CN110408424B - 一种超重特稠油处理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种超重特稠油处理系统及方法，所述处理系统包括换热装置、加热装置和分离电脱装置，换热装置和加热装置连接并将经过换热装置初步加热的原油输送至所述加热装置，加热装置对原油进行高温加热并输送至所述分离电脱装置进行分离电脱得到气相、水相和成品油，水相和成品油分别经管道输送至换热装置来对原油进行初步加热。本发明采用一级电脱工艺，配合加热装置来对电脱工艺中原油的温度适当提高，保证了产品含水指标要求，使最终得到的原油含水率≤1％；另外，本发明还保证原油稳定的条件下，取消了传统流程的第二段换热升温、电脱盐、稳定塔以及稳定塔底泵等设施，实现了短流程，极大的节省了设备种类和数量，节约了占地面积和投资。
Description
技术领域
本发明涉及原油处理领域，具体涉及一种超重特稠油处理系统及方法。
背景技术
某油田超重特稠原油密度高达1006kg/m3以上，纯油粘度高达20846cp@45℃、14017cp@55℃，腐蚀性介质种类多；原油产品指标要求极其苛刻：综合含水率要求≤1％(远高于国内外重油产品通行指标)，处理后原油密度≤960kg/m3，如何在超重特稠油的工况下，采用何种工艺满足这种指标，是目前急需解决的问题。
一般情况下，国际上重油的密度和粘度如下所示：密度910～960kg/m3，纯油粘度：400～10000cp@50℃。一般情况重油开采后的国际通行商品原油产品指标，含水率：≤3％。采用普通的原油处理技术即可达到上述指标，主要工艺过程包括油气分离、加热、脱水、脱盐、原油稳定等，其核心技术是二级脱水脱盐工艺，脱水温度为90～100℃，原油常压闪蒸稳定工艺。现有技术方案的缺点是：不适应苛刻原油物性，对轻油和一般重油产品指标能够达到，但是对委内瑞拉超重特稠油，采用此工艺达不到苛刻的产品指标要求。而且现有的工艺流程复杂、流程长、设备多，不易于现场操作和管理。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有的超重特稠原油产品指标苛刻，现有的工艺流程无法满足超重特稠原油产品指标要求。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种超重特稠油处理系统，包括换热装置、加热装置和分离电脱装置，所述换热装置和所述加热装置连接并将经过所述换热装置初步加热的原油输送至所述加热装置，所述加热装置对所述原油进行高温加热并输送至所述分离电脱装置进行分离电脱得到气相、水相和成品油，所述水相和成品油分别经管道输送至所述换热装置来对原油进行初步加热。
本发明的有益效果是：本发明采用一级电脱工艺，配合加热装置来对电脱工艺中原油的温度适当提高，保证了产品含水指标要求，使最终得到的原油含水率≤1％；另外，本发明还保证原油稳定的条件下，取消了传统流程的第二段换热升温、电脱盐、稳定塔以及稳定塔底泵等设施，实现了短流程，极大的节省了设备种类和数量，节约了占地面积和投资；本发明利用成品油和水相的热量来对进站原油进行加热，热量利用率高，节省了能源。
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，所述分离电脱装置包括三相分离器、脱水泵和电脱水器，所述三相分离器分别与所述加热装置和所述脱水泵连通并将经过高温加热的原油分离得到气相、水相一和油相，所述油相经所述脱水泵输送至所述电脱水器进行脱水处理得到成品油和水相二，所述水相一、水相二以及所述成品油分别经管道输送至所述换热装置来对原油进行初步加热。
采用上述进一步方案的有益效果是：采用三相分离器和电脱水装置配合，可以先进行预脱水，再进行电脱水，使脱水效果更好。
进一步，所述原油经所述加热装置加热后的温度为120～145℃。
采用上述进一步方案的有益效果是：采用120～145℃的高温来对原油进行加热，使达到该高温的原油进行分离电脱，可以使原油脱水至含水率≤1％。
进一步，所述原油经所述换热装置初步加热后的温度为80～90℃。
采用上述进一步方案的有益效果是：经过初步加热后的原油温度为80～90℃，实现了对成品油和水相的冷却的同时，也使原油温度进行初步提升，方便后续高温加热原油。
进一步，所述原油进入所述电脱水器前或所述原油进入所述换热装置前，向所述原油中加入破乳剂。
采用上述进一步方案的有益效果是：破乳剂的加入，可以使重油中的水分脱出来。
进一步，所述破乳剂的加注量为200～300mg/L。
进一步，所述换热装置包括并联设置的油-油换热器和油-水换热器，所述水相经管道输送至所述油-水换热器来对原油进行初步加热，所述成品油经管道输送至所述油-油换热器来对原油进行初步加热。
采用上述进一步方案的有益效果是：采用并联设置的油-油换热器和油-水换热器，可以充分利用分离得到的水相和油相，使热量得到充分利用，大大提高了换热效率，使两台换热器的换热负荷更好。
