CN109370641B - 一种重油高效处理系统及工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种重油高效处理系统，包括通过管道依次连通并形成循环回路的加热装置、电脱水脱盐装置和稳定塔，稳定塔的底部连接有再沸器；加热装置还连接有原油储罐；本发明还包括重油高效处理工艺，包括以下步骤：S1：将原油加入到油‑油换热器内进行初步加热；S2：经步骤S1得到的产物送至导热油换热器和生产分离器进行加热脱水处理；S3：经步骤S2得到的产物送至电脱水脱盐装置内进行多级脱水脱盐处理；S4：经步骤S3得到的产物送至带有再沸器的稳定塔内进行稳定处理。本发明的有益效果是结构简单，处理工艺简单，生产获得的重油质量较佳，满足重油的质量要求，生产成本较低。

Description

一种重油高效处理系统及工艺
技术领域
本发明涉及石油地面工程技术领域，具体涉及一种重油高效处理系统及工艺。
背景技术
从油藏中开采出来的原油成分复杂，含水和腐蚀性介质较多，且含有大量杂质，无法直接使用。将其中的杂质或有害物质去除获得合格重油，让重油得以更好的利用，是石油地面工程研究的方向。在很多油田中，原油密度高达930kg/m3以上，就属于重油系列，介质含盐高(最高达290，000ppm)、且含H2S和CO2，气油比高，腐蚀性介质种类多；而原油产品指标要求又存在极其苛刻的情况，如：含水及杂质：≤0.1％(远高于国际通行指标)，含盐量：≤10PTB(28.5mg/L)(接近国际通行指标)，H2S含量：≤15ppm(比中东其他国家指标低35ppm)，雷特蒸气压RVP：≤6.8psia(比国际通行指标低3.2psia)；基于这种情况，如果采用常规工艺技术无法达到产品要求，而且生产成本较高。为解决上述技术问题，本申请研究了对重油处理系统及工艺作了进一步研究，研究出了一种处理工艺简单、成本较低以及重油质量较佳的处理工艺。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种重油高效处理系统及工艺，该处理系统结构及处理工艺简单，生产获得的重油质量较佳，满足重油的质量要求，生产成本较低。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种重油高效处理系统，包括通过管道依次连通并形成循环回路的加热装置、电脱水脱盐装置和稳定塔，所述稳定塔的底部连接有再沸器；所述加热装置还连接有原油储罐。
本发明的有益效果是：首先通过加热装置对原油进行加热处理以脱去原油中的部分水分；其次通过电脱水脱盐装置对脱水后的原油进行电化学处理，以脱去原油中的部分水分和盐分；然后将原油送至带有再沸器的稳定塔内进行稳定处理并送至加热装置；最后将原油送至原油储罐进行储存。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述加热装置包括通过管道依次连通的油-油换热器、一级导热油换热器、生产分离器以及二级导热油换热器，所述二级导热油换热器的出料口与所述电脱水脱盐装置的进料口连通。
采用上述进一步方案的有益效果是通过油-油换热器对原油进行初步预热，然后依次通过一级导热油换热器、生产分离器以及二级导热油换热器对预热后的原油进行加热处理，以脱去原油中的部分水分，脱水效果较佳。
进一步，所述电脱水脱盐装置包括通过管道依次连通的一级电脱水器、二级电脱水器和电脱盐器，所述一级电脱水器的进料口与所述二级导热油换热器的出料口连通，所述电脱盐器的出料口与所述稳定塔的进料口连通。
采用上述进一步方案的有益效果是采用多级脱水脱盐的方法脱去原油中的部分水和盐分，使得获得的重油达到产品要求。
进一步，还包括通过管道连通的事故罐和回收系统，所述事故罐的进料口通过管道与所述油-油换热器和所述原油储罐之间的管道连通。
