稠油老化油處理技術(shù)的研究與應(yīng)用
行業(yè)動(dòng)態(tài)
1 前言
隨著遼河油田開(kāi)發(fā)進(jìn)入中后期，采出液含水不斷上升，油品不斷變稠，增加中的增產(chǎn)措施使采出液性質(zhì)越來(lái)越復(fù)雜，使遼河油田的稠油老化油數(shù)量急劇增加。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全油田老化油總量接近10萬(wàn)噸/年（折合純油）。由于稠油老化油在80℃時(shí)的粘度為400mPa·s左右，密度在0.92g/mL以上，用常規(guī)的破乳脫水手段難于處理，致使大量的老化油常年積存在在聯(lián)合站內(nèi)，嚴(yán)重影響著遼河油田的安全生產(chǎn)。大量的老化油不能處理達(dá)標(biāo)后外輸，既嚴(yán)重影響油田的經(jīng)濟(jì)效益，也嚴(yán)重影響油田的商品量。
該技術(shù)解決了稠油老化油無(wú)法處理這一難題，可對(duì)儲(chǔ)油罐中位于油水界面上的中間過(guò)渡層的老化油、污水處理站回收水池內(nèi)的污油、污水處理廢棄物排放點(diǎn)內(nèi)的污染物進(jìn)行回收處理。具有分離時(shí)間短，不污染周邊環(huán)境，不造成二次污染的特點(diǎn)。有著很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
2 室內(nèi)研究
2.1 工作原理
先降老化油通過(guò)加熱模塊加熱到90℃左右，利用自動(dòng)加藥裝置加入老化油破乳劑沉降2小時(shí)后，進(jìn)入三相離心分離機(jī)，通過(guò)離心作用，使老化油中密度大的固體顆粒沉降到轉(zhuǎn)鼓壁上，油水兩相形成同心圓柱并分別排出。
破乳劑結(jié)合離心方法處理老化油技術(shù)的原理是利用老化油破乳劑的破乳功能使油水界面膜破壞，老化油進(jìn)入離心機(jī)后，利用老化油中的油、水、固相顆粒相互間的比重差，并依靠離心力場(chǎng)使之?dāng)U大幾千倍，固相在離心力的作用下被沉降，二種液相被分離開(kāi)來(lái)形成二個(gè)液層，從而實(shí)現(xiàn)渣/水/油三相分離，并在特殊機(jī)構(gòu)的作用下分別排出機(jī)體。整個(gè)進(jìn)料和分離過(guò)程均是連續(xù)、封閉、自動(dòng)地完成。
處理流程制作了一套自動(dòng)化控制軟件，通過(guò)此軟件可對(duì)處理量、溫度、處理前后老化油含水率等運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并通過(guò)無(wú)線遠(yuǎn)傳將數(shù)據(jù)傳到控制室及各相關(guān)部門(mén)。另外，進(jìn)料量采用變頻器控制，出油緩沖罐、出水緩沖罐采用高低液位自動(dòng)控制，使得出料泵能夠自動(dòng)控制啟停，并加裝高位報(bào)警裝置，以便能夠使設(shè)備安全、自動(dòng)的條件下運(yùn)行。
2.2 高效稠油老化油破乳劑的研制
老化油破乳劑的研制是針對(duì)冷一聯(lián)、曙四聯(lián)老化油開(kāi)展起來(lái)的。遼河油田老化油是稠油老化油，粘度高，油水密度差小，老化油破乳及離心分離難度大。
因?yàn)橹睆叫∮?/span>10微米的水滴是用任何方法都無(wú)法分離的，所以必須加入破乳劑，其目的是讓老化油中被乳化的水聚集成相對(duì)較大的水滴，然后才能借助離心力場(chǎng)的作用使油水迅速分離。在稠油老化油用破乳劑研發(fā)過(guò)程中，自行研制了藥劑的分子結(jié)構(gòu)及合成工藝，克服原有破乳劑對(duì)老化油破乳無(wú)效的缺點(diǎn)。針對(duì)遼河油田的稠油老化油，合成出三大類(lèi)60余種破乳劑，并使用冷一聯(lián)合站的老化油進(jìn)行篩選評(píng)價(jià)，優(yōu)選出適合冷一聯(lián)合站老化油脫水的破乳劑系列配方。
2.2.1 加藥溫度的確定
實(shí)驗(yàn)采用冷一聯(lián)老化油，隨著處理溫度的升高，脫水量也在增加。當(dāng)加藥溫度超過(guò)90℃時(shí)，脫水量無(wú)明顯變化，因此加藥溫度90℃較佳。
2.2.2 加藥量的確定
實(shí)驗(yàn)采用冷一聯(lián)老化油，加入不同的破乳劑，考察加藥量對(duì)脫水量的影響。隨著加藥量的增加，脫水量也在增加，但加藥量超過(guò)600ppm后，脫水量變化不大。針對(duì)冷一聯(lián)老化油，破乳劑A2的破乳效果較好，加藥濃度確定為600ppm。
2.2.3 稠油老化油破乳劑篩選
實(shí)驗(yàn)90℃下進(jìn)行，加藥量600ppm，對(duì)冷一聯(lián)老化油，A2的脫水效果較好。
2.3 稠油老化油專(zhuān)用臥螺離心機(jī)的研制
針對(duì)稠油老化油成分復(fù)雜、粘度高、含渣多造成的脫水難題，研制出處理稠油老化油的專(zhuān)用三相臥螺離心機(jī)，通過(guò)對(duì)通用臥螺離心機(jī)的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、螺旋葉片的角度和螺距、油水腔位置及液池深度等多項(xiàng)改進(jìn)，解決了排渣不暢、磨損嚴(yán)重、油水混流等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了油水渣高效分離，使分離后的油中含水2.92%、水中含油1623.68mg/L、純凈油品回收率達(dá)95%，并且單機(jī)處理能力到達(dá)100m3/d，滿足了目前平均單站處理量的需求。
3 結(jié)果與討論
目前，稠油老化油處理技術(shù)已在遼河油田各聯(lián)合站全面推廣。累計(jì)處理稠油老化油8.4×104m3，回收純凈油品4.3×104m3，純凈油品回收率為95%，處理后老化油含水平均值為2.92%。老化油處理系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，滿足了遼河油田各聯(lián)合站的正常生產(chǎn)要求。
通過(guò)連續(xù)運(yùn)行并跟蹤記錄數(shù)據(jù)，可以明顯看出老化油處理后平均含水從48%左右降到3%以下，滿足了正常生產(chǎn)要求。
在處理量為4m3/h、處理溫度90℃左右，加藥量600ppm情況下，老化油處理后純凈油品回收率平均值為95%。
4 結(jié)論
室內(nèi)評(píng)價(jià)及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明，采用破乳劑結(jié)合離心的方法處理老化油，解決了遼河油田稠油老化油破乳脫水的難題，滿足了現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的需要。
采用該方法處理稠油老化油，處理后原油含水平均值為2.92%，純凈油品回收率平均值為95%，能夠達(dá)到工業(yè)化生產(chǎn)的要求。
該技術(shù)提高了聯(lián)合站的有效庫(kù)容，對(duì)保障聯(lián)合站的安全平穩(wěn)運(yùn)行具有重要意義。
采用該技術(shù)處理后的老化油可以直接進(jìn)入原油集輸系統(tǒng)，提高了合格商品油量，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著，具有廣闊的應(yīng)用前景。
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