儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)聯(lián)合站初步設(shè)計(jì)

1、中國石油大學(xué)（華東）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中國石油大學(xué)（華東）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） SR 聯(lián)合站設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名：辛雪南 學(xué) 號：0 專業(yè)班級：油氣儲(chǔ)運(yùn)工程 03-6 班 指導(dǎo)教師：王海琴 2007 年 6 月 20 日 摘 要 本聯(lián)合站的設(shè)計(jì)是以儲(chǔ)運(yùn)教研室給定的任務(wù)書為依據(jù)進(jìn)行的。聯(lián)合站 是油田地面集輸系統(tǒng)中重要的組成部分。聯(lián)合站將來自井口的原油等進(jìn)行 必要的處理，然后將合格的原油運(yùn)往特定的場所。 本聯(lián)合站擔(dān)負(fù)著附近各采油隊(duì)的油、水的處理，處理能力為 350 萬噸/ 年。在設(shè)計(jì)過程中，參閱了聯(lián)合站設(shè)計(jì)的許多相關(guān)資料和規(guī)范，以及與本 站相關(guān)的設(shè)計(jì)參數(shù)。本站采用密閉生產(chǎn)流程，包括有泵和事故流程。站外 來油經(jīng)

2、三相分離器、緩沖罐、循環(huán)泵、電脫水器、加熱爐、穩(wěn)定塔、外輸 泵等之后外輸。 在設(shè)計(jì)過程中，我首先閱讀了相關(guān)資料以及往屆學(xué)生的論文，并完成 了有關(guān)基本參數(shù)的站內(nèi)水力、熱力計(jì)算以及三相分離器、油氣分離器、電 脫水器、加熱爐的選型和校核，并進(jìn)行了罐區(qū)計(jì)算，選取了浮頂油罐；接 下來繪制了聯(lián)合站平面布置圖，聯(lián)合站工藝流程圖；之后又進(jìn)行了站內(nèi)管 線的選取，以及外輸泵和脫水泵的選取。據(jù)此，設(shè)計(jì)了泵房安裝圖，最后 完成了外文文獻(xiàn)翻譯。至此就基本完成了這次設(shè)計(jì)任務(wù)。 關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：聯(lián)合站；密閉流程；電脫；分離器 ABSTRACT The design of the central treating stati

3、on is based on the consignation given by storage and transportation teaching building .The central treating station is the most important part of oil and gas gathering and transmission system. It treats the mixture of well fluids into crude oil and produced free water, and transports them to some sp

4、ecified places. This central treating station contains all functions of a general station. This station treating capacity is about 3500000ton/year.The design employs the tight flows chart, including: having pump and accident flow diagram. The oil coming from wells nearby flows through three-phase se

5、parator, water-jacket heater, two- phase separator, electric dehydrator, stabilization and transportation pump. In the design, according to the instruction and calculation give above, I draw the arrangement diagram of the gathering station, the technological process flow diagram of the whole station

6、 and installation diagram of pump house. The diagrams are the important parts of this paper. Keywords: central treating station; process flow diagram; crude oil 目 錄 前言.1 第 1 章 SR 聯(lián)合站工程說明書 .2 1.1 概述.2 1.1.1 簡介.2 1.1.2 聯(lián)合站工藝系統(tǒng)概述.2 1.2 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù).4 1.2.1 設(shè)計(jì)規(guī)模及設(shè)計(jì)依據(jù).4 1.3 站址選擇及總平面布置.4 1.3.1 站址選擇.4 1.3.2 平面布置

7、說明.5 1.4 流程及流程說明.6 1.4.1 流程設(shè)計(jì)原則.6 1.4.2 本站工藝流程.7 1.5 管線的安裝說明.8 1.6 選取的設(shè)備表.9 第 2 章 聯(lián)合站工藝計(jì)算書.10 2.1 有關(guān)參數(shù)的計(jì)算.10 2.1.1 規(guī)模設(shè)計(jì).10 2.1.2 油氣物性計(jì)算.10 2.1.3 有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)的確定.13 2.2 主要設(shè)備的選擇.13 2.2.2 原油緩沖罐的選型.18 2.2.3 電脫水器的選取.19 2.2.4 加熱爐的選型.20 2.2.5 罐的選取.22 2.3 站內(nèi)工藝管線的選取及壓降計(jì)算.23 2.3.1 進(jìn)站閥三相分離器匯管選取.23 2.3.2 三相分離器到緩沖罐輸油管

8、線的計(jì)算.25 2.3.3 緩沖罐到循環(huán)泵之間管線的計(jì)算.28 2.3.4 循環(huán)泵到電脫水器之間管線的計(jì)算.29 2.3.5 電脫水器到加熱爐之間管線的計(jì)算.30 2.3.6 加熱爐到穩(wěn)定區(qū)之間管線的計(jì)算.32 2.3.7 穩(wěn)定區(qū)到外輸泵之間管路的計(jì)算.33 2.3.8 穩(wěn)定塔到凈化油罐之間管線的計(jì)算.34 2.3.9 凈化原油罐到循環(huán)泵之間管線的計(jì)算.35 2.3.10 循環(huán)泵到加熱爐之間管線的計(jì)算.36 2.4 泵的選取及校核.36 2.4.1 外輸泵的計(jì)算.36 2.4.2 循環(huán)泵的選取.38 第 3 章 結(jié)論.39 致 謝.40 參考文獻(xiàn).41 前言 隨著各油田的含水率的上升，及對石油