进一步，部分原油进入所述油-油换热器进行初步加热，另一部分原油进入所述油-水换热器进行初步加热；其中，进入所述油-油换热器的原油比例小于进入所述油-水换热器的原油比例。
采用上述进一步方案的有益效果是：可实现偏流控制，根据不同的换热效果，来配比不同的原油量，可以有效提高换热效率。
进一步，还包括成品油储罐和空冷器，所述成品油储罐与所述油-油换热器连接并对经过热交换的成品油存储，所述成品油储罐通过管道连接有外输泵；所述空冷器与所述油-水换热器连接并将经过热交换的水相冷却后输送至水处理系统。
采用上述进一步方案的有益效果是：成品油储罐可以实现对成品油进行储存，空冷器可以对经过热交换热水相进行降温，以便于通过水处理系统进行处理后回收利用。
一种超重特稠油处理方法，包括以下步骤：
S1，原油进站后，进入所述换热装置，利用分离电脱装置分离得到的成品油和水相的余热进行初步加热；
S2，经过初步加热的原油进入所述加热装置进行高温加热，再进入分离电脱装置进行分离和电脱，得到成品油和水相。
本发明的有益效果是：本发明采用一级电脱工艺，配合加热装置来对电脱工艺中原油的温度适当提高，保证了产品含水指标要求，使最终得到的原油含水率≤1％；另外，本发明还保证原油稳定的条件下，取消了传统流程的第二段换热升温、电脱盐、稳定塔以及稳定塔底泵等设施，实现了短流程，极大的节省了设备种类和数量，节约了占地面积和投资；本发明利用成品油和水相的热量来对进站原油进行加热，热量利用率高，节省了能源。
附图说明
图1为本发明超重特稠油处理系统流程图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、油-油换热器；2、油-水换热器；3、导热油-油换热器；4、三相分离器；5、脱水泵；6、电脱水器；7、成品油储罐；8、外输泵；9、空冷器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
如图1所示，本实施例的一种超重特稠油处理系统，包括换热装置、加热装置和分离电脱装置，所述换热装置和所述加热装置连接并将经过所述换热装置初步加热的原油输送至所述加热装置，所述加热装置对所述原油进行高温加热并输送至所述分离电脱装置进行分离电脱得到气相、水相和成品油，所述水相和成品油分别经管道输送至所述换热装置来对原油进行初步加热。
其中，本实施例主要针对超重特稠油而设计的处理系统，特稠油指的是温度为50℃时，动力粘度大于10000mPa·s，且小于或等于50000mPa·s的稠油，而超重特稠油的密度大于0.916的，粘度属于特稠油范围。
本实施例的分离电脱装置分离得到的气相去气处理系统或火炬放空燃烧。
本实施例采用一级电脱工艺，配合加热装置来对电脱工艺中原油的温度适当提高，保证了产品含水指标要求，使最终得到的原油含水率≤1％；另外，本发明还保证原油稳定的条件下，取消了传统流程的第二段换热升温、电脱盐、稳定塔以及稳定塔底泵等设施，实现了短流程，极大的节省了设备种类和数量，节约了占地面积和投资；本发明利用成品油和水相的热量来对进站原油进行加热，热量利用率高，节省了能源。
如图1所示，本实施例的一个具体方案为，所述加热装置为导热油-油换热器3，即利用导热油作为介质来对原油进行加热。使原油温度升高至设定温度。
如图1所示，所述分离电脱装置包括三相分离器4、脱水泵5和电脱水器6，所述三相分离器4分别与所述加热装置和所述脱水泵5连通并将经过高温加热的原油分离得到气相、水相一和油相，所述油相经所述脱水泵5输送至所述电脱水器6进行脱水处理得到成品油和水相二，所述水相一、水相二以及所述成品油分别经管道输送至所述换热装置来对原油进行初步加热。采用三相分离器和电脱水装置配合，可以先进行预脱水，再进行电脱水，使脱水效果更好。
具体的，所述原油经所述加热装置加热后的温度为120～145℃。采用120～145℃的高温来对原油进行加热，使达到该高温的原油进行分离电脱，可以使原油脱水至含水率≤1％。其中，所述原油经所述加热装置加热后的温度优选为135～140℃。本实施例通过对原油进行高温加热，可将超重特稠油中的轻组分(也就是天然气等)拔掉，使最终得到的原油更加稳定。
具体的，所述原油经所述换热装置初步加热后的温度为80～90℃。经过初步加热后的原油温度为80～90℃，实现了对成品油和水相的冷却的同时，也使原油温度进行初步提升，方便后续高温加热原油。
其中，所述原油进入所述电脱水器6前或所述原油进入所述换热装置前，向所述原油中加入破乳剂。破乳剂是一种用于脱水的非离子型表面活性剂，用于能把原油及重油中的水分脱出来，使含水量达到要求。破乳剂的加入，可以将原油被加热或电脱水前，将其内的水分先脱出来，然后再进行热交换或电脱水，可以使重油中的水分充分高效脱出来。
为了使脱水效率更高，而且不会额外浪费破乳剂，所述破乳剂的加注量为200～300mg/L。
