大罐抽气装置在塔河油田三号联合站的应用
2011-04-15陈刘杨中石化西北油田分公司采油三厂新疆轮台841600
陈刘杨 (中石化西北油田分公司采油三厂,新疆 轮台841600)
大罐抽气技术主要是将原油储罐中挥发出的轻烃成分进行收集、压缩,再送到天然气站处理,以达到节约能源、防止空气污染、实现原油密闭集输的目的[1]。随着塔河油田的开发,不断有高含硫化氢井建产,尤其以塔河8区、10区、12区油井为主,三号联合站进站稠油主要来至塔河8区和10区,具有密度高、粘度大、油品性质复杂、伴生气硫化氢含量高等特点。根据2010年12月年检测结果,三号联合站大罐挥发气H2S平均含量为12735.74mg/L,若不采取回收措施,对高含硫化氢挥发气只能进行放空燃烧处理,H2S转化为SO2排放,对大气造成污染。另外,当大罐挥发气正压力高于呼吸阀启动压力,则高含硫化氢挥发气将从呼吸阀溢出,大量的油品蒸汽散失于大气中,严重污染环境,并构成潜在的火灾危险,威胁岗位人员安全。使用大罐抽气装置对挥发气进行回收,不仅可以有效防止大罐挥发气外溢污染环境,还能创造可观的经济效益。为此,笔者对大罐抽气装置在塔河油田三号联合站的应用进行阐述。
1 大罐抽气装置简介
2006年11月4日,随着塔河油田三号联合站大罐抽气装置一次投产成功,标志着三号联合站全面建成投产,三号联合站设计能力为年处理原油230×104t,其中重质、中质原油180×104t,轻质原油50×104t,污水处理与回灌能力为6500m3/d,总罐容5×104m3。该装置主要由1台大罐气分离器、2台大罐气压缩机、1台天然气分离器、1台天然气空冷器以及配电及变频控制系统组成,其中2台大罐气压缩机布置在压缩机房内,配电及变频控制系统布置在配电控制室,其余设备布置在室外。按照三号联合站大罐抽气装置设计规模,油罐挥发气量约(1~3)×104m3/d,由于初期进站液量较少,按照每台5m3/min的规格选用大罐抽气压缩机,排气压力为0.25MPa,最大抽气量14400m3/d。大罐抽气装置流程示意图如图1所示。其工艺流程如下:从三号联合站原油储罐 (共8座)挥发出的大罐气沿管道进入大罐气分离器,操作压力控制在800~1000Pa,温度70℃,大罐气在卧式分离器进行初步分离后进入压缩机并增压到0.25MPa,温度升至120℃,再进入天然气空冷器,进一步分出轻质油和水,待回收气温度降至55℃后再输入天然气处理站进行液化气和轻烃的回收。现场实际运行参数如表1所示。
图1 大罐抽气装置流程示意图
表1 现场实际运行参数
2 补气管线技术改造
由于三号联大罐气气量随环境温度的变化,温度升高气量也随之变化,大罐挥发气量不稳定,在大罐压力较低、气源不足时,大罐抽气压缩机需要停机。为了给压缩机进口提供稳定的气源,需要对大罐进行补气。大罐抽气系统设2路自动补气管线和1路手动补气管线[2]。自动补气气源来自轻烃站外输干气,依靠自立式调节阀PCV-0501对干气进行调压,设计为阀后控制,阀后压力低于200Pa时自动补气。另外,气动薄膜调节阀PV-0502在检测到装置进口压力低于150Pa时通过程序启动,自动调节阀门开启度。
在补气时,从燃料气分离器过来的干气压力较高 (0.5MPa),自立式调节阀PCV-0501和气动薄膜调节阀PV-0502不能稳压,造成压缩机进口压力波动大,抽气压缩机不能平稳运行,极大影响正常生产。为解决上述问题,在补气管线流量计后端新增调压阀,通过2级调压,使补气时压缩机进口压力保持平稳。补气管线改造示意图如图2所示。在补气时,干气通过新增调压阀(图中虚线所示)由0.5MPa降至40kPa,稳压后再通过自立式调节阀PCV-0501自动补气。当自立式调节阀PCV-0501损坏时,通过气动薄膜调节阀PV-0502进行自动补气,使压缩机进口压力平稳,保证压缩机连续平稳的向轻烃站提供气源。
图2 补气管线改造示意图
3 应用效果
2006年11月4日,随着塔河油田三号联合站大罐抽气装置一次投产成功。实际运行过程中日均回收天然气8000m3/d,每日可提高轻烃站的液化气产量3t,轻烃产量1.2t,天然气5000m3,按目前混合轻烃4000元/t,天然气0.5元/m3计算,利用该装置在1年内创造经济效益达700万元。通过补气管线技术改造,使压缩机实现连续平稳运行,大大减少了大罐抽气压缩机的维修更换费用。同时,利用该装置进行油气密闭集输,既可降低油气挥发损耗、减少环境污染,又能避免大罐气从安全阀、呼吸阀等处外溢,降低了操作人员气体中毒的风险。因此,大罐抽气装置在三号联合站的成功应用为塔河油田密闭集输工艺开拓了新思路。
[1]秦琴.活动式大罐抽气装置在首站的应用 [J].内蒙古石油化工,2004(30):44-45.
[2]刘海俊,耿玉广.联合站储油罐抽气工艺的改进 [J].油气田地面工程,2010,29(4):48-49.