9、伴生氣的利用的增多聯(lián)合站顯 得更加重要。同時(shí)隨著石油價(jià)格的上漲以及石油資源的減少，聯(lián)合站的設(shè) 計(jì)更應(yīng)該從節(jié)約能源，減少成本等方面來考慮，從而能以最少的投入為國 家創(chuàng)造更多的財(cái)富。 聯(lián)合站就是把分散的原料集中、處理使之成為油田產(chǎn)品的過程，油田 生產(chǎn)的必要環(huán)節(jié)。這個(gè)過程從油井井口開始，將油井生產(chǎn)出來的原油、伴 生天然氣和其他產(chǎn)品，在油田上進(jìn)行集中、輸送和必要的處理、初加工， 將合格的原油送往長距離輸油管線首站，或者送往礦廠油庫經(jīng)其他運(yùn)輸方 式送到煉油廠或轉(zhuǎn)運(yùn)碼頭；合格的天然氣則集中到輸氣管線首站，再送往 石油化工廠、液化合格的天然氣則集中到輸氣管線首站，再送往石油化工 廠、液化氣廠或其他用戶。 以

10、前聯(lián)合站在設(shè)計(jì)工程中存在的一些未能考慮的問題，同時(shí)隨著原油 特性的改變，需要各種油氣設(shè)施的最優(yōu)化設(shè)計(jì)，在本此聯(lián)合站設(shè)計(jì)中都有 所考慮。通過大量的計(jì)算以及論證，最終制定出了一套可行方案，基本可 以實(shí)現(xiàn)年處理能力 350 萬噸的生產(chǎn)任務(wù)，從而完成聯(lián)合站設(shè)計(jì)。 由于本人知識(shí)有限，未免存在許多不足之處，懇請各位老師同學(xué)給與 批 評與指正。 第 1 章 SR 聯(lián)合站工程說明書 1.1 概述 1.1.1 簡介 聯(lián)合站，即集中處理站，是油田地面集輸系統(tǒng)中重要組成部分。就油 田的生產(chǎn)全局來說，油氣集輸是繼油藏勘探、油田開發(fā)、采油工程之后的 很重要的生產(chǎn)階段。如果說油藏勘探是尋找原油，油田開發(fā)和采油工程是 提供

11、原料，那么油氣集輸則是把分散的原料集中處理，使之成為油田產(chǎn)品 的過程。 聯(lián)合站一般建在集輸系統(tǒng)壓力允許的范圍內(nèi)，為了不影響開發(fā)井網(wǎng)以 及油田中后期加密井網(wǎng)的布置與調(diào)整，應(yīng)盡量建在油田構(gòu)造的邊部。 聯(lián)合站將來自井口的原油、伴生天然氣和其他產(chǎn)品進(jìn)行集中、運(yùn)輸和 必要的處理、初加工，將合格的原油送往長距離輸油管線首站外輸，或者 送往礦場油庫經(jīng)其他運(yùn)輸方式送到煉油廠或轉(zhuǎn)運(yùn)碼頭，合格的天然氣則集 中到輸氣管線首站。 聯(lián)合站一般包括如下的生產(chǎn)功能：油氣水分離、原油脫水、原油穩(wěn)定、 天然氣脫水、輕油回收、原油儲(chǔ)存及向礦場油庫輸送、污水處理、凈化污 水回注地層、接收計(jì)量輸來的油氣混合物、變配電、供熱及消防等。

12、 聯(lián)合站設(shè)計(jì)是油氣集輸工藝設(shè)計(jì)的重要組成部分，對它的要求是使其 最大限度的滿足油田開發(fā)和油氣開采的要求，做到集輸先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、 生產(chǎn)安全可靠，保證為國家生產(chǎn)符合數(shù)量和質(zhì)量的油田產(chǎn)品。 1.1.2 聯(lián)合站工藝系統(tǒng)概述 油氣水混合物的收集 一個(gè)區(qū)域中若干油井的井口產(chǎn)物經(jīng)過計(jì)量后，輸送到聯(lián)合站進(jìn)行集中 處理。在收集的過程中對于高粘度、高凝點(diǎn)原油要采取一定措施，使它能 夠在允許的壓力下安全的輸送到聯(lián)合站而不至于凝固在管線內(nèi)。通常采用 的方法有：加熱保溫法；化學(xué)降粘、降凝法；物理降粘、降凝法。 油氣水的初步分離 在實(shí)際生產(chǎn)工程中，從油井出來的不單是原油，常常含有氣、水、

13、砂、 鹽、泥漿等。為了便于輸送、儲(chǔ)存、計(jì)量和使用，必須對它們進(jìn)行初步分 離。油井產(chǎn)物中常含有水特別在油井生產(chǎn)的中后期，含水量逐漸增多，利 用離心重力等機(jī)械方法分離成氣液兩相。有些井出砂量很高，同時(shí)還應(yīng)該 除去固體混合物。 油氣水的初步分離主要在三相分離器中進(jìn)行，在開式流程中，也在沉 降罐中進(jìn)行。 油和機(jī)械雜質(zhì)、鹽的分離一般與油水分離同時(shí)進(jìn)行。當(dāng)含鹽、含砂量 高時(shí)，有的要用熱水沖洗和降粘后再沉降分離，連同水、機(jī)械雜質(zhì)和鹽一 起脫除。 原油脫水 對輕質(zhì)、中質(zhì)含水原油，宜采用熱沉降、化學(xué)沉降法脫水；對中質(zhì)、 重質(zhì)的高含水原油，先采用熱化學(xué)沉降法脫水，再用電脫水，對乳化度高 的高粘度、

