器（5）。

2.如权利要求1所述的两室分离缓冲罐密闭原油脱水装置，其特征在于：所述的两室分离缓冲罐（6）包括横置的筒体（8），筒体（8）底部装有鞍式支座，筒体（8）內由中部的竖向的球冠形封头（9）分隔成左右的一室和二室；

所述的一室侧壁上部设有液体导入口（10），一室内部对着液体导入口（10）的位置安装有碟型能量吸收器（11），碟型能量吸收器（11）下方设置有缓冲板（12）；所述的一室顶部设置有气体导出管（13）、安全阀口（14）和人孔（15），一室底部设置有清扫孔（16）、液体导出管（17）和排污口（18），一室侧壁上方和下方分别装有液位计 （19）；

所述的二室侧壁上部设有液体导入口（10），二室内部对着液体导入口（10）的位置安装有碟型能量吸收器（11），碟型能量吸收器（11）下方设置有缓冲板（12）；所述的二室顶部设置有气体导出管（13）、安全阀口（14）和人孔（15），二室底部设置有清扫排污口（20）、液体导出管（17）和排污口（18），二室侧壁上方和下方分别装有液位计 （19）。

3.如权利要求2所述的两室分离缓冲罐密闭原油脱水装置，其特征在于：所述的一室的气体导出管（13）的内端设置净化器室（21），净化器室（21）內装有弦丝式捕雾器（22）。

4.如权利要求2或3所述的两室分离缓冲罐密闭原油脱水装置，其特征在于：所述的两室分离缓冲罐（6）的一室和二室的气体导出管（13）安装有调压阀。

5.如权利要求4所述的两室分离缓冲罐密闭原油脱水装置，其特征在于：所述的两室分离缓冲罐（6）安装有生产数据监测装置，该装置与远程控制端电连接。

6.如权利要求5所述的两室分离缓冲罐密闭原油脱水装置，其特征在于：所述的生产数据监测装置包括防爆电热液位计（23）、油温低温报警器（24）和油温高温报警器（25），所述的防爆电热液位计（23）至少有四个，分别装在两室分离缓冲罐（6）的一室和二室的顶部和底部；所述的油温低温报警器（24）装在三相分离器（4）的进口处；所述的油温高温报警器（25）装在两室分离缓冲罐（6）的一室进口处。

7.一种如权利要求1～6中任意一项所述的两室分离缓冲罐密闭原油脱水装置的脱水方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：含水原油进站后进入总机关（1），经自动收球装置（2）收球作业后进入加热炉（3）进行来油加热，加热至55～70℃；

步骤二：加热后的原油进入两室分离缓冲罐（6）的一室进行含水原油初步气液分离；

步骤三：步骤二分离的液相进入三相分离器（4）进行油气水三相分离，气相进入气液分离器（5）；

步骤四：三相分离器（4）脱出污水进入污水处理系统，净化原油进入两室分离缓冲罐（6）的二室再次油气分离，脱出的伴生气进入气液分离器（5）；

步骤五：两室分离缓冲罐（6）的二室脱出的液相经输油泵（7）进行外输。

8.如权利要求7所述的两室分离缓冲罐密闭原油脱水装置的脱水方法，其特征在于：所述的气液分离器（5）分离的气体进入加热炉（3）燃烧加热或者直接外输。

9.如权利要求7或8所述的两室分离缓冲罐密闭原油脱水装置的脱水方法，其特征在于：所述的两室分离缓冲罐（6）的一室的气相出口、三相分离器（4）的气相出口和两室分离缓冲罐（6）的二室的气相出口均有调压阀调压，保持两室分离缓冲罐（6）的一室、三相分离器（4）和两室分离缓冲罐（6）的二室的工作压力呈递减状态，保证三个密闭的压力容器流程顺畅。