采用上述进一步方案的有益效果是当发生意外事故时，生产获得重油进入油-油换热器后被送至事故罐，经事故泵送至回收系统进行回收。
进一步，还包括通过管道连通的生产水处理系统和污水脱气罐，所述生产水处理系统通过管道分别与所述生产分离器和所述一级电脱水器连通以回收生产污水，所述污水脱气罐通过提升泵将脱气后的污水送至所述生产水处理系统。
采用上述进一步方案的有益效果是生产中产生的污水回收至生产水处理系统，然后经过污水脱气罐进行脱气处理，回收并处理生产污水，实现生产水的重复利用，节约水资源。
进一步，一种应用所述重油高效处理系统生产重油的高效处理工艺，所述高效处理系统为权利要求3-5任一项所述的高效处理系统，包括以下步骤：
S1：将原油加入到所述油-油换热器内进行初步加热；
S2：经步骤S1得到的产物依次送至所述一级导热油换热器、所述生产分离器以及所述二级导热油换热器进行加热脱水处理，并加热至电脱水脱盐化学温度；
S3：经步骤S2得到的产物依次送至所述一级电脱水器、所述二级电脱水器和所述电脱盐器内进行多级脱水脱盐处理；
S4：经步骤S3得到的产物送至所述稳定塔内进行稳定处理。
采用上述进一步方案的有益效果是首先通过油-油换热器对原油进行初步加热处理，其次通过多级导热油换热器对初步加热后的原油进行加热脱水处理，去除原油中的部分水分；然后将脱去部分水分的原油送至通过多个串联的电脱水器和电脱盐器内进行多级脱水脱盐处理，以去除原油中的部分水和盐分；最后，将脱水脱盐后的原油送至带有再沸器的稳定塔内进行稳定。
进一步，步骤S3中的所述二级电脱水器和所述电脱盐器脱盐时分别掺入4％～5％(vol)洗盐水以脱去原油中的部分水和盐分。
采用上述进一步方案的有益效果是通过洗盐水洗去原油中的部分水和盐分，操作简便，脱水脱盐的效果较佳。
进一步，所述一级电脱水器、所述二级电脱水器和所述电脱盐器内的温度均为105～115℃。
采用上述进一步方案的有益效果是确保原油脱水脱盐的效果。
进一步，所述稳定塔内的压力为0.06～0.15MPa，预脱水含水率控制在10～12％。
采用上述进一步方案的有益效果是确保最终产品的质量。
进一步，原油在进行电脱水脱盐之前需要加入破乳剂进行处理，所述破乳剂的添加量为200～300mg/L。
采用上述进一步方案的有益效果是以便原油更好的脱水，原油脱水脱盐的效果较佳。
附图说明
图1为本发明中重油处理流程图；
图2为现有技术中重油处理流程图。
附图中，各标号所代表的部件名称列表如下：
1、油-油换热器，2、一级导热油换热器，3、生产分离器，4、二级导热油换热器，5、一级电脱水器，6、二级电脱水器，7、电脱盐器，8、稳定塔，9、生产水处理系统，10、二级回掺水泵，11、三级回掺水泵，12、再沸器，13、塔底泵，14、油空冷器，15、原油储罐，16、抽油泵，17、外输泵，18、计量撬，19、事故罐，20、事故泵，21、回收系统，22、水空冷器，23、污水脱气罐，24污水提升泵，25、脱水泵。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，本发明提供一种重油高效处理系统，包括通过管道依次连通并形成循环回路的加热装置、电脱水脱盐装置和稳定塔，稳定塔8的底部连接有再沸器12；加热装置还连接有原油储罐15。处理过程中，首先通过加热装置对原油进行加热处理以脱去原油中的部分水分；其次通过电脱水脱盐装置对脱水后的原油进行电化学处理，以脱去原油中的部分水分和盐分；然后将原油送至带头再沸器12的稳定塔8内进行稳定处理并送至加热装置；最后将原油送至原油储罐15进行储存。