如图1所示，所述换热装置包括并联设置的油-油换热器1和油-水换热器2，所述水相经管道输送至所述油-水换热器2来对原油进行初步加热，所述成品油经管道输送至所述油-油换热器1来对原油进行初步加热。采用并联设置的油-油换热器和油-水换热器，可以充分利用分离得到的水相和油相，使热量得到充分利用，大大提高了换热效率，使两台换热器的换热负荷更好。
其中，为了使热利用率更高，部分原油进入所述油-油换热器1进行初步加热，另一部分原油进入所述油-水换热器2进行初步加热；其中，进入所述油-油换热器1的原油比例小于进入所述油-水换热器2的原油比例。可实现偏流控制，根据不同的换热效果，来配比不同的原油量，可以有效提高换热效率。具体的，进入所述油-油换热器1的原油比例为44％，进入所述油-水换热器的原油比例为56％，从而实现了偏流控制，可将站外冷油从20～45℃换热至81～91℃，另一方面，电脱水产生的高温原油在油-油换热器中降温至60～65℃，三相分离器和电脱水所产生的高温采出水在油-水换热器中降温至70-80℃。
如图1所示，本实施例的超重特稠油处理系统还包括成品油储罐7和空冷器9，所述成品油储罐7与所述油-油换热器1连接并对经过热交换的成品油存储，所述成品油储罐7通过管道连接有外输泵8；所述空冷器9与所述油-水换热器2连接并将经过热交换的水相冷却后输送至水处理系统。成品油储罐的操作温度为60～65℃，成品油储罐可以实现对成品油进行储存，空冷器可以对经过热交换热水相进行降温，以便于通过水处理系统进行处理后回收利用。
实施例2
一种超重特稠油处理方法，包括以下步骤：
S1，原油进站后，进入所述换热装置，利用分离电脱装置分离得到的成品油和水相的余热进行初步加热；
S2，经过初步加热的原油进入所述加热装置进行高温加热，再进入分离电脱装置进行分离和电脱，得到成品油和水相。
本实施例采用一级电脱工艺，配合加热装置来对电脱工艺中原油的温度适当提高，保证了产品含水指标要求，使最终得到的原油含水率≤1％；另外，本发明还保证原油稳定的条件下，取消了传统流程的第二段换热升温、电脱盐、稳定塔以及稳定塔底泵等设施，实现了短流程，极大的节省了设备种类和数量，节约了占地面积和投资，在有限的道路交通运输条件下，最终突破单列原油规模达到15000桶/天的处理能力，折合80万吨/年的处理能力；液量处理规模可达到25000桶/天，另外还有10～20％的裕量；本发明利用成品油和水相的热量来对进站原油进行加热，热量利用率高，节省了能源。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (3)
1.一种超重特稠油处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，原油进站后，进入换热装置，利用分离电脱装置分离得到的成品油和水相的余热进行初步加热；
S2，经过初步加热的原油进入所述加热装置进行高温加热，再进入分离电脱装置进行分离和电脱，得到成品油和水相；
上述方法采用如下系统运行，该系统包括换热装置、加热装置和分离电脱装置，所述换热装置和所述加热装置连接并将经过所述换热装置初步加热的原油输送至所述加热装置，所述加热装置对所述原油进行高温加热并输送至所述分离电脱装置进行分离电脱得到气相、水相和成品油，所述水相和成品油分别经管道输送至所述换热装置来对原油进行初步加热；
所述分离电脱装置包括三相分离器、脱水泵和电脱水器，所述三相分离器分别与所述加热装置和所述脱水泵连通并将经过高温加热的原油分离得到气相、水相一和油相，所述油相经所述脱水泵输送至所述电脱水器进行脱水处理得到成品油和水相二，所述水相一、水相二以及所述成品油分别经管道输送至所述换热装置来对原油进行初步加热；
所述换热装置包括并联设置的油-油换热器和油-水换热器，所述水相经管道输送至所述油-水换热器来对原油进行初步加热，所述油相经管道输送至所述油-油换热器来对原油进行初步加热；
部分原油进入所述油-油换热器进行初步加热，另一部分原油进入所述油-水换热器进行初步加热；其中，进入所述油-油换热器的原油比例小于进入所述油-水换热器的原油比例；
所述原油经所述加热装置加热后的温度为120～145℃；所述原油经所述换热装置初步加热后的温度为80～90℃；所述原油进入所述电脱水器前或所述原油进入所述换热装置前，向所述原油中加入破乳剂。
2.根据权利要求1所述一种超重特稠油处理方法，其特征在于，所述破乳剂的加注量为200~300mg/L。
3.根据权利要求1所述一种超重特稠油处理方法，其特征在于，还包括成品油储罐和空冷器，所述成品油储罐与所述油-油换热器连接并对经过热交换的成品油存储，所述成品油储罐通过管道连接有外输泵；所述空冷器与所述油-水换热器连接并将经过热交换的水相冷却后输送至水处理系统。
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