CN108219834B - 一种原油分质处理的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及原油处理领域，公开了一种原油分质处理的方法，该方法包括：将待处理原油分类成含硫易脱水原油、含硫不易脱水原油和不含硫原油，接着将所述含硫易脱水原油依次进行密闭脱水、脱硫和电脱水，将所述含硫不易脱水原油依次进行密闭脱水、脱硫、大罐脱水和电脱水，将所述不含硫原油进行脱水；所述含硫易脱水原油中含硫率为0.005重量％以上且经20‑30min密闭脱水之后的含水率为20重量％以下，所述含硫不易脱水原油中含硫率为0.005重量％以上且经20‑30min密闭脱水之后的含水率高于20重量％，所述不含硫原油的含硫率低于0.005重量％。采用本发明提供的方法降低脱水难度，能耗较小，且能够实现优质油的经济价值。

Description

一种原油分质处理的方法

技术领域

本发明涉及原油处理领域，具体地，涉及一种原油分质处理的方法。

背景技术

原油是一种集悬浮油、乳化油、采出水、溶解性有机物和无机盐等多种物质于一体的多相体系，根据地质地层情况的不同，具有不同的物理和化学性质。来自采油井的原油在进入联合站处理之前，多以含溶解伴生气的油水混合物形式为主。

目前油田地面工程中的联合站在处理站外来液时，主要采用集中混合处理的方式，即把来自不同区块、不同地层的原油，经过混合后通过联合站内脱水、脱硫等流程进行处理，达到处理指标后外输。由于硫化氢的毒性较高，易发生危险。所以硫化氢的含量是出厂控制指标之一。但是随着原油性质的日益变差和越来越严格的环保要求，这种混合后再加工处理方法的弊端逐渐暴露出来。

第一，不同含硫率的原油在联合站内混合后，只能采用统一的脱硫流程。含硫原油和不含硫原油的售价不同，不含硫原油具有更高的经济价值。按照现有流程，即使是不含硫原油在混合后也必须经过脱硫流程，增加了脱硫负荷，降低了原油处理的经济性。

第二，不同原油的性质不同，在密闭脱水过程中使用的破乳剂和相应的操作条件也应当不同。混合后的原油只能按照最苛刻的条件进行分水操作，所选择的破乳剂类型有可能不是适合混合原油的，既降低了联合站内原油分水的处理能力，又增加了操作费用。

第三，根据水与原油形成乳化液的程度不同，原油脱水的难易程度也不同。含水率高的原油，其中的水大多以游离水的形态存在，而游离水从原油中分离出来远远比乳化水容易。原油的混合使得脱除游离水能耗增加。

现有的原油处理方法能耗较大，脱水难度较大，并且难以实现优质油的经济价值。

发明内容

本发明针对现有原油处理方法存在的能耗较大，脱水难度较大，并且难以实现优质油的经济价值的缺陷，提供一种原油分质处理的方法，本发明提供的方法提高了油水分离的效果和操作的可靠性，并且明显降低了能耗。

本发明提供了一种原油分质处理的方法，该方法包括：将待处理原油分类成含硫易脱水原油、含硫不易脱水原油和不含硫原油，接着将所述含硫易脱水原油依次进行密闭脱水、脱硫和电脱水，将所述含硫不易脱水原油依次进行密闭脱水、脱硫、大罐脱水和电脱水，将所述不含硫原油进行脱水；所述含硫易脱水原油中含硫率为0.005重量％以上且经20-30min密闭脱水之后的含水率为20重量％以下，所述含硫不易脱水原油中含硫率为0.005重量％以上且经20-30min密闭脱水之后的含水率高于20重量％，所述不含硫原油的含硫率低于0.005重量％。