本发明中，加热装置包括通过管道依次连通的油-油换热器1、一级导热油换热器2、生产分离器3和二级导热油换热器4，二级导热油换热器4的出料口与电脱水脱盐装置的进料口连通。另外，生产分离器3和二级导热油换热器4之间设有脱水泵25。处理过程中，通过油-油换热器1对原油进行初步预热，然后依次通过一级导热油换热器2、生产分离器3以及二级导热油换热器4对预热后的原油进行加热处理，以脱去原油中的部分水分，脱水效果较佳。
需要说明的是，稳定塔8的塔底设有塔底泵13，塔底泵13将稳定后的原油送至油-油换热器1内。
另外，本发明还包括二级回掺水泵10和三级回掺水泵11，二级回掺水泵10的进水口和出水口分别通过管道与二级电脱水器6和一级电脱水器5连通，并将在此过程中产生的脱出水通过二级回掺水泵10送回至一级电脱水器5内；三级回掺水泵11的进水口和出水口分别通过管道与电脱盐器7和二级电脱水器6连通，并将在此过程中产生的脱出水通过三级回掺水泵11送回至二级电脱水器6内。
本发明中，电脱水脱盐装置包括通过管道依次连通的一级电脱水器5、二级电脱水器6和电脱盐器7，一级电脱水器5的进料口与二级导热油换热器4的出料口连通，电脱盐器7的出料口与稳定塔8的进料口连通。处理过程中，采用两个电脱水器以及一个电脱盐器对原油进行脱水脱盐处理以去除原油中的部分水和盐分，使得获得的重油达到产品要求。
本发明还包括通过管道连通的事故罐19和回收系统21，事故罐19的进料口通过管道与油-油换热器1和原油储罐15之间的管道连通。当发生意外事故使得原油不符合生产标准时，生产获得重油进入油-油换热器1后被送至事故罐19，经事故泵20送至回收系统21进行回收，重新处理，节约能源。
本发明还包括通过管道连通的生产水处理系统9和污水脱气罐23，生产水处理系统9通过管道分别与生产分离器3和一级电脱水器5连通以回收生产污水，污水脱气罐23通过提升泵将脱气后的污水送至生产水处理系统9。处理过程中，生产中产生的污水回收至生产水处理系统9，然后经过污水脱气罐23进行脱气处理，回收并处理生产污水，实现生产水的重复利用，节约水资源。
除上述结构外，本申请还包括油空冷器14和水空冷器22，油空冷器14的进水口和出水口分别通过管道与油-油换热器1和原油储罐15连通，水空冷器22的进水口和出水口分别通过管道与生产水处理系统9和污水脱气罐23连通。
需要说明的是，生产分离器3和稳定塔8产生的气体回收至气处理系统。从一级电脱水器5出来的含油污水，温度115℃，与洗盐水进行换热，将洗盐水初步加热，再通过升温后注入二级电脱水器6和电脱盐器7内。换热后的含油污水经水空冷器22冷却至80℃后进入污水脱气罐23，随后经污水提升泵24提升至污水处理系统做净化处理。
一种应用上述重油高效处理系统生产重油的高效处理工艺，包括以下步骤：
S1：将原油加入到油-油换热器1内进行初步加热；
S2：经步骤S1得到的产物依次送至一级导热油换热器2、生产分离器3以及二级导热油换热器4进行加热脱水处理，并加热至电脱水脱盐化学温度；
S3：经步骤S2得到的产物依次送至一级电脱水器5、二级电脱水器6和电脱盐器7内进行多级脱水脱盐处理，一级电脱水器5、二级电脱水器6和电脱盐器7内的温度均为105～115℃；其中二级电脱水器6和电脱盐器7脱盐时分别掺入4％～5％(vol)洗盐水以脱去原油中的部分水和盐分；
S4：经步骤S3得到的产物送至稳定塔8内进行稳定处理，稳定塔8内的压力为0.06～0.15MPa。
本发明首先通过油-油换热器1对原油进行初步加热处理；其次通过多级导热油换热器和生产分离器3对初步加热后的原油进行加热脱水处理，去除原油中的部分水分；然后将脱去部分水分的原油依次送至两个电脱水器和一个电脱盐器内进行脱水脱盐处理，以去除原油中的部分水和盐分；最后，将脱水脱盐后的原油送至带有再沸器12的稳定塔8内进行稳定，从而获得各项指标符合要求的重油产品。
需要说明的是，油-油换热器1只需对第一次送来的原油进行加热，后续的原油则是利用前面处理的合格油的余热进行初步加热，节约能耗，降低生产成本。