14、高含水原油，應(yīng)先破乳再沉降脫水。 原油穩(wěn)定 原油中甲烷、乙烷、丙烷、丁烷（正構(gòu)）在通常情況下是氣體，這些 輕烴從原油中揮發(fā)出來時(shí)會(huì)帶走大量戊烷、己烷等成分，造成原油的大量 損失，為了降低油氣集輸過程中的原油蒸發(fā)損耗，一個(gè)有效的方法就是將 原油中揮發(fā)性強(qiáng)的輕烴比較完全的脫除出來，使原油在常溫下的蒸汽壓降 低，這就是原油穩(wěn)定。 原油穩(wěn)定所采用的方法可以分為閃蒸法和分餾法兩大類。閃蒸法又分 為常壓閃蒸、負(fù)壓閃蒸和正壓閃蒸。 輕烴回收 從原油中脫除的輕烴，經(jīng)過回收加工是石油化工的重要原料，也是工 業(yè)與民用的潔凈燃料。隨著石油化學(xué)工業(yè)的飛速發(fā)展和世界性能源短缺， 天然氣回

15、收液烴技術(shù)得以迅速發(fā)展，輕烴回收給國家創(chuàng)造了更多的財(cái)富。 輕烴回收工藝基本可以分為三種：吸附法、油吸收法和冷凝分離法。 我國油田氣輕烴回收都采用冷凝分離法，按冷凍深度不同，冷凝分離可以 分為淺冷（-15-25）和深冷（-60-100）兩種。 天然氣 隨油井中原油一起采出的伴生氣，直接輸送到氣體處理廠。 含油污水的凈化 原油經(jīng)過沉降、脫水后放出來的水，還含有一定量的原油、泥砂等物 質(zhì)，必須經(jīng)過凈化才能回注或外排。從污水中回收污油，既節(jié)約能源又保 護(hù)環(huán)境，經(jīng)過處理后的污水一般回注地層，保持油層壓力，提高油藏采收 率。 含油污水處理的常用方法是：重力沉降除油法、混凝沉

16、降法、氣體浮 選法、斜板除油法和過濾除油法。 輔助生產(chǎn)系統(tǒng) 輔助生產(chǎn)系統(tǒng)包括給排水系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、 采暖及通風(fēng)系統(tǒng)、道路系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)都是聯(lián)合站的必要組成部分，是 聯(lián)合站正常工作的保證。 1.2 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 1.2.1 設(shè)計(jì)規(guī)模及設(shè)計(jì)依據(jù) 原油處理能力：350 萬噸/年 變電所一座，消防泵房一座，加熱設(shè)施一套，通信設(shè)施一套。 依據(jù)：根據(jù)中國石油大學(xué)儲(chǔ)運(yùn)教研室下發(fā)的設(shè)計(jì)任務(wù)書 1.3 站址選擇及總平面布置 1.3.1 站址選擇 本聯(lián)合站東西走向，座北朝南，站內(nèi)主要建筑皆面南朝北。該站處于 鄉(xiāng)鎮(zhèn)和居民區(qū)最小風(fēng)頻方向的上風(fēng)側(cè)，并且避開了窩風(fēng)的地段，整體通風(fēng)

17、情況良好。 1.3.2 平面布置說明 聯(lián)合站各區(qū)的各種設(shè)備、建筑物油氣散發(fā)量的多少、火災(zāi)危險(xiǎn)程度、 生產(chǎn)操作方式有很大的區(qū)別，有必要按生產(chǎn)操作、火災(zāi)危險(xiǎn)程度、經(jīng)營管 理的特點(diǎn)進(jìn)行分區(qū)布置，把特殊的區(qū)域進(jìn)行隔離，限制閑雜人員的出入， 有利于安全管理。各區(qū)間應(yīng)有道路連通，便于安裝和消防工作。 工藝區(qū) 工藝區(qū)是聯(lián)合站的內(nèi)臟，對原油的初加工就是在這里完成的。該區(qū)經(jīng) 過三次分離，即在油氣水三相分離器、緩沖罐和原油穩(wěn)定塔進(jìn)行分離。兩 段脫水，即分別在油氣水三相分離器和電脫水器進(jìn)行，處理完是凈化油外 輸。該區(qū)主要設(shè)備如下：油氣水三相分離器、緩沖罐、循環(huán)泵、電脫水器、 原油穩(wěn)定裝置、加熱爐、流