本发明提供的方法在处理前预先对原油按性质进行分类，将现有技术先混合再处理的Y形流程，改变为平行处理流程，即将待处理原油分类成含硫易脱水原油、含硫不易脱水原油和不含硫原油，将三者分别进行处理，优选情况下，将含硫不易脱水原油中，密闭脱水后相差10重量％以上的含硫不易脱水原油分别进行处理；将不含硫不易脱水原油中，密闭脱水后相差10重量％以上的不含硫不易脱水原油分别进行处理；若流程中得到性质相似的中间物流，则可以混合后一起处理，若流程中没有得到性质相似的中间物流，则分别处理、分别储存和分别外输。

与现有技术相比，本发明提供的方法具有如下优势：

(1)把不含硫原油和含硫原油从进站源头分开，并单独处理，可以实现较高的经济效益；

(2)将难以破乳原油和易破乳原油分开，可以提高处理难破乳原油的能力；

(3)易破乳原油可以在较低的破乳剂加药量下实现油水分离，从而降低操作费用，在难破乳原油流程中实现重点加药，形成局部药剂高浓度区域，提高破乳效果。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

本发明提供了一种原油分质处理的方法，其中，该方法包括：将待处理原油分类成含硫易脱水原油、含硫不易脱水原油和不含硫原油，接着将所述含硫易脱水原油依次进行密闭脱水、脱硫和电脱水，将所述含硫不易脱水原油依次进行密闭脱水、脱硫、大罐脱水和电脱水，将所述不含硫原油进行脱水；所述含硫易脱水原油中含硫率为0.005重量％以上且经20-30min密闭脱水之后的含水率为20重量％以下，所述含硫不易脱水原油中含硫率为0.005重量％以上且经20-30min密闭脱水之后的含水率高于20重量％，所述不含硫原油的含硫率低于0.005重量％。

在无特殊说明情况下，本发明中，所述含硫率均是指原油中H₂S的质量百分含量。

在本发明中所述待处理原油可以是来自不同油井的原油，也可以是来自同一油井的不同地层采得的组成不同的原油。现有技术中，均采用将不同的原油先混合再处理的Y形流程，该种处理方法将含硫和不含硫原油共同混合后进行脱硫处理，给脱硫装置带来巨大压力，并且不能实现不含硫原油的经济价值。另外一点，现有技术的方法将含水率不同的原油进行共同处理，并且没有区分易脱水原油和不易脱水原油，现有技术的处理方法很难兼顾脱水效果和能耗问题。而本发明提供的方法将待处理原油分类成含硫易脱水原油、含硫不易脱水原油和不含硫原油，并针对不同的原油进行了不同的处理，处理流程更加合理，处理效果好，节约能耗，且经济效益高。

本发明对上述进行20-30min的密闭脱水的具体条件没有特别的限定，只是为了区分待处理原油的相对脱水难易程度，取适量待处理原油的油样，采用相同密闭脱水后，含水率相差较大的原油进行分别处理。例如，在60℃下，向油样中加入SP型非离子破乳剂50ppm，密闭脱水30min后含水率差异较大的原油分别进行处理。

需要说明的是，本发明所述的不含硫原油不是指绝对不含硫的原油，而是指含硫率低于0.005重量％的原油；本发明所述的含硫易脱水原油是指原油中存在的水大部分以游离水形式存在，或加入破乳剂后能够容易地进行油水沉降分离，采用密闭脱水容易将水除去；本发明所述的含硫不易脱水原油是指原油中存在的水大部分以油水结合的乳化液形式存在，难以破乳，采用密闭脱水不易将水除去。

现有技术中，热化学沉降脱水(可简称为沉降脱水)包括采用密闭工艺设备脱水(可简称密闭脱水)和采用开式工艺设备脱水(主要是大罐脱水)，大罐脱水也可称为大罐沉降。大罐脱水在较早的流程中应用较多，但是占地面积大，投资高。沉降脱水指的是在一定温度下，原油中的水分(游离水和乳化水)由于密度与原油不同，而从原油中分离开来。