本发明中，步骤S2中的加热脱水处理包括以下步骤：
S21：经步骤S1中预热后的原油送至一级导热油换热器2升温至80～100℃；
S22：将步骤S21升温后原油送至生产分离器3内进行预脱水处理，此处生产分离器3内的压力为0.15～0.45MPa，生产分离器3预脱水后的含水量控制在10％左右；
S23：将步骤S22中预脱水得到的原油送至二级导热油换热器4加热至电化学脱水脱盐温度，此处电化学脱水脱盐温度为105～115℃。
本发明中，步骤S3中电脱水脱盐装置包括两个电脱水器和一个电脱盐器，分别为一级电脱水器5、二级电脱水器6和电脱盐器7。步骤S2中加热脱水处理后得到的原油送至一级电脱水器5内进行脱水脱盐处理，在此过程中产生的脱出水进入生产水处理系统9；含水较低的原油进入二级电脱水器6内，同时掺入4％～5％(vol)洗盐水以脱去原油中的部分水和盐分，在此过程中产生的脱出水通过二级回掺水泵10送回至一级电脱水器5内，原油经二级电脱水器6后含水降至0.1％～0.3％(vol)；将二级电脱水的原油送至电脱盐器7，同时掺入4％～5％(vol)洗盐水以脱去原油中的部分水和盐分，在此过程中产生的脱出水通过三级回掺水泵11送回至二级电脱水器6内，原油经电脱盐器7后含水降至0.1％～0.2％(vol)，原油含盐不超过28.5mg/l，达到合格油指标。每一级的脱水脱盐操作温度都是105～115℃，反应时间为50～60min，一级电脱水器5和二级电脱水器6出油口含水率控制在0.1～0.3％(vol)，含盐率控制在45～350mg/l；电脱盐器7出油口含水率控制在0.1％(vol)以下，含盐率控制在28.5mg/l以下。
实施例1
本实施例中，步骤S2中加热脱水处理后得到的原油送至一级电脱水器5内进行脱水脱盐处理，在此过程中产生的脱出水进入生产水处理系统9；含水较低的原油进入二级电脱水器6内，同时掺入5％(vol)洗盐水以脱去原油中的部分水和盐分，在此过程中产生的脱出水通过二级回掺水泵10送回至一级电脱水器5内，原油经二级电脱水器6后含水降至0.1％(vol)；将二级脱水的原油送至电脱盐器7，同时掺入5％(vol)洗盐水以脱去原油中的部分水和盐分，在此过程中产生的脱出水通过三级回掺水泵11送回至二级电脱水器6内，原油经电脱盐器7后含水降至0.1％(vol)，原油含盐不超过28.5mg/l，达到合格油指标。每一级的脱水脱盐操作温度都是115℃，反应时间为60min，一级电脱水器5和二级电脱水器6出油口含水率控制在0.15％(vol)，含盐率控制在330mg/l和55mg/l；电脱盐器7出油口含水率控制在0.1％(vol)以下，含盐率控制在28.5mg/l以下。
实施例2
本实施例中，步骤S2中加热脱水处理后得到的原油送至一级电脱水器5内进行脱水处理，在此过程中产生的脱出水进入生产水处理系统9；含水较低的原油进入二级电脱水器6内，同时掺入4.5％(vol)洗盐水以脱去原油中的部分水和盐分，在此过程中产生的脱出水通过二级回掺水泵10送回至一级电脱水器5内，原油经二级电脱水器6后含水降至0.2％(vol)；将二级脱水的原油送至电脱盐器7，同时掺入5％(vol)洗盐水以脱去原油中的部分水和盐分，在此过程中产生的脱出水通过三级回掺水泵11送回至二级电脱水器6内，原油经电脱盐器7后含水降至0.2％(vol)，原油含盐不超过28.5mg/l，达到合格油指标。每一级的脱水脱盐操作温度都是110℃，反应时间为55min，一级电脱水器5和二级电脱水器6出油口含水率控制在0.2％(vol)，含盐率分别控制在300mg/l和55mg/l；电脱盐器7出油口含水率控制在0.1％(vol)以下，含盐率控制在28.5mg/l以下。
实施例3