18、量計(jì)等。 該區(qū)有火源，又有危險(xiǎn)區(qū)，所以做平面布置時(shí)應(yīng)特別注意安全。 原油罐區(qū) 當(dāng)本站發(fā)生事故時(shí)，原油罐區(qū)可以儲(chǔ)存原油。本站共設(shè)三座浮頂油罐， 罐區(qū)周圍設(shè)有密閉的防火堤，防火堤的有效容積不應(yīng)小于罐組內(nèi)最大油罐 容量的一半。雨水排出口應(yīng)設(shè)在堤的內(nèi)側(cè)，雨水排出管線上應(yīng)裝有長閉蝶 閥或閘閥。 該區(qū)采用半固定式消防，鍋爐和水套加熱爐供水由站外供水管線完成， 也可由消防水罐供水。 污水處理區(qū) 污水處理在聯(lián)合站內(nèi)占有很重要的地位。因?yàn)榻?jīng)過原油脫水后的污水 里含有大量的原油和其它的物質(zhì)，若污水任意排放將嚴(yán)重污染環(huán)境，污染 大氣，破壞生態(tài)平衡，給人們的生產(chǎn)和生活帶來嚴(yán)重的危害。對

19、含油污水 進(jìn)行處理 和回注，變有害為有利，提高了水的利用率，保護(hù)了地下資源，因?yàn)槲鬯?一般含油在 0.2%0.8%左右，為節(jié)約原油，必須回收。含油污水處理后避 免了污水的任意排放，保證了安全生產(chǎn)。 污水處理標(biāo)準(zhǔn)：對于外排的含油污水，必須做到含油不大于 10mg/l： 對于回注的含油污水必須做到含油不大于 30mg/l。 供排水、消防系統(tǒng) 油田注水、油田生產(chǎn)用水及生活、消防用水由供水系統(tǒng)提供，該站注 水設(shè)有注水泵，注水罐，為了保證注水水質(zhì)，還有過濾間，配有壓力濾罐。 站內(nèi)的消防設(shè)施由消防泵和消防水罐組成。消防水泵房和消防泡沫泵 房合建。消防車庫不應(yīng)與汽車庫合建。罐區(qū)采用半固定式給

20、水消防設(shè)施。 鍋爐供熱區(qū) 油氣集輸系統(tǒng)的站庫采暖，生產(chǎn)及生活熱負(fù)荷均由鍋爐房供給。 供熱能力能適應(yīng)季節(jié)及遠(yuǎn)近熱負(fù)荷變化的要求。單臺(tái)鍋爐最低熱負(fù)荷 不宜低于額定熱負(fù)荷的 30%，一般不設(shè)備用鍋爐，但當(dāng)一臺(tái)鍋爐因故停運(yùn) 時(shí)，鍋爐房的供熱能力仍不小于最大供熱能力的 50%。一個(gè)鍋爐房內(nèi)宜統(tǒng) 一鍋爐型號，供熱參數(shù)及燃燒方式。 行政管理區(qū) 設(shè)生產(chǎn)綜合辦公樓一座，內(nèi)設(shè)調(diào)度室、辦公室、會(huì)議室、資料室、總 機(jī)室等。 站內(nèi)設(shè)有花壇，綠化帶等綠化場所，要求綠化面積為站場占地總面積 的 10%。 1.4 流程及流程說明 1.4.1 流程設(shè)計(jì)原則 設(shè)計(jì)工藝流程應(yīng)能保證聯(lián)合站處理的油氣產(chǎn)

21、品的質(zhì)量要求，產(chǎn)量高， 經(jīng)濟(jì)效益好。在滿足聯(lián)合站各項(xiàng)生產(chǎn)任務(wù)的基礎(chǔ)上，應(yīng)充分采用先進(jìn)技術(shù)， 考慮各種能量的合理利用，采用密閉流程，避免各種蒸發(fā)損耗，工藝流程 應(yīng)能適應(yīng)操作的變化，但又要避免煩瑣，防止浪費(fèi)，管線閥門要盡量少， 線路要短，油氣流向合理。 在原油開采至凈化外輸?shù)娜荛]流程，要比開式流程有多方面的優(yōu)點(diǎn)： (1) 一般的開式流程原油損耗約為 24%，而密閉后能降低到 0.5%以 下，密閉式流程不僅降低了油氣損耗，而且還提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。 (2) 密閉式流程結(jié)構(gòu)簡單，成本降低，有利于提高自動(dòng)化工致程度和 管理水平。 設(shè)計(jì)中考慮到進(jìn)站原油的含水率（70%）和含氣量（綜合油氣比為 55Nm3(

22、氣)/t（油） ，工藝上采用油氣三級分離，兩段脫水。三級分離指一級 油氣水三相分離，二級緩沖分離以及在穩(wěn)定塔內(nèi)的三級分離。兩段脫水是 指一級油氣水三相分離脫水和電脫水器脫水。 1.4.2 本站工藝流程 該站除正常的生產(chǎn)流程外，還有站內(nèi)循環(huán)以滿足原油不需外輸時(shí)的要 求，還有原油罐區(qū)用以事故（如停電）發(fā)生后儲(chǔ)存油品，等來電后，再進(jìn) 入正常工作，避免因聯(lián)合站或外輸管線的突發(fā)事故而影響油田生產(chǎn)。 原油在聯(lián)合站內(nèi)處理的工藝流程如下： 正常流程： 注破乳劑 氣計(jì)量氣站 站外來油進(jìn)站閥組油氣水三相分離器緩沖罐循環(huán)泵 污水污水處理區(qū) 電脫水器加熱爐原油穩(wěn)定塔（凈化油罐）原油外輸泵計(jì)量外 輸 1