本发明对所述密闭脱水、脱硫、大罐脱水和电脱水过程没有特别的限定，均可以按照本领域常规手段进行，本发明所述密闭脱水主要用于采用密闭工艺设备将原油中游离水和加入破乳剂后能够容易脱除的乳化水进行脱除；所述大罐脱水(即开式脱水)主要用于将原油中游离水和乳化水进行脱除，大罐脱水由于其罐体较大，可以满足长时间沉降的要求，并使处理后原油达到较低的含水率；本发明电脱水的过程用于将原油中不高于20重量％的水进行脱除，并且一并脱除原油中的可溶性盐，而本领域中，电脱水和电脱盐实际为一个操作，因此，本发明所述的电脱水也可叫做电脱盐。

根据本发明的一种优选实施方式，将所述含硫易脱水原油、含硫不易脱水原油和不含硫原油进行密闭脱水的条件各自独立地包括：温度为50-80℃，时间为20-30min，进一步优选地，温度为50-60℃。

根据本发明的一种优选实施方式，所述大罐脱水的条件包括：温度为50-80℃，时间为2-24h，进一步优选地，温度为50-60℃，时间为2-12h。

在本发明中，所述密闭脱水和大罐脱水过程中，均可以使用破乳剂，破乳剂有利于水的脱除，本发明对所述破乳剂的选择没有特别的限定，可以为本领域常规使用的各种破乳剂，例如可以为非离子型破乳剂(水溶性、油溶性、部分溶于水部分溶于油)，也可以为离子型破乳剂，优选地，所述破乳剂为非离子型破乳剂，更进一步优选所述破乳剂部分溶于水部分溶于油，最优选所述破乳剂选自AP、AE、AR、SP和复配型破乳剂中的至少一种。

本发明对所述破乳剂的加入量没有特别的限定，本领域技术人员能够根据原油中含水率和脱水难易程度进行选择，在此不再赘述。

在本发明中，所述密闭脱水可以在三相分离器中进行，所述大罐脱水可以在原油沉降罐中进行，本发明对其没有特别限定。

根据本发明的一种优选实施方式，所述脱硫可以采用不含硫天然气气提方法进行，具体实施方式为将待处理原油从上部第1块塔板通入气提塔，将不含硫天然气从气提塔底部通入，经过在塔内气液两相接触，待处理原油中的硫组分被天然气带走，塔底得到脱硫后的原油。

本发明对所述脱硫的条件的选择范围较宽，例如，天然气与原油接触的温度为30-75℃，优选为40-70℃，压力为100-300kPa，优选为190-220kPa，所述压力为表压。本发明对所述天然气的用量没有特别的限定，本领域技术人员能够通过原油的处理量以及原油中硫含量的多少来加以确定。

根据本发明的一种优选实施方式，所述大罐脱水的具体实施方式包括：在立式沉降罐或卧式沉降罐中进行，将待处理原油(油水混合物)经配液管中心汇管进入罐底部的水层内，其中的游离水、破乳后粒径较大的水滴、盐类和亲水固体杂质等在水洗作用下并入水层；原油及其携带的较小的水滴在密度差的作用下，浮向液面上方，水分从油中分离出来；当原油到达罐内顶层液面时，含水率较低，经中心集油槽排出。

根据本发明的一种优选实施方式，所述电脱水(电脱盐)可以在电脱水器中进行，其中，电脱水器入口含水率不高于20重量％，并且，处理条件使得处理后原油含水率不高于0.5重量％。

根据本发明的一种优选实施方式，所述含硫不易脱水原油中的含水率为20-50重量％，该方法还包括将经脱水时间相同且为20-30min密闭脱水后含水率相差10重量％以上的所述含硫不易脱水原油分别进行处理。采用该种优选实施方式，将含硫不易脱水原油按照脱水难易度进一步进行区分，缓解了大罐脱水的压力，进一步提高了大罐脱水的效率。为了兼顾大罐脱水的效率和操作简便性，优选将经脱水时间相同且为20-30min密闭脱水后含水率相差15重量％以上的所述含硫不易脱水原油分别进行处理。