本实施例中，步骤S2中加热脱水处理后得到的原油送至一级电脱水器5内进行脱水处理，在此过程中产生的脱出水进入生产水处理系统9；含水较低的原油进入二级电脱水器6内，同时掺入4％(vol)洗盐水以脱去原油中的部分水和盐分，在此过程中产生的脱出水通过二级回掺水泵10送回至一级电脱水器5内，原油经二级电脱水器6后含水降至0.3％(vol)；将二级脱水的原油送至电脱盐器7，同时掺入4％(vol)洗盐水以脱去原油中的部分水和盐分，在此过程中产生的脱出水通过三级回掺水泵11送回至二级电脱水器6内，原油经电脱盐器7后含水降至0.2％(vol)，原油含盐不超过28.5mg/l，达到合格油指标。每一级的脱水脱盐操作温度都是105℃，反应时间为50min，一级电脱水器5和二级电脱水器6出油口含水率控制在0.2％(vol)，含盐率分别控制在250mg/l和55mg/l；电脱盐器7出油口含水率控制在0.1％(vol)以下，含盐率控制在28.5mg/l以下。
本发明中，脱水脱盐后的原油送至带有再沸器12的稳定塔8内，进行原油稳定，满足原油中H2S含量及原油雷特蒸气压的指标要求，然后经油-油换热器1、油空冷器14却后送至原油储罐15(操作温度60～67℃)，经外输泵17增压、外输。此处外输泵17和原油储罐15之间设有抽油泵16，外输泵17的出油口处还连接有计量撬18。在原油稳定系统中，采用在稳定塔8塔底增加再沸器12的工艺，保证塔底有足够的热量将重油中难以脱除的H2S组分随着轻组分一起分离出来，同时热能得到最大化的利用，脱除后原油中H2S指标满足要求，稳定塔8内的操作压力设置在0.06～0.15MPa的范围内，具有处理更苛刻指标原油的潜力。
本发明中，原油脱水需要在原油进站和进入电脱盐器前加入破乳剂，破乳剂的加注量200～300mg/L。需要说明的是，此处破乳剂采用AE型破乳剂(以多乙烯多胺为引发剂的聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚，是一种多枝型的非离子型表面活性剂)。处理过程中，破乳剂的具体类别以及用量根据实际生产需求进行限定。
另外，本申请中所公开的重油处理工艺可以多列同时进行，提高生产效率。
如图2所示的为现有技术中重油处理工艺流程图，包括以下步骤：
原油进站后，将油-油换热器1内，利用合格油的余热进行初步加热；将初步加热后的原油送至一级导热油换热器2内加热升温到80～85℃，然后送至生产分离器3内进行预脱水(预脱水的压力为0.3MPa)，最后将预脱水后的原油经泵提升后进入二级导热油换热器4内加热到电化学脱水脱盐温度(90～105℃)；将脱水后的原油送至一级电脱水器5内，在此过程中产生的脱出水送至生产水处理系统9，含水较低的原油送至二级电脱水器6内，同时掺入的洗盐水(10％vol)充分混合后脱除原油中的部分水和盐分；一级电脱水器5和二级电脱水器6脱盐的时间为40～60min。原油经二级电脱水器6处理后含水量降至0.2％，达到合格油指标。脱水后的原油送入一级导热油换热器2，冷却后送至稳定塔8，进行原油稳定(原油稳定的压力为0.10～0.15MPa)，产出的原油满足H2S含量及原油雷特蒸气压(RVP)的指标要求，再送至原油储罐15(储存条件67℃，常压)，经外输泵17增压外输。
现有的原油处理工艺中，原油脱水需要在原油进站和进入电脱水脱盐装置前加入破乳剂，破乳剂的加注量200～300mg/L。需要说明的是，此处破乳剂采用AE型破乳剂(以多乙烯多胺为引发剂的聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚，是一种多枝型的非离子型表面活性剂)或者AP型破乳剂(以多乙烯多胺为引发剂的聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚)。处理过程中，破乳剂的具体类别以及用量根据实际生产需求进行限定。