23、.4.2.2 無泵流程： 注破乳劑 氣計(jì)量氣站 站外來油進(jìn)站閥組油氣水三相分離器緩沖罐 污水污水處理區(qū) 電脫水器加熱爐原油穩(wěn)定塔（凈化油罐）原油外輸泵計(jì)量外 輸 停電流程： 進(jìn)站來油進(jìn)站閥組油氣水三相分離器緩沖罐事故罐循環(huán)泵 后的正常流程 進(jìn)站總閥組和電脫水器都設(shè)有加藥裝置，可以加入破乳劑，以利于油 氣水在分離器中的分離和電脫水器的脫水。 程設(shè)計(jì)中的幾點(diǎn)說明： (1) 各作業(yè)區(qū)，裝置的布置應(yīng)與平面布置相符，應(yīng)標(biāo)明各工藝管線尺 寸、安裝高度、介質(zhì)的流向、管線線型及管件應(yīng)符合的規(guī)定，尺寸不按比 例。 (2) 凡是由于偶然事件（著火停電）或操作失去可能使壓力升高而造

24、成事故之處（如分離器、加熱爐、油罐、輕油罐等常壓容器及往復(fù)泵、齒 輪泵出口） ，都裝備有安全閥或呼吸閥。 (3) 凡是不允許液體倒流之處（如離心泵的出口、有壓進(jìn)罐管線、藥 劑線進(jìn)電脫水器入口等）都裝上了止回閥。 (4) 為防止爆炸、火災(zāi)等惡性事故蔓延，流程設(shè)計(jì)必須要有切斷油氣 源的措施（如壓力越站、緊急放空、自動(dòng)關(guān)閉油罐進(jìn)出口閥門） 。 1.5 管線的安裝說明 (1) 在總平面圖上分區(qū)布置的基礎(chǔ)上，油氣、熱力、供排水管線及電 路、電信線路應(yīng)盡量縮短長度，在滿足水力、熱力要求下，線路布置力求 整齊、美觀。 (2) 場區(qū)內(nèi)各種地上、地下線路和供電、通信線路集中布置在場區(qū)道 路的兩側(cè)，應(yīng)避免地上管線

25、和電力、電信線包圍工藝裝置和獨(dú)立的建筑物， 并減少和場區(qū)道路的交叉，交叉時(shí)采用直交。 (3) 主要的油管線均采用伴熱管線。 (4) 場區(qū)管線的敷設(shè)方式，根據(jù)場區(qū)土壤性質(zhì)和地下水分布情況確定。 帶壓的油、氣、水、風(fēng)管線一般采用地上架空敷設(shè)；罐區(qū)至泵房的管線采 用管墩地面敷設(shè)，管道水平間距大于 0.2m，并做好埋地鋼管的防腐工作。 (5) 管線架空敷設(shè)時(shí)，管底距地面為 2.2m；當(dāng)架空管線下面安裝有泵、 換熱器或其他設(shè)備時(shí)，管底距地面高度應(yīng)滿足安裝和檢修時(shí)起吊要求；敷 設(shè)于管墩的地面管線，管底距地面 0.30.5m，與人行道交叉時(shí)應(yīng)加設(shè)過橋。 (6) 管線跨越道路時(shí)，其底管高度要求：距主要道路路面

26、不小于 4.5m，距人行道路面不小于 2.2m。 1.6 選取的設(shè)備表 油氣水三相分離器4000168005 臺(tái) 原油臥式緩沖罐4000176002 臺(tái) 電脫水器3600140004 臺(tái) 水套加熱爐 HJ1250-H/2.5-Q 4 臺(tái) 外輸泵 DYI 155-30 3 臺(tái) 循環(huán)泵 IY200-150-250B 3 臺(tái) 鋼制浮頂罐10000 3 m 5 座 第 2 章 聯(lián)合站工藝計(jì)算書 2.1 有關(guān)參數(shù)的計(jì)算 2.1.1 規(guī)模設(shè)計(jì) 原油處理能力(年工作日：365 天) 350 萬噸/年=9589.0411 噸/天=399.5434 噸/小時(shí) 考慮油田生產(chǎn)不穩(wěn)定性，取不穩(wěn)定系數(shù)

27、1.2 則原油處理能力為：9589.04111.2=11506.8493 噸/天 399.54331.2=479.4520 噸/小時(shí) 天然氣處理能力 已知來油綜合氣油比為：55Nm 3(氣)/t(油) 則氣體處理能力為：11506.849355=632876.7115Nm 3/d 2.1.2 油氣物性計(jì)算 原始數(shù)據(jù) (1) 原油密度： 0 . 830 20 kg/m 3 (2) 原油粘度： 8448 . 7 50 厘沱 (3) 原油凝點(diǎn)： 30 (4) 原油比熱： 0.5kcal/(kg) (5) 原油含蠟： 17.46% (6) 天然氣密度： 0.96 kg/