本发明提供的方法在源头即将含硫原油和不含硫原油分开进行处理，有效利用了不含硫原油的价值，为了更进一步节约能耗，提高脱水效率，将所述不含硫原油进一步区分为不含硫易脱水原油和不含硫不易脱水原油。

根据本发明的一种优选实施方式，所述不含硫原油包括不含硫易脱水原油和不含硫不易脱水原油，所述不含硫易脱水原油的脱水方式包括依次进行密闭脱水和电脱水，所述不含硫不易脱水原油的脱水方式包括依次进行密闭脱水、大罐脱水和电脱水，所述不含硫易脱水原油中含硫率低于0.005重量％且经20-30min密闭脱水之后的含水率为20重量％以下，所述不含硫不易脱水原油中含硫率低于0.005重量％且经20-30min密闭脱水之后的含水率高于20重量％。

根据本发明的一种优选实施方式，所述不含硫不易脱水原油中的含水率为20-50重量％，该方法还包括将经脱水时间相同且为20-30min密闭脱水后含水率相差10重量％以上的所述不含硫不易脱水原油分别进行处理。采用该种优选实施方式，将不含硫不易脱水原油按照脱水难易度进一步进行区分，缓解了大罐脱水的压力，延长沉降时间，进一步提高了大罐脱水的效率。为了兼顾大罐脱水的效率和操作简便性，优选将经脱水时间相同且为20-30min密闭脱水后含水率相差15重量％以上的所述不含硫不易脱水原油分别进行处理。

在本发明中，对于含硫的或者是不含硫的不易脱水的原油按照脱水难易程度不同，分别进行处理，既可以在密闭脱水中按照脱水难易程度不同，选择不同的破乳剂，调整不同的破乳剂加入量，将原油中容易破乳的水有效地脱除，通过将脱水难易程度不同的原油分别进行处理更容易控制大罐脱水的时间和条件，兼顾较好脱水效果和较少能耗损失。

根据本发明的一种优选实施方式，该方法还包括将硫含量相差0.3重量％以上的所述含硫易脱水原油分别进行处理，进一步优选将硫含量相差0.4重量％以上的所述含硫易脱水原油分别进行处理。

根据本发明的一种优选实施方式，该方法还包括将硫含量相差0.3重量％以上的所述含硫不易脱水原油分别进行处理，进一步优选将硫含量相差0.4重量％以上的所述含硫不易脱水原油分别进行处理。

采用上述将不同含硫率的原油分别进行处理的方式，可以在脱硫过程中，更加有针对性，针对不同含硫率的原油可以在不同的脱硫条件下进行(例如，天然气通入量)，更加有利于在低能耗下，高效的将硫进行脱除。

在本发明中，优选地，将中间流程中性质相似的原油合并后进行处理，如果不含有性质相似的中间物流，即采用平行处理方式。

在本发明中，优选将含硫易脱水原油和含硫不易脱水原油处理后共同储存、外输；不含硫原油处理后单独储存、外输。由于采用本发明的处理方法可能无法将含硫原油中的硫脱除至不含硫原油的水平，因此，采用该种优选实施方式，避免了经过处理后的不含硫原油的污染，更有利于提高不含硫原油的经济价值。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

以下实施例和对比例中，含水率采用静止沉降分层方法测定，具体测定条件为：将100ml油样盛入100ml的刻度比色管中，把比色管放置到60℃的恒温水浴中60min，记录出水体积；含硫率采用碘量法测定，在室温下，对原油中硫化氢的含量进行测定，具体参见GB/T11060.1-2010。