另外，一般将二级电脱水器6脱出的采出水经提升泵回掺到生产分离器3内；从一级电脱水器5出来的含油污水，温度95～105℃，与洗盐水进行换热，升温后注入二级电脱水器6内。
本发明提供的重油高效处理工艺中，电脱水脱盐装置所需的回掺水采用逐级回掺工艺，增加产出水热能和水量的利用率，提高效率；在原油稳定系统中，采用在稳定塔8塔底增加再沸器12的工艺，保证塔底有足够的热量将重油中难以脱除的H2S组分随着轻组分一起分离出来，同时热能得到最大化的利用，脱除后原油中H2S指标满足要求，稳定塔操作压力设置在一定范围内，具有处理更苛刻指标原油的潜力。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种重油高效处理系统，其特征在于：包括通过管道依次连通并形成循环回路的加热装置、电脱水脱盐装置和稳定塔，所述稳定塔(8)的底部连接有再沸器(12)；所述加热装置还连接有原油储罐(15)；所述加热装置包括通过管道依次连通的油-油换热器(1)、一级导热油换热器(2)、生产分离器(3)以及二级导热油换热器(4)，所述二级导热油换热器(4)的出料口与所述电脱水脱盐装置的进料口连通。
2.根据权利要求1所述的一种重油高效处理系统，其特征在于：所述电脱水脱盐装置包括通过管道依次连通的一级电脱水器(5)、二级电脱水器(6)和电脱盐器(7)，所述一级电脱水器(5)的进料口与所述二级导热油换热器(4)的出料口连通，所述电脱盐器(7)的出料口与所述稳定塔(8)的进料口连通。
3.根据权利要求2所述的一种重油高效处理系统，其特征在于：还包括通过管道连通的事故罐(19)和回收系统(21)，所述事故罐(19)的进料口通过管道与所述油-油换热器(1)和所述原油储罐(15)之间的管道连通。
4.根据权利要求2所述的一种重油高效处理系统，其特征在于：还包括通过管道连通的生产水处理系统(9)和污水脱气罐(23)，所述生产水处理系统(9)通过管道分别与所述生产分离器(3)和所述一级电脱水器(5)连通以回收生产污水，所述污水脱气罐(23)通过提升泵将脱气后的污水送至所述生产水处理系统(9)。
5.一种应用所述重油高效处理系统生产重油的高效处理工艺，所述高效处理系统为权利要求2-4任一项所述的高效处理系统，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将原油加入到所述油-油换热器(1)内进行初步加热；
S2：经步骤S1得到的产物依次送至所述一级导热油换热器(2)、所述生产分离器(3)以及所述二级导热油换热器(4)进行加热脱水处理，并加热至电脱水脱盐化学温度；
S3：经步骤S2得到的产物依次送至所述一级电脱水器(5)、所述二级电脱水器(6)和所述电脱盐器(7)内进行多级脱水脱盐处理；
S4：经步骤S3得到的产物送至所述稳定塔(8)内进行稳定处理。
6.根据权利要求5所述的一种重油高效处理工艺，其特征在于：步骤S3中的所述二级电脱水器(6)和所述电脱盐器(7)脱水脱盐时分别掺入4％～5％(vol)洗盐水以脱去原油中的部分水和盐分。
7.根据权利要求5所述的一种重油高效处理工艺，其特征在于：所述一级电脱水器(5)、所述二级电脱水器(6)和所述电脱盐器(7)内的温度均为105～115℃。
8.根据权利要求1所述的一种重油高效处理工艺，其特征在于：所述稳定塔(8)内的压力为0.06～0.15MPa。
9.根据权利要求5所述的一种重油高效处理工艺，其特征在于：原油在进行电脱水脱盐之前需要加入破乳剂进行处理，所述破乳剂的添加量为200～300mg/L。
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