28、m 3 原油物性參數(shù)計(jì)算 (1) 密度 由油氣集輸式(4-42)，在 20-120范圍內(nèi) t = )20(1 20 t （2- 1） 780 20 860 時(shí)，=(3.083-2.63810 3 20 )10 3 1/ (2) 動(dòng)力粘度 由油氣集輸式(4-44) 1 000 )lg()(1*)( 1 ttt cttac c （2-2） 1000 t mPas 時(shí)，c=10，a=2.5210 3 1/ 10 t 1000mPaS 時(shí)，c=100, a 3 1044 . 1 1/ t 10mPaS 時(shí)，C=1000，a 3 1076 . 0 1/ 式中， t ， 0t 溫度為t()

29、和 0 t()時(shí)原油的粘度，毫帕秒； c，a系數(shù)。 (3) 運(yùn)動(dòng)粘度： ttt (2-3) 式中， t t時(shí)原油的運(yùn)動(dòng)粘度，厘沱； t t時(shí)原油的動(dòng)力粘度，mPas； t t時(shí)原油的密度，kg/m 3。 由上面的公式，可以計(jì)算出各溫度下原油的密度、運(yùn)動(dòng)粘度、動(dòng)力粘 度，結(jié)果如表 2-1 所示： 表 2-1 原油的密度、運(yùn)動(dòng)粘度、動(dòng)力粘度 溫度（c）密度（kg/m3） 運(yùn)動(dòng)粘度 （cst） 動(dòng)力粘度（mpa.s） 40815.410.09088.228 45811.98.87967.029 47.5810.17.34815.952 50808.37.84486.341 52806.97.4729

30、6.030 55804.86.95525.598 60801.46.18774.959 計(jì)算示例，取 t=40 (1) 密度： 由式（2-1） 433 10935 . 8 10) 0 . 83010638 . 2 083. 3( (1/) 則 4 . 815 )2040(10935 . 8 1 0 . 830 )20(1 4 20 40 t Kg/m 3 (2) 動(dòng)力粘度： 由式（2-2） 50 =7.8448cst= 6 108448 . 7 m2s 50 = 5050 =7.844810-6808.3=6.341 mPas 取 C=1000，a 3 1076 . 0 1 000 )lg()

31、(1*)( 1 ttt cttac c 13 )341 . 6 1000lg()5040(1076 . 0 1*)341 . 6 1000( 1000 1 =8.228 mPas10mPas (2) 運(yùn)動(dòng)粘度： 由式（2-3） ttt = 4 . 81510228 . 8 3 =10.0908cst 天然氣的物性參數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)狀況下天然氣的密度為 g 0.9408 3 kg/m，則 天然氣的相對密度為：87801 . 0 206 . 1 9408 . 0 a g g 當(dāng)0.51 時(shí) 臨界壓力： c P（55.310.4 0.5 ） 5 10 4.61MPa 臨界溫度： c T 12

32、238 0.5 122380.78010.5=215.01K 2.1.3 有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)的確定 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定 原油含水： 70% 原油進(jìn)站溫度： 40C 進(jìn)站壓力： 0.5MPa 油氣水三相分離器: 進(jìn)口溫度：40C 出口溫度：55C 控制壓力：0.5MPa(0.4MPa) 出口原油含水：%20 緩沖罐 控制壓力: 0.15MPa 電脫水器： 脫水溫度：52C 操作壓力：0.3MPa 出口原油含水:10min 基本滿足要求 校核氣體處理量 標(biāo)準(zhǔn)狀況下天然氣的密度為： g 0.9408 3 kg/m，則 天然氣的相對密度為：7801 . 0 206 . 1 940

33、8 . 0 a g g 由油氣集輸式(4-69)，求天然氣的臨界參數(shù) 當(dāng)0.51 時(shí) 臨界壓力： c P（55.310.4 0.5 ） 5 10 4.61MPa 臨界溫度： c T 12238 0.5 122380.78010.5=215.01k 對比壓力：1084 . 0 611 . 4 5 . 0 cr PPP 對比溫度：5255 . 1 01.215)15.27355( cr TTT 由油氣集輸 ，滿足 02 r P，1.256 . 1 r T時(shí)，天然氣的壓縮因 子可用下述簡便方法計(jì)算： rr PTZ)6 . 034 . 0 (1=1084 . 0 )6 . 05255 . 1 34 .

34、 0 (1=0.9912 分離條件下氣體密度： 90 . 3 9912 . 0 )27355(1013 . 0 15.2735 . 0 9408 . 0 zs s gsg TP PT kg/m 3 分離條件下的氣體粘度： 015 . 6 328 6 . 1063 7801 . 0 2781 . 0 57 . 2 6 . 1063 2781 . 0 57 . 2 T x 351 . 1 015 . 6 04 . 0 11 . 1 04 . 0 11 . 1 xy 4 5 . 1 10 3188 . 17425 . 0 58.377 4 . 122 )1844 . 0 77 . 7 (415 .

35、2 T c 0115 . 0 10 3288 . 17801 . 0 58.377 4 . 122 318)7801 . 0 1844 . 0 77 . 7 (415 . 2 4 5 . 1 ) 1000 (exp y g xc ) 1000 90 . 3 (015 . 6 exp0115 . 0 351 . 1 =1.1510 5 Pas 阿基米德準(zhǔn)數(shù)： 2 3 )( g ggl r gd A 25 34 )1015. 1 ( 90 . 3 8 . 9)90. 3 8 . 804()10( =231.46 查油氣集輸表(3-11)知，油滴沉降流態(tài)處于過渡流，則雷諾數(shù)： 317 . 7 46.

