原油稳定工艺操作参数的优化研究

屈志伟 高乾 胡强 李正豪（.克拉玛依市富城能源集团有限公司，新疆克拉玛依834000；.北京迪威尔石油天然气技术开发有限公司，北京00083）

随着油田改革和滚动式开发的不断深入，之前开发过程中只重视可靠性和使用性的方式已经不能保证油田开发的经济效益。目前来说，在保证可靠性和使用性的前提下同时满足整个工艺系统的经济性要求、提高系统的能源利用率成为主要的研究环节。原油稳定的目的是降低原油的饱和蒸汽压，使原油经济效益最大化的同时保证后续储运过程中的安全性。常见的原油稳定方法有闪蒸法和分馏法。闪蒸法投资低、能耗低，但分离精度较差，产品粗糙。分馏法投资高、能耗高，但分离精度高，组分分割效果好[1]。具体使用哪种稳定方法要综合经济效益来决定。本文通过HYSYS 软件模拟对某联合站现场工艺流程进行模拟，结合经济性分析确定最优操作参数。

1 加热闪蒸操作参数优化

随着温度的升高，原油的饱和蒸汽压不断的降低，获得的稳定产品越多，C1～C4分离程度也越高，因此适当的提高闪蒸温度有利于原油稳定的整体效果。但是温度也不是越高越好，因为如果过分的追求稳定深度而一味的提高操作温度，不仅在运行费用和能耗上造成巨大的浪费，而且随着温度的升高，稳定原油的数量会减少，原油中的重组分的分离会造成稳定原油品质的下降。因此，需要在保证稳定效果的同时综合考虑经济效益来确定稳定塔的最佳操作温度。

过高的压力会导致轻组分拔出率的降低，稳定后原油的饱和蒸汽压也不能达到预期的要求，不仅增加能耗也严重影响原油稳定的效果。但如果操作压力太低就会导致原油中重组分的拔出率过高，从而减少稳定原油的产量以及造成油料品质的降低。因此需要合理设定稳定塔的操作压力。

稳定后原油最高储存温度下饱和蒸气压应低于当地大气压的0.7倍[2]。联合站所在地区最低大气压的0.7倍为68.3kPa。在使用HYSYS软件对不同参数下的实际工况进行模拟时，单独改变进塔温度或稳定塔操作压力无法确定出工艺的最优操作参数。因此通过软件的adjust功能将稳定原油的饱和蒸汽压恒定在68.33kPa，同时改变原油的进塔温度以及稳定塔的操作压力，分析稳定产品与运行费用随之变化的关系，再通过经济性分析来找到最优操作参数。

下面通过计算净收益来找出闪蒸稳定塔的最优操作参数[3]。原油稳定净收益由原稳产品的价值减去未稳定时原油的价值和运行费用计算得出，见表1。

表1 原油稳定净收益

由表1可知，当温度为126.5℃，压力为320kPa时，加热闪蒸工艺的的净收益出现峰值。

2 负压闪蒸操作参数优化

2.1 温度变化影响分析

负压闪蒸的进塔温度应与原油脱水工艺结合，从投资及能耗的角度出发，不宜单独为负压闪蒸装置设置加热炉。

在50℃时，稳定油的饱和蒸汽压已经低于68.3kPa，随着温度的升高，不仅增加了前期脱水流程的能耗也会过多的拔出轻烃与塔底油的重组分。负压闪蒸在较低温度下进行有利于轻重组分的挥发，但温度如果过低会因为表面张力的原因使气体不能从液相中逸出从而使气液相不能达到平衡。综合分析后，将负压闪蒸进塔温度设置为脱水温度50℃，不再进行加热。

2.2 操作压力变化影响分析

图1 稳定深度参数随温度变化图

操作温度为50℃，设置压力范围为45kPa～80kPa。参数的变化情况如图1所示。

压力的降低，C4拔出率及C5拔出率的增长速度较快，通过降低操作压力，提高拔出率，提升稳定深度是可行的。净收益计算结果如表2所示。

表2 原油稳定净收益

负压闪蒸的操作压力不仅仅是工艺计算决定的，它也要受到压缩机能达到的负压程度限制。目前国内的压缩机负压能力最低在60kPa（绝压）左右[4]。一般来说，通过降低压力来提高稳定深度的办法比提高温度更经济。

由表可知，在压力为65kPa时，负压闪蒸工艺的的净收益出现峰值。

3 结语

文章在综合考虑经济性和现场可实施性两个方面，对联合站的原油稳定工艺进行了研究。通过现场试验以及理论模拟分析相结合，得出的主要结论如下：（1）结合现场数据使用HY⁃SYS 软件模拟工艺流程，确定加热闪蒸工艺操作温度为126.5℃，操作压力为320kPa，未稳定原油的饱和蒸气压降低至68.3kPa；（2）负压闪蒸工艺操作温度为50℃，操作压力为65kPa，稳定原油饱和蒸气压降低至65.2kPa。