以下实施例和对比例中，采用的SP型非离子破乳剂购自清江石化，牌号为SP169。

以下实施例和对比例中原油的性质列于下表1中。

表1

	原油A	原油B	原油C	原油D	原油E
						处理量，m<sup>3</sup>/h	430	430	430	430	430
含水率，重量％	40	40	35	35	40
						含硫率，重量％	0.1	0.15	0.003	0.004	0.5
密闭脱水后含水率，重量％	28	12	29	11	27

注：密闭脱水条件：温度为60℃，时间为30min，破乳剂为牌号为SP169的SP型非离子破乳剂，加入量为50ppm。

实施例1

将原油A-E分别进行处理，具体地：

(1)对原油A依次进行密闭脱水、脱硫、大罐脱水和电脱水，所述密闭脱水的具体实施方式包括：将原油通入密闭分离设备(三相分离器)中，在60℃下脱水30min，所述破乳剂为SP型非离子破乳剂，加入量为50ppm；所述脱硫的具体实施方式包括：将密闭脱水后的原油通入气提塔中，与不含硫天然气(1200kg/h)在70℃，190kPa(表压)下进行脱硫；所述大罐脱水的具体实施方式包括：将含水原油通入沉降罐1中，在55℃下沉降5h；所述电脱水的具体实施方式包括：通过增压泵将含水率不高于20重量％的原油通入两级电脱水器进行脱水，电脱水后原油含水率不高于0.5重量％；

(2)对原油B依次进行密闭脱水、脱硫和电脱水，密闭脱水、脱硫和电脱水的具体实施方式同步骤(1)，不同的是，不含硫天然气的消耗量为1400kg/h；

(3)对原油C依次进行密闭脱水、大罐脱水和电脱水，密闭脱水、大罐脱水和电脱水的具体实施方式同步骤(1)；

(4)对原油D依次进行密闭脱水和电脱水，密闭脱水和电脱水的具体实施方式同步骤(1)；

(5)对原油E依次进行密闭脱水、脱硫、大罐脱水和电脱水，密闭脱水、大罐脱水和电脱水的具体实施方式同步骤(1)，脱硫的具体实施方式同步骤(1)，不同的是不含硫天然气的消耗量为1600kg/h；

(6)将处理后的原油A、原油B和原油E共同储存、外输，将处理后的原油C和原油D共同储存、外输。

对上述储存的原油取样进行分析，结果显示，处理后的原油A、原油B和原油E的混合原油中，含水率为0.5重量％，含硫率为50ppm；处理后的原油C和原油D的混合原油中，含水率为0.5重量％，含硫率为50ppm。

实施例2

按照实施例1的方法，不同的是，将原油A和原油E混合后共同进行如步骤(1)所述的脱硫处理，不含硫天然气的消耗量为3000kg/h，且不包含步骤(5)。

对上述储存的原油取样进行分析，结果显示，处理后的原油A、原油B和原油E的混合原油中，含水率为0.5重量％，含硫率为50ppm；处理后的原油C和原油D的混合原油中，含水率为0.5重量％，含硫率为50ppm。

原油出厂要求限定将原油中含水率降至0.5重量％以下，含硫率降至50ppm以下。为了符合处理后原油出厂要求，将含硫率低的原油和含硫率高的原油进行混合后共同处理，将硫脱除至50ppm需要使用更大量的天然气(大于原油A和原油E分开处理时消耗天然气的总和)，能耗较大，另外，由于将原油A和原油E混合后进行处理，需要更大塔径的气提塔，占地面积大。

实施例3

将原油A和原油E混合后进行如实施例2所述的处理；

将原油B进行如实施例1步骤(2)所述的处理；

将原油C和原油D混合后进行如实施例1步骤(3)所述的处理，不同的是，新增一个沉降罐2(由于原油C和原油D混合后，沉降罐1处理量增大)，采用沉降罐1和沉降罐2共同处理混合后的原油C和原油D；

将处理后的原油A、原油E和原油B共同储存、外输，将处理后的原油C和原油D共同储存、外输。

对上述储存的原油取样进行分析，结果显示，处理后的原油A、原油B和原油E的混合原油中，含水率为0.5重量％，含硫率为50ppm；处理后的原油C和原油D的混合原油中，含水率为0.5重量％，含硫率为50ppm。