36、231153 . 0 153 . 0 714 . 0 714 . 0 re AR 計(jì)算油滴均勻沉降速度： 由油氣集輸式(3-46)知： a g e d R 得216 . 0 90 . 3 10 317 . 7 1015 . 1 4 5 g eg o d R m/s 由油氣集輸式(3-61) 53 . 1 216 . 0 67 . 2 4 440.13 7 . 07 . 0 o e gh h l m/s 標(biāo)況下，臥式分離器的氣體處理能力： 由油氣集輸式(3-68)計(jì)算，取載荷波動(dòng)系數(shù)4 . 1 ZTP PT frNQ s s ghgs )( 2 2 0.5 273 3 (28.9090) 1.5

37、3 0.1013 0.9912 328 1.4 =49.612m3/s =4.2864106Nm3/d6.32910 6Nm3/d 選用 5 臺(tái)168004000臥式三相分離器，完全能夠滿足生產(chǎn)要求。 液體升溫所需熱量計(jì)算 流體由管線進(jìn)入三相分離器，溫度由 40上升到 55，升溫所需要的 熱量 owg QQQQ，由于氣相質(zhì)量較小，略去 g Q。 下面計(jì)算每臺(tái)分離器所需的熱量 已知： ooo QG Ct , www QG Ct o 1.884C kJ/kg w C =4.1868kJ/kg 4 3 10589. 9 5 104516.479 Gkg/h 5 3 10237 . 2

38、 3 . 05 7 . 0104516.479 w Gkg/h 151868 . 4 10237 . 2 15884 . 1 10589 . 9 54 Q 7 10676. 1kJ/h 77 35 1.676 108.379 10QQ 總 kJ/h 三臺(tái)分離器升溫所需的熱量共計(jì) 7 10379. 8kJ/h 2.2.2 原油緩沖罐的選型 從三相分離器出來的油水混合物含水 20%，出口溫度 55，此時(shí)油水 混合物的密度為：86.84310002 . 083.8048 . 02 . 08 . 0 wo 3 kg/m 從三臺(tái)三相分離器出來的含水油在 55是的體積流量： ow QQQ 其中： 4 3

39、10430 . 1 8 . 804 10849.11506 o o o G Q /dm3； 34 105744 . 3 10430 . 1 4 1 4 1 oW QQ/dm3。 則： 33 105744 . 3 1000105744 . 3 wwW QGt/d 29.15081849.11506 4 . 3574 ow GGG總t/d 所以， 4 3 10788 . 1 86.843 1029.15081 總 總 G Q/dm32069 . 0 /sm3 由9552 . 6 2 m /s，17880Q/dm3查文獻(xiàn)2表 2-1-6 得緩沖罐的規(guī) 格 400017600。 假定來油停留 15 分

40、鐘，一臺(tái)緩沖分離器的日處理量為 9600/dm3 4 3 10788 . 1 8 . 8048 . 0 10984.11506 總 G Qo/dm3 86 . 1 9600 10788 . 1 4 Q Q n o 取2n 由于罐內(nèi)壓力超過控制壓力時(shí)，控制閥會(huì)自動(dòng)打開，所以緩沖罐的罐 壓力可保持在 0.15MPa 2.2.3 電脫水器的選取 確定電脫水器臺(tái)數(shù) 操作溫度：52； 操作壓力：0.3MPa； 查油田油氣集輸設(shè)計(jì)技術(shù)手冊表(2-5-1)選取360014000 的電脫 水器，其中空容積是 155.7m3/臺(tái)，且知道一般原油在電脫水器中的停留時(shí) 間是 40 分鐘。 一級分離后

41、，進(jìn)入電脫水器的原油含水率為 20%，由油田油氣集輸 設(shè)計(jì)技術(shù)手冊式(2-3-1)計(jì)算單臺(tái)電脫水器的含水原油的體積流量： 單臺(tái)電脫水器的含水原油體積流量： i V V t （2-5） 式中：V單臺(tái)電脫水器處理的含水原油體積流量，/hm 3 ； i V電脫水器的空罐容積，/臺(tái)m3； t選定的含水原油在電脫水器內(nèi)的停留時(shí)間，h。 由式（2-5） 55.233 40 60 7 . 155 t V V i m3/(h臺(tái)) 則，經(jīng)電脫水器處理的含水原油的體積流量為： 74.742 8 . 010 9 . 806 104516.479 3 3 Vm3/h 由油田油氣集輸設(shè)計(jì)技術(shù)手冊式(2-3-2)計(jì)算所需

42、的電脫水器運(yùn)行 的臺(tái)數(shù)。 18 . 3 55.233 74.742 V V n(臺(tái)) 取 N=4 臺(tái) 電脫水器的校核 實(shí)際的體積流量為： 4 74.742 V=185.685m3/h 實(shí)際的停留時(shí)間：min31.50 685.185 0 7 . 155 t40min 當(dāng)一臺(tái)檢修時(shí)，即 N=3 單臺(tái)體積流量為： 3 74.742 V247.58m3/h 且 120%V=1.2233.55=280.26m3/hV=247.58m3/h 即選用了 4 臺(tái)300011000 的電脫水器滿足要求。 2.2.4 加熱爐的選型 站內(nèi)油品共有次加熱，分別是： (1) 油品從電脫水器到穩(wěn)定的過程

43、中需要加熱 ； (2) 原油從凈化油罐到外輸泵的過程中需要加熱； (3) 在事故流程中，油品從低含水罐到電脫水器的過程中需要加熱。 下面分別計(jì)算： 油品進(jìn)入穩(wěn)定塔前需要的加熱爐： 進(jìn)口溫度 52，出口溫度 60。此時(shí)原油含水15 所以，選取 4 臺(tái) HJ1250-H/2.5-Q 微正壓燃燒水套加熱爐(加熱爐效率 為 90.6%)滿足要求。 油品從低含水油罐到電脫水器的過程中所需要的加熱爐的臺(tái) 數(shù) 低含水油罐油溫為 45，電脫水器的操作溫度為 52，此時(shí)油水共存， 也分兩部分計(jì)算： (1) 加熱純油所需要的熱量： 6 . 3 4552 2 . 45 . 04516

44、.479 6 . 3 )( 21 tt CGQ pm油 =1957.725Kw (2) 加熱油中水需要的熱量： 3.6 45-52 4.22 . 0 8 . 0 479.4516 水 Q=978.88Kw (3) 總熱量為： Q 油 Q + 水 Q =1957.725+978.88=2936.61Kw 即加熱爐的總負(fù)荷為 2936.61Kw，由 中計(jì)算可知選取 3 臺(tái) HJ1250-H/2.5-Q 微正壓燃燒水套加熱爐(加熱爐效率為 90.6%)滿足要求。 由于油品從低含水油罐到電脫所需加熱爐可以與從凈化罐到外輸泵所需加 熱爐公用，故選 4 臺(tái)加熱爐。 2.2.5 罐的選取 由

45、油庫設(shè)計(jì)和管理式(1-4)計(jì)算站內(nèi)油罐總?cè)萘浚?365 MT Vs （2-7） 其中， s V油庫的設(shè)計(jì)容量，m3； M油田預(yù)計(jì)全年輸往該油庫的原油量，t/a； 原油密度，t/m3 油罐利用系數(shù)，取 0.85； T儲(chǔ)備天數(shù)，取 3 天； 9 . 086.811365 32 . 11010350 34 s V=4.7104 所以，選取 10000 的浮頂罐的臺(tái)數(shù)為 n=5 臺(tái)，其中含水油罐和凈化油 罐互為備用。 2.3 站內(nèi)工藝管線的選取及壓降計(jì)算 由于站內(nèi)管線較短，有關(guān)外面包覆有保護(hù)層，故溫降可忽略不計(jì)。另 外，除在大罐內(nèi)以外，溫降很小。因此，本聯(lián)合站在站內(nèi)的工藝管線設(shè)計(jì) 計(jì)算中不考慮溫降。

46、2.3.1 進(jìn)站閥三相分離器匯管選取 （1） 液相流量計(jì)算 已知 G=11506.849t/d 40=815.4 3 kg/m 4 40 104112 . 1 4 . 815 849.11506 G Q 3 m /d 原油含水率為 70%，所以進(jìn)站的液相流量 4 4 10704 . 4 3 . 0 104112 . 1 3 . 0 Q Qlm3/d=0.5444 3 m /s （2）天然氣的處理能力 Qgs=6.3288 5 103288 . 6 gs QNm3/d 進(jìn)站條件下，氣體流量由氣體狀態(tài)方程可得： PT TQP Q s gss g （2-8） 式中，Ps,Ts,Qs工程標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的壓

47、力、溫度、流量 由式（2-8） 5 5 0.101325 6.3288 10313 1.37 10 0.5293 273 g Q m3/d=1.5856m3/s 來油氣液混合物的流量： 130 . 2 5856 . 1 5444 . 0 gl QQQ總m3/s 每根管的流量近似?。?260 . 0 5 130 . 2 5 總 Q Qm3/s 氣液混合物的進(jìn)站流速取 2.0m/s 則管徑521 . 0 0 . 214 . 3 4260 . 0 44 w Q d m 由油田集輸設(shè)計(jì)技術(shù)手冊 （下冊）表 15-6-20 選用管徑 5296 則混合物的實(shí)際流速 2 4 0.4260 2.030 3.1

48、4 0.517 Q A m/s 原油進(jìn)站壓力為 0.5MPa，一級三相分離器控制壓力為 0.4MPa，所以， 該管段壓降應(yīng)不大于 0.1MPa。 由油氣集輸儲(chǔ)運(yùn)設(shè)計(jì)手冊(大慶)式(3-15)計(jì)算管徑 P= 75 . 3 75 . 0 5 . 1 52 . 0 dP LG o （2-9） 式中， o ：氣液比，Nm 3/t G：液相流量，t/d L：管線長，Km D：管線內(nèi)徑，cm。 P= 2 1 (P1+P2)，管線內(nèi)平均壓力，kgf/cm2。 由平面布置圖可知：L=40m=0.04Km P= 2 1 (P1+P2)= 2 1 (5.0+4.0)=4.5kgf/cm2 由式（2-9）校核壓降： P= 75 . 3 75 . 0 5 . 1 7 . 515 . 4 04 . 0 553920052 . 0 =0.925f/cm 21kgf/cm2 滿足壓力要求，計(jì)