原油出厂要求限定将原油中含水率降至0.5重量％以下，含硫率降至50ppm以下。为了符合处理后原油出厂要求，将含硫率低的原油和含硫率高的原油进行混合后共同处理，将硫脱除至50ppm需要使用更大量的天然气(大于原油A和原油E分开处理时消耗天然气的总和)，能耗较大；将不含硫不易脱水原油和不含硫易脱水原油混合后进行处理，没有充分利用不含硫易脱水原油的优势，将二者混合后，共同进行大罐脱水，增加了大罐脱水的处理量，为了使得处理后原油符合出厂要求，需要引入新的沉降罐，占地面积大，投入增加。

本发明通过对原油进行分类处理，与现有技术的将所有原油混合后处理相比，把不含硫原油和含硫原油从进站源头分开，并单独处理，降低天然气使用量，可以实现较高的经济效益，优选情况下，将含硫率相差较大的含硫原油分开进行处理，更有利于节约能耗；将难以破乳原油和易破乳原油分开，可以提高处理难破乳原油的能力，减少了能耗，并提高了原油的经济价值，本发明提供的方法具有很好的工业应用前景。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种原油分质处理的方法，其特征在于，该方法包括：将待处理原油分类成含硫易脱水原油、含硫不易脱水原油和不含硫原油，接着将所述含硫易脱水原油依次进行密闭脱水、脱硫和电脱水，将所述含硫不易脱水原油依次进行密闭脱水、脱硫、大罐脱水和电脱水，将所述不含硫原油进行脱水；所述含硫易脱水原油中含硫率为0.005重量％以上且经20-30min密闭脱水之后的含水率为20重量％以下，所述含硫不易脱水原油中含硫率为0.005重量％以上且经20-30min密闭脱水之后的含水率高于20重量％，所述不含硫原油的含硫率低于0.005重量％。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述含硫不易脱水原油中的含水率为20-50重量％，该方法还包括将经脱水时间相同且为20-30min密闭脱水后含水率相差10重量％以上的所述含硫不易脱水原油分别进行处理。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，将经脱水时间相同且为20-30min密闭脱水后含水率相差15重量％以上的所述含硫不易脱水原油分别进行处理。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述不含硫原油包括不含硫易脱水原油和不含硫不易脱水原油，所述不含硫易脱水原油的脱水方式包括依次进行密闭脱水和电脱水，所述不含硫不易脱水原油的脱水方式包括依次进行密闭脱水、大罐脱水和电脱水，所述不含硫易脱水原油中含硫率低于0.005重量％且经20-30min密闭脱水之后的含水率为20重量％以下，所述不含硫不易脱水原油中含硫率低于0.005重量％且经20-30min密闭脱水之后的含水率高于20重量％。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述不含硫不易脱水原油的含水率为20-50重量％，该方法还包括将经脱水时间相同且为20-30min密闭脱水后含水率相差10重量％以上的所述不含硫不易脱水原油分别进行处理。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，将经脱水时间相同且为20-30min密闭脱水后含水率相差15重量％以上的所述不含硫不易脱水原油分别进行处理。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，其中，将所述含硫易脱水原油、含硫不易脱水原油和不含硫原油进行密闭脱水的条件各自独立地包括：温度为50-80℃，时间为20-30min；

所述大罐脱水的条件包括：温度为50-80℃，时间为2-24h。

8.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，其中，该方法还包括将硫含量相差0.3重量％以上的所述含硫易脱水原油分别进行处理。

9.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，其中，该方法还包括将硫含量相差0.3重量％以上的所述含硫不易脱水原油分别进行处理。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括：将含硫易脱水原油和含硫不易脱水原油处理后共同储存、外输；不含硫原油处理后单独储存、外输。